本發(fa)明涉(she)及儀(yi)器儀(yi)表(biao)(biao)領域，更具(ju)體(ti)涉(she)及一種電(dian)能(neng)表(biao)(biao)運行狀態的評價方(fang)法。

背景技術：

作為法定計量(liang)器具(ju)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)能(neng)表(biao)，承擔(dan)著(zhu)電(dian)(dian)(dian)壓、電(dian)(dian)(dian)流、電(dian)(dian)(dian)能(neng)量(liang)等重要信息(xi)的(de)(de)測量(liang)、存儲和(he)傳輸任務，電(dian)(dian)(dian)能(neng)計量(liang)和(he)信息(xi)傳輸的(de)(de)準(zhun)確、及時(shi)關系到電(dian)(dian)(dian)力公司與客戶之間電(dian)(dian)(dian)費結算的(de)(de)質量(liang)和(he)效(xiao)率。對于數(shu)百萬只計量(liang)電(dian)(dian)(dian)量(liang)較(jiao)大的(de)(de)運行電(dian)(dian)(dian)能(neng)表(biao)，目前(qian)一般都采用定期現(xian)場(chang)檢(jian)驗的(de)(de)方(fang)式(shi)監控其運行狀態。交通和(he)人(ren)力方(fang)面投入量(liang)巨大，難以滿(man)足(zu)目前(qian)企業減(jian)員增效(xiao)的(de)(de)管理方(fang)向。同時(shi)，隨著(zhu)科技進步和(he)產品(pin)質量(liang)的(de)(de)提(ti)高，電(dian)(dian)(dian)能(neng)表(biao)的(de)(de)現(xian)場(chang)運行故障率越(yue)來越(yue)低，頻繁的(de)(de)現(xian)場(chang)檢(jian)驗缺乏實際意(yi)義。

故提出一種電能表運行狀態的評價方法，以(yi)解決上述技術問題。

技術實現要素：

本發明(ming)的目的是(shi)提供一種電能表(biao)運行狀(zhuang)態的評價方法，解(jie)決了電能表(biao)運行中計(ji)量狀(zhuang)態的合(he)理評估和正確(que)評價問題。

為(wei)實現上述目的，本發明采用以(yi)下(xia)技術(shu)方(fang)案：一種(zhong)電能(neng)表運行(xing)狀態的評(ping)價方(fang)法，包括以(yi)下(xia)步驟：

建立(li)電能表的運行狀態評價模(mo)型；

選取影響電能表(biao)運行狀態的因(yin)素(su)作為狀態量；

根據對電能表運(yun)行狀態的(de)影響類型對所述狀態量進行功能單元(yuan)劃分；

根據(ju)所述狀態(tai)量的特點建立狀態(tai)量評分模(mo)型并確(que)定評價(jia)內(nei)容；

根據評分模型和評價內(nei)容分別(bie)計(ji)算不同(tong)狀態(tai)量(liang)的評價分值；

計算(suan)出電能表運行狀(zhuang)態的(de)綜合(he)評價分(fen)值；

建立電(dian)能表綜合評價分值和電(dian)能表的故障率的關(guan)聯關(guan)系模型。

所述狀態量包括電能表的基本誤差S₁、運行誤差S₂、誤差分散性S₃、退貨率S₄、運行故障率S₅、運行時間S₆、家族缺陷S₇、在線監測電量異常S₈、在線監測時鐘異常S₉和用戶信譽S₁₀。

所述(shu)功(gong)能單元(yuan)(yuan)(yuan)包括基礎單元(yuan)(yuan)(yuan)、檢測(ce)單元(yuan)(yuan)(yuan)、監測(ce)單元(yuan)(yuan)(yuan)和家族(zu)缺陷(xian)單元(yuan)(yuan)(yuan)。

按(an)照(zhao)不同功能單元分(fen)(fen)別(bie)計算(suan)出基礎評(ping)分(fen)(fen)B、檢測評(ping)分(fen)(fen)T、監測評(ping)分(fen)(fen)M和家族缺陷評(ping)分(fen)(fen)F，并最(zui)終得出電能表運行狀態的綜合評(ping)價(jia)分(fen)(fen)值G＝BTMF。

