云玉新，辜 超，趙笑笑，劉傳彬，趙富強，張曉星

（1.國網(wǎng)山東省電力公司電力科學研究院，山東 濟南 250003；2.國家電網(wǎng)有限公司技術(shù)學院分公司，山東 濟南 250002；3.武漢大學電氣與自動化學院，湖北 武漢 430072）

0 引言

電網(wǎng)是為社會經(jīng)濟發(fā)展提供電力供應的重要基礎，電網(wǎng)安全必須有高質(zhì)量的電網(wǎng)設備。當前質(zhì)量強國已成為國家戰(zhàn)略，為促進電網(wǎng)設備質(zhì)量提升，電網(wǎng)公司持續(xù)深化入網(wǎng)物資質(zhì)量管控，為電網(wǎng)安全運行奠定健康設備基礎［1-4］。電網(wǎng)物資質(zhì)量評價是保障入網(wǎng)物資質(zhì)量，促進裝備質(zhì)量提升的有效舉措［5-8］。近年來，為開展電網(wǎng)物資質(zhì)量評價，國家電網(wǎng)有限公司設置了三級物資質(zhì)量檢測中心，不斷強化各級檢測中心檢測能力建設，入網(wǎng)物資質(zhì)量檢測力度逐年增強。在網(wǎng)省公司層面，每年進行物資檢測上萬件，完成了巨量的檢測試驗工作。

為規(guī)范物資質(zhì)量評價工作，多項工作標準與制度規(guī)范得以制定與發(fā)布。例如，國家電網(wǎng)有限公司發(fā)布了涵蓋電網(wǎng)設備和材料的27 大類（34 小類）物資，覆蓋了電網(wǎng)主要一次設備和材料。由于電網(wǎng)設備長期運行在高電壓工況下，為全面考核其質(zhì)量水平，需要進行的檢測試驗項目較多，比如電容式電壓互感器試驗項目有24 項，電纜附件有20 項［9-10］。當前，在物資質(zhì)量評價實際工作中，均按照標準規(guī)范規(guī)定的試驗項目串行進行，由于試驗項目絕大多數(shù)為高壓試驗，需要操作較笨重的試驗檢測設備，且部分試驗須達到規(guī)定的試驗時間，按部就班地串行完成單臺設備試驗項目耗時較長。如何優(yōu)化檢測項目，快速檢出質(zhì)量不合格設備，提高檢測效率，成為物資質(zhì)量評價工作亟須解決的問題。

1 電網(wǎng)物資質(zhì)量動態(tài)智慧評價方法

考慮到入網(wǎng)物資質(zhì)量檢測具有批次性、時效性、區(qū)域性等特點，必然會關(guān)聯(lián)到相關(guān)檢測試驗項目及試驗結(jié)果，這就要求物資質(zhì)量評價試驗項目及評價指標應是動態(tài)的。本文提出的電網(wǎng)物資質(zhì)量動態(tài)智慧評價方法依靠數(shù)據(jù)驅(qū)動，運用大數(shù)據(jù)分析方法，利用大量的歷史數(shù)據(jù)與實時數(shù)據(jù)，緊扣物資質(zhì)量評價檢測數(shù)據(jù)的特點，通過主客觀相結(jié)合的數(shù)據(jù)分析及評估方法來對各項試驗項目及評價指標進行組合賦權(quán)，以獲得物資質(zhì)量的動態(tài)評價指標，優(yōu)化檢測項目，提高質(zhì)量不合格設備檢出效率。

采用主客觀相結(jié)合的組合賦權(quán)策略，一是允許對檢測項目優(yōu)先級及評價指標權(quán)重進行主觀調(diào)整，能夠充分發(fā)揮物資質(zhì)量評價專家經(jīng)驗；二是充分利用物資質(zhì)量評價大數(shù)據(jù)，通過客觀理論計算來挖掘物資質(zhì)量與評價指標的內(nèi)在關(guān)聯(lián)關(guān)系，強調(diào)物資質(zhì)量評價的客觀性。主觀賦權(quán)方法采用序關(guān)系分析法計算評價指標的主觀權(quán)重值，客觀賦權(quán)法使用熵值法得到其客觀權(quán)重值，然后將兩個方法計算得出的權(quán)重值通過幾何平均法的方式得出一個新的聯(lián)合權(quán)值，這種方式兼具主觀賦權(quán)方法和客觀賦權(quán)方法的優(yōu)點，賦權(quán)結(jié)果更加全面可靠。所提出的電網(wǎng)物資質(zhì)量動態(tài)智慧評價方法如圖1所示。

