本发明属于电力技术领域，具体涉及一种融合多源信息的配网设备状态评价方法。
背景技术：
当前，我国配电网已经进入了一个新的发展阶段：配电设备数量与日俱增，质量不断提升，设备故障率有下降趋势；设备间关联关系日趋复杂，社会对供电可靠性要求越来越高，安排停电检修日益困难；电力企业对检修性价比要求提高，使得检修资源发展空间有限，因此定期检修模式越来越难以适应电网的发展。
状态检修是通过监测设备的状态参数变化趋势来判断设备的劣化状态，在设备劣化状态明显后实施检修的一种检修模式。显然，状态检修相比于定期检修，既能延长设备的经济寿命，又能保证电网安全可靠运行，使维修的有效性、经济性大为提高，因此配电网的检修模式必然要从定期检修逐步向状态检修转变。
状态检修是在设备出现了明显的劣化后实施的维修，而状态的劣化是由被监测设备的状态参数变化而反映出来的。设备的状态参数往往是多样的，由不同类型指标构成，需要通过一定的经济、技术手段采集、分析和判断才能获得，因此，状态检修首先需要状态评价技术。
状态评价是通过选取一定数量的运行信息，得到一系列反应设备状态的状态量，对设备的状态进行定量评价和定性分级，为风险评估和检修策略的制定提供依据。
当前电力企业已积累了海量的设备数据，包括实时的运行信息，定期的带电检测、巡视、停电试验信息，运行年限、家族缺陷、工作环境、负荷情况等环境因素以及历史维护(如消缺、检修等)信息和缺陷故障信息。充分利用这些无需额外获取成本的数据，从中挖掘出有价值的信息和知识，可以指导设备进行全面客观的状态评价。
技术实现要素：
本发明针对现行的配网设备定期状态评价技术存在时效性和综合性不足问题，提出一种融合多源信息状态评价结果的配网设备状态评价方法，将现行的基于定期信息的状态评价结果与基于实时运行信息、基于历史运行信息的评价结果进行融合，使状态评价结果更加全面，能够满足电网实际运维要求，为电网状态检修优越性的实现奠定基础。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种融合多源信息的配网设备状态评价方法，包括：
步骤(1)：已知现行的基于定期运行信息的状态评价结果sregular、基于实时运行信息的状态评价结果srealtime、基于历史运行信息的状态评价结果shistory,以重要性对比的方式，采用比例标度法获得三类评价结果的初始主观权重，分别记为
步骤(2)：采用变权公式对初始权重进行修正，可以得出修正后的权重：
步骤(3)：根据下式计算三类信息的最终权重：
其中，wregular、wrealtime、whistory为三类评价结果的最终权重；b为设备老化指数，βi为修正系数，考虑设备环境因素或设备自身因素获得，i＝1～4，t为设备当前役龄；步骤(4)：根据公式s＝sregularwregular+srealtimewrealtime+shistorywhistory计算融合多源信息的配网设备状态评价最后得分s。
优选的，步骤(1)中采用如下表所示的11级基本比例标度：
基于定期、实时、历史运行信息的评价的3个决策指标记为c＝(c1,c2,c3)，根据上表11级基本比例标度构成如下判断矩阵p：
其中：pi表示指标ci和ci+1两者重要程度相比较的比例标度值，i＝1～3。
优选的，步骤(2)中的变权公式为
其中α为均衡因子，0<a≤1，用于调整变权重。
进一步的，当各指标的均衡问题考虑不多时，取α＞1/2；当不能容忍某些指标的严重缺陷时，取α＜1/2；当α＝1时，等同于常权重模式。
优选的，步骤(3)中老化指数b的估算公式如下：
进一步的，在数据量充足的情况下，sn、s0与tn这三个参数均通过计算一定区域内的设备参数平均值进行取值，在数据量不足的情况下，则通过经验估计或曲线拟合获得三个参数的值。
优选的，步骤(3)中，考虑设备环境的具体修正系数如下：
优选的，步骤(3)中，考虑设备自身缺陷故障次数的具体修正系数如下：
