基于系統(tǒng)壽命分布的智能電能表時(shí)鐘電池欠壓預(yù)測(cè)研究

朱毓，金耀，陶琳，鮑震峰，龔國(guó)慶，周堯

( 國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司營(yíng)銷服務(wù)中心，合肥 230088)

0 引言

智能電能表是智能電網(wǎng)的重要組成部分［1-2］，在貿(mào)易結(jié)算與管理、用電信息采集、智能用電等方面發(fā)揮著重要作用［3］。時(shí)鐘電池是智能電能表關(guān)鍵器件，若其故障或欠壓會(huì)導(dǎo)致電能表顯示時(shí)間復(fù)位與時(shí)鐘紊亂。在推進(jìn)電力市場(chǎng)現(xiàn)貨交易的背景下，會(huì)導(dǎo)致費(fèi)率切換出錯(cuò)，凍結(jié)電量轉(zhuǎn)存錯(cuò)誤嚴(yán)重問(wèn)題［4］。國(guó)網(wǎng)某省公司2018 年5 月至2019 年10 月現(xiàn)場(chǎng)拆回電能表分揀結(jié)果顯示，拆回故障表計(jì)979196 臺(tái)，其中因時(shí)鐘電池欠壓拆回的表計(jì)達(dá)到779139 只，占比79.5%。電池欠壓故障在智能電能表現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行過(guò)程中具有普遍性。我國(guó)智能電能表掛網(wǎng)數(shù)量超過(guò)6 億臺(tái)，分布地域廣，準(zhǔn)確研判并預(yù)計(jì)時(shí)鐘欠壓對(duì)保證智能電能表可靠穩(wěn)定運(yùn)行和科學(xué)制定運(yùn)維規(guī)劃具有現(xiàn)實(shí)意義。

智能電能表電池欠壓主要從欠壓對(duì)電能表的影響、欠壓觸發(fā)原因、電池壽命三個(gè)方面展開研究［5］。在欠壓影響方面，文獻(xiàn)［6］梳理出電池欠壓會(huì)引起主站抄讀數(shù)據(jù)錯(cuò)誤、電能表報(bào)警燈常亮和背光常亮、電表液晶屏顯示ERR－04 或ERR－08、電能表液晶屏顯示內(nèi)容固定在一屏、以及電能表進(jìn)線側(cè)停電時(shí)液晶屏黑屏5種故障模式;文獻(xiàn)［7］進(jìn)一步分析電池欠壓時(shí)頻繁掉電對(duì)智能電能表計(jì)量性能的影響;文獻(xiàn)［8］研究了電池欠壓對(duì)表計(jì)誤差、表計(jì)計(jì)時(shí)、計(jì)費(fèi)、遠(yuǎn)程費(fèi)控、凍結(jié)數(shù)據(jù)5個(gè)性能指標(biāo)的影響，并從硬件、軟件、電網(wǎng)選型等多角度提出了電池欠壓故障解決方案; 文獻(xiàn)［9-10］從電池質(zhì)量、電池鈍化、外圍電路漏電、外圍器件損傷、軟件設(shè)計(jì)缺陷5 個(gè)方面分析了電池欠壓觸發(fā)誘因，提出了減少欠壓故障的措施和針對(duì)電池欠壓的狀態(tài)監(jiān)測(cè)方案。針對(duì)時(shí)鐘電池壽命，文獻(xiàn)［11］通過(guò)測(cè)量不同放電深度脈沖電壓的變化值，通過(guò)數(shù)據(jù)模擬，建立了脈沖電壓與剩余電量的數(shù)學(xué)模型，預(yù)測(cè)ER 14250 電池剩余電量。文獻(xiàn)［12］設(shè)計(jì)了不同環(huán)境溫度下智能電能表電池耗電回路的電流試驗(yàn)，利用Adaboost 算法改進(jìn)BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型，建立智能電能表內(nèi)置電池容量預(yù)測(cè)模型;文獻(xiàn)［13］采用加速測(cè)試及半經(jīng)驗(yàn)方法的建立電池的壽命預(yù)測(cè)模型。上述研究表明，現(xiàn)有時(shí)鐘電池欠壓量化分析僅能從電池自身失效或退化開展壽命評(píng)估與預(yù)測(cè)，雖然諸多研究成果顯示觸發(fā)時(shí)鐘電池欠壓的若干原因有多種，但如何將多種觸發(fā)原因納入到時(shí)鐘電池欠壓量化評(píng)估尚缺少有效方法，目前研究尚處于空白.