圖1 電網(wǎng)物資質(zhì)量動態(tài)智慧評價方法邏輯

應用序關(guān)系分析法確定主觀權(quán)重的流程如下［11-13］：

首先，確定評價指標集｛a1，a2，…，ax｝的序關(guān)系（x為評價指標集中指標總個數(shù)），綜合考慮各評價指標所對應歷史數(shù)據(jù)及專家經(jīng)驗，對各項評價指標進行排序，不合格比例最高的確定為第一序列，其次為第二序列，依次往下進行指標排序。

對于評價指標ai的相對重要程度可用其對應的權(quán)重之比來進行表示，記作ri，其表達式為

式中：wi為評價指標ai的權(quán)重。ri取值可參考表1。

表1 ri賦值參考表

指標權(quán)重值為

炳發(fā)呀！我今年是十九歲了，我難道一點兒不知道嗎？每次看到天上的月亮圓了，花園里的花開了，想起我們的青春年少……

則由序關(guān)系分析法確定的主觀權(quán)重值記為w1=［w1，1，w1，2，…，w1，j］。

客觀權(quán)重由熵值法來計算。熵值法［14-16］是一種客觀賦權(quán)法，僅依賴于數(shù)據(jù)本身的離散性，但使用前需要對指標的數(shù)據(jù)進行歸一化處理。另外，需要考慮到正向指標與負向指標，因此對于正、負向指標需要采用不同的算法進行數(shù)據(jù)標準化處理。對m個樣本，n個指標，則aij為第i個樣本的第j個指標的數(shù)值（i=1，…，m；j=1，…，n）。

對于存在理想最優(yōu)值的指標，計算其樣本值與理想值之差的絕對值，將此值作為處理后的樣本值投入后續(xù)計算，計算公式為

式中：aov為該項指標理想最優(yōu)值。

對于能夠直接判斷的指標則跳過式（3）直接進行后續(xù)計算。此外，為了避免熵值計算過程中對數(shù)的無意義，對于標準化處理后出現(xiàn)的0 值，為每一個0值加上0.01。

正向指標為

應用熵值法首先需計算第j項指標內(nèi)第i個樣本數(shù)據(jù)所占該指標的比重為

然后計算得到第j項指標的熵值為

從而得到各指標的權(quán)重為

由熵值法計算得到的客觀權(quán)重記為w2=［w2，1，w2，2，…，w2，n］。

在得到了相應評價指標的主觀權(quán)重w1和客觀權(quán)重w2，然后采用幾何平均法得到幾何平均數(shù)，即得到指標的組合賦權(quán)的權(quán)重為W=［W1，W2，…，Wn］，其中

2 算例分析

低壓電纜分支箱主要作用是將電纜分接或轉(zhuǎn)接，主要起電纜分接作用和電纜轉(zhuǎn)接作用。相較于其他電網(wǎng)物資，電纜分支箱的評價指標數(shù)量適合本文方法論述和展示，因此，本文以低壓電纜分支箱為例，介紹所述方法的具體應用。選取低壓電纜分支箱試驗項目絕緣試驗、絕緣電阻測試、主回路電阻測試、電氣間隙與爬電距離、結(jié)構(gòu)外觀檢查、防護等級檢驗中的主回路與控制回路間電阻、絕緣電阻、相間電氣間隙、帶電部件與裸露導電部件的電氣間隙、相間爬電距離、帶電部件與裸露導電部件的爬電距離等評價指標進行電纜分支箱的質(zhì)量評價。詳細的低壓電纜分支箱的試驗項目及評價指標如表2 所示，記低壓電纜分支箱的評價指標為Ax。

表2 低壓電纜分支箱的試驗項目及評價指標

低壓電纜分支箱的檢測數(shù)據(jù)，按照l個指標整理，并將每臺設備的z組檢測數(shù)據(jù)按照試驗時間順序從上至下排列。記低壓電纜分支箱的試驗項目為T，給出1個低壓電纜分支箱的檢測數(shù)據(jù)示例如表3所示。

