CN107067180A - 一种基于灰色关联分析的配电网低电压贡献度评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于灰色关联分析的配电网低电压贡献度评价方法，在传统灰色关联分析的基础上引入熵权理论，克服了专家赋权和平均加权法的缺陷。利用熵权对灰色关联系数进行赋值，能够充分挖掘对象的内部特征，有效地排除了主观因素的影响，使评价结果更加科学，最后通过算例验证了本文所提方法的有效性。对准确分析影响配电网低电压的关键环节，实现低电压的精准治理，提高农网的供电能力与供电质量，具有一定的指导意义。
Description
技术领域
本发明涉及电网低电压技术领域，具体涉及一种基于灰色关联分析的配电网低电压贡献度评价方法。
背景技术
随着近些年来我国经济社会的快速发展和新型城镇化建设的深入推进，农村地区负荷呈现出快速增长态势，用电需求大幅增加。然而，我国农村电网的结构还比较薄弱，设计标准不高，建设基础较差，农网供电能力不足的问题日益凸显，尤其是低电压问题不断涌现，已经成为制约农村地区发展的重要因素，严重影响了农村地区的生产生活水平。
针对配电网低电压问题，国内外学者进行了大量的研究工作，也取得了一些有效的成果，但主要侧重于具体治理措施的应用与改善，并没有从整体上统筹考虑各压降环节对低电压的影响程度或贡献度，这给低电压的预防和治理工作带来了困难。因此，如何建立一套科学有效的评价方法，准确分析影响配电网低电压的关键环节，对实现低电压的精准治理，提高农网的供电能力与供电质量，满足人民日益增长的用电需求，具有重要的理论和实际意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于灰色关联分析的配电网低电压贡献度评价方法，能够准确分析影响配电网低电压的关键环节，对实现低电压的精准治理，提高农网的供电能力与供电质量。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种基于灰色关联分析的配电网低电压贡献度评价方法，包括以下步骤，
(1)获取电网m个待评价方案构成灰色系统方案集，设每个方案有n个因素，对方案集数据进行规范化处理；
(2)以各压降环节的历史观测数据为基础，生成比较数列及参考数列:
其中，X表示比较数列，Y表示参考数列，i表示观测数据序列，k表示配电网各压降环节；
(3)求取第i组观测数据第j个因素对参考数列的关联系数；
(4)当i>m且k>n时，计算各压降环节的熵，否则，返回上一步骤；
(5)采用以下公式计算各压降环节相应的熵权：
其中，Ek表示各压降环节的熵，wk表示熵权；
(6)根据关联系数和熵权，计算各压降环节对低电压的贡献度：
其中，rk表示贡献度，ξi(k)表示并联系数。
所述的基于灰色关联分析的配电网低电压贡献度评价方法，步骤(4)中，所述计算各压降环节的熵，通过以下公式得到：
其中，Pik表示案集数据，K表示特征常数，fik表示m种状态中Pik的占比。
所述的基于灰色关联分析的配电网低电压贡献度评价方法，步骤(3)中，所述关联系数ξi(k)，通过以下公式得到：
其中，ρ∈(0,1)表示分辨系数，表示两级最小差，表示两级最大差。
由上述技术方案可知，本发明所述的一种基于灰色关联分析的配电网低电压贡献度评价方法，在传统灰色关联分析的基础上引入熵权理论，克服了专家赋权和平均加权法的缺陷，对准确分析影响配电网低电压的关键环节，实现低电压的精准治理，提高农网的供电能力与供电质量。
附图说明
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1所示的一种基于灰色关联分析的配电网低电压贡献度评价方法，包括以下步骤：
S1：获取电网m个待评价方案构成灰色系统方案集，设每个方案有n个因素，对方案集数据进行规范化处理；
S2：以各压降环节的历史观测数据为基础，生成比较数列及参考数列:
其中，X表示比较数列，Y表示参考数列，i表示观测数据序列，k表示配电网各压降环节，该X为m×n的矩阵：
对于每一组历史观测数据，从变电站高压侧出口至低压用户都会有一个与之对应的总压降，即为参考数列Y。
S3：求取第i组观测数据第j个因素对参考数列的关联系数；
该关联系数ξi(k)，通过以下公式得到：
其中，ρ∈(0,1)表示分辨系数，表示两级最小差，表示两级最大差。
S4：当i>m且k>n时，计算各压降环节的熵，否则，返回上一步骤；
所述计算各压降环节的熵，通过以下公式得到：
其中，Pik表示案集数据，K表示特征常数，fik表示m种状态中Pik的占比。
S5：采用以下公式计算各压降环节相应的熵权：
其中，Ek表示各压降环节的熵，wk表示熵权；
