配电变压器风险评估范文

本站小编为你精心准备了配电变压器风险评估参考范文，愿这些范文能点燃您思维的火花，激发您的写作灵感。欢迎深入阅读并收藏。

摘要:

在设备风险评估中，计算设备的资产和风险通常要计算要素的权重。层次分析法经常被用来求取权重。其通常采用某一位专家的意见，其主观判断的随意性难免会使决策结果可信度大大降低。采用群决策的方式确定各因素的权重，由多位专家参与到评估的过程中来，集合多位专家的意见，对专家意见可信度进行客观的赋权，减少了某一位专家在决策过程中的主观性，提高了求得的权重的可信度，风险评估的结果可用程度提高。

关键词:

风险评估;群决策;权重

随着电网的不断壮大，电气设备的急剧增加，原始的检修计划不能满足当前的要求，状态检修应运而生。状态检修(ConditionBasedMain-tenance，CBM)从设备的实际状态出发来制定检修计划，大大减少了人力、物力。而基于风险的检修由于综合考虑能较为全面地考虑各种决策因素(包括效益、风险和费用)和结合各种方法的长处，逐渐受到了研究人员的重视。在设备风险评估中层次分析法(AnalyticHi-erarchyProcess，AHP)［1］是一种经常被用到的多目标决策分析方法。AHP是美国匹兹堡大学的萨蒂(Satty)教授于上世纪末提出的一种能将定性分析和定量分析相结合的系统分析决策方法。将与决策有关的因素分解成目标、准则、方案等层次，对同层的要素用量化方法进行相对重要性标度，形成判断矩阵，得出权重，最后进行一致性检验并且排序。分层后再对问题进行定性和定量有机结合分析，最终使得决策有了量化依据，使得决策更有说服力。

在实际的设备风险评估的过程中，现有评估方法在面对综合评价指标赋权和定性数据定量化问题的处理上都是以某位专家或标准直接给出权重的值，没有现实说服力。而且很多目标决策中虽然用到了层次分析法求取权重，但是往往也只是以某位专家给出的判断矩阵得到最终的权重值。由于专家的名望、地位、所属专业和对决策问题的熟悉程度不同，某一位专家的判断存在随意性，这样专家主观判断的随意性难免会使决策结果可信度大大降低。为了减少这种主观性，本文采用AHP群决策方法(GAHP)进行评估。由多位专家参与到评估的过程中来，将多位专家的意见进行集合，然后对专家意见可信度进行客观的赋权，减少了某一位专家在决策过程中的主观性。

1设备的风险评估

风险的定义是后果及其发生的可能性［2］。综合考虑变压器设备资产、资产损失程度及设备故障发生的概率，其风险模型［3］定义。设备的平均故障率是设备发生故障的平均概率，可以根据历史数据和状态评价的结果通过建模得到。根据文献［4］，设备风险可以从设备损失、人身环境损失、电力系统损失和社会损失等4个独立的方面来计算，这4个因素称为设备的风险因素。因此设备的资产损失程度可由下式(2)计算得到。资产损失程度是从风险因素(设备自身、人身环境、电网损失和社会损失)各方面综合计算故障所造成的资产损失度。某一要素的资产损失度。

2GAHP的聚合判断矩阵

2．1AHP法计算权重使用层次分析法时，首先将所要分析的问题层次化［5］，最终求出低层次对高层次的权重。首先，根据实际情况构建层次模型;然后针对上一层次的某因素得到本层次所有因素间的相对重要程度矩阵，即判断矩阵;最后，计算最大特征根λmax所对应的特征向量，作为对于上一层某因素而言的本层次与之有联系的因素的重要性次序的权重。一般地，为了衡量判断矩阵的可接受程度［6］，要对单层次排序进行一致性检验。在本次的评估系统中，我们将层次分析法的模型分为两层。对于计算资产的层次结构模型，目标层定义为资产，将影响资产值大小的设备自身价值、所供用户等级、设备重要性作为指标层元素;对于计算资产损失度的层次结构模型，目标层是资产损失程度，指标层是各风险因素，包括设备自身损失、社会损失、人身环境损失和电网损失。