時(shí)鐘電池欠壓屬于可靠性范疇，其觸發(fā)原因涉及多種類型器件，器件可靠性數(shù)據(jù)類型具有多樣性，如何融合多樣可靠性信息開展時(shí)鐘電池可靠性評(píng)估是系統(tǒng)可靠性綜合領(lǐng)域的一個(gè)難點(diǎn)與熱點(diǎn)。從數(shù)據(jù)基礎(chǔ)層面，側(cè)重于利用單元壽命數(shù)據(jù)、成敗型數(shù)據(jù)、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)［14-15］。如文獻(xiàn)［16］利用單元成敗型數(shù)據(jù)和Weibull 型數(shù)據(jù)開展系統(tǒng)可靠性評(píng)估。從可靠性測(cè)度概率估計(jì)結(jié)果層面，側(cè)重于給出可靠性測(cè)度置信限。通過(guò)計(jì)算二項(xiàng)、指數(shù)型單元組成的串聯(lián)系統(tǒng)壽命分布，可給出系統(tǒng)可靠性測(cè)度精確置信限［17］。若單元壽命分布具有多樣性的條件下，則難以計(jì)算系統(tǒng)壽命分布，僅能給出系統(tǒng)可靠性測(cè)度的近似置信限［18-19］。借助現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，利用通用生成函數(shù)、P-value 函數(shù)、Copula 函數(shù)僅可計(jì)算系統(tǒng)可靠性點(diǎn)估計(jì)，因?yàn)椴荒芮蠼庀到y(tǒng)壽命分布，尚難以給出置信限估計(jì)［20-21］。如何利用單元可靠性信息求解系統(tǒng)壽命分布是該領(lǐng)域研究的難點(diǎn)。

智能電能表組成器件通常批量采購(gòu)獲得，器件可靠性信息由供應(yīng)商提供，且可靠性信息具有多樣性，如壽命型數(shù)據(jù)、退化型數(shù)據(jù)、失效分布、或產(chǎn)品手冊(cè)提供的失效率信息等。因此，如何融合多樣性單元可靠性信息求解系統(tǒng)壽命分布，進(jìn)而預(yù)測(cè)系統(tǒng)壽命是時(shí)鐘電池壽命預(yù)測(cè)的難點(diǎn)。

文中從時(shí)鐘電池回路出發(fā)，從系統(tǒng)層面分析引起時(shí)鐘欠壓的誘發(fā)原因，并將多種誘發(fā)原因融合到時(shí)鐘電池壽命預(yù)測(cè)，提出一種基于系統(tǒng)可靠性綜合的時(shí)鐘電池欠壓預(yù)測(cè)方法，技術(shù)路線結(jié)構(gòu)框圖如圖1 所示，為電能表可靠穩(wěn)定運(yùn)行和運(yùn)維規(guī)劃制定提供一種新思路。

圖1 基于系統(tǒng)可靠性綜合的時(shí)鐘電池欠壓預(yù)測(cè)方法技術(shù)路線結(jié)構(gòu)框圖Fig.1 Technical route structure block diagram of clock battery undervoltage prediction method based on system reliability synthesis

1 時(shí)鐘電池回路系統(tǒng)可靠性模型

時(shí)鐘電池回路如圖2 所示。由電源芯片轉(zhuǎn)換得出的主電源電壓大于電池電壓，二極管D1未導(dǎo)通，電能表內(nèi)部器件由主電源供電，電池通過(guò)放電回路進(jìn)行較小電流放電，單片機(jī)接收電壓檢測(cè)信號(hào)實(shí)時(shí)檢測(cè)電池電壓V1。電路中保護(hù)電阻R3的作用是防止二極管失效時(shí)主電源對(duì)電池快速大電流充電造成危險(xiǎn)，起到保護(hù)電池的作用。

圖2 電源回路Fig.2 Power supply circuit

當(dāng)電能表掉電，進(jìn)入低功耗工作模式時(shí)，轉(zhuǎn)由時(shí)鐘電池給單片機(jī)、停電LCD 顯示、時(shí)鐘芯片供電。此時(shí)，若單片機(jī)模塊沒(méi)有進(jìn)入低功耗工作模式，則需要毫安級(jí)電流供電，時(shí)鐘電池很快電量耗盡。若電阻R2和R1短路失效，則時(shí)鐘電池短路，電量快速耗盡。若二極管D1和保護(hù)電阻R3開路，使得時(shí)鐘喪失電池供電。此外，若電池本身存在質(zhì)量缺陷，也很快就耗盡電量而失效。據(jù)此可知，電池失效、R1和R2同時(shí)失效、二極管D1開路、保護(hù)電阻R3開路、單片機(jī)模塊沒(méi)有進(jìn)入低功耗工作模式4 種情況中任一情況出現(xiàn)，都會(huì)觸發(fā)電池欠壓。