所述基礎單元評分B根據包括退貨率S₄、誤差分散性S₃、運行故障率S₅、基本誤差S₁、運行時間S₆和用戶信譽S₁₀確定；基礎評分B_i為基礎單元評(ping)分(fen)中各狀(zhuang)態量評(ping)分(fen)。

所述退貨率S₄通過下式(1)確定，退貨率S₄評分模型B₁通過下式(2)確(que)定：

B₁＝10×(1-S₄) (2)

所述誤差分散性S₃通過標準偏差算法計算得到，誤差分散性S₃的評分模型B₂通過下式(4)確定：

其中，N為被評價電能表所屬批次的電能表數量，x_i為(wei)被評(ping)價電(dian)(dian)(dian)能(neng)表(biao)所屬(shu)批次第i只(zhi)電(dian)(dian)(dian)能(neng)表(biao)的基(ji)本誤差(cha)數值，為(wei)被評(ping)價電(dian)(dian)(dian)能(neng)表(biao)所屬(shu)批次所有電(dian)(dian)(dian)能(neng) 表(biao)基(ji)本誤差(cha)的平均值；

所述運行故障率S₅通過下式(5)確定，運行故障率S₅的評分模型B₃通(tong)過下式(6)確(que)定：

B₃＝20×(1-S₅) (6)

所述基本誤差S₁通過選取電能表實際運行過程中的(de)3個負荷(he)點的(de)實驗室檢定誤差值計算得到(dao)，所(suo)述負荷(he)點如下：

(1)U_n，I_n，的誤差值S_1-1；

(2)0.2S級和0.5S級取U_n，0.02I_n，的誤差值，

1級和2級取U_n，0.05I_n，的誤差值S_1-2；

(3)U_n，I_max，的誤差值S_1-3；

其中，U_n為被評價電能表的額定工作電壓，I_n為被評(ping)價電(dian)(dian)(dian)能(neng)表的(de)額定工作電(dian)(dian)(dian)流，為被評(ping)價電(dian)(dian)(dian)能(neng)表工作狀態時(shi)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)、電(dian)(dian)(dian)流的(de)相(xiang)位差；

基本誤差S₁的評分模型B₄通過下式(7)確定：

所述運行時間S₆指電能表的運行年數；運行時間S₆的評分模型B₅通過下式(8)確(que)定(ding)：

B₅＝20-2.5×S₆ (8)

所述用戶信譽S₁₀指電能表的計量用戶在用電歷史上是否存在竊電以及異動和破壞電能表的行為；用戶信譽S₁₀的評分模型B₆通過下式(9)確定：用戶近一年內發生未過竊電等破壞電能表的行為，則B₆＝0；否則B₆＝10。

根據反映電能表的運行誤差特性的狀態量運行誤差S₂設置檢測單元評分T；所述運行誤差S₂的數值(zhi)通(tong)過(guo)現場(chang)檢驗獲(huo)得，檢測單元評(ping)分T其評(ping)分模型通(tong)過(guo)下式(10)確定：

其中：

根據狀態量在線監測電量異常S₈和在線監測時鐘異常S₉確定監測功能評分M；所述在線監測電量異常S₈評價周期內在線監測信息系統發現的真實的電量異常；所述在線監測時鐘異常S₉評價周期內在線監測信息系統發現的時鐘異常事件的數量；所述在線監測電量異常S₈和在線監測時鐘異常S₉的數值通過(guo)在線監(jian)測信(xin)息系統統計獲得：監(jian)測評分模型通過(guo)下式(11)確定：

M＝M₈×M₉ (11)

其中，M_8i＝80％

M_9i＝95％。

根據狀態量家族缺陷S₇確定家(jia)族缺陷功能評分F，其(qi)評分模型通過(guo)下式(12)確定：

其中，n為發生該項家族缺陷的電能表數量(N＞n≥1)，N為家族電能表總數量；S₇的取值如下：

當對電能表控制功能有影響時，S₇為(wei)86％～100％；

當對電能表時鐘功能有影響時，S₇為51％～85％；

當對電能表顯示、通信功能有影響時，S₇為16％～50％；

當對電能表計量、存儲性能有影響時，S₇為0～15％。

所述(shu)電能(neng)表(biao)(biao)綜合評價分值和電能(neng)表(biao)(biao)的故(gu)障(zhang)率(lv)的關(guan)聯關(guan)系(xi)模(mo)型根(gen)據電子(zi)產(chan)品(pin)可(ke)(ke)靠度與(yu)故(gu)障(zhang)率(lv)的關(guan)系(xi)建(jian)立(li)：所述(shu)電子(zi)產(chan)品(pin)可(ke)(ke)靠度與(yu)故(gu)障(zhang)率(lv)的關(guan)系(xi)通過下式(13)確定：

