[發明專利]一種電能質量評估系統和方法

無效

• 申請號: 200810225421.9
• 申請日: 2008-10-30
• 公開（公告）號: CN101726678A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: 肖湘寧;蔡維;徐永海;鄧春;劉穎英;鎖娟;陶順;王建偉;趙燕坤
• 申請（專利權）人: 華北電力科學研究院有限責任公司;華北電力大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R19/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 任默聞

技術領域

本發明涉及電能質量評估領域，具體的講是一種電能質量評估系統和方法。

背景技術

隨著電力市場化改革的逐步深入，用戶對電能質量的多層次需求成為了必然的趨勢；同時，現代電力電子控制技術和通信網絡的發展，又為提供多層次電能質量提供了技術保證。因此，對電能質量進行合理的綜合以適應未來電力市場的需求具有重要意義。電能質量綜合評估工作將電能質量多指標進行綜合量化，得出一個量化的描述，以作為全面考核電能質量和修正電價的依據。該綜合量化指標一方面可以作為供電方考察供電質量的依據，另一方面也可作為用戶選擇不同質量電能的依據。同時，合理有效的電能質量綜合評估結果還為電能質量監測網絡專家系統奠定了基礎。

目前，電能質量綜合評估工作主要集中在如何采用科學合理的方法，將多指標電能質量轉化為一個單一量化綜合指標。現有的方法包括：基于模糊數學的方法、概率統計和矢量代數的方法、層次分析法、人工神經網絡方法以及物元分析法等。

由于電能質量指標具有模糊性，因此產生了基于模糊數學的方法，主要包括：模糊識別方法和模糊綜合評判方法。“模糊識別方法”首先將電能質量的各個指標模糊化，建立相應的隸屬度函數，并且將服務性指標利用專家評分法獲得隸屬度；然后確定電能質量的等級，采用將模糊集求概率和，在考核周期內取算術平均的方法獲得指標隸屬度；之后再采用海明貼近度，利用擇近原則判斷出質量等級。“模糊綜合評判方法”首先對電能質量的各個指標進行分級，從最低一級開始評判，在評判完這一級之后再進入下一級，直到最后獲得綜合評判結果。同時，在每一級評判中引入相應的評判權重，以表示不同指標在該級中的重要程度。最后一級的綜合評判采用加權平均法，以避免最大隸屬度原則的片面性。但是，上述方法均存在如何建立合理的隸屬度函數的問題，如果隸屬度函數建立不合理，將會對評估結果產生很大影響。

“概率統計與矢量代數的方法”利用概率統計特征值的描述方法，抓住電能質量分項指標的特征，并采用矢量代數方法將不同的分項指標歸一量化。但是，該方法在對其特征值進行歸一量化時，基準值的選取受人為因素影響很大，基準值的選取不同，將對評估結果產生很大影響。

“層次分析法”讓決策者通過將復雜問題分解為若干層次和若干因素，在各因素之間進行簡單的比較和計算，就可以得出不同方案的權重，為最佳方案的選擇提供依據。但是，該方法在遇到因素眾多、規模較大的問題時，容易出現判斷矩陣難以滿足一致性要求的問題，往往難以進一步對其分組。而且判斷矩陣的階數越大，元素間兩兩比較判斷的次數就越多，很難達到一致。并且比較判斷矩陣的建立完全依靠人為確定，無法避免人為影響，客觀性差。

“人工神經網絡方法”首先對電能質量各單項指標進行等級劃分，然后利用隨機分布的原理隨機生成了大量的樣本用于訓練神經網絡，從而建立以各單項電能質量指標值為輸入，以綜合評估等級值為輸出的電能質量綜合評估神經網絡模型。但是，該方法建立的電能質量綜合評估模型具有“黑匣子”特性，評估者難以獲得評估結果的中間信息。

“物元分析法”首先用物元和相關函數理論計算待評估的電能質量對各不同質量等級的關聯值，并形成關聯值矩陣；然后結合層次分析法得到指標權重，計算得到最終評價結果。但是，該方法在確定評估權重時采用層次分析法，避免不了層次分析法的缺陷和人為主觀因素的影響。

中國專利公開號CN101179195A，發明名稱為“配電網規劃方案輔助決策系統”的技術方案公開了一種利用供電可靠性指標生成模塊、供電能力指標生成模塊等協同工作最終獲得電網供電質量的方法，但是在其公開的內容中并沒有說明其采用的是哪種指標生成方法。

上述方法均局限于在數學方法上將多指標電能質量問題綜合為單一量化指標，并且僅僅能夠對某一監測點的電能質量綜合評估，并不能考察地區電網內各變電站、各電壓等級以及地區總體的電能質量情況。此外，在評估策略上，未考慮到電能質量綜合評估工作的整體性及多層次需求問題。

現有技術另一方面的不足在于，對于某個用戶來說希望獲得某幾種電能指標的等級參數，以控制生產質量或減少因產生電能質量污染而造成的經濟損失。例如鋼廠主要希望獲得電壓偏差、頻率偏差和諧波指標等的綜合電能質量等級，芯片生產廠主要希望獲得電壓偏差、頻率偏差和電壓波動與閃變等的綜合電能質量等級，而現有技術卻不能向用戶提供這樣的服務，造成生產產品質量的問題。而且，電網電能質量監測裝置采集的數據量很大，如果不顧用戶的需求將所有電網參數都傳送給系統端進行質量分析，會造成質量評估的滯后，并且造成電網通信資源的浪費。

以引入方式將上述內容合并于此。