CN102590652A - 基于电气信息的设备性能评价***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于电气信息的设备性能评价***及方法。它充分挖掘现有SCADA***电气量测信息，通过电气量组合成的性能指标达到对元件性能的有效反映。综合运用随机过程理论，实现了电网元件性能的实时动态评估。它采用C/S架构包括基础数据层、元件性能评估平台和分析应用层；其中，基础数据层为***实现其功能提供基础的数据平台；元件性能评估平台在广义电网拓扑划分的基础上，实现变电站和输电线路运行性能评估；分析应用层在元件性能评估平台的基础上，根据元件性能评估结果，及时发现性能劣化元件，作为执行人员进行电气设备检修的参考。

Description

基于电气信息的设备性能评价***及方法

技术领域

本发明涉及一种基于电气信息的设备性能评价***及方法，在挖掘电网设备性能指标的最小特征，运用***电气量测信息的基础上，实现了设备运行性能的实时过程化评估。 

背景技术

输电网元件的安全运行是建设坚强电网的基础，元件的安全管理贯穿其全寿命周期过程。针对如何检验、评价周期过程元件健康状况的问题，国家电网公司于2006年初下发了《输变电设备评价标准》。 

根据《国家电网公司关于开展输变电设备评价工作的实施意见》，为加强输变电设备管理，全面提高输变电设备的健康水平管控能力，及时发现、掌握输变电元件在设计选型、监造、安装调试、交接验收、运行维护、检修、技术监督、技术改造等阶段中遗留的突出和倾向性问题，查找输变电元件生产和管理工作的薄弱环节，制定有效地预防性元件事故措施，确保电网安全稳定运行，需要有效而深入地开展输变电元件的评价工作。输变电元件评价是生产管理的基础管理工作，是实现闭环管理的关键环节之一，是消除安全风险与隐患，保证输变电元件安全运行的重要手段。 

目前国内外的电网设备性能评估技术多依赖独立的各种检测手段，实现其在线监测与性能诊断，以服务电网运行的安全控制与元件状态检修等功能。这种做法一是需要附加若干量测仪器，增设测点，使得元件状态监测信息量剧增，对有效信息的筛选和元件总体性能的把握缺少最小特征的度量；二是无法考虑电网层面上元件间有机的物理规律关联；三是无法抓住元件性能老化渐进的量变过程，观察正常运行元件的性能劣化趋势；四是增加的各种监测设备本身的可靠性和寿命有限，且增大了对它们的维护工作量。因此，有必要探讨从元件的已有的众多监测信息中挖掘反映性能本质的最小特征，寻求电网性能评估的快速、直观的简化方法，对于提高电力***安全可靠运行有重要的理论意义。 

发明内容

本发明的主要目的就是为了解决目前电力***设备性能评估中存在的问题，提供一种基于电气信息的设备性能评价***及方法。它充分挖掘现有SCADA***电气量测信息，通过电气量组合成的性能指标达到对元件性能的有效反映。综合运用随机过程理论，实现了电网元件性能的实时动态评估。 

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案： 

一种基于电气信息的设备性能评价***，它采用C/S架构包括基础数据层、元件性能评估平台和分析应用层；其中， 

基础数据层为***提供基础数据的平台； 

元件性能评估平台完成对输电元件运行性能评估； 

分析应用层根据元件评价结果，发现性能发生劣化的元件，安排电气设备检修； 

所述基础数据层包括： 

图形数据模块：主要功能是实现***接线图的绘制，包括元件的添加和删除等功能。 

网络拓扑数据模块：根据***接线图，分析得到电网拓扑结构。 

元件资源数据模块：元件几何参数(元件序号、分类元件序号、名称、型号、尺寸等)、物理参数(额定电压、所在母线等)的输入模块。 

元件历史数据模块：元件运行的历史数据信息模块，包括电压，电流，有功功率和无功功率。 

实时监测数据模块：元件实时监测数据接口。 

所述元件性能评估平台包括： 

广义电网拓扑划分模块：基于节点消去的网络拓扑分析方法，将电网划分为变电站和输电线路等效元件的有机组合形式。 

变电站运行性能评估模块：根据变电站性能指标(导纳、阻抗、效率、三相不平衡)，以及性能指标的数字变化规律，实时评估变电站的运行性能。 

输电线路运行性能评估模块：根据输电线路性能指标(导纳、阻抗、效率、不平衡度指标、电阻)，以及性能指标的数字变化规律，实时评估输电线路的运行性能。 

所述电气设备检修策略模块，在元件性能评估平台的基础上，根据元件性能评估结果，及时发现性能劣化元件，作为执行人员进行电气设备检修的参考。 

一种基于电气信息的设备性能评价方法，具体步骤为： 

1)基础数据层完成变电站以及输电线路各参数的采集，形成图形数据以及实时监测数据，并上传到元件性能评估平台； 

2)元件性能评估平台分别对变电站运行性能和输电线路运行性能进行评估；评估结果上传到分析应用层； 

3)分析应用层根据评估结构，及时发现性能劣化元件，作为执行人员进行电气设备检修的参考。 

1、变电站运行性能评估算法 

假设待评估当前日为i，其运行性能评估具体步骤如下： 

1)性能指标矩阵的确定 

根据当前日i对应的SCADA中的电气信息，运用变电站拓扑分析，确定变电站的连通片以及连通片各端口的电气量测信息。分别计算不同性能指标对应基础运算单元在各采样时刻点的电纳、电抗、效率和三相不平衡指标，构成电纳矩阵[Y]_i、电抗矩阵[Z]_i、效率指标矩阵[η]_i和三相不平衡指标矩阵[U]_i。其中，矩阵列号都对应采样时刻点。由于基础运算单元不同，[Y]_i、[η]_i、[U]_i的行号对应连通片，[Z]_i的行号按连通片顺序依次对应不同的相互连通的出线端节点片。 

2)建立评语集 

将变电站运行性能的状态分为“正常”与“异常”两个等级。 

3)门槛值的确定 

由于运行性能评估包含两部分内容，门槛值也应包含两部分，设定原则为：(1)对于采样时刻点，以前一日的滚动均值μ和滚动方差σ²为依据，波动范围的中心轴为μ，根据评估保守程度的要求，可选择统计波动范围为±σ、±2σ、±3σ。(2)为了确定日周期评估门槛值，定义每日运行性能正常的采样时刻点数所占比例为正常率，日复一日的正常率统计构成正常率时间序列，近似服从高斯分布。若正常率时间序列中前一日的滚动均值为Ψ和滚动方差为Θ²，保守起见，当前日评估门槛值可选择Ψ-2Θ或Ψ-3Θ。 

