本发明涉及仪器仪表领域，更具体涉及一种电能表运行状态的评价方法。
背景技术：
作为法定计量器具的电能表，承担着电压、电流、电能量等重要信息的测量、存储和传输任务，电能计量和信息传输的准确、及时关系到电力公司与客户之间电费结算的质量和效率。对于数百万只计量电量较大的运行电能表，目前一般都采用定期现场检验的方式监控其运行状态。交通和人力方面投入量巨大，难以满足目前企业减员增效的管理方向。同时，随着科技进步和产品质量的提高，电能表的现场运行故障率越来越低，频繁的现场检验缺乏实际意义。
故提出一种电能表运行状态的评价方法，以解决上述技术问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种电能表运行状态的评价方法，解决了电能表运行中计量状态的合理评估和正确评价问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种电能表运行状态的评价方法，包括以下步骤：
建立电能表的运行状态评价模型；
选取影响电能表运行状态的因素作为状态量；
根据对电能表运行状态的影响类型对所述状态量进行功能单元划分；
根据所述状态量的特点建立状态量评分模型并确定评价内容；
根据评分模型和评价内容分别计算不同状态量的评价分值；
计算出电能表运行状态的综合评价分值；
建立电能表综合评价分值和电能表的故障率的关联关系模型。
所述状态量包括电能表的基本误差S1、运行误差S2、误差分散性S3、退货率S4、运行故障率S5、运行时间S6、家族缺陷S7、在线监测电量异常S8、在线监测时钟异常S9和用户信誉S10。
所述功能单元包括基础单元、检测单元、监测单元和家族缺陷单元。
按照不同功能单元分别计算出基础评分B、检测评分T、监测评分M和家族缺陷评分F，并最终得出电能表运行状态的综合评价分值G＝BTMF。
所述基础单元评分B根据包括退货率S4、误差分散性S3、运行故障率S5、基本误差S1、运行时间S6和用户信誉S10确定；基础评分Bi为基础单元评分中各状态量评分。
所述退货率S4通过下式(1)确定，退货率S4评分模型B1通过下式(2)确定：
B1＝10×(1-S4) (2)
所述误差分散性S3通过标准偏差算法计算得到，误差分散性S3的评分模型B2通过下式(4)确定：
其中，N为被评价电能表所属批次的电能表数量，xi为被评价电能表所属批次第i只电能表的基本误差数值，为被评价电能表所属批次所有电能 表基本误差的平均值；
所述运行故障率S5通过下式(5)确定，运行故障率S5的评分模型B3通过下式(6)确定：
B3＝20×(1-S5) (6)
所述基本误差S1通过选取电能表实际运行过程中的3个负荷点的实验室检定误差值计算得到，所述负荷点如下：
(1)Un，In，的误差值S1-1；
(2)0.2S级和0.5S级取Un，0.02In，的误差值，
1级和2级取Un，0.05In，的误差值S1-2；
(3)Un，Imax，的误差值S1-3；
其中，Un为被评价电能表的额定工作电压，In为被评价电能表的额定工作电流，为被评价电能表工作状态时电压、电流的相位差；
基本误差S1的评分模型B4通过下式(7)确定：
所述运行时间S6指电能表的运行年数；运行时间S6的评分模型B5通过下式(8)确定：
B5＝20-2.5×S6 (8)
所述用户信誉S10指电能表的计量用户在用电历史上是否存在窃电以及异动和破坏电能表的行为；用户信誉S10的评分模型B6通过下式(9)确定：用户近一年内发生未过窃电等破坏电能表的行为，则B6＝0；否则B6＝10。
根据反映电能表的运行误差特性的状态量运行误差S2设置检测单元评分T；所述运行误差S2的数值通过现场检验获得，检测单元评分T其评分模型通过下式(10)确定：
