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建與實證

耿鵬云+王鑫+王綿斌

摘 要：我國智能電網建設的不斷推進，“系統高度集成，結構布局合理，裝備先進適用，經濟節能環保，支撐調控一體”的新一代智能變電站的目標逐步實現，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算模型的建立，為該設備的消耗定額的編制提供參考。

關鍵詞：智能電網；隔離式斷路器；人工消耗量

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

隨著發展智能變電站目標的要求及斷路器技術的不斷提高，變電站的設計原則由原來的斷路器兩端設置隔離開關改為將隔離功能集成到斷路器中，從而產生了隔離式斷路器[1-4]。新的隔離式斷路器的應用也對工程中的相關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境影響因素分析，結合模糊數學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，應當引入模糊理論對該事物或現象進行表征。模糊數學理論是由L . A . Zadeh提出的理論體系，其可以通過較為簡單的方法對復雜系統進行合乎實際的特征處理。在對多個復雜系統或物體進行處理時，引入貼近度的概念來表示各個模糊集之間的“相近”程度[5-7]。本文擬引入灰色關聯度理論進行對隔離式斷路器安裝定額影響因素進行歸集測算，通過疊加灰色關聯度值與模糊貼近度值計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：

而灰色關聯度決定曲線的幾何形狀相似程度，因此將模糊貼近度M和灰色關聯度綜合考慮，建立新的評價指標一一綜合相似度。模糊貼近度的重要系數為0.8，灰色關聯度的重要度系數為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算模型構建

2.1 隸屬度的確定

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

2.2 綜合相似度的確定

2.2.1 模糊貼近度的計算

（1）計算海明帖進度：

（2）測算個因素間的最大最小帖進度：

（3）計算模糊帖進度：

2.2.2 計算灰色關聯度

ξ通常取0.5。

2.2.3 綜合相似度的計算

根據前述內容，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]，并依照經驗認為模糊貼近度和灰色關聯度的重要度系數分別為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為綜合相似度“值越大，則該地區樣本代表值與綜合代表值特征的相似性越大，同時其值對確定綜合代表值的影響也越大。

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

（2）按照上面的公式繼續推導，可得整個地區綜合代表值為：

其中： 為初始預測值，為m個樣本代表值的算術平均值：

式中： 表示第個地區樣本代表值。若，則上述推導得出的綜合代表值計算公式與指數平滑法完全相同，因此，此式具有指數平滑法的特性。

（3）為進一步提高精度，可根據安裝工程施工定額的特點，引入一個精度調整系數，其值可由綜合代表值與所選地區樣本代表值的模糊關系系數決定，值一般小于1。其經驗公式為[10-11]：

式中：為綜合代表值得模糊關系系數；分別為5個所選地區樣本代表值得模糊關系系數。

（4）求解整個地區綜合代表值。

3 實證研究

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光纖熔接的步驟。110Kv隔離斷路器安裝人工消費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

并結合相應專家的具體意見，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因素。

3.2 建立系統主要影響因素集，確定相應隸屬度

選取了包括江西贛州雙龍工程、山西運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工程的隔離斷路器安裝定額的樣本代表值，并根據前述提到的主要影響因素，確定系統的主要影響因素集為：，即工人技術水平、地形條件和氣候條件。

各子地區樣本代表值和全國綜合代表值特征及相應隸屬度關系如表1所示。

3.3 確定綜合相似度

（1）計算模糊貼近度。根據公式（3）（4）（5）計算綜合代表值Z與樣本代表值A， B的海明帖進度，最小最大貼進度，模糊貼進度。

3.4 計算模糊關系系數

3.5 計算綜合代表值

（1）選取五個隔離斷路器安裝工程的樣本代表值。

五個工程樣本代表值按綜合相似度排序，見表2所示。

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

4 結論

在當前實際工程費用計算中，隔離式斷路器安裝費用僅能通過套用相似形式的斷路器定額標準，或乘以一定系數來測算，其精確性是不能滿足工程實際需要，本文對隔離式斷路器安裝發生的人工消耗量進行了分析并建立計算模型，為材料和機械臺班的消耗量的計算提供參考。為概預算書編制、施工單位投標報價以及竣工結算文件的編制提供了指導依據，有效推進了新設備、新材料的普及與推廣應用。

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