根据i-1日的历史信息，分别计算不同连通片中各采样时刻点的滚动均值μ_i-1(t_k)和滚动方差 

其中(k∈[1，N])，以及正常率时间序列的滚动均值Ψ_i-1和滚动方差 

结合性能指标的理论正常波动范围，按照门槛值设定原则，确定各采样时刻点的性能指标的正常波动范围为 

[μ_i-1(t_k)-min(mσ_i-1(t_k)，nμ_i-1(t_k))，μ_i-1(t_k)+min(mσ_i-1(t_k)，nμ_i-1(t_k))] 

其中，m可取1、2、3，根据评估的保守程度而定；n为理论正常波动范围值。进一步，构造i日的电纳门槛值矩阵[M_Y]_i、电抗门槛值矩阵[M_Z]_i、三相不平衡指标门槛值矩阵[M_U]_i 和效率指标门槛值矩阵[M_η]_i。其中，性能指标门槛值矩阵与性能指标矩阵中元素一一对应。 

同时，确定当前日i中不同连通片的日周期评估门槛值为Ψ_i-1-mΘ_i-1，并构成日周期评估门槛值矩阵[M_ψ]_i。其中，m可取1、2、3，根据评估的保守程度而定。 

4)采样时刻点性能评估 

对比性能指标矩阵与性能指标门槛值矩阵，确定性能指标评估结果矩阵[P_Y]_i、[P_Z]_i、[P_U]_i、[P_η]_i。以电纳指标为例，设y_jk、m_Y，jk、p_Y，jk分别为[_Y]_i、[M_Y]_i、[P_Y]_i对应j行、k列的元素，对比运算法则如下： 

(1)若y_jk∈m_Y，jk，表示电纳指标正常，p_Y，jk＝0； 

(2)若 

且y_jk＞μ_i-1(t_k)-min(mσ_i-1(t_k)，nμ_i-1(t_k))，表示电纳指标越上限，p_Y，jk＝1； 

(3)若 

且y_jk＜μ_i-1(t_k)-min(mσ_i-1(t_k)，nμ_i-1(t_k))，表示电纳指标越下限， 

p_Y，jk＝1； 

从而，可确定电纳评估结果矩阵[P_Y]_i。同理，确定电抗评估结果矩阵[P_Z]_i、三相不平衡评估结果矩阵[P_U]_i和效率指标评估结果矩阵[P_η]_i。 

综合[P_Y]_i、[P_Z]_i、[P_U]_i和[P_η]_i，以连通片为基础对象，运用多性能指标逻辑运算，确定采样时刻点性能评估结果矩阵[P]_i。最终确定的[P]_i，其元素为0或1，0表示正常，1表示异常。 

5)变电站综合运行性能评估 

根据[P]_i，统计各连通片([P]_i的行向量)的正常率，并与[M_ψ]_i中相应门槛值对比。若各连通片的正常率全大于门槛值，评判变电站综合运行性能为正常；否则，评判变电站综合运行性能为异常。 

若变电站综合运行性能为正常，则性能评估过程结束，评判运行性能为正常，并将当前日i对应的统计数据归入正常运行历史信息中，为下一日性能评估做准备；若变电站综合运行性能为异常，则性能评估过程需要延时观察。延时观察时间由变电站的潜伏故障期决定，延迟时间内的变电站综合运行性能评估方法重复以上的过程，注意，延迟时间内的门槛值保持i 日门槛值不变。延时观察时间内，统计变电站综合运行性能评估为异常的概率P，P的门槛值由准确度要求确定。若P大于门槛值，则评判变电站运行性能为异常，需运行人员及时维护；否则，评判变电站运行性能为正常。 

2、输电线路运行性能评估算法 

1)计算待评判日性能指标 

设当前待评判日为i，利用待评判日输电线路两侧的SCADA信息，分别计算各性能指标在各采样时刻的值，构成性能指标矩阵[X_i]_288×6，如下所示： 

$X_i=\left[\begin{array}{cccccc}{x}_{11}& x_{12}& x_{13}& x_{14}& x_{15}& x_{16}\\ x_{21}& x_{22}& x_{23}& x_{24}& x_{25}& x_{26}\\ .& .& .& .& .& .\\ .& .& .& .& .& .\\ .& .& .& .& .& .\\ x_{2881}& x_{2882}& x_{2883}& x_{2884}& x_{2885}& x_{2886}\end{array}\right]$

矩阵行数表示待评判日共有288个采样点；列数表示每个采样点都有六个性能指标，分别是效率、等效电阻、电抗、电纳、负序不平衡度、零序不平衡度。 

2)建立评语集 

将输电线路各性能指标与输电线路的总体性能均分为“正常”与“异常”两种状态。 

3)确定评判标准 

根据待评判日之前的历史数据，计算288个采样时刻各个性能指标历史数据的数字特征如均值[μ_i-1]_288×6、方差 

等，及每日性能正常的采样点应占总采样点的比例的均值Ψ_i-1、方差 

等。 

对待评判日每一采样时刻点性能指标j的评判，以μ_i-1(k，j)为中心，根据实际情况确定波动范围，如±σ_i-1i-1(k，j)、±2σ_i-1i-1(k，j)或±3σ_i-1i-1(k，j)，其中j∈[1，6]表示六个不同的性能指标。 

按照门槛值设定原则，确定各采样时刻点k性能指标j的正常波动范围为： 

μ_i-1(k，j)±min(a(k，j)σ_i-1(k，j)，b(k，j)μ_i-1(k，j)) 

式中，a(k，j)可根据评判的要求取不同的值；b(k，j)为性能指标j的理论正常波动范围。 

对待评判日输电线路性能的评判，按前述性能评判的有效准则，各采样时刻点正常率的变化范围应以Ψ_i-1为中心，根据实际情况确定波动范围，如-Θ_i-1、-2Θ_i-1或-3Θ_i-1。当历史 数据较少时，可根据实际情况给定波动范围。 

4)评判各采样时刻点输电线路性能 

根据第一步所得的待评判日的性能指标，根据第三步确定的各性能指标在各采样时刻的评判标准，确定各采样时刻各性能指标是否正常，正常记为0，越限记为1，得到评判结果矩阵[P_i]_288×6。 