針對(duì)電池欠壓失效模式，時(shí)鐘電池回路系統(tǒng)可靠性邏輯關(guān)系如圖3 所示。

圖3 時(shí)鐘電池回路系統(tǒng)可靠性邏輯框圖Fig.3 Clock battery circuit system reliability logic block diagram

構(gòu)建系統(tǒng)可靠性模型:

式中RS為系統(tǒng)可靠度函數(shù);R電池、RR1//R2、RD1、R3、R單片機(jī)分別為電池可靠度函數(shù)、R1與R2并聯(lián)子系統(tǒng)可靠度函數(shù)、二極管D1可靠度、保護(hù)電阻R3可靠度、單片機(jī)模塊可靠度函數(shù)。

智能電能表時(shí)鐘電池欠壓誘發(fā)原因包括電池質(zhì)量、外圍器件損傷、軟件設(shè)計(jì)缺陷、外圍電路漏電造成的。軟件設(shè)計(jì)集成于單片機(jī)，可與單片機(jī)模塊集成在一起考慮。因此，評(píng)估電能表時(shí)鐘電池欠壓需要綜合考慮包括電池在內(nèi)的時(shí)鐘電池回路可靠性。

不同型號(hào)智能電能表時(shí)鐘電池回路可能有差異，電源工作模式也有區(qū)別，但本部分所提供的系統(tǒng)可靠性建模方法同樣適用。只需明確時(shí)鐘電池回路結(jié)構(gòu)，功能與工作流程，就可闡釋清楚組成單元與時(shí)鐘電池回路系統(tǒng)的可靠性邏輯關(guān)系，據(jù)此可構(gòu)建時(shí)鐘電池回路系統(tǒng)可靠性模型。因此，時(shí)鐘電池回路系統(tǒng)可靠性建模方法具有普適性。

2 時(shí)鐘電池回路系統(tǒng)壽命分布

電能表組成元器件由供應(yīng)商配套，可通過(guò)供應(yīng)商獲得各單元的可靠性數(shù)據(jù)。其次，作為具有長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行歷史的量測(cè)設(shè)備，具有一定歷史累積數(shù)據(jù)，可從中提煉出器件的可靠性數(shù)據(jù)信息。各組成單元可靠性信息具有多源性、多樣性，給時(shí)鐘回路系統(tǒng)可靠性綜合帶來(lái)困難。

2.1 退化型單元壽命分布

性能數(shù)據(jù)是器件可靠性數(shù)據(jù)的一種重要形式，如時(shí)鐘電池放電記錄體現(xiàn)了電池容量、電池端電壓不斷降低至失效的過(guò)程，若將該過(guò)程視作電壓指標(biāo)的退化過(guò)程，則可利用Wiener 過(guò)程描述時(shí)鐘電池電壓衰減過(guò)程，在獲得電壓失效閾值的基礎(chǔ)上，就可確定時(shí)鐘電池壽命分布。若t時(shí)刻電池電壓衰減記為X(t) ，那么{X(t) ;t}服從Wiener 過(guò)程:

式中W0(t) 為標(biāo)準(zhǔn)的Wiener 過(guò)程;a是漂移參數(shù);σw是擴(kuò)散參數(shù)。當(dāng)電能表時(shí)鐘電池電壓X(t) 衰減到給定閾值ε 時(shí)電池失效，電池壽命定義為:

式中X(t) 服從Wiener 過(guò)程，則首次達(dá)到閥值時(shí)的時(shí)間分布為逆高斯分布，其概率密度函數(shù)為:

在獲得電池電壓衰減數(shù)據(jù)(X(ti) ，ti) 后(i= 1，2，3，…，n) ，可得到電池電壓衰減量的條件概率密度函數(shù)，假設(shè)各電池樣本相互獨(dú)立，則可構(gòu)建似然函數(shù)，并進(jìn)一步獲取對(duì)數(shù)似然函數(shù)，而后分別對(duì)參數(shù)a，σw求偏微分，則待估參數(shù)的極大似然估計(jì)值為［22］:

式中n個(gè)時(shí)間區(qū)間的增量為( Δt0，ΔX0) ，…( Δti，ΔXi) ，…( Δtn，ΔXn) ，其中ΔXi=Xi－Xi－1，ΔXi為時(shí)鐘電池在時(shí)刻ti和ti－1區(qū)間內(nèi)的電壓衰減量，Δti=ti－ti－1，Δti，為時(shí)刻ti和ti－1的時(shí)間間隔。

2.2 壽命型單元壽命分布

產(chǎn)品常用壽命分布有指數(shù)分布、Weibull 分布、正態(tài)分布，其概率密度函數(shù)為:

式中λ 為指數(shù)分布參數(shù);β 和η 為Weibull 分布參數(shù);μ 和σ 為正態(tài)分布參數(shù)。獲得單元的故障時(shí)間數(shù)據(jù)( τ1，τ2，…，τj，…，τm;m= 1，2，…) ，則可利用產(chǎn)品統(tǒng)計(jì)推斷方法計(jì)算單元壽命分布參數(shù)［18］。

2.3 依據(jù)預(yù)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)確定電子器件壽命分布

電阻作為典型的電子器件，R1、R2、R3、D1壽命可認(rèn)為服從指數(shù)分布，其分布參數(shù)失效率λR1，λR2，λR3，λD1?？赏ㄟ^(guò)查找Datasheet 獲得性能與環(huán)境適應(yīng)性參數(shù)，結(jié)合IEC 62059，IEC 62380，GJB 299 或者SN 29500等可靠性預(yù)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，確定器件失效率。即R1、R2、R3、D1的壽命分布為fR1(t;λR1) 和fR2(t;λR2) ，fR3(t;λR2) ，fD1(t;λD1) 。

依據(jù)IEC 62380 標(biāo)準(zhǔn)，確定電阻和二極管失效率。電阻失效率預(yù)計(jì)模型為:

對(duì)于固體低損耗薄膜電阻，πType－I=0.1，πType－II=1.4 ×10－3。對(duì)于固體低損耗表面貼裝電阻，πType－I=0.01，πType－II=3.3 ×10－3。( πt)i為第i個(gè)任務(wù)階段的溫度影響因子，πt=，電阻溫度tR= tA+85×，tA為環(huán)境溫度。τi為第i個(gè)階段任務(wù)剖面的結(jié)溫下，器件工作時(shí)間比率，按年比率計(jì)算τi=。y為劃分的任務(wù)階段數(shù)，即i=1，2，…，y。τon為器件的總工作時(shí)間比例，，τoff為器件在存儲(chǔ)或休眠模式下的時(shí)間比例，τoff=1 －τon。( πn)i為熱循環(huán)次數(shù)影響因子，它與第i個(gè)階段內(nèi)年累計(jì)熱循環(huán)次數(shù)有關(guān)，當(dāng)年累計(jì)溫變周期次數(shù)ni≤8760 周期/年，，若ni＞，( πn)i=1.7 ×。ΔTi為第i個(gè)任務(wù)階段內(nèi)的溫度(tae) 的平均變化。πN為電阻網(wǎng)絡(luò)中電阻數(shù)量，對(duì)于固體低損耗薄膜電阻πN=1，對(duì)于固體低損耗表面貼裝電阻，。

二極管失效率預(yù)計(jì)模型為:

式中πU為使用頻率修正因子; λ0為二極管基礎(chǔ)失效率;τi為第i個(gè)階段任務(wù)剖面的結(jié)溫下二極管工作時(shí)間比率;λB為二極管封裝的基礎(chǔ)失效率;πI為二極管用作接口時(shí)的功能類型修正因子;λEOS為由過(guò)電應(yīng)力引起的失效率，作為保護(hù)接口使用時(shí)，通常πI=1，λEOS=40 Fit，( πt)i為第i個(gè)任務(wù)階段的溫度影響因子，它與第i個(gè)任務(wù)階段二極管的結(jié)溫有關(guān)，(0.4electron － volt) ，式中tj為器件結(jié)溫。

2.4 基于時(shí)變權(quán)重的時(shí)鐘電池回路系統(tǒng)壽命分布

時(shí)鐘電池回路系統(tǒng)是典型的串并聯(lián)系統(tǒng)，其可靠度函數(shù)模型如式( 1) 所示。根據(jù)可靠度函數(shù)與概率密度函數(shù)的內(nèi)在關(guān)系，可計(jì)算系統(tǒng)壽命分布:

式中CBat(t) 、CCPU(t) 、CR1(t) 、CR2(t) 、CR3(t)和CD1(t) 是時(shí)鐘電池權(quán)重、單片機(jī)模塊權(quán)重、電阻R1權(quán)重、電阻R2權(quán)重、電阻R3權(quán)重和、二極管D1權(quán)重，考慮時(shí)鐘回路系統(tǒng)中各元器件可靠性的差異性，且各元器件可靠性隨時(shí)間演變的過(guò)程，單一的主觀賦權(quán)方法或恒定賦權(quán)方法存在人為因素干擾和整體偏差的局限性。因此，本文提出一種時(shí)變權(quán)重方法，該方法基于時(shí)鐘電池回路系統(tǒng)可靠性邏輯模型更新權(quán)重，則時(shí)鐘電池權(quán)重、單片機(jī)模塊權(quán)重、電阻R1權(quán)重、電阻R2權(quán)重、電阻R3權(quán)重和二極管D1權(quán)重分別為:

式中R(·) 為可靠度函數(shù);F(·) 為不可靠度函數(shù)。

2.5 智能電能表電池欠壓預(yù)測(cè)

在獲取系統(tǒng)壽命分布密度函數(shù)式(12) 基礎(chǔ)上，根據(jù)可靠性各特征量之間的關(guān)系，可得時(shí)鐘電池回路系統(tǒng)壽命的一階矩和二階矩陣為:

在給定時(shí)刻t，觸發(fā)電池欠壓時(shí)間的概率為:

3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析

某型號(hào)電能表時(shí)鐘電池回路由鋰亞電池、單片機(jī)模塊、電阻R1、電阻R2、電阻R3、二極管D1組成。各組成單元可靠性信息如下。

對(duì)8 只額定電壓3.68 V 的國(guó)產(chǎn)ER 14250 型鋰亞電池在室溫下進(jìn)行電池容量試驗(yàn)。將8 塊電池與電阻連接為通路置于室內(nèi)，室內(nèi)溫度為23 ±2 ℃，進(jìn)行恒電阻放電，負(fù)載電阻為7.5 kΩ，精度1%，最大功率1/4 W，直接測(cè)量電池負(fù)載兩端工作電壓，全部試驗(yàn)樣本的電池負(fù)載截止電壓為2.8 V。在試驗(yàn)中為加快放電速度，負(fù)載電流490 μA，而實(shí)際時(shí)鐘電池工作模式下電流大致為10 μA，試驗(yàn)放電電流相比實(shí)際放大了49 倍，可認(rèn)為試驗(yàn)放電一天相當(dāng)于工作模式下放電49 天。等比例放大49 倍后電池放電數(shù)據(jù)如圖4 所示。

圖4 鋰亞電池放電數(shù)據(jù)Fig.4 Lithium sub-battery discharge data

通過(guò)模型計(jì)算電池壽命分布時(shí)采用上述換算方式計(jì)算模型參數(shù)。第2.1 節(jié)中退化型單元壽命分布模型，利用試驗(yàn)中的電池電壓衰減數(shù)據(jù)，通過(guò)式(5) 和式(6) 得出:a=0.000369896，σ2W=0.000140475，取ε=2.8，根據(jù)式(4)得到鋰亞電池壽命分布概率密度函數(shù)如式(22) 所示，式中時(shí)間t單位為天，圖5 為其概率密度函數(shù)圖形。

圖5 時(shí)鐘電池低功耗模式工作壽命分布Fig.5 Distribution of working life in clock battery standby mode

電阻R1、R2、二極管D1壽命可認(rèn)為服從指數(shù)分布，其分布參數(shù)失效率λR1，λR2，λD1通過(guò)查找Datasheet 得到:λR1=12Fit =1.2 ×10－8h－1，λR2=20Fit =2 ×10－8h－1，λR3=16Fit=1.6 ×10－8h－1，λD1=8Fit=0.8 ×10－8h－1。根據(jù)式(7) 得到R1和R2的壽命分布概率密度函數(shù)fR1(t) 、fR2(t) 、fR3(t) 、fD1(t) 如式(23) ～式( 26) ，式中時(shí)間t，單位為小時(shí)，圖6 為其概率密度函數(shù)圖形。

