CN107834563B

CN107834563B - 电压暂降的处理方法和系统

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Publication number: CN107834563B
Application number: CN201710729308.3A
Authority: CN
Inventors: 马智远; 莫文雄; 王勇; 许中; 栾乐; 郭倩雯; 周凯; 易鹭; 朱建鹏; 牛铭; 张振嵘
Original assignee: Guangzhou Power Supply Bureau Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co Ltd
Priority date: 2017-08-23
Filing date: 2017-08-23
Publication date: 2020-05-19
Anticipated expiration: 2037-08-23
Also published as: CN107834563A

Abstract

本发明涉及一种电压暂降的处理方法和系统，根据多个历史电压暂降事件的数据获取电压暂降事件的系统基准值，计算系统基准值引起用电设备故障的第二概率值；根据当前电压暂降事件的第一评估指标值计算第一评估指标值引起用电设备故障的第一概率值；根据第二概率值对分别对系统基准值进行修正，根据第一概率值对第一评估指标值进行修正，根据修正后的系统基准值和评估指标值判断当前电压暂降事件的等级，并根据等级选取对应的预置措施对供电设备进行调整。在此方案中，充分考虑了电压暂降对用电设备的影响程度对指标值的影响，可以更加准确地判断电压暂降的严重程度，从而可以采取对应的预置措施对供电设备进行调整，减小和消除电压暂降的影响。

Description

电压暂降的处理方法和系统

技术领域

本发明涉及电网技术领域，特别是涉及一种电压暂降的处理方法和系统。

背景技术

近年来，随着大量的非线性和冲击性负荷的广泛应用，电能质量问题日益严重。其中，电压暂降和短时中断是发生频率最高、对用户影响最为严重的一类电能质量问题。对于现代工业用户来说，电压暂降等问题已经成为影响许多用电设备正常安全运行的最严重的电能质量扰动。例如，电压暂降会引起交流接触器、继电器的非正常脱扣或者低电压保护动作，造成电梯、电动机的停机；引起中央空调中变频控制器的非正常工作，导致控制器退出运行；引起变频器直流侧电压的降低，从而导致变频器触发过流或者欠电压保护跳闸，造成整个工业过程的中断；引起高压钠灯的非正常熄灭，导致公共场所失去照明等；许多医疗设备都是由计算机控制的，而电压暂降会对计算机运行产生较大的影响，引起医疗设备故障，据此，电压暂降除了会造成严重的经济损失外，还直接影响着生命安全。

目前针对电压暂降进行了大量研究，提出了许多指标，如暂降事件严重性指标Se、能量指标、SARFI(System Average RMS Variation Frequency Index，系统电压平均有效值变化率)指数指标、等势图和统计表格等。这些指标可以根据其评估对象分成单事件指标、节点指标和系统指标。例如SARFI指数指标、等势图和统计表格可以用来评估节点或系统的暂降严重程度，还有的系统指标是由节点指标计算得到，而节点指标又是由单事件指标计算而得。

但是，单单得到电压暂降的评估指标值无法直观地知晓电压暂降的严重程度，而且得到的电压暂降的评估指标值可能会受到其他因素的影响，只利用电压暂降的评估指标值来确定电压暂降的严重程度的准确性较低，进而无法对电压暂降采取有效的处理措施。

发明内容

基于此，有必要针对传统的利用电压暂降的评估指标值无法对电压暂降采取有效的处理措施的问题，提供一种电压暂降的处理方法和系统

一种电压暂降的处理方法，包括以下步骤：

获取多个历史电压暂降事件的数据，根据多个历史电压暂降事件的数据获取电压暂降事件的系统基准值，计算系统基准值引起用电设备故障的第二概率值；

获取当前电压暂降事件的第一评估指标值，计算第一评估指标值引起用电设备故障的第一概率值；

根据第二概率值对分别对系统基准值进行修正，根据第一概率值对第一评估指标值进行修正，根据修正后的系统基准值和评估指标值判断当前电压暂降事件的等级；

根据等级选取对应的预置措施对供电设备进行调整。

一种电压暂降的处理系统，包括以下单元：

基准获取单元，用于获取多个历史电压暂降事件的数据，根据多个历史电压暂降事件的数据获取电压暂降事件的系统基准值，计算系统基准值引起用电设备故障的第二概率值；

目标获取单元，用于获取当前电压暂降事件的第一评估指标值，计算第一评估指标值引起用电设备故障的第一概率值；

修正判断单元，用于根据第二概率值对分别对系统基准值进行修正，根据第一概率值对第一评估指标值进行修正，根据修正后的系统基准值和评估指标值判断当前电压暂降事件的等级；