根据输电线路性能评价的有效准则以及各性能指标间的牵制关系，确定各采样时刻输电线路的性能是否正常，正常记为0，异常记为1，得到评判结果矩阵[F_i]_288×1。 

5)评判输电线路整日性能 

根据[F_i]_288×1，计算待评判日性能正常的采样点应占总采样点的比例，根据第三步确定的标准，判断输电线路在待评判日的性能是否正常，正常记为0，异常记为1。 

若输电线路性能正常，则评判过程结束，量测信息入库，为下一日准备；否则，则要进行延时观察，与变电站性能评估时原理相同。 

所述指标为： 

1、变电站性能指标 

经过广义电网的拓扑划分，变电站可等效为图3所示，其中等效元件的入口节点数为n，出口节点数为m。以下推导的指标以此为基础。 

式中： 

G_c+jB_c-变电站横向支路导纳 

m-变电站等效元件出口节点数 

n-变电站等效元件入口节点数 

I_i-变电站等效元件入口电流 

I_o-变电站等效元件出口电流 

-节点i的功率因数角 

-节点o的功率因数角 

U_j-节点j的电压数值 

导纳指标运算单元为变电站连通片，它由横向支路导纳表示，反映横向支路的运行状况。 导纳指标主要通过电纳这个结构参量反映绝缘劣化或者铁心磁化性能的状况。当铁心或者绝缘材料劣化时，电纳会呈现单调上升趋势(注：在变电站性能评估算法中，使用电纳)。 

$R_c+j{X}_c=\frac{\underset{l=1,l\≠i,l\≠j,...,l\≠k}{\overset{n+m}{\mathrm{\Σ}}}[({\stackrel{\·}{U}}_l-{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{oi}})+({\stackrel{\·}{U}}_l-{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{oj}})+...+({\stackrel{\·}{U}}_l-{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{ok}})]}{I_{\mathrm{oi}}+I_{\mathrm{oj}}+...+I_{\mathrm{ok}}}$

式中： 

R_c+jX_c-变电站纵向支路阻抗 

m-变电站等效元件出口节点数 

n-变电站等效元件入口节点数 

I_oi-变电站等效元件出口电流 

-入口节点l电压向量 

-出口节点j的电压向量 

阻抗指标运算单元为变电站出线端点连通片，它由纵向支路阻抗表示，反映纵向支路的运行状况。阻抗指标主要通过电抗这个结构参量反映绕组的形状结构及漏磁效应。当导体材料劣化或形状结构扭曲时，电抗会呈现单调上升的趋势。阻抗指标是在假设横向支路正常情况下推导得来的，当横向支路劣化时，横向支路电流增大，影响阻抗指标，但反映的是横向支路的状况，而非纵向支路有问题。可以看出，阻抗指标的变化能够反映横向支路和纵向支路两方面的状况。(注：在变电站性能评估算法中，使用电抗) 

$\mathrm{\η}=\frac{\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{P}_j}{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{P}_i}$

式中： 

η-变电站运行效率 

m-变电站等效元件出口节点数 

n-变电站等效元件入口节点数 

效率指标的基础元算单元为变电站连通片，它是纵向支路和横向支路损耗的综合体现。无论是纵向支路还是横向支路劣化，效率指标都会呈现下降趋势。 

$\mathrm{\ϵ}=\frac{(\max ({\mathrm{\ΔI}}_a,{\mathrm{\ΔI}}_b,{\mathrm{\ΔI}}_c)-\mathrm{average}({\mathrm{\ΔI}}_a,{\mathrm{\ΔI}}_b,{\mathrm{\ΔI}}_c))}{\mathrm{average}({\mathrm{\ΔI}}_a,{\mathrm{\ΔI}}_b,{\mathrm{\ΔI}}_c)}\×100\%$

式中： 

ε-变电站三相不平衡指标 

ΔI_a-变电站A相电流泄露大小 

ΔI_b-变电站B相电流泄露大小 

ΔI_c-变电站C相电流泄露大小 

三相不平衡指标主要用于反映变电站横向支路对地泄露的不平衡。 

2、输电线路性能指标 

$\mathrm{\η}=\frac{P_2}{P_1}$

式中： 

η-输电线路效率指标 

P₂-输电线路末端有功功率 

P₁-输电线路首端有功功率 

$R=\frac{4(P_1-P_2)}{I_1^2+I_2^2+{2I}_1{I}_2\cos \mathrm{\δ}}$

式中： 

R-输电线路等效电阻指标 

P₁-输电线路首端有功功率 

P₂-输电线路末端有功功率 

I₁-输电线路首端电流数值 

I₂-输电线路末端电流数值 

δ-首末端电流相角差 

性能指标中的等效电阻是输电线路横向支路和纵向支路的综合反映。当输电线路纵向支路的导电性能下降、接触电阻增大或横向支路电晕增加等均会导致等效电阻的增大，等效电阻的异常表示这两个支路至少有一个异常。 

式中： 

R+jX-输电线路阻抗指标 

I₁-输电线路首端电流数值 

I₂-输电线路末端电流数值 

-输电线路首端功率因数角 

-输电线路末端功率因数角 

U₁-输电线路首端电压数值 

U₂-输电线路末端电压数值 

性能指标中的阻抗是在输电线路导纳支路正常的情况下推导得到的，因此在这个假设前提下它反映了输电线路纵向支路的情况。由于等效阻抗主要反映电抗这个结构参量的情况，当导线的几何均距或导线自身的性状如等效半径等发生变化时会在电抗上有所体现。但是当输电线路的横向支路发生异常，横向支路电流增大时，电抗也会受到影响，因此，需要根据横纵向支路的情况来综合判定。(注：在输电线路性能评估算法中，使用电抗) 

式中： 

G_o+jB_o  -输电线路横向支路导纳 

I₁-输电线路首端电流数值 

I₂-输电线路末端电流数值 

-输电线路首端功率因数角 

-输电线路末端功率因数角 

U₁-输电线路首端电压数值 

U₂-输电线路末端电压数值 

性能指标中的导纳主要反映输电线路横向支路的情况。由于高压输电线路中导线的电导远小于电纳，可认为导纳主要反映了电纳这个结构参量的情况，当导线的几何均距、对地距离或导线自身的性状如等效半径等发生变化时会在电纳上有所体现。(注：在输电线路性能评估算法中，使用电纳) 

${\mathrm{\ϵ}}_{I2}=\frac{I_{a\left(2\right)}}{I_{a\left(1\right)}}\×100\%$

式中： 

ε_I2-输电线路负序不平衡指标 

I_a(2)-输电线路负序电流分量 

I_a(1)-输电线路正序分量 

${\mathrm{\ϵ}}_{I0}=\frac{I_{a\left(0\right)}}{I_{a\left(1\right)}}\×100\%$

式中： 

ε_I0-输电线路零序不平衡指标 

I_a(0)-输电线路零序电流分量 

I_a(1)-输电线路正序电流分量 

性能指标中的三相不平衡主要是线路横纵向支路的综合体现。纵向支路中三相导线排列不对称度增大、横向支路中三相导线对地距离不对称度增大都会导致输电线路三相不平衡的增大。 

指标变化过程规律分析： 

若上述指标按日为周期，指标表示为Y(t)，随时间t的变化，则可统一表示成如下随机过程： 

Y_n(t)，t∈nT，n＝1，2，... 