本发明采用的技术方案，将现行的基于定期信息的状态评价结果与基于实时运行信息、基于历史运行信息的评价结果进行融合，本发明方法得到的状态评价结果可以弥补现行状态评价结果时效性和综合性不足的问题。利用本发明得到的状态评价结果综合体现了基于定期运行信息、基于实时运行信息和基于历史运行信息的状态评价结果，并考虑了评价者意见、“短板效应”、设备老化系数等因素对权重分配的计算与修正，最后计算融合多源信息的配网设备状态评价总得分，使状态评价结果更加全面，能够满足电网实际运维要求。
具体实施方式
下面通过具体实施例和附表，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
根据信息来源、获取方式和获取频率的不同，现有的配网设备的运行信息可以分为定期运行信息、实时运行信息和历史运行信息三类。本发明的多源信息就是指上述三类信息的综合。
定期获取的运行信息主要包括巡检信息、带电检测、停电试验等信息。由于电力设备可靠性相对较高，基于定期信息进行的状态评价通常一年进行一次，用于监测配网设备运行性能的发展趋势。基于定期信息的状态评价方法已较为成熟，具体可以参考各电网企业现行的状态检修导则。目前使用的状态评价方法就是基于定期运行信息的评价方法，其具有时效性和综合性不足的缺点。
实时运行信息主要来源于各设备的实时在线监测系统，通常以分钟、小时、天为单位获取数据。用于反映设备即时的运行参数变化，进而对设备的异常运行状态予以关注。随着在线监测系统的发展，大量配网设备的状态特征量得以实现在线测量。这样，在对设备进行评估时，就不需要将设备停运，能极大提高供电可靠性。基于实时运行信息的状态评价方法已申请发明专利。
历史运行信息主要来源于设备的历史缺陷或故障记录，用于排查设备的家族性缺陷，也便于找出故障易发部件或设备进行重点关注。在电力系统中，大量非结构化数据分布在设计、安装、运行、检修与退役等整个全寿命周期环节中，主要包括文本、音频和图像等。基于历史记录信息的状态评价结果没有明显的时间规律，其状态评价方法也已申请发明专利。
上述基于不同类型运行信息的状态评价结果，是从不同侧面、以不同的时间频度和深度反映设备的运行状态的。本发明将基于上述各类信息所形成的配网设备状态评估结果进行融合研究，提出基于多源信息的配网设备状态评估方法，实现全面地综合利用配电设备数据、科学反映设备健康状态的目标。
本发明提出一种融合多源信息的配网设备状态评价方法，包括以下步骤：
步骤(1)：已知现行的基于定期运行信息的状态评价结果sregular、基于实时运行信息的状态评价结果srealtime(获得方法另一专利申请)、基于历史运行信息的状态评价结果shistory(获得方法另一专利申请)。以重要性对比的方式，采用比例标度法获得三类评价结果的初始主观权重，分别记为
由于不同电网企业的检修资源与监测设备有所不同，电力设备在工程实际情况中能获得的状态信息存在差异，因此不同设备对于基于定期运行信息的状态评价结果、基于实时运行信息的状态评价结果以及基于历史运行信息的状态评价结果的重视程度有所不同。因此首先需要评价者以重要性对比的方式为三类评价结果采用层次分析法赋予主观初始权重。
层次分析法的关键是构造判断矩阵，按照最常用的1～9标度构造的判断矩阵往往不能通过一致性检验。因此，这里采用比例标度构造的判断矩阵，因为这样的判断矩阵自然满足一致性。通常采用如下表所示的11级基本比例标度：
本发明中只有3个决策指标，分别为基于定期、实时、历史运行信息的评价，记为c＝(c1,c2,c3)，根据上表11级比例标度可以构成如下判断矩阵p：
其中：pi表示指标ci和ci+1两者重要程度相比较的比例标度值。若pi＝1，表示指标ci和ci+1同等重要；若pi＝1.2，表示指标ci相比指标ci+1而言略微重要；若pi＝1.5，表示指标ci和指标ci+1的重要程度相比较而言介于较为重要与重要之间；以此类推。当指标ci重要度相比指标ci+1低时，则用倒数表示，如pi＝1/1.8表示指标ci+1比指标ci重要很多。这里，i＝1～3。