其中，λ為故障率，R為可靠(kao)度，t為未(wei)來的某個時間點；

短時間幾天Δt內λ(t)視為(wei)常數，根據(ju)公式(13)得出Δt時間內的短期可靠度為(wei)：

R(t)＝e^-λΔt (14)

當電能表狀(zhuang)態(tai)變(bian)壞(huai)時，其(qi)故(gu)障率呈指數(shu)規律變(bian)化(hua)，因此，當電能表整體評價分值(zhi)為(wei)(wei)G時，其(qi)故(gu)障率為(wei)(wei)：

λ＝K·e^-CG (15)

當電能(neng)表的綜合狀態分值為(wei)(wei)G時(shi)，Δt時(shi)間內(nei)的短期可靠度為(wei)(wei)：

K為比例系(xi)數(shu)和C為曲(qu)率(lv)系(xi)數(shu)，均通(tong)過樣本統計計算得到。

根(gen)據電(dian)能(neng)表綜合評(ping)價(jia)(jia)分(fen)值(zhi)和電(dian)能(neng)表的(de)(de)故(gu)障率(lv)的(de)(de)關(guan)聯關(guan)系(xi)模(mo)型，建立起狀(zhuang)態評(ping)價(jia)(jia)分(fen)數與故(gu)障率(lv)的(de)(de)對(dui)應關(guan)系(xi)，結合實際管理需要，將(jiang)電(dian)能(neng)表的(de)(de)運行(xing)狀(zhuang)態劃(hua)分(fen)為穩定、正常(chang)和預警三種，依此執行(xing)不同(tong)的(de)(de)檢驗周期。

和最(zui)接近的現有(you)技術比，本發明提供技術方案具有(you)以下優異效果

1、本發(fa)明技術方案合理利用(yong)了現有信息系(xi)統已成熟(shu)應(ying)用(yong)的(de)(de)監(jian)測方法和手段，通過對電(dian)能表(biao)的(de)(de)歷史(shi)數據(ju)、關(guan)聯信息等狀態(tai)量的(de)(de)數據(ju)分析，應(ying)用(yong)科學的(de)(de)數理統計方法，進行準確評估電(dian)能表(biao)運(yun)行狀態(tai)；

2、本發(fa)明技術方案應用有助于開展(zhan)動態周期(qi)的(de)現場檢驗(yan)，降低電能(neng)表的(de)運(yun)行維護(hu)成本，減少交通和作業安全風(feng)險；

3、本發明技術方案可(ke)確保電能表的計量(liang)性能穩定和持續(xu)受控，提高(gao)設備(bei)質量(liang)和運(yun)行可(ke)靠性；

4、本發(fa)明技術(shu)方案使(shi)得電能表的測量更為準確，提高(gao)工作效率。

附圖說明

圖1為本發明實施例(li)方(fang)法框圖。

具體實施方式

下(xia)面(mian)結合圖1和(he)實施(shi)例(li)對發明作進一步的詳細說(shuo)明。

實施例：

本發(fa)明提供一(yi)種電(dian)能表運行狀(zhuang)態的評價方法(fa)，可(ke)以通(tong)過對(dui)基本誤差、運行誤差、誤差分散(san)性、退貨率(lv)、運行故障(zhang)率(lv)、運行時間與環境、家族(zu)缺陷、在線(xian)監測電(dian)量(liang)異常(chang)、在線(xian)監測時鐘異常(chang)、用(yong)戶信譽等多個因(yin)素對(dui)電(dian)能表的運行狀(zhuang)態進行綜合評價。

