远程评估电能质量在线监测装置可靠性的方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电能质量监测与管理技术领域，尤其涉及远程评估电能质量在线监测装置可靠性的方法及系统。
【背景技术】
[0002]电能质量监测装置的运行管理是电能质量技术监督的工作内容之一。设备可靠性管理是设备运行管理的重要内容之一。所谓电能质量监测装置的可靠性下降，一方面指装置硬件故障导致的装置无法正常运行，一方面也包括装置虽然还能维持正常运行，但测量准确度下降、产生无效异常数据等。现场经验表明，电能质量在线监测装置长期运行后难免由于元器件老化、失效、受到变电站恶劣运行环境的干扰，从而导致装置故障率上升、测量准确度下降、或产生无效异常数据，即装置整体可靠性降低。
[0003]目前常用的设备可靠性评估主要针对装置硬件类可靠性故障，评估方法主要有:
[0004]1、基于设备元器件的可靠性计算设备整体的可靠性。这种方法是对设备可靠性的理论评估，不考虑设备运行环境的影响，因此误差较大，通常只用于对设备可靠性的预评估。
[0005]2、基于对设备进行定期检测评估设备可靠性。这种方法成本高，且需要停止设备运行，通常用于电力一次设备如变压器、电容器组，以及部分特别重要的二次设备如关口表等。设备定期检测又可分为现场检测和实验室检测两种。
[0006]3、基于对设备进行人工巡视评估设备可靠性。这种方法人工成本高，无法做到可靠性预测，并且不能适用于无人值守变电站。
[0007]就电能质量在线监测装置而言，《DL/T1228-2013电能质量监测装置运行规程》也提出要对投运后的电能质量在线监测装置每三年开展定期检测，评估装置可靠性。但是，电能质量在线监测装置主要依据《GB/T19862-2005电能质量监测设备通用要求》研制，而该标准中没有要求电能质量在线监测装置提供现场校验功能和校验口，导致目前电能质量在线监测装置无法进行现场校验，只能拆卸回实验室进行检测。另外，电能质量监测装置数量众多、安装分散，如果每三年拆卸回实验室检测一次，将需要极大的人力物力成本投入，可实现性较差。因此实践中往往是电能质量在线监测装置投运后即不再进行检测，监测装置可靠性，尤其是数据准确性、正确性方面的可靠性隐患极大。
[0008]综上所述，目前缺乏有效的技术和管理手段对电能质量在线监测装置可靠性进行评估。电能质量在线监测装置可靠性降低的最直接后果之一是影响到电能质量数据的完整性和正确性，而数量不够、质量低下的电能质量数据将导致其他电能质量高级应用如电能质量扰动源定位、区域电能质量基准水平评价、电网可靠性分析等等无法开展、或应用结果可信度下降。因此，有必要研究电能质量在线监测装置的快捷、方便、低成本的可靠性评估方法。
【发明内容】
[0009]本发明提供了一种远程评估电能质量在线监测装置可靠性的方法，包括如下步骤:
[0010]查询计算步骤:基于电能质量在线监测系统数据库中存储的电能质量定时记录历史数据，分别计算数据完整率K1和数据正确率K2 ;
[0011]计算处理步骤:基于数据完整率K1和数据正确率K2计算监测装置可靠率K，K =Κ1*λ 1+Κ2*λ2，其中λ?和λ 2是权重，λ?和λ 2分别表示由于监测装置原因导致的数据完整率下降和数据可靠率下降，λ 1+λ2 = 1 ;
[0012]数据完整率ΚΙ = (1-缺失数据个数/期望的数据个数)*100%，其中，期望的数据个数根据电能质量定时记录历史数据的时间间隔计算得到；
[0013]数据正确率Κ2 = (1-异常数据个数/实际存储的数据个数)*100%。其中，异常数据指数据品质因数为FALSE的数据。
[0014]作为本发明的进一步改进，所述数据完整率K1的权重λ 1 = Τ1/(Τ1+Τ2+Τ3) + σ，数据正确率Κ2的权重λ 2 = 1- λ 1 ;
[0015]其中，Τ1表示监测装置总掉电时长，Τ2表示通信中断总时长，Τ3表示通信软件总退出时长，当 Τ1+Τ2+Τ3 = 0 时，Τ1/(Τ1+Τ2+Τ3)取 0 ；
[0016]σ为偏差因子，表示由于一些不可避免的不可知因素导致数据完整率下降，σ取值为0?0.1，在此范围内可人为调整。
[0017]作为本发明的进一步改进，所述权重λ?和λ 2通过专家打分确定。
[0018]作为本发明的进一步改进，该方法还包括综合可靠率计算步骤，在综合可靠率计算步骤中:
[0019]通过单台的监测装置可靠率Κ，计算区域内多台监测装置综合可靠率
[0020]通过单台的监测装置可靠率Κ，计算同型号多台监测装置综合可靠率Κχ。
[0021]作为本发明的进一步改进，该方法还包括评级步骤，在评级步骤中，根据监测装置可靠率Κ，进行可靠性分极。
[0022]本发明还提供了一种远程评估电能质量在线监测装置可靠性的系统，包括:
