基于模糊综合评判的继电保护现场工作量化方法

刘 琨，王小琪

（国网长治供电公司，山西 长治046000）

0 引言

继电保护现场工作类型多、涉及的设备种类多、时长不定、时段不定，要精确量化每项工作比较困难。目前，山西电网各供电公司二次运检中心常用的量化工作方法是考虑设备电压等级、工作天数等少量因素进行简单计算。这样的工作量计算方法显然过于粗糙，没有将各工作类型、工作时长、工作时段纳入考量因素，在工作量化计算方面存在较大的不足。例如，同样设备类型的保护定检工作，2个间隔就比1个间隔的工作量大；同一项二次消缺工作，夜间作业就比白天作业更容易使人疲惫；同样对运行设备整定定值，220 kV的主变保护定值整定的危险程度和给工作人员带来的心理压力都远大于220 kV线路保护。而不同性质工作之间的比较则更加不易，如对1个间隔二次设备进行常规检验和半夜对其进行一次消缺哪个工作量更大；更换1套110 kV线路保护装置和对1套110 kV新线路间隔进行验收调试送电哪个工作量更大。因此，综合、全面考虑现场工作各个要素来计算工作量是非常必要的。

1 建立模糊综合评判模型

1.1 建立因素集

将工作中涉及与工作量相关的主要因素综合考虑，建立因素集U={x1，x2，x3，x4，x5，x6}，其中：x1表示电压等级，指工作中涉及设备的电压等级，电压等级越高，危险度越高，对供电产生的影响越大，认为工作量越大；x2表示设备类型，指变压器保护、线路保护、母线保护等不同类型设备，涉及的运行设备越多，对相关设备带来的运行风险越大，工作量越大；x3表示设备数量，指工作涉及的设备个数，个数越多工作量越大；x4表示工作时长，是到站路途耗时与工作耗时的加权平均工作时长，实际工作中，如果单纯地将人员从离开办公场所出发到工作结束返回所花费的总时长作为评价标准显然不太合适，只有把路上耗费的时间和工作本身的时间赋予不同的权重，计算出加权时长才较为合理；x5表示工作时段，分为工作时段和非工作时段，具体是指现场工作时长超出非工作时间（8 h工作时间以外）的长度（该因素分2种情况考虑，一是当出发时间是工作时间则认为超出时长越多工作量越大，二是当出发时间为非工作时间，考虑到人员到达单位需要花费的时间和交通开支，如夜间处理缺陷等，可认为只要有工作即为最大工作量）；x6表示工作场所，分为室内、室外（该因素分2种情况考虑，一是春秋季气温适宜的良好天气情况，认为室内和室外工作环境相当可不做区分，二是夏冬季气温过高或过低天气情况，室外工作量大于室内）。

1.2 建立各因素对应评判标准的隶属函数

电压等级的隶属函数为（x1单位：kV）

设备类型的隶属函数为

其中，0.5为故障录波器、后台监控机等不影响一次设备运行的装置；0.7为线路保护、电容器保护等涉及一套一次设备的保护装置；1为变压器保护、母线保护等涉及多套一次设备的保护装置。

涉及间隔（保护装置）数量的隶属函数为（x3为正整数，单位：个）

工作时长的隶属函数为（x4单位：h）

其中，α表示到站路途耗费时长，h；β表示工作本身耗费时长，h。

工作时段的隶属函数有以下2种（x5单位：h）：

当工作出发时间为工作时间时

当工作出发时间为非工作时间时

工作场所的隶属函数有以下2种：

当春秋季室内外环境相当时

当夏冬季室外环境较室内环境明显恶劣时

其中，0.7为工作场所为室内时的取值；1为工作场所为室外时的取值。

根据隶属函数计算出某项工作各项指标的隶属度为

得到该项工作的单因素评判向量为

1.3 确定各类工作对应的因素权重

将继电保护二次作业日常维护工作分类为保护定检、定值整定、二次调试验收送电、回路更改、装置更换、保护动作检查、信息自动化类、缺陷消除等8个大类，利用专家估测法确定各类工作对应各因素的权重。选取15名现场工作超过10 a的资深工作负责人作为专家确定权重。针对8类工作，由15名专家各自独立地给出因素集U={x1，x2，x3，x4，x5，x6}中各因素xi（i=1，2，…，6）的权重[1]，各因素的权重如表1所示。

表1 利用专家打分法确定各因素权重

根据表1，可取各因素权重的平均值为其权重，即k=15。

对8类工作分别计算出对应的因素权重，可得二次现场工作权重矩阵

1.4 综合评判计算工作量

如果要求某项工作的工作量，可令权重矩阵中其他无关该项工作的数据为0，然后用加权平均模型M计算得

2 模型参数修正[2]

选取部分覆盖8种类型的典型工作作为样本进行工作量计算，15名专家对计算结果进行审阅，并给出修正意见。为防止模型参数频繁修正，制定修正原则为：大于等于7名专家认为工作量的计算结果与自身感受差异过大，有必要修正。为了避免参数修正因找不准主要矛盾而陷入无限的死循环内，规定隶属函数和权重不同时修正，每次只修正1个参数，修正后的计算结果如果较大幅度地改进了专家满意度则认为该参数的修正有效，否则尝试对别的参数进行修正，如此重复直至小于7名专家满意为止。

3 工作量化到人

完成一项工作的工作量计算后，就可以将工作量化到人。对于不同性质的工作，不同角色的工作人员承担的工作量是不同的，以1个间隔的220 kV线路保护定检和1个间隔220 kV线路保护定值整定工作为例：保护定检工作中，带票工作负责人在保证安全措施到位的情况下，还要负责校验工作的具体实施以及整体工作进度和质量的把控，工作班成员工作量与其相比差距很大；而定值整定过程中，带票人的工作量绝大部分体现在安全责任方面，具体的定值输入、审核工作与工作班成员相差不大，所以对于不同类型的工作，不同角色的工作量权重占比是不同的。此处仍使用表1的方法确定权重，15名专家分别单独对8类工作中的各类角色（包含带票的工作负责人、不带票的工作负责人、工作班成员）工作量权重打分，从而获得不同角色权重占比，根据之前计算出的总工作量得到某项工作的个人工作量。

4 应用实例[3]

由于文章篇幅所限，此处，挑选继电保护日常现场工作中最具代表性的两类工作为例进行实例应用展示，首先，确定各类工作权重矩阵A如下。

a）以2020年5月的保护春检工作为例，对某220 kV变电站1号主变保护、该站某220 kV线路保护和某110 kV线路保护进行保护定检，3项工作的隶属度矩阵如下

计算工作量为

b）以定值修改工作为例，对某220 kV变电站1号主变的保护、某220 kV线路的保护以及2套110 kV线路的保护进行更改定值，3项工作的隶属度矩阵如下

计算工作量为

c）6项工作的量化结果如表2所示。

表2 6项工作量化结果

将计算结果与当时参加工作的现场人员的实际感受相比较，各项工作强度的排序与他们的心理感受相符，证明了该方法的科学、合理及可行性。

5 结束语

在工作量化计算中，利用模糊综合评判方法构建数学模型，将工作的时长、时段、设备电压等级、数量等细节因素纳入考核范围，获得更科学、合理的工作量化方法，再根据不同工作角色在不同性质工作中的占比从而得到单人的工作量化值。该方法为计算员工工作价值、考核人员绩效、考量人员承载力、科学合理分配工作成员数量等提供了数据参考，有助于实现更加科学的现场工作管理，增强现场作业安全，提高人员的工作积极性。