CN106875290A - 一种电能质量综合评估方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电能质量综合评估方法及系统。现有电能质量综合评估系统的实用性很差，大多数情况下甚至只是一种摆设，这使得通过电能质量综合评估结果来针对性的改造电网、提升电网电能质量水平几乎不可能。本发明采用的技术方案包括：将不同算法脚本化，形成脚本文件；脚本文件的存储：编辑确定之后的脚本文件存储到数据库中；脚本文件调用：根据所选择的算法，从数据库中调用对应的脚本文件，实现电能质量综合评估，生成综合评估结果；电能质量综合评估结果的后续处理。本发明支持多种评估算法同时实现，支持包含稳态指标和暂态指标的综合评估功能，同时能更快速的根据实际需要进行算法调整。
Description
技术领域
本发明涉及电能质量监测与管理领域，具体地说是一种电能质量综合评估方法及系统。
背景技术
电能质量指标是衡量电网电能质量水平的参数。截止目前，通过颁布电能质量国家标准，我国已经明确的电能质量指标包括：电压偏差、频率偏差、谐波、三相电压不平衡、电压波动和闪变、间谐波、电压暂降、短时电压中断、电压暂升等共9项，其中前6项称为稳态电能质量指标，后3项称为暂态电能质量指标。从技术角度来看，不同的电能质量指标反映了电网电能质量的不同特征，因此有必要对单个电能质量指标进行独立监测、统计、评价、分析和应用；但是不同的电能质量指标也并非孤立、不相关，电网的故障通常会导致多个电能质量指标发生变化，因此也有必要对多个电能质量指标进行综合的评估、分析和应用。此外，从管理角度来看，9项电能质量指标不利于归一化的管理，会导致管理系统的易用性下降。
综合以上因素，研究人员提出了电能质量综合评估系统的概念，并不断丰富其算法，目的和原理都是基于单监测点的单一电能质量指标，经归一化处理，最终计算出一个区域（含多个监测点）的电能质量多指标综合评估结果，并由该结果来衡量区域电网电能质量水平。这些算法包括：模糊数据方法、层次分析法、投影寻踪算法、人工神经网络方法等。目前，电能质量综合评估的算法仍在不断研究和更新之中。
近年来，随着电能质量监测终端的覆盖率快速增加以及电能质量监测与管理系统的逐步完善，电能质量综合评估算法在各级电网公司也已经投入实际应用，电能质量综合评估系统已经成为电能质量监测与管理系统的基本配置之一。电网公司通过电能质量综合评估结果来衡量电网的电能质量水平、人员管理水平，并有可能作为制订电价和改造电网的依据；地方政府在建设工业园区、吸引投资（尤其是外资）的时候，也可能将电能质量综合评估结果作为基础建设内容之一。因此，电能质量综合评估系统具有重要价值和意义。
通过对多个省级电网电能质量综合评估系统应用情况的调研，电能质量综合评估系统在应用中还存在一些问题，主要包括：第一，一个系统通常只支持一个算法，无法判断该算法得出的评估结果是否准确；第二，目前的算法要么是针对单个或多个稳态电能质量指标，要么是针对单个或多个暂态电能质量指标，不能同时实现稳态与暂态指标的综合评估；第三，系统的灵活性和兼容性比较差，当发现评估结果不准确之后，算法的调整（哪怕是更改权重）异常麻烦，需要通过修改软件源代码的方式来实现。上述问题导致电能质量综合评估系统的实用性很差，大多数情况下甚至只是一种摆设，这使得通过电能质量综合评估结果来针对性的改造电网、提升电网电能质量水平几乎不可能。
发明内容
基于上述问题，本发明提供一种新的电能质量综合评估方法及系统，以支持多种评估算法同时实现，支持包含稳态指标和暂态指标的综合评估功能，同时能更快速的根据实际需要进行算法调整。
本发明采用的一种技术方案为：一种新的电能质量综合评估方法，包括：
将不同算法脚本化，形成脚本文件：针对不同的算法编写不同的脚本文件，且每一种算法包含多个脚本文件，以增加灵活性和兼容性；
脚本文件的存储：编辑确定之后的脚本文件存储到数据库中；
脚本文件调用：根据所选择的算法，从数据库中调用对应的脚本文件，实现电能质量综合评估，生成综合评估结果；
电能质量综合评估结果的后续处理：实现综合评估结果的地图展示和进行不同算法得出的不同评估结果的对比，并根据评估结果对脚本文件进行调整优化。
进一步地，每一种算法的脚本文件包括：单监测点单指标评估算法脚本文件、单监测点多指标评估算法脚本文件以及多监测点多指标评估算法脚本文件。
更进一步地，所述的单监测点单指标评估算法脚本文件共9个，包括稳6个稳态电能质量指标和3个暂态电能质量指标，单监测点多指标评估算法脚本文件和多监测点多指标评估算法脚本文件各1个。本发明不限制所采用的脚本技术，支持现有各种成熟的脚本语言如Lua脚本语言等；本发明也不限制所采用的综合评估算法，支持现有各种成熟的综合评估算法如模糊数学方法、层次分析法、投影寻踪算法、人工神经网络方法等，同时支持未来新的评估算法。
