[发明专利]一种智能化电磁电器性能评估方法及系统

说明书

本发明涉及一种智能化电磁电器性能评估方法及系统，该方法包括：构建性能评估体系：其第一层包括吸合、吸持、分断三个阶段，第二层包括各个阶段的各项特征指标，吸合阶段的特征指标包括吸合时间、弹跳时间和吸合功耗，吸持阶段的特征指标包括吸持功耗和接触电阻，分断阶段的特征指标包括燃弧时间、分断时间和燃弧功率；构建性能评估模型：先对各项特征指标进行无量纲化处理，并确定各项特征指标的权重，而后将指标数据和阶段评价等级转化为数字特征形式进行统一度量，结合逼近理想解排序法构建得到性能评估模型；采集智能电磁电器的各项特征指标数据，输入性能评估模型，解算得到评估结果。该方法及系统有利于对智能化电磁电器的性能进行评估。

技术领域

本发明属于低压电器技术领域，具体涉及一种智能化电磁电器性能评估方法及系统。

背景技术

电磁电器的性能直接影响到用电系统的安全性与可靠性。电磁式开关设备性能集中表现为分合操作的快速、可靠以及操作寿命。由于电器触头受分断电弧侵蚀的程度与剩余电寿命大小有一定关系，传统的电器性能评估方法集中于触头的状态识别与表征。但电器的性能水平不单体现在触头状态与电寿命，其动作过程涉及到多项特征参数。尤其是伴随着智能开关电器的发展与智能电网不断提出的更高要求，电磁电器的动作时间与功耗等参数同样是其性能表征的重要参量。为了提高电器的性能表现水平，研究者们利用人工智能控制算法提出多种控制策略，各种方案都针对了一定的优化目标，但缺乏一套评估标准与合理的评估方法对各方案进行评判与优选决策。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能化电磁电器性能评估方法及系统，该方法及系统有利于对智能化电磁电器的性能进行评估。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种智能化电磁电器性能评估方法，包括以下步骤：

构建性能评估体系：所述性能评估体系的第一层包括吸合、吸持、分断三个阶段，第二层包括各个阶段的各项特征指标，所述吸合阶段的特征指标包括吸合时间、弹跳时间和吸合功耗，所述吸持阶段的特征指标包括吸持功耗和接触电阻，所述分断阶段的特征指标包括燃弧时间、分断时间和燃弧功率；

构建性能评估模型：先对各项特征指标进行无量纲化处理，并确定各项特征指标的权重，而后建立关于各项特征指标的指标数据云模型和关于三个阶段的评价等级云模型，以将指标数据和阶段评价等级转化为数字特征形式进行统一度量，结合逼近理想解排序法构建得到性能评估模型；

采集智能电磁电器的各项特征指标数据，输入所述性能评估模型，解算得到评估结果。

进一步地，构建性能评估体系时，首先构建初始性能评估体系，所述初始性能评估体系的第一层包括吸合、吸持、分断三个阶段，第二层包括各个阶段的各项特征指标，所述吸合阶段的特征指标包括吸合时间、弹跳时间、吸合功耗、超程时间和吸合末速度，所述吸持阶段的特征指标包括吸持功耗、接触电阻和噪声水平，所述分断阶段的特征指标包括燃弧时间、燃弧能量、分断时间、燃弧功率、电弧侵蚀量、燃弧相角、累积燃弧能量和分断末速度；然后通过层次聚类算法对特征指标进行筛选，遍历所有特征指标，计算两两之间的相似性距离，将距离最近的两个特征指标聚为一类，再对新的聚类重复上述步骤，形成分层树状图形式的指标聚类结果；舍弃相似性较大且难以直接测量或计算的特征指标，最终得到所述性能评估体系。

进一步地，构建性能评估模型包括以下步骤：

对各项特征指标进行同质化转换，即进行无量纲化处理，以去除量纲不一致带来的影响；

确定各项特征指标的权重；

所述性能评估体系的第一层三个阶段为定性分析的指标，第二层的各项特征指标为定量衡量的数据性指标，基于云模型理论，将定量指标和定性评估区间都表示为由三个数字特征组成的云向量，即(Ex，En，He)，其中，Ex为期望，描述云滴的典型值，En为熵，反映云滴的离散程度，He为超熵，反映云滴的凝聚度和厚度；