基于灰色理論的隔離式斷路器安裝人工消耗量測算模型構(gòu)建與實(shí)證

耿鵬云+王鑫+王綿斌

摘 要：我國智能電網(wǎng)建設(shè)的不斷推進(jìn)，“系統(tǒng)高度集成，結(jié)構(gòu)布局合理，裝備先進(jìn)適用，經(jīng)濟(jì)節(jié)能環(huán)保，支撐調(diào)控一體”的新一代智能變電站的目標(biāo)逐步實(shí)現(xiàn)，但由于新一代智能變電站所采用的隔離式斷路器，其安裝定額尚未進(jìn)行測算。本文研究一種基于灰色理論的隔離式斷路器安裝人工消耗量的計(jì)算模型的建立，為該設(shè)備的消耗定額的編制提供參考。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；隔離式斷路器；人工消耗量

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.172

隨著發(fā)展智能變電站目標(biāo)的要求及斷路器技術(shù)的不斷提高，變電站的設(shè)計(jì)原則由原來的斷路器兩端設(shè)置隔離開關(guān)改為將隔離功能集成到斷路器中，從而產(chǎn)生了隔離式斷路器[1-4]。新的隔離式斷路器的應(yīng)用也對工程中的相關(guān)定額測算帶來新的要求，本文利用灰色理論隔離式斷路器安裝環(huán)境影響因素分析，結(jié)合模糊數(shù)學(xué)理論提出適用的隔離式斷路器的安裝人工消耗量測算模型。

1 基于模糊和灰色理論的參數(shù)綜合相似度確定

對于不確定且具有模糊問題的事物特征，應(yīng)當(dāng)引入模糊理論對該事物或現(xiàn)象進(jìn)行表征。模糊數(shù)學(xué)理論是由L . A . Zadeh提出的理論體系，其可以通過較為簡單的方法對復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行合乎實(shí)際的特征處理。在對多個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)或物體進(jìn)行處理時(shí)，引入貼近度的概念來表示各個(gè)模糊集之間的“相近”程度[5-7]。本文擬引入灰色關(guān)聯(lián)度理論進(jìn)行對隔離式斷路器安裝定額影響因素進(jìn)行歸集測算，通過疊加灰色關(guān)聯(lián)度值與模糊貼近度值計(jì)算綜合相似度步驟如下：

海明貼近度、最大最小貼近度，決定曲線的位置貼近程度，這兩者重要度相同，因此，可以將兩者之和的一半作為曲線的模糊貼近度：

而灰色關(guān)聯(lián)度決定曲線的幾何形狀相似程度，因此將模糊貼近度M和灰色關(guān)聯(lián)度綜合考慮，建立新的評價(jià)指標(biāo)一一綜合相似度。模糊貼近度的重要系數(shù)為0.8，灰色關(guān)聯(lián)度的重要度系數(shù)為0.2，從而得出曲線綜合相似度：

式中：，因此，即越大，則兩條曲線越接近相似。

2 基于灰色理論的安裝定額模糊計(jì)算模型構(gòu)建

2.1 隸屬度的確定

為充分表示隔離試斷路器安裝環(huán)境，先將安裝地區(qū)影響因素特征歸集為，主要為地形特點(diǎn)、人工技能掌握狀況、氣候特點(diǎn)等因素，其中：。其中，表示第i個(gè)主要影響因素的元素名稱，表示第m個(gè)地區(qū)第i個(gè)主要影響因素對應(yīng)的隸屬度。設(shè)綜合代表值B，則其在主要影響因素集上的隸屬度： 。假定有m個(gè)樣本代表值，則表示m個(gè)樣本代表值的集合，而 為在U上的模糊集，其中表示第k個(gè)樣本代表值的第個(gè)主要影響因素的隸屬度[8]。

2.2 綜合相似度的確定

2.2.1 模糊貼近度的計(jì)算

（1）計(jì)算海明帖進(jìn)度：

（2）測算個(gè)因素間的最大最小帖進(jìn)度：

（3）計(jì)算模糊帖進(jìn)度：

2.2.2 計(jì)算灰色關(guān)聯(lián)度

ξ通常取0.5。

2.2.3 綜合相似度的計(jì)算

根據(jù)前述內(nèi)容，綜合相似度綜合考慮了曲線的位置貼近度和形狀相似度[9]，并依照經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為模糊貼近度和灰色關(guān)聯(lián)度的重要度系數(shù)分別為0.8和0.2，由此得出曲線的綜合相似度：