其中，n＝1表示随机采样的开始周期，这样随着实时运行的进行，假设其符合随机过程实验的条件，且符合高斯分布过程，则三个指标即构成随机的高斯分布过程。 

实际中，采样按离散形式进行，假设每周期采样点数为N，对应时刻为t，则任一周期n的随机过程实验可表示为如下时间序列： 

Y_n(t)＝[Y_n(t₁)，Y_n(t₂)，Y_n(t₃)，…，Y_n(t_N)] 

由此，随着运行时间的推移，可进行上述随机过程参数的估计，具体叙述如下。 

对于确定的采样时刻点t_i(i∈[1，N])，那么， 

Y₁(t_i)、Y₂(t_i)、…、Y_n(t_i) 

可以看作随机变量Y(t_i)容量为n的样本，假设Y(t_i)符合高斯分布。 

为了反映指标分布规律，假设过程各时刻间是独立的，按照点估计理论，前n周期t_i时刻指标均值和方差的估计分别为： 

$E{\left[Y\left(t_i\right)\right]}_n=\frac{1}{n}\underset{k=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{Y}_k\left(t_i\right)$

$D{\left[Y\left(t_i\right)\right]}_n=\frac{1}{n-1}\underset{k=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{[Y_k\left(t_i\right)-E{\left[Y\left(t_i\right)\right]}_n]}^2$

其中，方差采用无偏的样本方差来估计。不同时刻的均值和方差不一定相等，分别刻画了在各个时刻的概率统计特性。E[Y(t_i)]_n体现性能指标变化的平均水平，D[Y(t_i)]_n则表征性能指标波动的散布情况。 

随着估计时间的延续，新样本会不断进入，从而增大估计的样本数量，均值和方差可按下式递推： 

${E\left[Y\left(t_i\right)\right]}_{n+1}=E{\left[Y\left(t_i\right)\right]}_n+\frac{1}{n+1}(Y_{n+1}\left(t_i\right)-E{\left[Y\left(t_i\right)\right]}_n)$

${D\left[Y\left(t_i\right)\right]}_{n+1}=\frac{n-1}{n}D{\left[Y\left(t_i\right)\right]}_n+\frac{{(Y_{n+1}\left(t_i\right)-E{\left[Y\left(t_i\right)\right]}_n)}^2}{n+1}$

本发明的有益效果是：变电站作为一系列站内设备的集合，站内每台设备都安装有不同的在线监测装置，能够有效实时监测设备的局部性能状况，针对单台设备可以综合局部状况实现设备总体性能的在线评估，但是对于变电站的总体性能，目前还未能实现利用统一的某种监测量，在线评估其性能状况。本***就推导出的变电站性能指标导纳，阻抗，效率，三相不平衡指标，在实时环境下，利用变动的，过程化的量测信息，基于随机过程理论，实时分析性能指标的数字特征规律，将变电站融合为一体实现总体性能的在线评估。对于输电线路而言，提取效率、电阻、阻抗、导纳、三相不平衡作为其性能指标。在相应算法基础上实现了输电线路的实时性能评估。本发明可作为现场已有设备性能诊断方法的重要补充。 

附图说明

图1为***结构图； 

图2为变电站运行性能评估流程图； 

图2a为图2中采样时刻点性能评估模块SC至ec存储过程的步骤； 

图2b为图2中结果分析模块SE至[ME]释放空间的流程图； 

图3为变电站等效元件模型。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。 

图1中，一种基于电气信息的设备性能评价***，它采用C/S架构包括基础数据层、元件性能评估平台和分析应用层；其中， 

基础数据层为***提供基础数据的平台； 

元件性能评估平台完成对输电元件运行性能评估； 

分析应用层根据元件评价结果，发现性能发生劣化的元件，安排电气设备检修； 

所述基础数据层包括： 

图形数据模块：主要功能是实现***接线图的绘制，包括元件的添加和删除等功能。 

网络拓扑数据模块：根据***接线图，分析得到电网拓扑结构。 

元件资源数据模块：元件几何参数(元件序号、分类元件序号、名称、型号、尺寸等)、物理参 数(额定电压、所在母线等)的输入模块。 

元件历史数据模块：元件运行的历史数据信息模块，包括电压，电流，有功功率和无功功率。 

实时监测数据模块：元件实时监测数据接口。 

所述元件性能评估平台包括： 

广义电网拓扑划分模块：基于节点消去的网络拓扑分析方法，将电网划分为变电站和输电线路等效元件的有机组合形式。 

变电站运行性能评估模块：根据变电站性能指标(导纳、阻抗、效率、三相不平衡)，以及性能指标的数字变化规律，实时评估变电站的运行性能。 

输电线路运行性能评估模块：根据输电线路性能指标(导纳、阻抗、效率、不平衡度指标、电阻)，以及性能指标的数字变化规律，实时评估输电线路的运行性能。 

所述电气设备检修策略模块，在元件性能评估平台的基础上，根据元件性能评估结果，及时发现性能劣化元件，作为执行人员进行电气设备检修的参考。 

一种基于电气信息的设备性能评价方法，具体步骤为： 

1)基础数据层完成变电站以及输电线路各参数的采集，形成图形数据以及实时监测数据，并上传到元件性能评估平台； 

2)元件性能评估平台分别对变电站运行性能和输电线路运行性能进行评估；评估结果上传到分析应用层； 

3)分析应用层根据评估结构，及时发现性能劣化元件，作为执行人员进行电气设备检修的参考。 

1、变电站运行性能评估算法 

假设待评估当前日为i，其运行性能评估具体步骤如下： 

1)性能指标矩阵的确定 

根据当前日i对应的SCADA中的电气信息，运用变电站拓扑分析，确定变电站的连通片以及连通片各端口的电气量测信息。分别计算不同性能指标对应基础运算单元在各采样时刻点的电纳、电抗、效率和三相不平衡指标，构成电纳矩阵[Y]_i、电抗矩阵[Z]_i、效率指标矩阵[η]_i和三相不平衡指标矩阵[U]_i。其中，矩阵列号都对应采样时刻点。由于基础运算单元不同，[Y]_i、[η]_i、[U]_i的行号对应连通片，[Z]_i的行号按连通片顺序依次对应不同的相互连通的出线端节点片。 

