本發(fā)明涉及智能電表綜合評價管理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種改進型QSPM矩陣的智能電表型式試驗綜合評價分析的方法。

背景技術(shù)：

智能電表作為電力產(chǎn)品終端計量器具，在電網(wǎng)建設(shè)中起著極為重要的作用。GB/T 17215對智能電表的型式試驗和性能參數(shù)給出了要求，對智能電表在環(huán)境溫度、電壓、電流、頻率、諧波、輻射騷擾以及傳導(dǎo)騷擾等影響因素下準(zhǔn)確度變化范圍作了明確規(guī)定。智能電表制造商需按照標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)格生產(chǎn)，且要通過權(quán)威質(zhì)量監(jiān)督單位的校準(zhǔn)檢驗。但由于生產(chǎn)廠家較多，質(zhì)量參差不齊，在滿足標(biāo)準(zhǔn)的情況下，不同品牌智能電表產(chǎn)品之間仍會有較大質(zhì)量差距，選擇不當(dāng)會帶來不應(yīng)有的損失和增加維護管理的工作量。

在智能電表質(zhì)量評估和管理方面，國內(nèi)外對其已有較多研究。國外研究人員從智能電表結(jié)構(gòu)原理上分析了準(zhǔn)確度影響因素和影響程度，以及如何對影響因素進行管理和維護；瑞士輸配電力公司使用SAP軟件工具IS-U/CCS實施抽檢，成功將每年更換表的數(shù)量降低一半以上。國內(nèi)智能電表專家提出過智能電表質(zhì)量檢定的綜合抽樣方案，重慶大學(xué)任洪賓等人也提出對智能電表生產(chǎn)企業(yè)的質(zhì)量管理以及在電表采購時的抽樣檢驗方法。但目前國內(nèi)外研究多為在智能電表單項試驗和檢驗上測試電表的合格性，且在檢驗合格入庫之后缺乏對不同批次和型號的智能電表之間的橫向比較和等級判定，沒有建立定量、多元和綜合性的評判體系。目前還沒有一種既可以滿足智能電表型式試驗標(biāo)準(zhǔn)要求的評判，又能對標(biāo)準(zhǔn)試驗合格之后的智能電表進行質(zhì)量評估和分類的綜合評價方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是要提供一種改進型QSPM矩陣的智能電表型式試驗綜合評價方法，其采用改進型定量戰(zhàn)略計劃矩陣(QSPM矩陣)對智能電表影響因素定量歸類，并引入灰色理論、模糊數(shù)學(xué)進行最終智能電表性能指標(biāo)的綜合評判。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所涉及的一種改進型QSPM矩陣的智能電表型式試驗綜合評價方法，包括以下步驟：

1)依據(jù)GB/T 17215的型式試驗要求，確立智能電表的多項型式試驗準(zhǔn)確度影響因素，將多項影響因素按照屬性分為四類，并用來代替?zhèn)鹘y(tǒng)QSPM矩陣中S、W、O、T四類主觀因素的結(jié)合；

2)根據(jù)實際使用情況對智能電表的多項影響因素進行多次重要性評級，利用評級結(jié)果建立判斷矩陣，并進行一致性判斷和權(quán)重計算，得到權(quán)重系數(shù)；

3)依據(jù)GB/T 17215對某型號智能電表樣本進行多項影響因素試驗，建立智能電表的試驗結(jié)果評價矩陣；引入灰色理論和模糊數(shù)學(xué)對矩陣進行推導(dǎo)計算，并結(jié)合權(quán)重系數(shù)進行運算，最終得到此型號樣本智能電表評價分值。

進一步地，步驟1中：所述型式試驗準(zhǔn)確度影響因素為15項。

更進一步地，步驟1中：所述四類屬性分為外部環(huán)境、自身工作電路、輻射騷擾、傳導(dǎo)騷擾，分別替換代替?zhèn)鹘y(tǒng)QSPM矩陣中S-優(yōu)勢、W-劣勢、O-機會、T-威脅四類主觀因素。

作為優(yōu)選項，步驟2中：影響因素用V₁、V₂…V₁₅表示，n次評級結(jié)果為E₁、E₂…E_n，根據(jù)影響因素和評級結(jié)果為試驗結(jié)果打分U₁、U₂…U_n；

評級結(jié)果按照兩兩影響量相比較，評級結(jié)果建立判斷矩陣V_m×m，根據(jù)公式：

其中：V_ij＝1/V_ji，W_i為各影響量計算出的權(quán)重，∑W_i＝1，影響量判斷矩陣用于各影響量一致性檢驗，在矩陣一致性檢驗通過后計算綜合權(quán)重W₁、W₂…W_i…W_m。

