基於灰色加權關聯分析算法的電網電能質量綜合評價方法
2023-12-07 06:39:21 4
基於灰色加權關聯分析算法的電網電能質量綜合評價方法
【專利摘要】本發明公開了一種電能質量綜合評估方法，以便能直接對區域內電能質量的總體狀況給出一個更加直觀的評價，使得電力供應更加安全和經濟。本發明採用序關係分析法和熵權法確定電能質量綜合評價指標的綜合權重，再應用灰色關聯分析理論計算實際測量值與國家標準等級的標準限值的關聯繫數，最後將指標權重係數與關聯繫數進行加權乘法，以此計算電能質量的關聯度。通過電能質量關聯度大小判斷電能質量等級。
【專利說明】基於灰色加權關聯分析算法的電網電能質量綜合評價方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電網電能質量綜合評價，屬於電力系統自動化【技術領域】，尤其是涉及一種基於灰色加權關聯分析算法的電網電能質量綜合評價方法。
【背景技術】
[0002]在我國電路工業蓬勃發展，電路負荷急劇增長的同時，非線性和衝擊性負荷也在不斷地增長，這些負荷對供電系統電能質量造成了嚴重的汙染，使電能質量下降；另一方面，現代高度自動化和智能化工業用電設備對供電質量提出了更高的要求，世界各國對電能質量制定了一系列標準。一般而言，電路系統在運行過程中電能質量的各項質量接近系統標準值，就可以認為電能是達到標準要求的。但是當電能質量的多個指標共同作用在一個系統中時，其不同的組合結構對電力系統運行的不利影響和對電氣設備性能的降低，甚至損壞都是十分複雜的問題，加之不同電氣設備在不同條件下對電壓幹擾的敏感度不同，因此必須給出一種綜合的評價方法，為全面考核電能質量提供參考。
[0003]通過總結傳統的電能質量綜合評價方法，認為傳統的電能質量綜合評價方法主要通過兩種方式進行綜合評價，其一是通過概率統計方法，如專利《電能質量綜合評估系統》(專利號:200910045003.6)，其二是通過模糊分析理論，如專利《基於層次分析法和模糊算法的電網電能質量綜合評價方法》(專利號為:200810020219.2)、《電能質量綜合評判方法》(專利號:201110120160.6)。相關理論研究表明，概率統計方法和模糊分析理論要求給出的數據必須滿足大樣本、有規律等特性，而電能質量綜合評價指標值不具備這兩個要求。因此，傳統的電能質量綜合評價方法容易產生誤判，影響電能質量綜合評價的準確性。
[0004]電能質量綜合評價指標權重是電能綜合質量進行綜合評價的關鍵,大部分專利僅僅應用層次分析法確定電能質量綜合評價指標的權重，而層次分析法只能確定電能質量綜合評價指標的主觀權重。由於專家的知識水平、能力、經驗等不同，使得主觀賦權法無法再同一基準上進行，影響了評價指標權重確定的準確性。同時，層次分析法最大的不足之處在於需要對判斷矩陣進行一致性檢驗，影響了電能質量綜合評價的實效性。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供基於灰色加權關聯分析算法的電網電能質量綜合評價方法。
[0006]本發明所採用的技術方案是:基於灰色加權關聯分析算法的電網電能質量綜合評價方法，其步驟如下:
[0007]步驟1:建立電網電能質量綜合評價指標體系。
[0008]步驟2:應用序關係分析法確定電網電能質量綜合評價指標的主觀權重；採集所述的各項指標值，並應用熵權法確定電網電能質量綜合評價指標的客觀權重。將這兩種權重以相乘的方式計算電網電能質量綜合評價指標的綜合權重。
[0009]步驟3:根據國家電網質量綜合評價指標的限值(見GB/T 12325-2008，GB/T15945-2008，GB/T 15543-2008，GB/T 12326-2008，GB/T 14549-1993)，將電網電能質量劃分為5個等級，包括質量優、質量良、質量中、質量合格和質量差。
[0010]步驟4:通過採集的單項指標的數值與其所在國家標準等級的標準限值，分別構成電網電能綜合評價指標值序列和國家標準等級標準限值序列；再應用灰色關聯分析計算電網電能評估指標值序列相對於國家標準等級標準限值序列的灰色關聯繫數。
[0011]步驟5:結合步驟2得到的電網電能綜合評價指標的綜合權重和步驟4確定的電網電能的灰色關聯繫數，計算電網電能的灰色加權關聯度，以此為基礎，判斷電網電能屬於哪種等級。