进一步地，还包括脚本文件的调整：利用界面化的脚本编辑工具，随时从数据库中调出脚本文件进行算法修改。
进一步地，脚本文件调用时，接口定义统一，保证脚本文件内容不同时不影响脚本文件的调用。
本发明对现有多种电能质量综合评估算法进行分析，总结出不同综合评估算法具有以下相同或相似点：
（1）评估流程是相同的。如图1所述，评估流程可归纳为三层：单监测点单指标评估、单监测点多指标评估、多监测点多指标评估（即区域综合评估）。
（2）在任意确定的现场和评估场景中，算法所依据的电能质量指标、以及指标的原始测量数据也是相同的。
（3）电能质量指标的限值是相同的，均来自于电能质量相关国家标准。
（4）电能质量指标的评价等级定义是相似的。一般来说按照“优，良，中，差，劣”五级定义，其中优，良，中三级属于合格范畴，差、劣两级属于不合格范畴。
如上所述，在电能质量指标及其原始测量数据、电能质量指标限值、评估流程、以及评估结果等级定义均相同的情况下，不同算法的差异主要体现在每一步评估流程中对电能质量指标原始测量数据的处理方法，结合评估流程可知差异包括：单监测点单指标评估流程中的算法差异、单监测点多指标评估流程中的算法差异、以及多监测点多指标评估流程中的算法差异。从计算机编程角度来讲，如果将每个算法编写为一个函数，则不同函数的输入参数及其值、输出参数格式、流程都是相同的，差异主要体现在如何根据输入参数及其值来计算输出参数。
本发明将电能质量综合评估流程中的通用部分和差异部分进行不同处理，采用脚本引擎技术实现不同算法的差异化部分，从而实现不同算法的快速编码实现、算法的快速调整、以及增加或删除电能质量指标。
本发明采用的另一种技术方案为：一种电能质量综合评估系统，包括：
脚本文件生成模块：将不同算法脚本化，形成脚本文件；针对不同的算法编写不同的脚本文件，且每一种算法包含多个脚本文件，以增加灵活性和兼容性；
脚本文件存储模块：编辑确定之后的脚本文件存储到数据库中；
脚本文件调用模块：根据所选择的算法，从数据库中调用对应的脚本文件，实现电能质量综合评估，生成综合评估结果；
评估结果的展示及后续处理模块：实现综合评估结果的地图展示和进行不同算法得出的不同评估结果的对比，并根据评估结果对脚本文件进行调整优化。
进一步地，还包括脚本文件调整模块：利用界面化的脚本编辑工具，随时从数据库中调出脚本文件进行算法修改。
本发明具有的有益效果：本发明基于现有电能质量综合功能在实际应用中存在的问题，通过对现有电能质量综合评估流程的分析和总结，提出并实现了基于脚本引擎技术的电能质量综合评估系统，将不同的评估算法脚本化，再由具有统一接口定义的程序进行调用，从而可以灵活、方便、快速的实现多种电能质量综合评估算法的同时调用，实现不同评估算法的评估结果的对比；本发明的系统通过采用脚本引擎技术，可以通过脚本文件的添加和删除，实现快速添加和删除评估指标和评估算法，从而实现稳态指标和暂态指标的综合评估；本发明的系统还提供界面化的脚本文件编辑工具，支持针对评估算法的快速调整和优化，具有强大的可扩展性和易用性。
附图说明
图1为现有电能质量综合评估的通用流程图。
图2为本发明电能质量综合评估方法的流程图。
图3为本发明电能质量综合评估系统的结构框图。
图4为包含本发明电能质量综合评估系统的电能质量监测与管理系统图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
实施例一
如图2所示的电能质量综合评估方法，其包括：
将不同算法脚本化，形成脚本文件：针对不同的算法编写不同的脚本文件，且每一种算法包含多个脚本文件，以增加灵活性和兼容性；每一种算法的脚本文件包括：单监测点单指标评估算法脚本文件、单监测点多指标评估算法脚本文件以及多监测点多指标评估算法脚本文件；所述的单监测点单指标评估算法脚本文件共9个，包括稳6个稳态电能质量指标和3个暂态电能质量指标，单监测点多指标评估算法脚本文件和多监测点多指标评估算法脚本文件各1个。
脚本文件的存储：编辑确定之后的脚本文件存储到数据库中。
脚本文件调用：根据所选择的算法，从数据库中调用对应的脚本文件，实现电能质量综合评估，生成综合评估结果；脚本文件调用时，接口定义统一，保证脚本文件内容不同时不影响脚本文件的调用。
脚本文件的调整：利用界面化的脚本编辑工具，随时从数据库中调出脚本文件进行算法修改。
电能质量综合评估结果的后续处理：实现综合评估结果的地图展示和进行不同算法得出的不同评估结果的对比，并根据评估结果对脚本文件进行调整优化。
实施例二
