[发明专利]一种基于半马尔科夫过程的电力设备可靠性评估方法

权利要求书

1.一种基于半马尔科夫过程的电力设备可靠性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、确认设备运行状态；

S2、根据半马尔科夫过程，确定设备的状态转移概率矩阵；

S3、根据历史状态检测评价记录，确定设备状态观测概率矩阵；

S4、获取研究周期初始时刻设备的状态信息；

S5、根据步骤S2、S3与步骤S4，并通过贝叶斯定理，评估设备各状态概率；

所述步骤S2计算如下：

使用状态转移概率矩阵表示设备的状态转移概率，如下：

式中，p_ij表示设备从状态i时转移到状态j的概率，满足

若设备初始处于状态j，则在时刻t设备处于状态0、状态1、状态2、状态3的概率分别记为P_j,0(t)、P_j,1(t)、P_j,2(t)、P_j,3(t)，设备状态概率按下式求解：

P_j(t)＝P_j(t-1)p                         (3)

式中，P_j(t)＝[P_j,0(t),P_j,1(t),P_j,2(t),P_j,3(t)]，P_j,j(0)＝1；

所述步骤S3包括步骤：

设定设备真实状态为状态l，状态评价结果为状态θ，在选定的统计时间内，根据同类型设备的历史状态记录，可得设备真实状态为状态l时，状态评价结果为状态θ的统计次数C_l,θ，则当设备真实状态为状态l时，状态评价结果为状态θ的概率g_l,θ可按下式进行估计：

反映设备状态评价结果与其真实状态间的概率关系的观测概率矩阵G如下：

所述步骤S5包括步骤：

设定π_l＝[π_l,0,π_l,1,π_l,2,π_l,3]表示设备经过第l次检测的状态概率，设备经过状态检测和状态评价后，根据贝叶斯定理，π_l,0、π_l,1、π_l,2、π_l,3求解如下公式：

其中，Δt_l，l＝1,…,n_max，为第l-1次状态检测和第l次状态检测的间隔时间；α_in(l)表示设备经过第l次检测后的状态评价结果；γ(π_l-1,α_in(l),Δt_l)为已知设备先验概率分布π_l-1的前提下，状态评价结果为状态α_in(l)的概率，求解如下公式：

分以下2种情况计算设备当前时刻处于状态i的概率P_i(0)(i＝0，1，2，3)；

(1)当t_int_c时，设备当前时刻处于状态i的概率如下式：

(2)当t_int_c时，设备当前时刻处于状态i的概率如下式：

在该情况下，可知设备自上一次检测可靠运行至0时刻，可得

式中，π_β,0、π_β,1和π_β,2分别表示上一次状态检测之后设备状态评价结果为状态0、状态1和状态2的概率，可根据式(6)-式(8)计算得到。

2.如权利要求1所述的基于半马尔科夫过程的电力设备可靠性评估方法，其特征在于，所述设备运行状态包括：状态0表示设备正常运行状态，状态1表示注意状态，状态2表示异常状态，状态3表示老化故障状态。

3.如权利要求1所述的基于半马尔科夫过程的电力设备可靠性评估方法，其特征在于，所述步骤S4包括：

获取研究周期初始时刻的设备状态信息，即设备运行或故障，获取距离上一次状态检测设备已运行时间为t_in，距离上一次故障后检修设备已运行时间为t_c。