通过利用比例标度法构造的判断矩阵进行计算，可以获得基于三类运行信息的状态评价得分的初始主观权重，记为
步骤(2)：考虑“短板效应”，在某种评价的得分较低时相应提高该评价的权重，体现对基于该信息的评价结果以及设备的状态引起重视。具体是：
配电设备的状态评价需要遵循“短板原则”，对于任何指标的严重缺陷都需要重点关注。在常权评判模式中，出现严重偏离的参数可能会因其权重较小，整体评价还是正常的，不能反映电力设备的真实状态。因此在本发明中，采用变权综合理论。
具体变权公式如下：
其中，xi为第i个评价指标的值，m为评价指标个数。本发明中，m＝3，x1、x2、x3分别为sregular、srealtime、shistory。wi为第i种因素的变权重，
上述变权权重可以达到根据评价指标的值改变权重的效果，具体为健康状态分值越低的指标，对应的权重将会越高。
为提高模型的普适性，将均衡函数引入变权重，公式如下：
其中，α为均衡因子，用于调整变权重。一般情况下，当各指标的均衡问题考虑不多时，取α＞1/2；当不能容忍某些指标的严重缺陷时，取α＜1/2；当α＝1时，等同于常权重模式。
采用上述变权公式对步骤1中得到的初始权重进行修正，可以得出修正后的权重为：
步骤(3)：考虑基于定期运行信息的状态评价结果存在时效性问题，利用设备老化系数对其权重进行修正。具体是：
由于基于定期运行信息的状态评价通常一年进行一次，在刚评价后的一段时间内能较为准确有效地反映设备的健康状态，但是随着时间的推移，设备会产生一定程度的老化，导致这一部分评价时效性会有所下降。此时需要适当降低该部分评价的权重，适当提高实时评价的权重，以更加准确地反映设备的健康状态。
为了量化权重调整的程度，引入老化指数参量来衡量设备的老化程度，进而判断基于定期运行信息的状态评价与基于实时运行信息的评价权重的变化程度。需要特别说明的是，由于设备的历史故障或缺陷文本记录的信息没有特别的时间规律和时效性特征，本步骤进行的权重调整不涉及基于历史运行信息状态评价部分的权重，即该部分权重沿用第2步中的结果。
设备老化指数的估算公式如下：
式中，sn与s0分别代表设备退役与投运时的健康状态得分，tn代表设备退役时的实际使用寿命。在数据量充足的情况下，这三个参数均可以通过计算一定区域内的设备参数平均值进行取值。在数据量不足的情况下，则可以通过经验估计或曲线拟合获得三个参数的值。
除了统计或拟合得出的设备老化指数之外，一些环境因素或设备自身因素也会影响设备的老化程度，需要提炼这些因素对上述权重进行进一步修正。本发明中引入了修正系数βi，i＝1～4，分别从如下两个方面，每个方面两种情况进行了修正。
(1)设备环境：设备处在室内或室外会对设备的运行温度、湿度等条件产生影响，进而影响设备绝缘、密封元件等部件的老化。
(2)缺陷故障次数：设备过往缺陷和故障次数越多，设备老化的速度相应越快，设备健康状态越容易发生变化。
考虑上述修正因素后，各项评价的最终权重为：
其中，wregular、wrealtime、whistory为三类评价结果的最终权重；b为设备老化指数，βi为修正系数，t为设备当前役龄。
步骤(4)：根据公式s＝sregularwregular+srealtimewrealtime+shistorywhistory计算融合多源信息的配网设备状态评价总得分s。
本发明弥补了现行状态评价时效性不足的问题，并利用实时信息和历史信息丰富了评价内容，使得评价结果能更加全面地反映配网设备的健康状态。本发明得到的评价结果融合了基于定期状态检修信息(相当于年度体检结果)、基于实时运行信息(相当于实时观测结果)和基于历史运行信息(相当于既往史)的状态评价结果，在反映设备健康状况方面具备了全面性和时效性，能够科学反映设备健康状态及发展趋势。