2)建立评语集 

将变电站运行性能的状态分为“正常”与“异常”两个等级。 

3)门槛值的确定 

由于运行性能评估包含两部分内容，门槛值也应包含两部分，设定原则为：(1)对于采样时刻点，以前一日的滚动均值μ和滚动方差σ²为依据，波动范围的中心轴为μ，根据评估保守程度的要求，可选择统计波动范围为±σ、±2σ、±3σ。(2)为了确定日周期评估门槛值，定义每日运行性能正常的采样时刻点数所占比例为正常率，日复一日的正常率统计构成正常率时间序列，近似服从高斯分布。若正常率时间序列中前一日的滚动均值为Ψ和滚动方差为Θ²，保守起见，当前日评估门槛值可选择Ψ-2Θ或Ψ-3Θ。 

根据i-1日的历史信息，分别计算不同连通片中各采样时刻点的滚动均值μ_i-1(t_k)和滚动方差 

其中(k∈[1，N])，以及正常率时间序列的滚动均值Ψ_i-1和滚动方差 结合性能指标的理论正常波动范围，按照门槛值设定原则，确定各采样时刻点的性能指标的正常波动范围为 

[μ_i-1(t_k)-min(mσ_i-1(t_k)，nμ_i-1(t_k))，μ_i-1(t_k)+min(mσ_i-1(t_k)，nμ_i-1(t_k))] 

其中，m可取1、2、3，根据评估的保守程度而定；n为理论正常波动范围值。进一步，构造i日的电纳门槛值矩阵[M_Y]_i、电抗门槛值矩阵[M_Z]_i、三相不平衡指标门槛值矩阵[M_U]_i和效率指标门槛值矩阵[M_η]_i。其中，性能指标门槛值矩阵与性能指标矩阵中元素一一对应。 

同时，确定当前日i中不同连通片的日周期评估门槛值为Ψ_i-1-mΘ_i-1，并构成日周期评估门槛值矩阵[M_ψ]_i。其中，m可取1、2、3，根据评估的保守程度而定。 

4)采样时刻点性能评估 

对比性能指标矩阵与性能指标门槛值矩阵，确定性能指标评估结果矩阵[P_Y]_i、[P_Z]_i、[P_U]_i、[P_η]_i。以电纳指标为例，设y_jk、m_Y，jk、p_Y，jk分别为[Y]_i、[M_Y]_i、[P_Y]_i对应j行、k列的元素，对比运算法则如下： 

(1)若y_jk∈m_Y，jk，表示电纳指标正常，p_Y，jk＝0； 

(2)若 且y_jk＞μ_i-1(t_k)-min(mσ_i-1(t_k)，nμ_i-1(t_k))，表示电纳指标越上限，p_Y，jk＝1； 

(3)若 

且y_jk＜μ_i-1(t_k)-min(mσ_i-1(t_k)，nμ_i-1(t_k))，表示电纳指标越下限，p_Y，jk＝1； 

从而，可确定电纳评估结果矩阵[P_Y]_i。同理，确定电抗评估结果矩阵[P_Z]_i、三相不平衡评估结果矩阵[P_U]_i和效率指标评估结果矩阵[P_η]_i。 

综合[P_Y]_i、[P_Z]_i、[P_U]_i和[P_η]_i，以连通片为基础对象，运用多性能指标逻辑运算，确定采样时刻点性能评估结果矩阵[P]_i。最终确定的[P]_i，其元素为0或1，0表示正常，1表示异常。 

5)变电站综合运行性能评估 

根据[P]_i，统计各连通片([P]_i的行向量)的正常率，并与[M_ψ]_i中相应门槛值对比。若各连通片的正常率全大于门槛值，评判变电站综合运行性能为正常；否则，评判变电站综合运行性能为异常。 

若变电站综合运行性能为正常，则性能评估过程结束，评判运行性能为正常，并将当前日i对应的统计数据归入正常运行历史信息中，为下一日性能评估做准备；若变电站综合运行性能为异常，则性能评估过程需要延时观察。延时观察时间由变电站的潜伏故障期决定，延迟时间内的变电站综合运行性能评估方法重复以上的过程，注意，延迟时间内的门槛值保持i日门槛值不变。延时观察时间内，统计变电站综合运行性能评估为异常的概率P，P的门槛值由准确度要求确定。若P大于门槛值，则评判变电站运行性能为异常，需运行人员及时维护；否则，评判变电站运行性能为正常。 

2、输电线路运行性能评估算法 

1)计算待评判日性能指标 

设当前待评判日为i，利用待评判日输电线路两侧的SCADA信息，分别计算各性能指标在各采样时刻的值，构成性能指标矩阵[X_i]_288×6，如下所示： 

$X_i=\left[\begin{array}{cccccc}{x}_{11}& x_{12}& x_{13}& x_{14}& x_{15}& x_{16}\\ x_{21}& x_{22}& x_{23}& x_{24}& x_{25}& x_{26}\\ .& .& .& .& .& .\\ .& .& .& .& .& .\\ .& .& .& .& .& .\\ x_{2881}& x_{2882}& x_{2883}& x_{2884}& x_{2885}& x_{2886}\end{array}\right]$

矩阵行数表示待评判日共有288个采样点；列数表示每个采样点都有六个性能指标，分 别是效率、等效电阻、电抗、电纳、负序不平衡度、零序不平衡度。 

2)建立评语集 

将输电线路各性能指标与输电线路的总体性能均分为“正常”与“异常”两种状态。 

3)确定评判标准 

根据待评判日之前的历史数据，计算288个采样时刻各个性能指标历史数据的数字特征如均值[μ_i-1]_288×6、方差 等，及每日性能正常的采样点应占总采样点的比例的均值Ψ_i-1、方差 等。 

对待评判日每一采样时刻点性能指标j的评判，以μ_i-1(k，j)为中心，根据实际情况确定波动范围，如±σ_i-1i-1(k，j)、±2σ_i-1i-1(k，j)或±3σ_i-1i-1(k，j)，其中j∈[1，6]表示六个不同的性能指标。 

按照门槛值设定原则，确定各采样时刻点k性能指标j的正常波动范围为： 

μ_i-1(k，j)±min(a(k，j)σ_i-1(k，j)，b(k，j)μ_i-1(k，j)) 

式中，a(k，j)可根据评判的要求取不同的值；b(k，j)为性能指标j的理论正常波动范围。 

对待评判日输电线路性能的评判，按前述性能评判的有效准则，各采样时刻点正常率的变化范围应以Ψ_i-1为中心，根据实际情况确定波动范围，如-Θ_i-1、-2Θ_i-1或-3Θ_i-1。当历史数据较少时，可根据实际情况给定波动范围。 