2．2GAHP聚合专家意见专家们根据自己的经验给出两两比较的判断矩阵，通常我们要对专家们的意见进行聚合，现有的聚合方式有两种［5，7］:聚合个人判断(AIJ)与聚合个人排序(AIP)。AIJ是集结群中多个专家的判断矩阵形成一个单一的群体判断矩阵，从而采用数学的方法求取权重;而AIP集结每个个体的单排序以形成群排序。当专家们以团队的方式进行决策时宜采用AIJ，专家们以个人的形式进行决策时宜采用AIP。在实际中，专家们大都是以团队的形式进行决策的，所以在这里选用AIJ的方式进行聚合。当集结n个个体的判断时，即使假设每个n元矩阵都满足互反性，也只有几何均值法满足Pareto最优原则以及同质性(即如果每个个体的判断的比率都是t倍，那么集结后的结果也是t倍)，因此必须用几何均值法来进行AIJ［8-9］。在聚合时涉及到的专家权重可分为固有静态权重和随机动态权重两部分。固有静态权重和专家的名望、地位、专业和对决策问题的熟悉程度等因素相关，而随机动态权重则由专家们所给出的最终判断结果的可信度决定。在本文中假设专家们的固有静态权重相同，只考虑他们的随机动态权重。某位专家所给出的判断矩阵与其他专家的判断矩阵的相似程度越大，说明该专家的可信度越高，那么该专家的随机动态权重也就越大。在聚合专家意见时，采用判断矩阵形成的向量夹角分析，得出专家的随机动态权重，然后再进行聚合运算，得到聚合判断矩阵。共识度矩阵是专家组群决策的最终评判矩阵，在得到共识度矩阵的过程中每位专家的动态权重作为其指数分配，所得出的结果融合了n位专家的不同意见。但是在计算的过程中，共识度矩阵同样要满足一致性检验，即CR小于0．1。如若不满足要求，各位专家给出的判断矩阵需做出修改，直到所得到的共识度矩阵满足要求为止。最后，同样地以AHP法求取层次单排序，得出各因素的权值。

3实例分析

在本例中我们假设有3位专家，对于如下图1中的T1而言，变压器参数为35kV/63MVA，带70%一、二类负荷，有7%的概率发生某类停运故障并导致设备损坏和线路停运。T1的资产、资产损失以及风险要素损失概率情况分别如表2、3、4所示。3．1配电变压器资产评估对于配电变压器资产评估的层次结构模型，三位专家给出的判断矩阵。

3．2配电变压器资产损失度评估根据表3和表4计算变压器资产损失度。其中根据历史数据进行统计计算，得到设备故障引起要素在不同程度等级上的损失概率。

3．3计算设备总风险值计算设备总风险值之前，我们先要求出各风险要素的权重。计算方法与资产要素权重相同，根据三位专家给出的判断矩阵，最终得到风险要素权重，对于风险要素层次结构模型，三位专家给出的判断矩阵。根据国家电网公司输变电设备状态评价导则汇编［10］，所得的风险值为1～10之间的数值。数值越大表明风险值越高。对于风险值大于3的设备属于高风险设备，应该引起高度注意，优先安排检修，而T1风险值小于3，无需优先安排检修。

4结论

采用层次分析方法对风险因素进行量化时，所得的结果跟专家的经验和对系统的认识相关，会存在较大的个人偏好，对系统的评估也存在一定的偏差。所以文中在确定设备资产和各风险要素的权重时，采用群决策的方式，考虑多位专家的意见，并采用加权几何平均的方式将多位专家的判断矩阵聚合形成共识矩阵，从而降低了因个人偏好而引起的主观性，使评估的结果准确性得到了提高。

参考文献

［1］SaatyTL．Theanalysishierarchyprocess［M］．NewYork:McGraw-Hill，1980．

［2］微软公司．MS风险管理指南［M］．美国:微软公司，2004．

［3］国家电网公司．电网公司输变电设备风险评估通用办法［Z］．2011．

［4］MoubrayJ．石磊，译．以可靠性为中心的维修［M］．北京:机械工业出版社，1995．

［5］陈治宏，卢国明，吴晓华，等．基于AHP的群决策风险评估方法［J］．计算机应用，2009，29(S1):125-127．

［6］董玉成，陈义华．层次分析法(AHP)中的检验［J］．系统工程理论与实践，2004(7):105-110．

［7］黄玉清，梁靓．机器人导航系统中的路径规划算法［J］．微计算机信息，2006，22(07-2):259-261．

［8］AczelJ，SaatyTL．Proceduresforsynthesizingratiojudg-ments［J］．JournalofMathematicalPsychology，1983，27:93-102．

［9］AczelJ，RobertsFS．Onthepossiblemergingfunctions［J］．MathematicalSocialSciences，1989，17:205-243．

［10］国家电网公司．国家电网公司输变电设备状态评价导则汇编［Z］．2008．

作者：张静 赵亚清 单位：新能源电力系统国家重点实验室