基于模糊綜合評判的繼電保護現場工作量化方法

劉 琨，王小琪

（國網長治供電公司，山西 長治046000）

0 引言

繼電保護現場工作類型多、涉及的設備種類多、時長不定、時段不定，要精確量化每項工作比較困難。目前，山西電網各供電公司二次運檢中心常用的量化工作方法是考慮設備電壓等級、工作天數等少量因素進行簡單計算。這樣的工作量計算方法顯然過于粗糙，沒有將各工作類型、工作時長、工作時段納入考量因素，在工作量化計算方面存在較大的不足。例如，同樣設備類型的保護定檢工作，2個間隔就比1個間隔的工作量大；同一項二次消缺工作，夜間作業就比白天作業更容易使人疲憊；同樣對運行設備整定定值，220 kV的主變保護定值整定的危險程度和給工作人員帶來的心理壓力都遠大于220 kV線路保護。而不同性質工作之間的比較則更加不易，如對1個間隔二次設備進行常規檢驗和半夜對其進行一次消缺哪個工作量更大；更換1套110 kV線路保護裝置和對1套110 kV新線路間隔進行驗收調試送電哪個工作量更大。因此，綜合、全面考慮現場工作各個要素來計算工作量是非常必要的。

1 建立模糊綜合評判模型

1.1 建立因素集

將工作中涉及與工作量相關的主要因素綜合考慮，建立因素集U={x1，x2，x3，x4，x5，x6}，其中：x1表示電壓等級，指工作中涉及設備的電壓等級，電壓等級越高，危險度越高，對供電產生的影響越大，認為工作量越大；x2表示設備類型，指變壓器保護、線路保護、母線保護等不同類型設備，涉及的運行設備越多，對相關設備帶來的運行風險越大，工作量越大；x3表示設備數量，指工作涉及的設備個數，個數越多工作量越大；x4表示工作時長，是到站路途耗時與工作耗時的加權平均工作時長，實際工作中，如果單純地將人員從離開辦公場所出發到工作結束返回所花費的總時長作為評價標準顯然不太合適，只有把路上耗費的時間和工作本身的時間賦予不同的權重，計算出加權時長才較為合理；x5表示工作時段，分為工作時段和非工作時段，具體是指現場工作時長超出非工作時間（8 h工作時間以外）的長度（該因素分2種情況考慮，一是當出發時間是工作時間則認為超出時長越多工作量越大，二是當出發時間為非工作時間，考慮到人員到達單位需要花費的時間和交通開支，如夜間處理缺陷等，可認為只要有工作即為最大工作量）；x6表示工作場所，分為室內、室外（該因素分2種情況考慮，一是春秋季氣溫適宜的良好天氣情況，認為室內和室外工作環境相當可不做區分，二是夏冬季氣溫過高或過低天氣情況，室外工作量大于室內）。

1.2 建立各因素對應評判標準的隸屬函數

電壓等級的隸屬函數為（x1單位：kV）

設備類型的隸屬函數為

其中，0.5為故障錄波器、后臺監控機等不影響一次設備運行的裝置；0.7為線路保護、電容器保護等涉及一套一次設備的保護裝置；1為變壓器保護、母線保護等涉及多套一次設備的保護裝置。

涉及間隔（保護裝置）數量的隸屬函數為（x3為正整數，單位：個）

工作時長的隸屬函數為（x4單位：h）

其中，α表示到站路途耗費時長，h；β表示工作本身耗費時長，h。

工作時段的隸屬函數有以下2種（x5單位：h）：

當工作出發時間為工作時間時

當工作出發時間為非工作時間時

工作場所的隸屬函數有以下2種：

當春秋季室內外環境相當時

當夏冬季室外環境較室內環境明顯惡劣時

其中，0.7為工作場所為室內時的取值；1為工作場所為室外時的取值。

根據隸屬函數計算出某項工作各項指標的隸屬度為

得到該項工作的單因素評判向量為

1.3 確定各類工作對應的因素權重

將繼電保護二次作業日常維護工作分類為保護定檢、定值整定、二次調試驗收送電、回路更改、裝置更換、保護動作檢查、信息自動化類、缺陷消除等8個大類，利用專家估測法確定各類工作對應各因素的權重。選取15名現場工作超過10 a的資深工作負責人作為專家確定權重。針對8類工作，由15名專家各自獨立地給出因素集U={x1，x2，x3，x4，x5，x6}中各因素xi（i=1，2，…，6）的權重[1]，各因素的權重如表1所示。