[0023]查询计算模块:基于电能质量在线监测系统数据库中存储的电能质量定时记录历史数据，分别计算数据完整率Κ1和数据正确率Κ2 ;
[0024]计算处理模块:基于数据完整率Κ1和数据正确率Κ2计算监测装置可靠率Κ，Κ =Κ1*λ 1+Κ2*λ2，其中λ?和λ 2是权重，λ?和λ 2分别表示由于监测装置原因导致的数据完整率下降和数据可靠率下降，λ 1+λ2 = 1 ;
[0025]数据完整率ΚΙ = (1-缺失数据个数/期望的数据个数)*100%，其中，期望的数据个数根据电能质量定时记录历史数据的时间间隔计算得到；
[0026]数据正确率Κ2 = (1-异常数据个数/实际存储的数据个数)*100%。其中，异常数据指数据品质因数为FALSE的数据。
[0027]作为本发明的进一步改进，所述数据完整率K1的权重λ 1 = ΤΙ/ (Τ1+Τ2+Τ3) + σ，数据正确率Κ2的权重λ 2 = 1- λ 1 ;
[0028]其中，Τ1表示监测装置总掉电时长，Τ2表示通信中断总时长，Τ3表示通信软件总退出时长，当 Τ1+Τ2+Τ3 = 0 时，Τ1/(Τ1+Τ2+Τ3)取 0 ；
[0029]σ为偏差因子，表示由于一些不可避免的不可知因素导致数据完整率下降，σ取值为0?0.1，在此范围内可人为调整。
[0030]作为本发明的进一步改进，所述权重λ?和λ 2通过专家打分确定。
[0031]作为本发明的进一步改进，该系统还包括综合可靠率计算模块，在综合可靠率计算模块中:
[0032]通过单台的监测装置可靠率Κ，计算区域内多台监测装置综合可靠率
[0033]通过单台的监测装置可靠率Κ，计算同型号多台监测装置综合可靠率Κχ。
[0034]作为本发明的进一步改进，该系统还包括评级模块，在评级模块中，根据监测装置可靠率Κ，进行可靠性分极。
[0035]本发明的有益效果是:本发明针对电能质量在线监测装置投运后缺乏高效率、低成本的检测手段，从而导致监测装置运行一段时间后容易出现可靠性下降的现状，提出了一种基于对电能质量数据质量、监测装置及其网络、通信软件等进行运行监视，从而远程评估电能质量监测装置可靠性的方法，该方法可由应用软件自动实现，除可实现单台电能质量监测装置可靠性评估之外，还可以实现区域综合可靠率、特定型号监测装置综合可靠率等综合评估，是一种高效率、低成本的管理手段。
【附图说明】
[0036]图1是本发明的方法流程图。
【具体实施方式】
[0037]监测装置可靠性降低导致的最直接后果就是数据质量下降，主要体现在数据完整率方面和数据正确率方面，数据完整率和数据正确率均可基于数据库中存储的电能质量定时记录历史数据计算得到。
[0038]本发明公开了一种远程评估电能质量在线监测装置可靠性的方法，包括如下步骤:
[0039]查询计算步骤:基于电能质量在线监测系统数据库中存储的电能质量定时记录历史数据，分别计算数据完整率Κ1和数据正确率Κ2 ;
[0040]计算处理步骤:基于数据完整率Κ1和数据正确率Κ2计算监测装置可靠率Κ，Κ =Κ1*λ 1+Κ2*λ2，其中λ?和λ 2是权重，λ?和λ 2分别表示由于监测装置原因导致的数据完整率下降和数据可靠率下降，λ 1+λ2 = 1 ;
[0041]数据完整率ΚΙ = (1-缺失数据个数/期望的数据个数)*100%，其中，期望的数据个数根据电能质量定时记录历史数据的时间间隔计算得到；
[0042]数据正确率Κ2 = (1-异常数据个数/实际存储的数据个数)*100%。其中，异常数据指数据品质因数为FALSE的数据；
[0043]权重默认采用专家打分法确定，并可以根据运行监视数据自动智能调整。
[0044]在本发明中，电能质量在线监测装置可简称为监测装置。
[0045]导致数据完整率K1下降的因素有很多种，除了监测装置可靠性降低之外，还有通信网络故障、主站通信软件故障等。因此，计算得到数据完整率低并不能就此判定电能质量在线监测装置的可靠性低，还需要开展诊断分析，排除其他可能原因，才能比较准确的确定数据完整率权重入1。
[0046]所以，就需要对电能质量在线监测装置及其通信网络、主站通信软件等进行运行监视和诊断分析，确认数据完整率权重λ?。
[0047]运行监视和诊断分析的内容包括:
[0048]1)监测装置的运行异常包括掉电、通讯模块故障、死机等。监测装置的运行监视主要依据数据库中存储的装置掉电、上电事件，统计每台监测装置的基本信息(装置型号、序列号、厂家信息)、掉电次数、每次掉电时间和上电时间、总的掉电时长、掉电时长占比等数据。
[0049]2)监测装置通信网络的运行监视主要依据数据库中存储的通讯中断、恢复事件，统计每台监测装置的网络配置(包括IP、端口)、当前通讯情况、通讯中断次数、每次通信中断时间和恢复时间、总的通讯中断时长、通讯中断占比等数据。
[0050]3)主站通信软件的运行