馮加坤 安德寶 李濤

摘?要：隨著我國經(jīng)濟(jì)在快速發(fā)展，社會在不斷進(jìn)步，綜合國力顯著加強(qiáng)，文中借助組合賦權(quán)和模糊理論對一二次融合斷路器的性能狀態(tài)進(jìn)行綜合評估。首先根據(jù)一二次融合斷路器自身性能特點(diǎn)建立了一種能夠反映性能狀態(tài)水平的評價(jià)指標(biāo)體系;其次利用層次分析法確定主觀權(quán)重，熵值法確定客觀權(quán)重，并通過組合權(quán)重法確立了各指標(biāo)的綜合權(quán)重;最后利用模糊綜合評判法對已投運(yùn)的設(shè)備進(jìn)行模糊綜合評估，利用模糊理論確立所需的隸屬函數(shù)，運(yùn)用反模糊綜合評判量化評估結(jié)果。將評估結(jié)果與測試系統(tǒng)的檢測結(jié)果對比，驗(yàn)證了所提方法的合理性以及評估模型的有效性。

關(guān)鍵詞：一二次融合斷路器;狀態(tài)評估;層次分析法;熵權(quán)法;模糊綜合評判

引言

隨著電網(wǎng)建設(shè)的不斷深化，越來越多的智能型柱上開關(guān)應(yīng)用于電網(wǎng)架空線路，使得電網(wǎng)的智能化得到進(jìn)一步的發(fā)展。但在智能化發(fā)展的同時(shí)出現(xiàn)了一些新的問題并嚴(yán)重制約了智能型柱上斷路器的應(yīng)用。在智能化的應(yīng)用過程中設(shè)備出現(xiàn)故障后不同項(xiàng)目、工程的接口技術(shù)要求不統(tǒng)一、不標(biāo)準(zhǔn)，直接導(dǎo)致一二次設(shè)備接口不匹配，兼容性、擴(kuò)展性、互換性差，使得線路設(shè)備管理及故障處理復(fù)雜化;設(shè)備在使用過程中會出現(xiàn)各種故障，其產(chǎn)生原因復(fù)雜性各不相同，加之柱上斷路器的使用場所使得故障分析較困難，這將造成設(shè)備一旦出現(xiàn)故障，就難以確定故障原因，責(zé)任難以界定，導(dǎo)致一二次設(shè)備生產(chǎn)廠家相互推諉;智能柱上斷路器目前均使用傳統(tǒng)的電磁式互感器，存在磁飽和和鐵磁諧振等傳統(tǒng)問題;缺乏規(guī)范的一二次設(shè)備聯(lián)動測試的機(jī)制等問題。

1現(xiàn)階段配電網(wǎng)需要解決的關(guān)鍵問題

隨著國家電改政策的逐步推進(jìn)，新的售電公司的出現(xiàn)形成新的競爭格局，配網(wǎng)的運(yùn)行效率和效益將成為電網(wǎng)公司需要面對的實(shí)際關(guān)鍵問題。（1）提高配網(wǎng)故障搶修效率，減少停電時(shí)間（這依賴于短路和接地故障的自動隔離水平）。通過精益化線損管理，降低配網(wǎng)的線損率，提高經(jīng)濟(jì)效益。（2）配電網(wǎng)設(shè)備現(xiàn)階段存在的以下問題：問題一：加快配電網(wǎng)建設(shè)升級改造的過程中，配電自動化系統(tǒng)所涉及的一二次設(shè)備的連接接口不相互匹配，兼容性、互換性、擴(kuò)展性差，電氣設(shè)備部件較多，安裝難度較大的問題;問題二：隨著配電網(wǎng)對線損計(jì)量、選擇性保護(hù)等功能的要求越來越高，導(dǎo)致需求設(shè)備種類繁多;電氣設(shè)備需要支持線損計(jì)算統(tǒng)計(jì)要求。問題三：目前一二次設(shè)備都是遵循分開檢測，分別供貨的模式。缺少配電一二次設(shè)備整體測試機(jī)制和規(guī)范，一二次設(shè)備廠家責(zé)任不分明，容易在供貨時(shí)產(chǎn)生糾紛和分歧。綜上所述，為了解決以上幾個(gè)關(guān)鍵問題，提出了配電網(wǎng)設(shè)備一二次融合成套技術(shù)方案。

2模糊理論的一二次融合斷路器狀態(tài)評估

2.1模糊綜合評判

模糊綜合評價(jià)理論應(yīng)用廣泛。應(yīng)用模糊綜合評估理論，對地區(qū)帶電網(wǎng)AVC控制策略進(jìn)行評估，用以分析控制策略的優(yōu)劣和不足。通過模糊層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重，并在采集的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上對分光電源分層的電能質(zhì)量綜合評估，各自采用了對應(yīng)的評價(jià)理論對研究對象的可靠性進(jìn)行了評估。文中模糊評估的基本方案展開如下：（1）評語集的確立根據(jù)融合斷路器實(shí)際的工作情況，考慮對其性能評估的可靠性和精度建立包含5個(gè)涉及斷路器狀態(tài)的評語等級，性能指標(biāo)狀態(tài)的評語集集合可以描述為{嚴(yán)重預(yù)警，預(yù)警，一般，正常，良好};（2）指標(biāo)權(quán)重的確定為了使所確定的指標(biāo)權(quán)重與相應(yīng)屬性與對斷路器的影響程度具有較高的吻合度，本研究采用的權(quán)重賦權(quán)方法為組合賦權(quán)法，即主客觀綜合賦權(quán)法，采用加法集成的方式對權(quán)重進(jìn)行確定。ωi=αai+（1-α）bi，（0≤α≤1）式中：ωi為第i個(gè)指標(biāo)量的組合權(quán)重，a，b分別表示各自的主觀權(quán)重和客觀權(quán)重，α為主客觀偏好系數(shù)，對主客觀偏好系數(shù)的取值為0.5，即主客觀權(quán)重的加權(quán)平均值。（3）評估指標(biāo)隸屬函數(shù)的確定文中采用的隸屬函數(shù)已得到廣泛認(rèn)可，應(yīng)用半梯形和三角形作為指標(biāo)的隸屬函數(shù)。其中V1在0～60范圍內(nèi)，屬于嚴(yán)重預(yù)警;V2在60～70范圍內(nèi)，屬于預(yù)警;V3在70～80范圍內(nèi)，性能狀態(tài)屬于一般;V4在80～90，性能狀態(tài)屬于正常;V5在90～100，性能狀態(tài)屬于良好。