其中：
根据状态量在线监测电量异常S8和在线监测时钟异常S9确定监测功能评分M；所述在线监测电量异常S8评价周期内在线监测信息系统发现的真实的电量异常；所述在线监测时钟异常S9评价周期内在线监测信息系统发现的时钟异常事件的数量；所述在线监测电量异常S8和在线监测时钟异常S9的数值通过在线监测信息系统统计获得：监测评分模型通过下式(11)确定：
M＝M8×M9 (11)
其中，M8i＝80％
M9i＝95％。
根据状态量家族缺陷S7确定家族缺陷功能评分F，其评分模型通过下式(12)确定：
其中，n为发生该项家族缺陷的电能表数量(N＞n≥1)，N为家族电能表总数量；S7的取值如下：
当对电能表控制功能有影响时，S7为86％～100％；
当对电能表时钟功能有影响时，S7为51％～85％；
当对电能表显示、通信功能有影响时，S7为16％～50％；
当对电能表计量、存储性能有影响时，S7为0～15％。
所述电能表综合评价分值和电能表的故障率的关联关系模型根据电子产品可靠度与故障率的关系建立：所述电子产品可靠度与故障率的关系通过下式(13)确定：
其中，λ为故障率，R为可靠度，t为未来的某个时间点；
短时间几天Δt内λ(t)视为常数，根据公式(13)得出Δt时间内的短期可靠度为：
R(t)＝e-λΔt (14)
当电能表状态变坏时，其故障率呈指数规律变化，因此，当电能表整体评价分值为G时，其故障率为：
λ＝K·e-CG (15)
当电能表的综合状态分值为G时，Δt时间内的短期可靠度为：
K为比例系数和C为曲率系数，均通过样本统计计算得到。
根据电能表综合评价分值和电能表的故障率的关联关系模型，建立起状态评价分数与故障率的对应关系，结合实际管理需要，将电能表的运行状态划分为稳定、正常和预警三种，依此执行不同的检验周期。
和最接近的现有技术比，本发明提供技术方案具有以下优异效果
1、本发明技术方案合理利用了现有信息系统已成熟应用的监测方法和手段，通过对电能表的历史数据、关联信息等状态量的数据分析，应用科学的数理统计方法，进行准确评估电能表运行状态；
2、本发明技术方案应用有助于开展动态周期的现场检验，降低电能表的运行维护成本，减少交通和作业安全风险；
3、本发明技术方案可确保电能表的计量性能稳定和持续受控，提高设备质量和运行可靠性；
4、本发明技术方案使得电能表的测量更为准确，提高工作效率。
附图说明
图1为本发明实施例方法框图。
具体实施方式
下面结合图1和实施例对发明作进一步的详细说明。
实施例：
本发明提供一种电能表运行状态的评价方法，可以通过对基本误差、运行误差、误差分散性、退货率、运行故障率、运行时间与环境、家族缺陷、在线监测电量异常、在线监测时钟异常、用户信誉等多个因素对电能表的运行状态进行综合评价。
所述方法包括：建立电能表的运行状态评价模型，选取电能表的基本误差S1、运行误差S2、误差分散性S3、退货率S4、运行故障率S5、运行时间S6、家族缺陷S7、在线监测电量异常S8、在线监测时钟异常S9、用户信誉S10等多个可能影响电能表运行状态的因素作为状态量。根据对电能表运行状态的影响类型对状态量进行功能单元划分，包括基础单元、检测单元、监测单元和家族缺陷单元。针对状态量特点建立状态量评分模型和确定评价内容，可反映出电能表运行状态的相关性能属性。根据评分模型和评价内容输入值分别计算不同状态量的评价分值，按照不同功能单元分别计算出基础评分B、检测评分T、监测评分M和家族缺陷评分F，然后计算出电能表运行状态的综合评价分值G＝BTMF。最后建立了电能表综合评价分值与电能表的故障率及 可靠性指标的关联关系计算模型。