作為優(yōu)選項，步驟3中：隨機選取同一型號、廠家或批次的智能電表N個做樣本，并根據(jù)試驗結(jié)果進行評級，由此可得某一項標(biāo)準(zhǔn)試驗中，智能電表試驗的評級評價分值排列F1＝[f₁,f₂,…f_N]，最后得分統(tǒng)計為矩陣F；引入白化權(quán)函數(shù)對矩陣F進行灰色評估，得到灰色權(quán)矩陣R，由綜合權(quán)重W和灰色權(quán)矩陣R進行復(fù)合運算，得出模糊綜合評判矩陣B；根據(jù)智能電表評價分類要求，建立評價等級集合P，進行評價結(jié)果運算S＝B·P，最終S的數(shù)值參照集合P進行分類。

作為優(yōu)選項，步驟3中：所述每項試驗結(jié)果以標(biāo)準(zhǔn)試驗結(jié)果對比評級，評級評價等級取9分制；試驗結(jié)果越好，離標(biāo)準(zhǔn)要求越接近，評級得分越高。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：其針對智能電表準(zhǔn)確度試驗的國標(biāo)指標(biāo)要求，采用改進型定量戰(zhàn)略計劃矩陣(QSPM矩陣)對智能電表影響因素定量歸類，并引入灰色理論、模糊數(shù)學(xué)進行最終智能電表性能指標(biāo)的綜合評判。選取智能電表準(zhǔn)確度影響量指標(biāo)是根據(jù)GB/T 17215，目前智能電表計量裝置檢驗策略是依據(jù)國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進行的，按周期進行檢驗，以合格和不合格作為檢驗結(jié)果。但由于智能電表廠家較多，質(zhì)量參差不齊，在達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)的前提下，各不同廠家、型號和批次的智能電表仍會有較大質(zhì)量差距，這給后期的使用、維護和故障排查帶來較大麻煩。同時，一些智能電表在較好滿足部分指標(biāo)情況下，對其他指標(biāo)達(dá)標(biāo)情況較為勉強，缺乏對所有指標(biāo)綜合性地評判。因此，通過建立綜合指標(biāo)評價體系，定量地體現(xiàn)不同廠家、型號和批次智能電表指標(biāo)情況，在管理、維護和抽檢中為智能電表使用者提供管理措施，同時為計量單位進行智能電表準(zhǔn)確度評價提供了定量、多元和綜合性的管理評判依據(jù)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的方法原理示意圖；

圖2為本發(fā)明的方法流程示意圖；

圖3為標(biāo)準(zhǔn)試驗結(jié)果示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)描述：

如圖1所示的一種改進型QSPM矩陣的智能電表型式試驗綜合評價方法，包括以下步驟：

1)依據(jù)GB/T 17215的型式試驗要求，確立智能電表的15項型式試驗準(zhǔn)確度影響因素，如表1，各影響因素用V₁、V₂…V₁₅表示：

表1

將15項影響因素按照屬性分為四類，四類屬性分為外部環(huán)境、自身工作電路、輻射騷擾、傳導(dǎo)騷擾，分別替換代替?zhèn)鹘y(tǒng)QSPM矩陣中S-優(yōu)勢、W-劣勢、O-機會、T-威脅四類主觀因素；

2)根據(jù)實際使用情況對智能電表的多項影響因素進行多次重要性評級，利用評級結(jié)果建立判斷矩陣，并進行一致性判斷和權(quán)重計算，得到權(quán)重系數(shù)；如表2，影響因素用V₁、V₂…V_m表示，n次評級結(jié)果為E₁、E₂…E_n：

表2

如表3，根據(jù)影響因素和評級結(jié)果為試驗結(jié)果的對比評分U₁、U₂…U_n：

表3

評級結(jié)果按照兩兩影響量相比較，如表4，評級結(jié)果建立判斷矩陣V_m×m：

表4

根據(jù)公式：

其中：V_ij＝1/V_ji，W_i為各影響量計算出的權(quán)重，∑W_i＝1，影響量判斷矩陣用于各影響量一致性檢驗，在矩陣一致性檢驗通過后計算綜合權(quán)重W₁、W₂…W_i…W_m。

3)依據(jù)GB/T 17215對某型號智能電表樣本進行多項影響因素試驗，建立智能電表的試驗結(jié)果評價矩陣；引入灰色理論和模糊數(shù)學(xué)對矩陣進行推導(dǎo)計算，并結(jié)合權(quán)重系數(shù)進行運算，最終得到此型號樣本智能電表評價分值：

隨機選取同一型號、廠家或批次的智能電表N個做樣本，并根據(jù)試驗結(jié)果進行評級，所述每項試驗結(jié)果以標(biāo)準(zhǔn)試驗結(jié)果對比評級，評級評價等級取9分制；試驗結(jié)果越好，離標(biāo)準(zhǔn)要求越接近，評級得分越高。由此可得某一項標(biāo)準(zhǔn)試驗中，智能電表試驗的評級評價分值排列F1＝[f₁,f₂,…f_N]，最后得分統(tǒng)計為矩陣F：