4)评判各采样时刻点输电线路性能 

根据第一步所得的待评判日的性能指标，根据第三步确定的各性能指标在各采样时刻的评判标准，确定各采样时刻各性能指标是否正常，正常记为0，越限记为1，得到评判结果矩阵[P_i]_288×6。 

根据输电线路性能评价的有效准则以及各性能指标间的牵制关系，确定各采样时刻输电线路的性能是否正常，正常记为0，异常记为1，得到评判结果矩阵[F_i]_288×1。 

5)评判输电线路整日性能 

根据[F_i]_288×1，计算待评判日性能正常的采样点应占总采样点的比例，根据第三步确定的标准，判断输电线路在待评判日的性能是否正常，正常记为0，异常记为1。 

若输电线路性能正常，则评判过程结束，量测信息入库，为下一日准备；否则，则要进 行延时观察，与变电站性能评估时原理相同。 

所述指标为： 

1、变电站性能指标 

如图3所示，经过广义电网的拓扑划分，变电站可等效为上图所示，其中等效元件的入口 

节点数为n，出口节点数为m。以下推导的指标以此为基础。 

式中： 

G_c+jB_c-变电站横向支路导纳 

m-变电站等效元件出口节点数 

n-变电站等效元件入口节点数 

I_i-变电站等效元件入口电流 

I_o-变电站等效元件出口电流 

-节点i的功率因数角 

-节点o的功率因数角 

U_j-节点j的电压数值 

导纳指标运算单元为变电站连通片，它由横向支路导纳表示，反映横向支路的运行状况。导纳指标主要通过电纳这个结构参量反映绝缘劣化或者铁心磁化性能的状况。当铁心或者绝缘材料劣化时，电纳会呈现单调上升趋势(注：在变电站性能评估算法中，使用电纳)。 

$R_c+j{X}_c=\frac{\underset{l=1,l\≠i,l\≠j,...,l\≠k}{\overset{n+m}{\mathrm{\Σ}}}[({\stackrel{\·}{U}}_l-{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{oi}})+({\stackrel{\·}{U}}_l-{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{oj}})+...+({\stackrel{\·}{U}}_l-{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{ok}})]}{I_{\mathrm{oi}}+I_{\mathrm{oj}}+...+I_{\mathrm{ok}}}$

式中： 

R_c+jX_c-变电站纵向支路阻抗 

m-变电站等效元件出口节点数 

n-变电站等效元件入口节点数 

I_oi-变电站等效元件出口电流 

-入口节点l电压向量 

-出口节点j的电压向量 

阻抗指标运算单元为变电站出线端点连通片，它由纵向支路阻抗表示，反映纵向支路的 运行状况。阻抗指标主要通过电抗这个结构参量反映绕组的形状结构及漏磁效应。当导体材料劣化或形状结构扭曲时，电抗会呈现单调上升的趋势。阻抗指标是在假设横向支路正常情况下推导得来的，当横向支路劣化时，横向支路电流增大，影响阻抗指标，但反映的是横向支路的状况，而非纵向支路有问题。可以看出，阻抗指标的变化能够反映横向支路和纵向支路两方面的状况。(注：在变电站性能评估算法中，使用电抗) 

$\mathrm{\η}=\frac{\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{P}_j}{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{P}_i}$

式中： 

η-变电站运行效率 

m-变电站等效元件出口节点数 

n-变电站等效元件入口节点数 

效率指标的基础元算单元为变电站连通片，它是纵向支路和横向支路损耗的综合体现。无论是纵向支路还是横向支路劣化，效率指标都会呈现下降趋势。 

$\mathrm{\ϵ}=\frac{(\max ({\mathrm{\ΔI}}_a,{\mathrm{\ΔI}}_b,{\mathrm{\ΔI}}_c)-\mathrm{average}({\mathrm{\ΔI}}_a,{\mathrm{\ΔI}}_b,{\mathrm{\ΔI}}_c))}{\mathrm{average}({\mathrm{\ΔI}}_a,{\mathrm{\ΔI}}_b,{\mathrm{\ΔI}}_c)}\×100\%$

式中： 

ε-变电站三相不平衡指标 

ΔI_a-变电站A相电流泄露大小 

ΔI_b-变电站B相电流泄露大小 

ΔI_c-变电站C相电流泄露大小 

三相不平衡指标主要用于反映变电站横向支路对地泄露的不平衡。 

3、输电线路性能指标 

$\mathrm{\η}=\frac{P_2}{P_1}$

式中： 

η-输电线路效率指标 

P₂-输电线路末端有功功率 

P₁-输电线路首端有功功率 

$R=\frac{4(P_1-P_2)}{I_1^2+I_2^2+{2I}_1{I}_2\cos \mathrm{\δ}}$

式中： 

R-输电线路等效电阻指标 

P₁-输电线路首端有功功率 

P₂-输电线路末端有功功率 

I₁-输电线路首端电流数值 

I₂-输电线路末端电流数值 

δ-首末端电流相角差 

性能指标中的等效电阻是输电线路横向支路和纵向支路的综合反映。当输电线路纵向支路的导电性能下降、接触电阻增大或横向支路电晕增加等均会导致等效电阻的增大，等效电阻的异常表示这两个支路至少有一个异常。 

式中： 

R+jX-输电线路阻抗指标 

I₁-输电线路首端电流数值 

I₂-输电线路末端电流数值 

-输电线路首端功率因数角 

-输电线路末端功率因数角 

U₁-输电线路首端电压数值 

U₂-输电线路末端电压数值 

性能指标中的阻抗是在输电线路导纳支路正常的情况下推导得到的，因此在这个假设前提下它反映了输电线路纵向支路的情况。由于等效阻抗主要反映电抗这个结构参量的情况，当导线的几何均距或导线自身的性状如等效半径等发生变化时会在电抗上有所体现。但是当输电线路的横向支路发生异常，横向支路电流增大时，电抗也会受到影响，因此，需要根据横纵向支路的情况来综合判定。(注：在输电线路性能评估算法中，使用电抗) 

式中： 

G_o+jB_o-输电线路横向支路导纳 

I₁-输电线路首端电流数值 

I₂-输电线路末端电流数值 

-输电线路首端功率因数角 

-输电线路末端功率因数角 

U₁-输电线路首端电压数值 

U₂-输电线路末端电压数值 

性能指标中的导纳主要反映输电线路横向支路的情况。由于高压输电线路中导线的电导远小于电纳，可认为导纳主要反映了电纳这个结构参量的情况，当导线的几何均距、对地距离或导线自身的性状如等效半径等发生变化时会在电纳上有所体现。(注：在输电线路性能评估算法中，使用电纳) 

${\mathrm{\ϵ}}_{I2}=\frac{I_{a\left(2\right)}}{I_{a\left(1\right)}}\×100\%$

式中： 

ε_I2-输电线路负序不平衡指标 

I_a(2)-输电线路负序电流分量 

I_a(1)-输电线路正序分量 

${\mathrm{\ϵ}}_{I0}=\frac{I_{a\left(0\right)}}{I_{a\left(1\right)}}\×100\%$

式中： 

ε_I0-输电线路零序不平衡指标 

I_a(0)-输电线路零序电流分量 

I_a(1)-输电线路正序电流分量 

性能指标中的三相不平衡主要是线路横纵向支路的综合体现。纵向支路中三相导线排列不对称度增大、横向支路中三相导线对地距离不对称度增大都会导致输电线路三相不平衡的增大。 

指标变化过程规律分析： 

若上述指标按日为周期，指标表示为Y(t)，随时间t的变化，则可统一表示成如下随机过程： 

Y_n(t)，t∈nT，n＝1，2，... 