圖6 R1、R2、R3、D1壽命分布Fig.6 Life distribution of R1，R2，R3 and D1

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)拆回故障數(shù)據(jù)提取單片機(jī)模塊故障數(shù)據(jù)，選擇Weibull 分布擬合單片機(jī)模塊壽命分布，Weibull 分布參數(shù)β=1.1566;η=52.6 年。根據(jù)式(8) 得到單片機(jī)的壽命分布概率密度函數(shù)fcpu(t) 如式(27) ，式中時(shí)間t，單位為年，圖7 為其概率密度函數(shù)圖形。

圖7 單片機(jī)工作壽命分布Fig.7 Microcontroller working life distribution

根據(jù)系統(tǒng)可靠性模型可得出系統(tǒng)可靠度Rs及回路系統(tǒng)發(fā)生欠壓事件概率Fs(t) 與工作時(shí)間的關(guān)系如式(28) ，根據(jù)式(12) 得到回路系統(tǒng)壽命分布概率密度函數(shù)fs(t) 如圖8 所示。

圖8 時(shí)鐘電池回路系統(tǒng)壽命分布Fig.8 Clock battery loop system life distribution

回路各部分及系統(tǒng)可靠度與工作時(shí)間關(guān)系如圖9所示。

圖9 回路各部分及系統(tǒng)可靠度Fig.9 Circuit parts and system reliability

計(jì)算時(shí)鐘電池回路系統(tǒng)平均壽命、可靠度為0.6、0.7、0.8、0.9、0.95 時(shí)的可靠壽命如表1 所示。

表1 時(shí)鐘電池回路壽命預(yù)測(cè)結(jié)果Tab.1 Prediction results of clock battery loop life

給定時(shí)間t為4 年、5 年、6 年、8 年、10 年時(shí)，回路中電阻R1//R2可靠度RR1//R2、單片機(jī)工作可靠度Rcpu、時(shí)鐘電池可靠度RBat、保護(hù)電阻R3可靠度、二極管D1可靠度，系統(tǒng)可靠度Rs與電能表觸發(fā)電池欠壓事件的概率Fs如表2 所示。

表2 電能表觸發(fā)電池欠壓事件的概率Tab.2 Probability that the electricity meter triggers a battery undervoltage event

以國(guó)網(wǎng)某省電力公司2018 年5 月1 號(hào)～2019 年10 月14 號(hào)拆回分揀4131737 只電能表為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，分析可知其故障表數(shù)量979196 只，且按照電能表運(yùn)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)電能表時(shí)鐘欠壓的故障數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 現(xiàn)場(chǎng)電能表時(shí)鐘欠壓故障數(shù)據(jù)Tab.3 Electricity meter clock undervoltage fault data on site

將表1 與表2 的預(yù)測(cè)結(jié)果與表3 對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，時(shí)鐘電池回路壽命預(yù)測(cè)結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)結(jié)果基本一致，體現(xiàn)了文中方法的有效性。

4 結(jié)束語(yǔ)

文中針對(duì)電能表電池欠壓失效模式構(gòu)建了時(shí)鐘電池回路系統(tǒng)可靠性模型，提出了一種基于系統(tǒng)可靠性綜合的時(shí)鐘電池欠壓預(yù)測(cè)方法。該方法綜合考慮了時(shí)鐘電池自身以及外圍電路對(duì)時(shí)鐘欠壓的影響，并創(chuàng)建了預(yù)測(cè)模型，解決了智能電能表電池欠壓事件不能量化評(píng)估與預(yù)測(cè)的問(wèn)題，有助于科學(xué)安排電能表輪換維修等運(yùn)維規(guī)劃。此外，結(jié)合電能表器件可靠性數(shù)據(jù)來(lái)源具有多樣性給統(tǒng)計(jì)分析帶來(lái)困難的問(wèn)題，文中方法綜合利用了時(shí)鐘電池回路組成單元故障數(shù)據(jù)、性能退化數(shù)據(jù)、以及壽命分布信息，創(chuàng)新性地提出時(shí)變權(quán)重以構(gòu)建時(shí)鐘電池回路系統(tǒng)壽命分布，實(shí)現(xiàn)了基于系統(tǒng)可靠性綜合的時(shí)鐘電池欠壓預(yù)測(cè)，解決了時(shí)鐘欠壓預(yù)測(cè)方法工程適用性問(wèn)題。研究成果可為電池欠壓提供一種量化預(yù)測(cè)技術(shù)途徑，有助于優(yōu)化設(shè)計(jì)減少電池欠壓故障的發(fā)生，為推進(jìn)電力市場(chǎng)現(xiàn)貨交易建設(shè)提供支撐，對(duì)智能電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性與可靠性也有現(xiàn)實(shí)意義。