熵权wk反映了各因素在不同方案中的差异度，熵权越大表明该因素在不同方案中的差异越大，所提供的信息量也越大。因此，将熵权作为灰色关联系数的权重，能够有效判断配电网各压降环节对低电压问题的贡献度，突出关键环节的主导作用，便于对用户低电压问题实现精准有效治理。
对配电网各环节的电压降落分析是寻找影响低电压关键环节的基础，配电网电压降落主要存在于中压线路、配电变压器、低压线路三个环节，若各环节的压降之和超过允许值，则会造成用户低电压问题，各压降环节的具体范围如下：(1)中压线路：高压变电站10千伏母线至线路装接配变高压侧的电压降落；(2)配电变压器：配变高压侧至低压侧的电压降落；(3)低压线路：配变低压侧至用户处的电压降落。
S6：根据关联系数和熵权，计算各压降环节对低电压的贡献度：
其中，rk表示贡献度，ξi(k)表示并联系数。
从式(14)可以看出，关联度rk与熵权wk的取值密切相关，对wk的合理取值可以有效提高评价结果的准确性。一般wk采用专家赋权或者平均加权法确定，这就使得权重的取值具有一定的主观因素。
本实施采用本文提出的评价方法对存在低电压的某地区配电网进行分析，设该区域低压供电用户138户，负荷220千瓦，低压主干线为JKLYJ-50，支线为JKLYJ-35，平均供电半径600米，配变型号S9-315，距上级电源点6千米，中压主干线为JKLYJ-120，支线为JKLYJ-70，相关参数如表1所示：
表1算例参数
根据规范化后的数据集，由式(11)可以得出各压降环节对于总压降的灰色关联系数矩阵为：
在求出灰色关联系数矩阵后，分别由式(12)、式(13)计算各压降环节的熵和熵权。在此基础上，由式(14)可以计算出各压降环节对低电压贡献度，评价结果如表2所示：
表2评价结果
| 压降环节 | 中压线路 | 配电变压器 | 低压线路 |
| 贡献度 | 0.4859 | 1.3167 | 2.4041 |
由表2可以看出，对该配电网低电压问题的贡献度从大到小排列依次为低压线路>配电变压器>中压线路，且低压线路的贡献度较大，是导致低电压问题的主要环节。因此，应当采取更换大截面低压导线等方法，重点从低压线路环节着手进行治理。
本发明针对目前低电压防治缺乏统筹考虑的现状，提出了基于改进灰色关联分析的配电网低电压贡献度评价方法，在传统灰色关联分析的基础上引入熵权理论，克服了专家赋权和平均加权法的缺陷，对准确分析影响配电网低电压的关键环节，实现低电压的精准治理，提高农网的供电能力与供电质量
灰色关联分析是对系统因素和行为之间曲线相似性的量化分析，根据信息序列曲线与理想序列曲线的相似程度，判断两者之间的关联度大小。灰色关联分析不要求信息具有典型的分布规律，对数据量的要求小，计算简单方便。通过灰色关联分析能够有效找出影响配电网压降分布的主要环节，便于有针对性地采取预防和治理措施。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (3)
1.一种基于灰色关联分析的配电网低电压贡献度评价方法，其特征在于，包括以下步骤，
(1)获取电网m个待评价方案构成灰色系统方案集，设每个方案有n个因素，对方案集数据进行规范化处理；
(2)以各压降环节的历史观测数据为基础，生成比较数列及参考数列:
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其中，X表示比较数列，Y表示参考数列，i表示观测数据序列，k表示配电网各压降环节；
(3)求取第i组观测数据第j个因素对参考数列的关联系数；
(4)当i>m且k>n时，计算各压降环节的熵，否则，返回上一步骤；
(5)采用以下公式计算各压降环节相应的熵权：
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其中，Ek表示各压降环节的熵，wk表示熵权；
(6)根据关联系数和熵权，计算各压降环节对低电压的贡献度：
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其中，rk表示贡献度，ξi(k)表示并联系数。
2.根据权利要求1所述的基于灰色关联分析的配电网低电压贡献度评价方法，其特征在于：步骤(4)中，所述计算各压降环节的熵，通过以下公式得到：
<mfenced open = "{" close = "">
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其中，Pik表示方案集数据，K表示特征常数，fik表示m种状态中Pik的占比。
3.根据权利要求1所述的基于灰色关联分析的配电网低电压贡献度评价方法，其特征在于：步骤(3)中，所述关联系数ξi(k)，通过以下公式得到：
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