其中，n＝1表示随机采样的开始周期，这样随着实时运行的进行，假设其符合随机过程 实验的条件，且符合高斯分布过程，则三个指标即构成随机的高斯分布过程。 

实际中，采样按离散形式进行，假设每周期采样点数为N，对应时刻为t，则任一周期n的随机过程实验可表示为如下时间序列： 

Y_n(t)＝[Y_n(t₁)，Y_n(t₂)，Y_n(t₃)，…，Y_n(t_N)] 

由此，随着运行时间的推移，可进行上述随机过程参数的估计，具体叙述如下。 

对于确定的采样时刻点t_i(i∈[1，N])，那么， 

Y₁(t_i)、Y₂(t_i)、…、Y_n(t_i) 

可以看作随机变量Y(t_i)容量为n的样本，假设Y(t_i)符合高斯分布。 

为了反映指标分布规律，假设过程各时刻间是独立的，按照点估计理论，前n周期t_i时刻指标均值和方差的估计分别为： 

$E{\left[Y\left(t_i\right)\right]}_n=\frac{1}{n}\underset{k=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{Y}_k\left(t_i\right)$

$D{\left[Y\left(t_i\right)\right]}_n=\frac{1}{n-1}\underset{k=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{[Y_k\left(t_i\right)-E{\left[Y\left(t_i\right)\right]}_n]}^2$

其中，方差采用无偏的样本方差来估计。不同时刻的均值和方差不一定相等，分别刻画了在各个时刻的概率统计特性。E[Y(t_i)]_n体现性能指标变化的平均水平，D[Y(t_i)]_n则表征性能指标波动的散布情况。 

随着估计时间的延续，新样本会不断进入，从而增大估计的样本数量，均值和方差可按下式递推： 

${E\left[Y\left(t_i\right)\right]}_{n+1}=E{\left[Y\left(t_i\right)\right]}_n+\frac{1}{n+1}(Y_{n+1}\left(t_i\right)-E{\left[Y\left(t_i\right)\right]}_n)$

${D\left[Y\left(t_i\right)\right]}_{n+1}=\frac{n-1}{n}D{\left[Y\left(t_i\right)\right]}_n+\frac{{(Y_{n+1}\left(t_i\right)-E{\left[Y\left(t_i\right)\right]}_n)}^2}{n+1}$

算法中涉及符号定义如下： 

[MS]变电站采样时刻点性能评估结果存储空间； 

[MT]变电站滚动均值、滚动方差、正常率等历史信息存储空间； 

[MH]变电站正常运行的电气量测历史信息存储空间； 

[ME]变电站运行性能评估结果存储空间； 

Flag 变电站延时观察天数，0表示正常，其余数字表示延时观察天数； 

N    变电站延时观察时间间隔天数； 

mum  延时观察时间间隔内，变电站运行性能评估正常的累积天数； 

p    延时观察时间间隔内，变电站运行性能评估正常率； 

Pn   延时观察时间间隔内，变电站运行性能评估正常率门槛值； 

ec   某一变电站采样时刻点评估结果，0表示正常，1表示异常； 

E    某一变电站运行性能评估结果，0表示正常，1表示延时观察，2表示异常。 

Claims (7)

1.一种基于电气信息的设备性能评价***，其特征是，它采用C/S架构包括基础数据层、元件性能评估平台和分析应用层；其中，

基础数据层为***提供基础数据的平台；

元件性能评估平台完成对输电元件运行性能评估；

分析应用层根据元件评价结果，发现性能发生劣化的元件，安排电气设备检修。

2.如权利要求1所述的基于电气信息的设备性能评价***，其特征是，所述基础数据层包括：

图形数据模块，主要功能是实现***接线图的绘制，包括元件的添加和删除等功能；

网络拓扑数据模块，根据***接线图，分析得到网络的拓扑结构；

元件资源数据模块，元件几何参数、物理参数的输入模块；

元件历史数据模块，元件运行的历史数据信息模块，包括电压，电流，有功功率和无功功率；

实时监测数据模块，元件实时监测数据接口。

3.如权利要求1所述的基于电气信息的设备性能评价***，其特征是，所述元件性能评估平台包括：

广义电网拓扑划分模块，基于节点消去的网络拓扑分析方法，将电网划分为变电站和输电线路等效元件的有机组合形式；

变电站运行性能评估模块，根据变电站性能指标，以及性能指标的数字变化规律，实时评估变电站的运行性能；

输电线路运行性能评估模块，根据输电线路性能指标，以及性能指标的数字变化规律，实时评估输电线路的运行性能。

4.如权利要求1所述的基于电气信息的设备性能评价***，其特征是，所述电气设备检修策略模块，在元件性能评估平台的基础上，根据元件性能评估结果，及时发现性能劣化的元件，作为执行人员进行电气设备检修的参考。

5.一种采用权利要求1所述的基于电气信息的设备性能评价***的评价方法，其特征是，具体步骤为：

1)基础数据层完成变电站以及输电线路各参数的采集，形成图形数据以及实时监测数据，并上传到元件性能评估平台；

2)元件性能评估平台分别对变电站运行性能和输电线路运行性能进行评估；评估结果上传到分析应用层；

3)分析应用层根据评估结构，及时发现性能劣化的元件，作为执行人员进行电气设备检修的参考。

6.如权利要求5所述的基于电气信息的设备性能评价***的评价方法，其特征是，所述变电站运行性能评估方法为：

假设待评估当前日为i，其运行性能评估具体步骤如下：

1)性能指标矩阵的确定

根据当前日i对应的SCADA中的电气信息，运用变电站拓扑分析，确定变电站的连通片以及连通片各端口的电气量测信息；分别计算不同性能指标对应基础运算单元在各采样时刻点的电纳、电抗、效率和三相不平衡指标，构成电纳矩阵[Y]_i、电抗矩阵[Z]_i、效率指标矩阵[η]_i和三相不平衡指标矩阵[U]_i；其中，矩阵列号都对应采样时刻点；由于基础运算单元不同，[Y]_i、[η]_i、[U]_i的行号对应连通片，[Z]_i的行号按连通片顺序依次对应不同的相互连通的出线端节点片；