所述方法包括：建立電能表的運行狀態評價模型，選取電能表的基本誤差S₁、運行誤差S₂、誤差分散性S₃、退貨率S₄、運行故障率S₅、運行時間S₆、家族缺陷S₇、在線監測電量異常S₈、在線監測時鐘異常S₉、用戶信譽S₁₀等多個可(ke)能(neng)(neng)(neng)影響電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)表(biao)(biao)運(yun)行(xing)(xing)狀(zhuang)態(tai)(tai)(tai)的(de)(de)因素作為狀(zhuang)態(tai)(tai)(tai)量(liang)。根據對(dui)電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)表(biao)(biao)運(yun)行(xing)(xing)狀(zhuang)態(tai)(tai)(tai)的(de)(de)影響類型(xing)(xing)對(dui)狀(zhuang)態(tai)(tai)(tai)量(liang)進行(xing)(xing)功能(neng)(neng)(neng)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)劃分，包括(kuo)基礎(chu)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)、檢測(ce)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)、監(jian)測(ce)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)和家族缺(que)(que)陷單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)。針對(dui)狀(zhuang)態(tai)(tai)(tai)量(liang)特(te)點(dian)建立(li)狀(zhuang)態(tai)(tai)(tai)量(liang)評(ping)(ping)分模(mo)型(xing)(xing)和確定評(ping)(ping)價內容，可(ke)反映出(chu)電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)表(biao)(biao)運(yun)行(xing)(xing)狀(zhuang)態(tai)(tai)(tai)的(de)(de)相關(guan)性能(neng)(neng)(neng)屬性。根據評(ping)(ping)分模(mo)型(xing)(xing)和評(ping)(ping)價內容輸(shu)入值分別計算不同狀(zhuang)態(tai)(tai)(tai)量(liang)的(de)(de)評(ping)(ping)價分值，按照不同功能(neng)(neng)(neng)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)分別計算出(chu)基礎(chu)評(ping)(ping)分B、檢測(ce)評(ping)(ping)分T、監(jian)測(ce)評(ping)(ping)分M和家族缺(que)(que)陷評(ping)(ping)分F，然(ran)后(hou)(hou)計算出(chu)電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)表(biao)(biao)運(yun)行(xing)(xing)狀(zhuang)態(tai)(tai)(tai)的(de)(de)綜合(he)評(ping)(ping)價分值G＝BTMF。最后(hou)(hou)建立(li)了電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)表(biao)(biao)綜合(he)評(ping)(ping)價分值與電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)表(biao)(biao)的(de)(de)故障率及 可(ke)靠性指(zhi)標(biao)的(de)(de)關(guan)聯關(guan)系計算模(mo)型(xing)(xing)。

選擇反映電能表的基礎質量水平的狀態量設置基礎單元評分B，包括退貨率S₄、誤差分散性S₃、運行故障率S₅、基本誤差S₁、運行時間S₆和用戶信譽S₁₀等參數，各狀態量評分總和為100分。基礎評分中各狀態量評分B_i的計算(suan)方式見下表(biao)，基(ji)礎評(ping)分

其中：

1.退貨率S₄指同一制造廠商由于質量問題發生的退貨情況，退貨率高低能夠反映該批電能表的一定程度的基礎質量水平高低。S₄的計算方法見公式(1)，退貨率S₄評分模型B₁見公式(2)：

B₁＝10×(1-S₄) (2)

2.誤差分散性S₃指同一供貨批次電能表在額定負荷點，功率因數為1.0時實驗室檢定誤差的整體分散性，該誤差值的分布情況能夠反映該批次電能表的工藝一致性和質量水平高低。S₃的數值通過標準偏差算法計算得到，見公式(3)，誤差分散性S₃的評分模型B₂見公式(4)。

3.運行故障率S₅指同一到貨批次電能表運行故障率，計算方法見公式(5)，運行故障率S₅的計算方法見公式(5)，運行故障率S₅的評分模型B₃見公式(6)。

B₃＝20×(1-S₅) (6)

4.基本誤差S₁指電能表在試驗室檢定時的(de)誤(wu)差值，選取電能表實(shi)際運行過(guo)程中最具(ju)代(dai)表性的(de)3個負荷點的(de)實(shi)驗室檢定誤(wu)差值計(ji)算得(de)到，具(ju)體負荷點如下：

(1)U_n，I_n，的誤差值S_1-1；

(2)0.2S級和0.5S級取U_n，0.02I_n，的誤差值，

1級和2級取U_n，0.05I_n，的誤差值S_1-2；

(3)U_n，I_max，的誤差值S_1-3；

基本誤差S₁的評分模型B₄見公式(7)。

5.運行時間S₆指電能表的運行年數，隨著運行時間的變化，電子元器件的老化加劇，將導致電能表的可靠性降低。運行時間S₆的評分模型B₅見公式(8)。

B₅＝20-2.5×S₆ (8)