2.3 綜合代表值的確定

將各個(gè)樣本代表值按其與綜合代表值的綜合相似度從大到小依次排序?yàn)榫C合相似度“值越大，則該地區(qū)樣本代表值與綜合代表值特征的相似性越大，同時(shí)其值對確定綜合代表值的影響也越大。

（1）一般地，設(shè)第個(gè)代表值為，則其誤差為，于是第個(gè)代表值可用下式計(jì)算：即用第個(gè)代表值的誤差及其與第個(gè)代表值的綜合相似度進(jìn)行修正，修正后的值作為第個(gè)代表值的估算值。

（2）按照上面的公式繼續(xù)推導(dǎo)，可得整個(gè)地區(qū)綜合代表值為：

其中： 為初始預(yù)測值，為m個(gè)樣本代表值的算術(shù)平均值：

式中： 表示第個(gè)地區(qū)樣本代表值。若，則上述推導(dǎo)得出的綜合代表值計(jì)算公式與指數(shù)平滑法完全相同，因此，此式具有指數(shù)平滑法的特性。

（3）為進(jìn)一步提高精度，可根據(jù)安裝工程施工定額的特點(diǎn)，引入一個(gè)精度調(diào)整系數(shù)，其值可由綜合代表值與所選地區(qū)樣本代表值的模糊關(guān)系系數(shù)決定，值一般小于1。其經(jīng)驗(yàn)公式為[10-11]：

式中：為綜合代表值得模糊關(guān)系系數(shù)；分別為5個(gè)所選地區(qū)樣本代表值得模糊關(guān)系系數(shù)。

（4）求解整個(gè)地區(qū)綜合代表值。

3 實(shí)證研究

案例選取的110Kv工程基于電子式電流互感器，由于集成全光纖電流互感器的隔離式斷路器在安裝過程中僅比集成電子式電流互感器的隔離式斷路器多一個(gè)光纖熔接的步驟。110Kv隔離斷路器安裝人工消費(fèi)量測定選擇以下具有代表性的工程：江西贛州雙龍隔離式斷路器安裝工程、山西運(yùn)城絳縣中楊隔離斷路器安裝工程、重慶合川大石變工程、湖北未來城工程、阿克蘇市中變電站工程。

3.1 影響因素確定

并結(jié)合相應(yīng)專家的具體意見，確定了測定定額值的影響因素主要包括工人技能掌握狀況和自然條件，對于自然條件因素，又分為地形條件和氣候條件兩個(gè)因素。

3.2 建立系統(tǒng)主要影響因素集，確定相應(yīng)隸屬度

選取了包括江西贛州雙龍工程、山西運(yùn)城絳縣中楊變電站工程、重慶合川大石變工程、湖北未來城工程、阿克蘇市中變電站工程這五個(gè)工程的隔離斷路器安裝定額的樣本代表值，并根據(jù)前述提到的主要影響因素，確定系統(tǒng)的主要影響因素集為：，即工人技術(shù)水平、地形條件和氣候條件。

各子地區(qū)樣本代表值和全國綜合代表值特征及相應(yīng)隸屬度關(guān)系如表1所示。

3.3 確定綜合相似度

（1）計(jì)算模糊貼近度。根據(jù)公式（3）（4）（5）計(jì)算綜合代表值Z與樣本代表值A(chǔ)， B的海明帖進(jìn)度，最小最大貼進(jìn)度，模糊貼進(jìn)度。

3.4 計(jì)算模糊關(guān)系系數(shù)

3.5 計(jì)算綜合代表值

（1）選取五個(gè)隔離斷路器安裝工程的樣本代表值。

五個(gè)工程樣本代表值按綜合相似度排序，見表2所示。

故計(jì)算得出隔離斷路器安裝工程的本體安裝技術(shù)工人工工時(shí)為8.5089工時(shí)。同理，可得到110kV隔離式斷路器安裝人工工時(shí)定額消耗量如表3所示：

4 結(jié)論

在當(dāng)前實(shí)際工程費(fèi)用計(jì)算中，隔離式斷路器安裝費(fèi)用僅能通過套用相似形式的斷路器定額標(biāo)準(zhǔn)，或乘以一定系數(shù)來測算，其精確性是不能滿足工程實(shí)際需要，本文對隔離式斷路器安裝發(fā)生的人工消耗量進(jìn)行了分析并建立計(jì)算模型，為材料和機(jī)械臺(tái)班的消耗量的計(jì)算提供參考。為概預(yù)算書編制、施工單位投標(biāo)報(bào)價(jià)以及竣工結(jié)算文件的編制提供了指導(dǎo)依據(jù)，有效推進(jìn)了新設(shè)備、新材料的普及與推廣應(yīng)用。

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