2.2開關(guān)量采集及變位判斷程序的實(shí)現(xiàn)

開關(guān)量的采集程序主要由主控芯片STM32F407來處理完成，采用定時(shí)器設(shè)置了每隔1ms對開關(guān)量進(jìn)行一次數(shù)據(jù)的采集，同時(shí)判斷是否發(fā)生變位。若發(fā)生變位則記錄下發(fā)生變位的時(shí)間，同時(shí)記錄變位狀態(tài)（斷路器等高壓開關(guān)設(shè)備的斷開或者閉合）。確定變位之后，將相關(guān)的變位時(shí)間和變位狀態(tài)信息數(shù)據(jù)發(fā)送給ARM處理器，由ARM對開關(guān)量信息進(jìn)行處理;若沒有發(fā)生變位則不需要傳送。開關(guān)量信號采樣的可靠性對于整個(gè)系統(tǒng)能否正常穩(wěn)定地工作，起著重要的作用。開關(guān)量信號在采集過程中存在抖動現(xiàn)象。開關(guān)量抖動就是由于開關(guān)量在輸入過程中受到外界干擾使得采樣通道采集到錯誤的開關(guān)狀態(tài)并上報(bào)給主控層進(jìn)而產(chǎn)生告警信息，影響了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。為了確保開關(guān)信號的實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性，在本文的軟件設(shè)計(jì)中，筆者加入了去抖算法。給定一個(gè)固定時(shí)間T，當(dāng)信號發(fā)生時(shí)，如果信號抖動時(shí)間△t小于T，之后進(jìn)入一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，則認(rèn)為開關(guān)量發(fā)生變位并取抖動之前的時(shí)間為SOE（帶變位時(shí)標(biāo)的開關(guān)信息的事件順序記錄）時(shí)間;當(dāng)抖動時(shí)間△t大于T時(shí)，則認(rèn)為開關(guān)量輸入信號受到干擾，應(yīng)放棄本次判斷，并重新采集。

2.3 一二次成套FTU的組成和核心功能

（1）FTU主要組成部分核心單元（箱式）或功能插板（罩式）;電源管理模塊和后備電源（免維護(hù)閥控鉛 酸蓄電池或超級電容），滿足FTU、通信設(shè)備及配套操作機(jī)構(gòu)電源要求;無線通信模塊，支持4G/3G/2G五模自適應(yīng)（選配）;電磁式配電線損模塊（分界除外）;航空接插件，304不銹鋼機(jī)箱（IP55）或玻璃鋼材質(zhì)罩式機(jī)殼（IP66）。（2）FTU核心功能支持軟件加密與硬件加密功能，基于內(nèi)嵌安全芯片實(shí)現(xiàn)的信息安全防護(hù)功能，支持SM1加密和解密，算法的簽名和鑒簽功能，滿足滿足電力二次安防有關(guān)規(guī)定及國網(wǎng)信息安全監(jiān)測要求。與配電主站實(shí)現(xiàn)雙向身份認(rèn)證、參數(shù)配置等的簽名驗(yàn)證、數(shù)據(jù)的加解密與完整性保護(hù)。除具備常規(guī)“三遙”功能，還具有相間短路、單相接地等故障處理能力，滿足就地FA功能（自適應(yīng)綜合型、電壓時(shí)間型、電壓電流時(shí)間型）。保護(hù)功能滿足《配電自動化終端子站功能規(guī)范》及《配電自動化終端技術(shù)規(guī)范》相關(guān)要求。具備短路故障判別功能，配合負(fù)荷開關(guān)使用時(shí)結(jié)合變電站出線開關(guān)的動作邏輯實(shí)現(xiàn)故障的有效隔離。配合柱上斷路器，具備故障直接切除功能并可選配三次自動重合閘功能，支持重合閘后加速。具有來電延時(shí)合閘功能、自適應(yīng)延時(shí)合閘和單側(cè)失電延時(shí)投入功能。

結(jié)語

文中以一二次融合斷路器的性能狀態(tài)為研究對象，建立了斷路器的狀態(tài)評估體系;采用組合賦權(quán)的形式確立各指標(biāo)的綜合權(quán)重，規(guī)避了過度依靠專家意見或過度的主觀經(jīng)驗(yàn)論帶來的弊端;同時(shí)運(yùn)用模糊綜合評估理論，得出量化后的斷路器的評估結(jié)果，分析結(jié)果有利于提高一二次融合斷路器的評估運(yùn)維水平。

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