如图3所示的电能质量综合评估系统，包括：
脚本文件生成模块：将不同算法脚本化，形成脚本文件；针对不同的算法编写不同的脚本文件，且每一种算法包含多个脚本文件，以增加灵活性和兼容性；每一种算法的脚本文件包括：单监测点单指标评估算法脚本文件、单监测点多指标评估算法脚本文件以及多监测点多指标评估算法脚本文件；所述的单监测点单指标评估算法脚本文件共9个，包括稳6个稳态电能质量指标和3个暂态电能质量指标，单监测点多指标评估算法脚本文件和多监测点多指标评估算法脚本文件各1个。
脚本文件存储模块：编辑确定之后的脚本文件存储到数据库中。
脚本文件调用模块：根据所选择的算法，从数据库中调用对应的脚本文件，实现电能质量综合评估，生成综合评估结果；脚本文件调用时，接口定义统一，保证脚本文件内容不同时不影响脚本文件的调用。
脚本文件调整模块：利用界面化的脚本编辑工具，随时从数据库中调出脚本文件进行算法修改。
评估结果的展示及后续处理模块：实现综合评估结果的地图展示和进行不同算法得出的不同评估结果的对比，并根据评估结果对脚本文件进行调整优化。
本发明的电能质量综合评估系统，一般作为一个独立的后台分析功能模块，嵌入到电能质量监测与管理系统中进行应用。包含本发明电能质量综合评估系统的电能质量监测与管理系统的框图见图4。电能质量综合评估系统从电能质量监测与管理系统的数据库中获取电能质量指标原始测量数据、限值、脚本文件以及其他必要数据，并通过人机交互界面展示电能质量综合评估结果。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。
Claims (10)
1.一种电能质量综合评估方法，其特征在于，包括：
将不同算法脚本化，形成脚本文件：针对不同的算法编写不同的脚本文件，且每一种算法包含多个脚本文件，以增加灵活性和兼容性；
脚本文件的存储：编辑确定之后的脚本文件存储到数据库中；
脚本文件调用：根据所选择的算法，从数据库中调用对应的脚本文件，实现电能质量综合评估，生成综合评估结果；
电能质量综合评估结果的后续处理：实现综合评估结果的地图展示和进行不同算法得出的不同评估结果的对比，并根据评估结果对脚本文件进行调整优化。
2.根据权利要求1所述的电能质量综合评估方法，其特征在于，每一种算法的脚本文件包括：单监测点单指标评估算法脚本文件、单监测点多指标评估算法脚本文件以及多监测点多指标评估算法脚本文件。
3.根据权利要求2所述的电能质量综合评估方法，其特征在于，所述的单监测点单指标评估算法脚本文件共9个，包括稳6个稳态电能质量指标和3个暂态电能质量指标，单监测点多指标评估算法脚本文件和多监测点多指标评估算法脚本文件各1个。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电能质量综合评估方法，其特征在于，它还包括脚本文件的调整：利用界面化的脚本编辑工具，随时从数据库中调出脚本文件进行算法修改。
5.根据权利要求1-3任一项所述的电能质量综合评估方法，其特征在于，脚本文件调用时，接口定义统一，保证脚本文件内容不同时不影响脚本文件的调用。
6.一种电能质量综合评估系统，其特征在于，包括：
脚本文件生成模块：将不同算法脚本化，形成脚本文件；针对不同的算法编写不同的脚本文件，且每一种算法包含多个脚本文件，以增加灵活性和兼容性；
脚本文件存储模块：编辑确定之后的脚本文件存储到数据库中；
脚本文件调用模块：根据所选择的算法，从数据库中调用对应的脚本文件，实现电能质量综合评估，生成综合评估结果；
评估结果的展示及后续处理模块：实现综合评估结果的地图展示和进行不同算法得出的不同评估结果的对比，并根据评估结果对脚本文件进行调整优化。
7.根据权利要求6所述的电能质量综合评估系统，其特征在于，每一种算法的脚本文件包括：单监测点单指标评估算法脚本文件、单监测点多指标评估算法脚本文件以及多监测点多指标评估算法脚本文件。
8.根据权利要求7所述的电能质量综合评估系统，其特征在于，所述的单监测点单指标评估算法脚本文件共9个，包括稳6个稳态电能质量指标和3个暂态电能质量指标，单监测点多指标评估算法脚本文件和多监测点多指标评估算法脚本文件各1个。
9.根据权利要求6-8任一项所述的电能质量综合评估系统，其特征在于，它还包括脚本文件调整模块：利用界面化的脚本编辑工具，随时从数据库中调出脚本文件进行算法修改。
10.根据权利要求6-8任一项所述的电能质量综合评估系统，其特征在于，脚本文件调用时，接口定义统一，保证脚本文件内容不同时不影响脚本文件的调用。
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