2)建立评语集

将变电站运行性能的状态分为“正常”与“异常”两个等级；

3)门槛值的确定

(1)对于采样时刻点，以前一日的滚动均值μ和滚动方差σ²为依据，波动范围的中心轴为μ，根据评估保守程度的要求，选择统计波动范围为±σ、±2σ、±3σ；

(2)为了确定日周期评估门槛值，定义每日运行性能正常的采样时刻点数所占比例为正常率，日复一日的正常率统计构成正常率时间序列，近似服从高斯分布；若正常率时间序列中前一日的滚动均值为Ψ和滚动方差为Θ²，当前日评估门槛值选择Ψ-2Θ或Ψ-3Θ；

根据i-1日的历史信息，分别计算不同连通片中各采样时刻点的滚动均值μ_i-1(t_k)和滚动方差

其中(k∈[1，N])，以及正常率时间序列的滚动均值Ψ_i-1和滚动方差

结合性能指标的理论正常波动范围，按照门槛值设定原则，确定各采样时刻点的性能指标的正常波动范围为

[μ_i-1(t_k)-min(mσ_i-1(t_k)，nμ_i-1(t_k))，μ_i-1(t_k)+min(mσ_i-1(t_k)，nμ_i-1(t_k))]

其中，m可取1、2、3，根据评估的保守程度而定；n为理论正常波动范围值；构造i日的电纳门槛值矩阵[M_Y]_i、电抗门槛值矩阵[M_Z]_i、三相不平衡指标门槛值矩阵[M_U]_i和效率指标门槛值矩阵[M_η]_i；其中，性能指标门槛值矩阵与性能指标矩阵中元素一一对应；

同时，确定当前日i中不同连通片的日周期评估门槛值为Ψ_i-1-mΘ_i-1，并构成日周期评估门槛值矩阵[M_ψ]_i；其中，m取1、2、3，根据评估的保守程度而定；

4)采样时刻点性能评估

对比性能指标矩阵与性能指标门槛值矩阵，确定性能指标评估结果矩阵[P_Y]_i、[P_Z]_i、[P_U]_i、[P_η]_i；综合[P_Y]_i、[P_Z]_i、[P_U]_i和[P_η]_i，以连通片为基础对象，运用多性能指标逻辑运算，确定采样时刻点性能评估结果矩阵[P]_i；最终确定的[P]_i，其元素为0或1，0表示正常，1表示异常；

5)变电站综合运行性能评估

根据[P]_i，统计各连通片即[P]_i的行向量的正常率，并与[M_ψ]_i中相应门槛值对比；若各连通片的正常率全大于门槛值，评判变电站综合运行性能为正常；否则，评判变电站综合运行性能为异常；

若变电站综合运行性能为正常，则性能评估过程结束，评判运行性能为正常，并将当前日i对应的统计数据归入正常运行历史信息中，为下一日性能评估做准备；若变电站综合运行性能为异常，则性能评估过程需要延时观察；延时观察时间由变电站的潜伏故障期决定，延迟时间内的变电站综合运行性能评估方法重复以上的过程，延迟时间内的门槛值保持i日门槛值不变；延时观察时间内，统计变电站综合运行性能评估为异常的概率P，P的门槛值由准确度要求确定；若P大于门槛值，则评判变电站运行性能为异常，需运行人员及时维护；否则，评判变电站运行性能为正常。

7.如权利要求5所述的基于电气信息的设备性能评价***的评价方法，其特征是，所述输电线路运行性能评估方法：

1)计算待评判日性能指标

设当前待评判日为i，利用待评判日输电线路两侧的SCADA信息，分别计算各性能指标在各采样时刻的值，构成性能指标矩阵[X_i]_288×6，如下所示：

$X_i=\left[\begin{array}{cccccc}{x}_{11}& x_{12}& x_{13}& x_{14}& x_{15}& x_{16}\\ x_{21}& x_{22}& x_{23}& x_{24}& x_{25}& x_{26}\\ .& .& .& .& .& .\\ .& .& .& .& .& .\\ .& .& .& .& .& .\\ x_{2881}& x_{2882}& x_{2883}& x_{2884}& x_{2885}& x_{2886}\end{array}\right]$

矩阵行数表示待评判日共有288个采样点；列数表示每个采样点都有六个性能指标，分别是效率、等效电阻、电抗、电纳、负序不平衡度、零序不平衡度；

2)建立评语集

将输电线路各性能指标与输电线路的总体性能均分为“正常”与“异常”两种状态；

3)确定评判标准

根据待评判日之前的历史数据，计算288个采样时刻各个性能指标历史数据的数字特征，及每日性能正常的采样点应占总采样点的比例；

对待评判日每一采样时刻点性能指标j的评判，以μ_i-1(k，j)为中心，根据实际情况确定波动范围；

按照门槛值设定原则，确定各采样时刻点k性能指标j的正常波动范围为：

μ_i-1(k，j)±min(a(k，j)σ_i-1(k，j)，b(k，j)μ_i-1(k，j))

式中，a(k，j)可根据评判的要求取不同的值；b(k，j)为性能指标j的理论正常波动范围；

对待评判日输电线路性能的评判，按前述性能评判的有效准则，各采样时刻点正常率的变化范围应以Ψ_i-1为中心，根据实际情况确定波动范围；当历史数据较少时，根据实际情况给定波动范围；

4)评判各采样时刻点输电线路性能

根据第1)所得的待评判日的性能指标，根据第3)确定的各性能指标在各采样时刻的评判标准，确定各采样时刻各性能指标是否正常，正常记为0，越限记为1，得到评判结果矩阵[P_i]_288×6；

根据输电线路性能评价的有效准则以及各性能指标间的牵制关系，确定各采样时刻输电线路的性能是否正常，正常记为0，异常记为1，得到评判结果矩阵[F_i]_288×1；

5)评判输电线路整日性能

根据[F_i]_288×1，计算待评判日性能正常的采样点应占总采样点的比例，根据第三步确定的标准，判断输电线路在待评判日的性能是否正常，正常记为0，异常记为1；

若输电线路性能正常，则评判过程结束，量测信息入库，为下一日准备；否则，则要进行延时观察，与变电站性能评估时原理相同。

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