表3 低壓電纜分支箱的檢測結(jié)果

根據(jù)低壓電纜分支箱的檢測數(shù)據(jù)，在序關(guān)系分析法中依次將主回路電阻設為第1 序列，絕緣電阻設為第2 序列，電氣間隙及爬電距離為第3 序列，防護等級檢驗、電柜結(jié)構(gòu)外觀材質(zhì)檢測等試驗項目下的各項指標依次排序并設置相對重要度，如表1 相對重要程度定義方法，設置第1序列較第2序列的重要度為1.2，第2 序列較第3 序列重要度為1.2，相對重要性相同時設置為1。序關(guān)系及相對重要程度設置完畢，可由式（2）計算得出由序關(guān)系分析法定義的各評價指標主觀權(quán)重值。對于各評價指標的客觀權(quán)重值，運用熵值法即式（3）—式（7），并參考相關(guān)標準的標準值，可得出各評價指標的客觀權(quán)重值，這里，與標準值偏差越大，樣本數(shù)據(jù)差異度越大，離散度越大，那么該熵值也越大，代入式（8）計算之后得到的客觀權(quán)重值也越大。

將得到的各評價指標在序關(guān)系法下的主觀權(quán)重值和熵值法下的客觀權(quán)重值代入式（9），即可求得各項評價指標的聯(lián)合權(quán)重，如表4 所示。由表4 可以看出，評價指標“相與相電氣間隙”“相與相之間爬電距離”“帶電部件與裸露導電部件之間電氣間隙”“帶電部件與裸露導電部件之間爬電距離”的聯(lián)合權(quán)重值最大，說明上述評價指標對應的試驗項目“電氣間隙及爬距距離”對于低壓電纜分支箱的質(zhì)量評價最重要；評價指標“主開關(guān)在閉合位置時統(tǒng)計與不同級的帶電部位間，主回路與控制回路電阻”“各帶電部件與主接地（金屬支架）之間電阻”“帶主開關(guān)在閉合位置時ABC三相與主接地絕緣電阻”“主開關(guān)在閉合位置是ABC 三相金屬外殼之間絕緣電阻”的聯(lián)合權(quán)重值居第2 位，說明這些評價指標對應的試驗項目“絕緣電阻測試”在低壓電纜分支箱的質(zhì)量評價中居第2位；同理，其他試驗項目按重要性得出的排序為“絕緣試驗”“電柜體尺寸、厚度、材質(zhì)檢測”“防護等級檢驗”、“結(jié)構(gòu)外觀檢查”。

表4 各評價指標的聯(lián)合權(quán)重值

通過上述分析可以看出，本方法利用低壓電纜箱分支箱質(zhì)量評價的歷史數(shù)據(jù)，通過主客觀相結(jié)合的組合賦權(quán)策略，能夠計算出低壓電纜箱分支箱質(zhì)量與評價指標的關(guān)聯(lián)權(quán)重，進而獲得了試驗項目重要性排序。

3 結(jié)語

物資質(zhì)量評價是保障入網(wǎng)物資質(zhì)量有效舉措。針對當前物資質(zhì)量評價工作中亟須解決的如何優(yōu)化檢測項目，提高檢測效率，快速檢出質(zhì)量不合格設備的問題，提出了一種物資質(zhì)量動態(tài)智慧評價方法，該方法依靠數(shù)據(jù)驅(qū)動，緊扣物資質(zhì)量評價檢測數(shù)據(jù)的特點，采用主客觀相結(jié)合的數(shù)據(jù)分析及評估方法對各項試驗項目及評價指標進行組合賦權(quán)，通過挖掘物資質(zhì)量與評價指標蘊含的關(guān)聯(lián)關(guān)系，以優(yōu)化物資質(zhì)量評價試驗項目，提高質(zhì)量不合格設備檢出效率。

采用主客觀相結(jié)合的組合賦權(quán)策略，允許對檢測項目優(yōu)先級及評價指標權(quán)重進行主觀調(diào)整，能夠充分發(fā)揮物資質(zhì)量評價專家經(jīng)驗，能夠充分利用物資質(zhì)量評價大數(shù)據(jù)，通過客觀理論計算來挖掘物資質(zhì)量與評價指標的內(nèi)在關(guān)聯(lián)關(guān)系，強調(diào)物資質(zhì)量評價的客觀性。

具體應用算例表明，該方法能夠挖掘出物資質(zhì)量與評價指標蘊含的關(guān)聯(lián)關(guān)系，優(yōu)化物資質(zhì)量評價檢測項目，從而提高質(zhì)量不合格設備檢出效率，對于物資質(zhì)量評價工作具有重要的指導意義。