1.一种主动配电网电能质量多维评估方法,包括如下步骤:
步骤1、电能质量各单项电能质量指标数据获取:通过主动配电网关键节点布置的电能质量监测装置,分时段采集获取系统中的电压偏差、电压波动、电压谐波、三相不平衡、闪变、频率偏差这六项电能质量指标的数据;
步骤2、基于云模型的电能质量各单项指标的评估等级确定:构建云模型,通过对已采集获取的电能质量数据进行分析,计算出相应的特征值,进而统计得出电能质量各项指标的评估等级;
步骤201,基于云模型理论,以及步骤1已采集获取的系统电能质量各单项指标数据,计算出其对应的三个特征值:期望Ex、熵En、超熵He,其中:期望Ex的值由公式(1)获得:
式中,n为所获取的电能质量各单项指标数据的个数,xa为对应电能质量单项指标的数据国家标准中规定的各等级区间域值;
熵En的值由公式(2)获得:
超熵He的值由公式(3)获得:
其中
步骤202,通过将电能质量各指标在步骤201中基于云模型计算得出的结果数据,与各自对应的国家标准中规定的各等级区间的划分边界值进行比较,选取50%以上数据所在的等级区间为该项指标的等级判定,1级、2级、3级、4级、5级分别代表着优秀、良好、一般、较差、很差;
步骤3、基于合作博弈组合赋权法的电能质量综合评估:基于合作博弈理论对各电能质量指标的多种主、客观权重进行组合,在互不损害参与博弈者利益的情况下,使得参与博弈的整体获得的利益有所增加,即使得目标主动配电网各电能质量指标的权重系数分配更加合理;
步骤301,采用AHP法,即层次分析法分析获得主动配电网电能质量的各指标的主观权重;层次分析法根据专家意见给出两两指标之间的重要性比较,根据指标之间的相对重要性,构建出判断矩阵,得出各项指标的主观权重值w(1);
在此基础上,针对完成构建的判断矩阵进行一致性检验,检验的结果可由公式(5)得出:式中,CI表示一致性检验结果值,λmax表示判断矩阵的最大特征值,c表示判断矩阵的阶数;
一致性检验结果CI的值大于0.1,表示该判断矩阵的构建不合理,需要重新构建,直至CI值小于0.1;
步骤302,采用熵权法,获得主动配电网电能质量各指标的第一种客观权重;熵权权重赋值法能够反映出电能质量指标数据的波动性情况,数据的波动性越大其熵越大,获得的权重值越大,反之获得的权重值越小;
基于步骤1获取的目标主动配电网电能质量各指标数据,构建对应的电能质量指标数据矩阵,如公式(6)所示:式中,m表示采集纪录电能质量的指标项数;dnm表示第n组纪录数据中的第m项电能质量指标数据值,其余类推;
针对构建的数据矩阵进行归一化处理,得到归一化处理后的数据矩阵Def;
根据得到的数据矩阵Def,由公式(7)计算得到电能质量各项指标的熵值:其中
式中,Hj表示第j项电能质量指标的熵值,fij为第j项电能质量指标在第i组采集数据中所占的比重,i=1,2...n,j=1,2...m;
获得每一项电能质量指标的熵值后,根据公式(9)计算出各项指标的第一种客观权重值:式中,w(2)j表示第j项指标的基于熵权法求得的第一种客观权重值;
步骤303,采用反熵权法,获得主动配电网电能质量各指标的第二种客观权重;反熵权权重赋值法同样能够反映出电能质量指标数据的波动性情况,数据的波动性越大其熵越大,但其不会使某单项指标的权重值过大或过小;
基于步骤302公式(6)所构建的电能质量指标数据矩阵,按照公式(10)对其每一项指标的数据进行数据预处理:式中,eij是第i组采集数据中的第j个指标经预处理后的值,xij和aij分别是第i组采集数据中的第j个指标的实际值和目标值;
预处理后得到的数据矩阵如公式(11)所示:
根据得到的数据矩阵E,由公式(12)计算得到电能质量各项指标的反熵值:其中
式中,hj是第j项电能质量指标的反熵值;
获得每一项电能质量指标的反熵值后,根据公式(14)计算出各项指标的第二种客观权重值:式中,w(3)j表示第j项指标的基于反熵权法求得的第二种客观权重值;
步骤304,基于合作博弈方法确定各指标的主、客观综合权重:合作博弈方法是在电能质量指标满足一定约束力的情况下,通过减小每一项指标的误差而不增大其他指标的误差,使得电能质量整体评估由权重分配产生的误差影响减小;
基于合作博弈理论,计算出每一种权重赋值方法的权重系数,通过公式(15)计算出层次分析法、熵权法、反熵权法这三种赋权法各自的权重系数:式中,z表示权重赋值方法的序号,z∈[1,2,3];k是求取权重方法的个数,L(z)表示最终确定的第z种方法对应的权重系数,Wj(z)表示第z种赋权方法计算得到的第j项指标的权重值, 表示第z种方法计算得到的权重向量的均值,Wj(k-z)表示除了Wj(z)外剩余k-1种权重赋权方法计算得到的第j项指标的权重值, 表示除了W(z)外剩余k-1种权重赋权方法计算得到的组合权重的均值;
根据公式(15)计算获得的权重系数,由公式(16)计算求取各项电能质量指标的主、客观综合权重值:式中,Jj表示第j项指标的权重值,wj(z)表示第z种赋权方法计算获得的第j项指标的权重值;
将公式(16)得到的主、客观综合权重值进行归一化处理,获得电能质量各项指标的最终权重值;
步骤4、计算主动配电网电能质量整体的综合评估等级:根据公式(17),计算得到目标主动配电网电能质量的整体综合评估等级:式中,Ej表示步骤2中计算求得的第j项电能质量指标的等级,zl为最终确定的目标主动配电网电能质量整体综合评估等级:1判定为优秀,2判定为良好,3判定为一般,4判定为较差,5判定为很差;
步骤5、基于试验外推法的电能质量经济性评估:采用试验外推法,研究局部损失与整体损失之间的关系,通过计算由于系统电能质量问题所造成的某一局部损失,推出主动配电网整体的经济损失;
步骤501,采用试验外推法对电能质量进行经济性评估,通过公式(18)计算得到因电能质量问题所造成的系统能量损失:式中,B表示因系统电能质量问题造成的总能量损耗,PX表示统计时段内系统总电量,Tj表示第j项指标对应的系统特性矩阵,ρ表示统计时段内系统平均负载率;
步骤502,根据公式(19),算出因系统电能质量问题造成的总能量损耗所对应的经济性损失:Q=A×B (19)式中,Q是因系统电能质量问题造成的经济损失值,A是系统每千瓦时电能所对应的经济成本,其值可通过查询目标配电网电能售价表确定。