6.用戶信譽S₁₀指電能表的計量用戶在用電歷史上是否存在竊電以及異動、破壞電能表的行為。用戶人為的破壞電能表等計量裝置的行為會直接導致電能表運行質量降低。用戶信譽S₁₀的評分模型B₆見公式(9)。

用戶近一年內發生過竊電等破壞電能表的行為B₆＝0；否則B₆＝10。(9)

選擇反映電能表的運行誤差特性的狀態量運行誤差S₂設置檢測單元評分T。運行誤差S₂的數值通過(guo)日(ri)常的現場檢驗直(zhi)接獲得，檢測單元(yuan)評分T其評分模型(xing)見公式(10)。

其中：

選擇能夠監測電能表運行異常的狀態量在線監測電量異常S₈、在線監測時鐘異常S₉表示監測功能評分M，在線監測電量異常S₈、在線監測時鐘異常S₉的數值通過系統(tong)統(tong)計獲得(de)，分別指評價(jia)周期內在線監測(ce)信息(xi)系統(tong)發現的真實的電量(liang)(liang)異常、時鐘異常事件的數量(liang)(liang)，監測(ce)評分模型見公(gong)式(11)。

M＝M₈×M₉ (11)

其中，M_8i＝80％

M_9i＝95％

選擇能夠表示電能表家族性缺陷影響大小的狀態量家族缺陷S₇表示(shi)家族缺(que)陷功能評(ping)分F，其評(ping)分模型見(jian)公(gong)式(12)。

其中S₇的取值見下表。

建立了(le)電能(neng)(neng)表評價狀態分值(zhi)與電能(neng)(neng)表故(gu)(gu)障率之(zhi)間的(de)關聯關系模型(xing)。根據(ju)電子產品可靠度(du)與故(gu)(gu)障率的(de)經典(dian)關系公(gong)式(13)，

其(qi)中λ為故障率(lv)，R為可靠度(du)。

短(duan)時間Δt內(nei)λ(t)可(ke)(ke)視為(wei)常數，根據公(gong)式(13)得出Δt時間內(nei)的短(duan)期可(ke)(ke)靠度(du)為(wei)：

R(t)＝e^-λΔt (14)

當電能表狀態變(bian)壞(huai)時(shi)，其故(gu)障(zhang)率(lv)一(yi)般呈指數規律變(bian)化，因此，當電能表 整(zheng)體評價分值為G時(shi)，其故(gu)障(zhang)率(lv)為：

λ＝K·e^-CG (15)

相應當(dang)電能表(biao)的綜合狀態分值為G時，Δt時間內的短期可(ke)靠度(du)為：

比例系(xi)數(shu)K和曲率(lv)系(xi)數(shu)C可通過樣本統計計算得到。

根據(ju)電(dian)能(neng)表(biao)綜合(he)狀態分(fen)值與(yu)故(gu)(gu)障率的(de)(de)關系計(ji)算模(mo)型，建立起狀態評價(jia)分(fen)數(shu)與(yu)故(gu)(gu)障率的(de)(de)對應關系，結合(he)實(shi)際(ji)管(guan)理需要，可以將電(dian)能(neng)表(biao)的(de)(de)運行狀態劃(hua)分(fen)為穩定、正(zheng)常(chang)、預警三種，依此(ci)執(zhi)行不同的(de)(de)檢驗周期。

最后應(ying)當說明(ming)的(de)是：以(yi)上(shang)實施例僅用以(yi)說明(ming)本(ben)發明(ming)的(de)技(ji)術方案而非對其(qi)限制，所屬(shu)領域(yu)的(de)普通技(ji)術人員盡管參照(zhao)上(shang)述實施例應(ying)當理解：依然(ran)可以(yi)對本(ben)發明(ming)的(de)具體實施方式進(jin)行修(xiu)改或者(zhe)等(deng)同替(ti)換，這些未脫離本(ben)發明(ming)精神和范圍的(de)任何修(xiu)改或者(zhe)等(deng)同替(ti)換，均在申請待批的(de)本(ben)發明(ming)的(de)權利(li)要(yao)求保護范圍之內。