表1 利用專家打分法確定各因素權重

根據表1，可取各因素權重的平均值為其權重，即k=15。

對8類工作分別計算出對應的因素權重，可得二次現場工作權重矩陣

1.4 綜合評判計算工作量

如果要求某項工作的工作量，可令權重矩陣中其他無關該項工作的數據為0，然后用加權平均模型M計算得

2 模型參數修正[2]

選取部分覆蓋8種類型的典型工作作為樣本進行工作量計算，15名專家對計算結果進行審閱，并給出修正意見。為防止模型參數頻繁修正，制定修正原則為：大于等于7名專家認為工作量的計算結果與自身感受差異過大，有必要修正。為了避免參數修正因找不準主要矛盾而陷入無限的死循環內，規定隸屬函數和權重不同時修正，每次只修正1個參數，修正后的計算結果如果較大幅度地改進了專家滿意度則認為該參數的修正有效，否則嘗試對別的參數進行修正，如此重復直至小于7名專家滿意為止。

3 工作量化到人

完成一項工作的工作量計算后，就可以將工作量化到人。對于不同性質的工作，不同角色的工作人員承擔的工作量是不同的，以1個間隔的220 kV線路保護定檢和1個間隔220 kV線路保護定值整定工作為例：保護定檢工作中，帶票工作負責人在保證安全措施到位的情況下，還要負責校驗工作的具體實施以及整體工作進度和質量的把控，工作班成員工作量與其相比差距很大；而定值整定過程中，帶票人的工作量絕大部分體現在安全責任方面，具體的定值輸入、審核工作與工作班成員相差不大，所以對于不同類型的工作，不同角色的工作量權重占比是不同的。此處仍使用表1的方法確定權重，15名專家分別單獨對8類工作中的各類角色（包含帶票的工作負責人、不帶票的工作負責人、工作班成員）工作量權重打分，從而獲得不同角色權重占比，根據之前計算出的總工作量得到某項工作的個人工作量。

4 應用實例[3]

由于文章篇幅所限，此處，挑選繼電保護日常現場工作中最具代表性的兩類工作為例進行實例應用展示，首先，確定各類工作權重矩陣A如下。

a）以2020年5月的保護春檢工作為例，對某220 kV變電站1號主變保護、該站某220 kV線路保護和某110 kV線路保護進行保護定檢，3項工作的隸屬度矩陣如下

計算工作量為

b）以定值修改工作為例，對某220 kV變電站1號主變的保護、某220 kV線路的保護以及2套110 kV線路的保護進行更改定值，3項工作的隸屬度矩陣如下

計算工作量為

c）6項工作的量化結果如表2所示。

表2 6項工作量化結果

將計算結果與當時參加工作的現場人員的實際感受相比較，各項工作強度的排序與他們的心理感受相符，證明了該方法的科學、合理及可行性。

5 結束語

在工作量化計算中，利用模糊綜合評判方法構建數學模型，將工作的時長、時段、設備電壓等級、數量等細節因素納入考核范圍，獲得更科學、合理的工作量化方法，再根據不同工作角色在不同性質工作中的占比從而得到單人的工作量化值。該方法為計算員工工作價值、考核人員績效、考量人員承載力、科學合理分配工作成員數量等提供了數據參考，有助于實現更加科學的現場工作管理，增強現場作業安全，提高人員的工作積極性。