引入白化權(quán)函數(shù)對矩陣F進行灰色評估，得到灰色權(quán)矩陣R，由綜合權(quán)重W和灰色權(quán)矩陣R進行復(fù)合運算，得出模糊綜合評判矩陣B；

根據(jù)智能電表評價分類要求，建立評價等級集合P，進行評價結(jié)果運算S＝B·P，最終S的數(shù)值參照集合P進行分類。

實施例1：

如圖2所示，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進行試驗打分，將同一批次或型號若干智能電表進行試驗，并對試驗結(jié)果進行相互對比打分。打分結(jié)果替代掉傳統(tǒng)QSPM矩陣?yán)锏膶＜掖蚍窒到y(tǒng)，成為改進型QSPM矩陣，將評價系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)試驗結(jié)果結(jié)合起來，增加了評價系統(tǒng)的客觀和科學(xué)性。

為了驗證本發(fā)明提出方法的有效性，進行了實際實驗計算。實驗在省級計量中心進行，隨機取同一型號、廠家或批次的智能電表共10塊做樣本，用改進型QSPM矩陣的智能電表綜合評價方法進行打分計算，打分結(jié)果與計量中心實際使用進行比較驗證。

邀請省計量中心、國網(wǎng)電科院、中國計量院、質(zhì)量監(jiān)督部門以及智能電表廠家代表等共10位專家進行問卷調(diào)查，對智能電表15項準(zhǔn)確度影響因素之間的相互影響力和吸引力進行打分，得出影響量判斷矩陣，進行一致性判斷并計算權(quán)重W。以其中3項影響量為例：

外部環(huán)境影響量判斷矩陣

表5

權(quán)重W＝[0.142,0.081,0.035,0.047,0.019,0.028,0.106,0.019,0.009,0.115,0.074,0.068,0.155,0.078,0.024]。

根據(jù)試驗結(jié)果對比打分列出QSPM矩陣值。以其中一項影響因素試驗為例，近年智能電表較為關(guān)注的輻射騷擾，是電子設(shè)備電磁兼容最主要的測試內(nèi)容，最不容易通過且最難整改的項目之一。對于高靈敏度的智能電表，目前較多廠家在設(shè)計生產(chǎn)時尚未充分考慮智能電表元器件的電磁兼容性能。安裝國標(biāo)進行標(biāo)準(zhǔn)試驗，結(jié)果見圖3。

如圖3所示，取兩塊智能電表(1#、2#)輻射抗擾度試驗結(jié)果為例，縱軸為準(zhǔn)確度的相對值，取標(biāo)準(zhǔn)限值為1；橫軸為輻射騷擾試驗頻率1～2GHz。試驗測得準(zhǔn)確度均值距離準(zhǔn)確度限值越遠(yuǎn)，得分越高(0～9)；當(dāng)智能電表有極大值超過限值時，得分減1，當(dāng)有3個超限值時，得分直接判定為0。由此得出，智能電表1#得分8，表2#得分6。同理，結(jié)合試驗結(jié)果數(shù)據(jù)可得，10塊智能電表試驗分值分別為F1＝[8,6,8,9,7,7,8,8,7,8]。對10塊智能電表分別做上述15項試驗，并分別對試驗結(jié)果打分，如表6，最后得分統(tǒng)計為矩陣F：

表6

引入灰色理論和模糊數(shù)學(xué)，計算出F矩陣的灰色權(quán)矩陣R：

進行模糊運算，B＝W·R＝[0.34，0.3792，0.2502，0.0306]，最終得分：S＝B·P＝7.0574。

此型號智能電表檢驗綜合評價得分為S＝7.0574>7，屬于等級Ⅱ，良好。此批次型號的智能電表為國內(nèi)知名廠家的DSY720單相電子式智能電表，該型號智能電表經(jīng)試驗和實際使用驗證，功能強大、機械性能好、性能穩(wěn)定、受自身電路影響較小，因此其外部環(huán)境及自身工作電路得分較高；而由于計費模式依靠數(shù)字乘法器，內(nèi)部微電路較多，在外界電磁場長期影響下易出現(xiàn)誤差超限，因此電磁兼容性得分稍低。應(yīng)用中，智能電表型式試驗人員、電表管理人員以及使用人員對其的綜合評價在7～8分(9分制)，與本文模糊評判矩陣計算得分S＝7.0574基本一致。

最后，應(yīng)當(dāng)指出，以上實施例僅是本發(fā)明較有代表性的例子。顯然，本發(fā)明不限于上述實施例，還可以有許多變形。凡依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)認(rèn)為屬于本發(fā)明的保護范圍。