选择反映电能表的基础质量水平的状态量设置基础单元评分B，包括退货率S4、误差分散性S3、运行故障率S5、基本误差S1、运行时间S6和用户信誉S10等参数，各状态量评分总和为100分。基础评分中各状态量评分Bi的计算方式见下表，基础评分
其中：
1.退货率S4指同一制造厂商由于质量问题发生的退货情况，退货率高低能够反映该批电能表的一定程度的基础质量水平高低。S4的计算方法见公式(1)，退货率S4评分模型B1见公式(2)：
B1＝10×(1-S4) (2)
2.误差分散性S3指同一供货批次电能表在额定负荷点，功率因数为1.0时实验室检定误差的整体分散性，该误差值的分布情况能够反映该批次电能表的工艺一致性和质量水平高低。S3的数值通过标准偏差算法计算得到，见公式(3)，误差分散性S3的评分模型B2见公式(4)。
3.运行故障率S5指同一到货批次电能表运行故障率，计算方法见公式(5)，运行故障率S5的计算方法见公式(5)，运行故障率S5的评分模型B3见公式(6)。
B3＝20×(1-S5) (6)
4.基本误差S1指电能表在试验室检定时的误差值，选取电能表实际运行过程中最具代表性的3个负荷点的实验室检定误差值计算得到，具体负荷点如下：
(1)Un，In，的误差值S1-1；
(2)0.2S级和0.5S级取Un，0.02In，的误差值，
1级和2级取Un，0.05In，的误差值S1-2；
(3)Un，Imax，的误差值S1-3；
基本误差S1的评分模型B4见公式(7)。
5.运行时间S6指电能表的运行年数，随着运行时间的变化，电子元器件的老化加剧，将导致电能表的可靠性降低。运行时间S6的评分模型B5见公式(8)。
B5＝20-2.5×S6 (8)
6.用户信誉S10指电能表的计量用户在用电历史上是否存在窃电以及异动、破坏电能表的行为。用户人为的破坏电能表等计量装置的行为会直接导致电能表运行质量降低。用户信誉S10的评分模型B6见公式(9)。
用户近一年内发生过窃电等破坏电能表的行为B6＝0；否则B6＝10。(9)
选择反映电能表的运行误差特性的状态量运行误差S2设置检测单元评分T。运行误差S2的数值通过日常的现场检验直接获得，检测单元评分T其评分模型见公式(10)。
其中：
选择能够监测电能表运行异常的状态量在线监测电量异常S8、在线监测时钟异常S9表示监测功能评分M，在线监测电量异常S8、在线监测时钟异常S9的数值通过系统统计获得，分别指评价周期内在线监测信息系统发现的真实的电量异常、时钟异常事件的数量，监测评分模型见公式(11)。
M＝M8×M9 (11)
其中，M8i＝80％
M9i＝95％
选择能够表示电能表家族性缺陷影响大小的状态量家族缺陷S7表示家族缺陷功能评分F，其评分模型见公式(12)。
其中S7的取值见下表。
建立了电能表评价状态分值与电能表故障率之间的关联关系模型。根据电子产品可靠度与故障率的经典关系公式(13)，
其中λ为故障率，R为可靠度。
短时间Δt内λ(t)可视为常数，根据公式(13)得出Δt时间内的短期可靠度为：
R(t)＝e-λΔt (14)
当电能表状态变坏时，其故障率一般呈指数规律变化，因此，当电能表 整体评价分值为G时，其故障率为：
λ＝K·e-CG (15)
相应当电能表的综合状态分值为G时，Δt时间内的短期可靠度为：
比例系数K和曲率系数C可通过样本统计计算得到。
根据电能表综合状态分值与故障率的关系计算模型，建立起状态评价分数与故障率的对应关系，结合实际管理需要，可以将电能表的运行状态划分为稳定、正常、预警三种，依此执行不同的检验周期。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员尽管参照上述实施例应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。