[0012]本發明的有益效果是:根據電網電能質量管理實踐，利用監測數據，結合相關理論研究，基於灰色加權關聯分析算法的電網電能質量綜合評價方法，經過在實踐的電能質量管理中的應用，表明該方法設計合理、實用性強，為電能質量評價提供了很好的方法。研究了電網電能質量評價指標體系，分析、研究電網電能質量評價指標權重的確定方法，為電網的規劃提供理論參考。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是電網電能綜合評價結構圖；
[0014]圖2是電能質量綜合評價指標體系。
【具體實施方式】
[0015]在本實施例中，本發明主要是針對電能質量按照國家標準等級提供的一種評價方法。如圖1所述，該評價方法主要包括6個步驟:1)確定電網電能質量評價指標體系(1-1)；
2)確定電網電能質量評價指標的主觀權重(1-2) ；3)確定電網電能質量評價指標的客觀權重(1-3) ；4)確定電網電能質量評價指標的綜合權重(1-4) ；5)劃分電網電能評價指標的等級(1-5) ；6)根據各項評價指標值和電網電能評價指標的等級，應用灰色加權關聯分析算法確定電網電能的等級(1-6)。具體流程如下:
[0016]I)根據國家7項電能質量標準並結合我國電能質量現狀，確定電網電能質量綜合評價指標體系，包括:電壓偏差、電壓波動、電壓閃變、電壓總諧波畸變率、三相電壓不平衡度、電壓暫降、頻率偏差和供電可靠性，見圖2。其中，電壓波動、電壓閃變、三相電壓總諧波畸變率和三相不平衡度以95%概率值作為數據採集依據，對電壓偏差和頻率偏差則以最大值作為數據選取的依據。
[0017]2)應用序關係分析法確定電網電能質量綜合評價指標的主觀權重。具體算法如下:
[0018]步驟2.1根據電網電能評價指標的重要性按由大到小的順序進行排列，即為:頻率偏差>電壓總諧波畸變率>供電可靠性>電壓閃變>波動>電壓偏差>電壓暫降>三相不平衡度，不妨記為U1 > U2 > U3 > U4 > U5 > U6 > U7 > u8。
[0019]步驟2.2根據表1確定各項評價指標之間的相對重要程度j = 2,3,…，8，並應用公式I計算各項指標的主觀權重Vj。
【權利要求】
1.基於灰色加權關聯分析算法的電網電能質量綜合評價方法，其具體步驟如下: 1)建立電網電能質量綜合評價指標體系； 2)應用序關係分析法確定電網電能質量綜合評價指標的主觀權重係數； 3)應用熵權法確定電網電能質量綜合評價指標的客觀權重係數； 4)應用乘項函數計算電網電能質量綜合評價指標的綜合權重係數； 5)根據國家7項電能質量標準，對電網電能質量綜合評價指標劃分為5個等級，包括質量優、質量良、質量中等、質量合格和質量差，並給出相關的劃分標準。 6)應用灰色關聯分析理論計算電網電能的評價指標值關於這5個等級的劃分標準的灰色關聯繫數，並結合步驟4)給出的電網電能質量綜合評價指標綜合權重係數，計算電網電能的灰色加權關聯度。關聯度最大的序號即為電網電能質量的等級。
2.根據權利要求1所述的基於灰色加權關聯分析算法的電網電能質量綜合評價方法，其特徵在於建立了電網電能質量綜合評價指標體系。該指標體系是基於相關標準和我國電能狀況，能對電網進行綜合、實用化的完整體系。
3.根據權利要求1所述的基於灰色加權關聯分析算法的電網電能質量綜合評價方法，其特徵在於根據電網電能質量綜合評價指標(除供電可靠性指標外)的限值，將電網電能質量劃分為5個等級，包括質量優、質量良、質量中、質量合格和質量差。
4.根據權利要求1所述的基於灰色加權關聯分析算法的電網電能質量綜合評價方法，其特徵在於分別應用序關係分析法和熵權法確定電網電能質量評價指標的主觀權重和客觀權重，並得到電網電能質量評價指標的綜合權重。
5.根據權利要求1所述的基於灰色加權關聯分析算法的電網電能質量綜合評價方法，其特徵在於應用灰色關聯分析理論對電網電能質量進行綜合評價。
【文檔編號】G06Q10/00GK103489035SQ201210196636
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年6月14日 優先權日:2012年6月14日
【發明者】但春林, 封長林 申請人:西安元朔科技有限公司