基于熵权和多级物元分析的汽轮机DEH调节系统状态综合评价

　　引　言

　　汽轮机调节系统作为整个汽轮机组的一个子系统,其运行状态的优劣直接关系到机组运行的安全性和经济性。由于我国采用传统的计划维修方式对DEH调节系统进行维修,存在“维修不足”或者“维修过剩”的问题。“维修不足”将使DEH调节系统运行的可靠性降低,增大了其发生故障的可能性,降低了机组运行的安全性。“维修过剩”又将导致不必要的人力、物力的浪费,降低了机组运行的经济性。因此,从安全性和经济性两方面考虑,改变传统的计划维修方式,实行DEH调节系统的状态维修具有重要的现实意义。

　　实行DEH调节系统的状态维修的关键是实时、准确地评价其运行状态,从而合理地安排维修时间和维修项目。文献[1]计算了DEH调节系统各子系统的相对劣化度,文献[2]在对DEH调节系统进行设备故障模式及影响分析(FMEA)的基础上,提出了变权模糊评价方法,但由于描述汽轮机DEH调节系统状态优劣的语言是模糊的,而实际运行系统所测得的参数是客观的,因此存在着主客观相互矛盾的问题,很难对汽轮机DEH调节系统状态做出准确的评价。

　　可拓学相关理论为解决主客观矛盾问题于1983年所创立的理论[3~4],以物元理论和可拓集合理论为支柱,能够同时研究“质”和“量”两者对所描述问题的影响程度,从而完整地认识系统特征,已广泛应用于各种实际领域[5~6]。本研究提出的汽轮机DEH调节系统状态的可拓评价方法,建立了状态等级的多级物元模型,引入熵值理论,利用评价指标值的熵权确定权重,进而识别出汽轮机DEH调节系统的状态,最后利用实例验证了该方法的实用性,为汽机DEH调节系统状态评价提供了一种新的途径。

　　1　可拓学基本理论

　　1.1　物元基本理论

　　事物N具有特征c,其值为v,则由N、c、v构成有序的三元组R=(N,c,v)作为描述事物的基本元,简称物元。事物的名称N,特征c和量值称为物元R的三要素。

　　>0表示点x属于X0的程度;k(x)<0表示点x不属于X0的程度;-1

　　2　熵值法确定权重系数

　　在确定评价指标的权重时,往往采用主观确定权重的方法,如专家评价法等。但在某些情况下,无法得到专家的意见或是由于评价指标的复杂性,无法给出各个指标恰当的权重,这样势必造成评价结果由于人的主观因素影响而形成偏差。一个系统有序程度越高,则熵越低,所含信息量就越大;反之,无序程度越高,则熵就越大,信息量就越小。熵的获得,意味着信息的丢失;信息和熵是互补的,信息是负熵。1948年,Shannon从全新的角度对熵概念做了新定义,将与信息相联系,并把熵概念引入信息论中[7]。