处理调整单元，用于根据等级选取对应的预置措施对供电设备进行调整。

根据上述本发明的电压暂降的处理方法和系统，其是根据多个历史电压暂降事件的数据获取电压暂降事件的系统基准值，计算系统基准值引起用电设备故障的第二概率值；根据当前电压暂降事件的第一评估指标值计算第一评估指标值引起用电设备故障的第一概率值；根据第二概率值对系统基准值进行修正，根据第一概率值对第一评估指标值进行修正，根据修正后的系统基准值和评估指标值判断当前电压暂降事件的等级，并根据等级选取对应的预置措施对供电设备进行调整。在此方案中，通过计算系统基准值的第二概率值对系统基准值进行修正，通过计算当前电压暂降事件的第一评估指标值的第一概率值对第一评估指标值进行修正，充分考虑了电压暂降对用电设备的影响程度对指标值的影响，可以更加准确地判断电压暂降的严重程度，从而可以采取对应的预置措施对供电设备进行调整，减小和消除电压暂降的影响。

一种可读存储介质，其上存储有可执行程序，该程序被处理器执行时实现上述的电压暂降的处理方法的步骤。

一种处理设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的可执行程序，处理器执行程序时实现上述的电压暂降的处理方法的步骤。

根据上述本发明的电压暂降的处理方法，本发明还提供一种可读存储介质和处理设备，用于通过程序实现上述电压暂降的处理方法。

附图说明

图1为其中一个实施例的电压暂降的处理方法的流程示意图；

图2为其中一个实施例的电压暂降的处理系统的结构示意图；

图3为其中一个具体实施例的单次电压暂降事件分级流程图；

图4为其中一个具体实施例的电网电压暂降事件幅值和持续时间分布图；

图5(a)、图5(b)为其中一个具体实施例的基于电网数据拟合的概率分布函数和累计概率函数；

图6(a)、图6(b)为其中一个具体实施例的基于SEMI F47曲线拟合的概率分布函数和累计概率函数；

图7(a)、图7(b)为其中一个具体实施例的基于ITIC曲线拟合的概率分布函数和累计概率函数；

图8(a)、图8(b)为其中一个具体实施例的基于C4.110曲线拟合的概率分布函数和累计概率函数；

图9为其中一个具体实施例的设备故障概率计算示意图；

图10为其中一个具体实施例的修正函数的图形；

图11为其中一个具体实施例的待评估暂降样本幅值-持续时间-频次统计三维图；

图12为其中一个具体实施例的基于电网数据计算得到的系统基准值；

图13为其中一个具体实施例的基于敏感曲线得到的系统基准值引起设备故障的概率；

图14为其中一个具体实施例的比较标度的含义；

图15为其中一个具体实施例的平均随机一致性指标RI；

图16为其中一个具体实施例的修正后的系统基准值；

图17为其中一个具体实施例的严重程度评估等级划分准则；

图18为其中一个具体实施例的分级评估结果。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

参见图1所示，为本发明一个实施例的电压暂降的处理方法。该实施例中的电压暂降的处理方法，包括以下步骤：

步骤S101：获取多个历史电压暂降事件的数据，根据多个历史电压暂降事件的数据获取电压暂降事件的系统基准值，计算系统基准值引起用电设备故障的第二概率值；

在本步骤中，利用多个历史电压暂降事件的数据可以统计计算出电压暂降事件的系统基准值以及相应的引起用电设备故障的第二概率值，获取系统基准值是为了区分电压暂降事件的严重程度；

步骤S102：获取当前电压暂降事件的第一评估指标值，计算第一评估指标值引起用电设备故障的第一概率值；

步骤S103：根据第二概率值对分别对系统基准值进行修正，根据第一概率值对第一评估指标值进行修正，根据修正后的系统基准值和评估指标值判断当前电压暂降事件的等级；

在本步骤中，利用第二概率值对系统基准值进行修正，利用第一概率值对第一评估指标值进行修正，概率值越大，相应的值也随之增大，如此在判断等级时可以体现对用电设备的影响程度；

步骤S104：根据等级选取对应的预置措施对供电设备进行调整。

在本实施例中，根据多个历史电压暂降事件的数据获取电压暂降事件的系统基准值，计算系统基准值引起用电设备故障的第二概率值；根据当前电压暂降事件的第一评估指标值计算第一评估指标值引起用电设备故障的第一概率值；根据第二概率值对系统基准值进行修正，根据第一概率值对第一评估指标值进行修正，根据修正后的系统基准值和评估指标值判断当前电压暂降事件的等级，并根据等级选取对应的预置措施对供电设备进行调整。通过计算系统基准值的第二概率值对系统基准值进行修正，通过计算当前电压暂降事件的第一评估指标值的第一概率值对第一评估指标值进行修正，充分考虑了电压暂降对用电设备的影响程度对指标值的影响，可以更加准确地判断电压暂降的严重程度，从而可以采取对应的预置措施对供电设备进行调整，减小和消除电压暂降的影响。

可选的，历史电压暂降事件和当前电压暂降事件均可以是单次电压暂降事件、节点电压暂降事件或系统电压暂降事件，电压暂降事件数据包括电压暂降幅值和持续时间。

可选的，用电设备是对于电压暂降事件较为敏感的设备。

在其中一个实施例中，根据多个历史电压暂降事件的数据获取电压暂降事件的系统基准值的步骤包括以下步骤：

根据多个历史电压暂降事件的数据获取多个历史电压暂降事件的第二评估指标值，根据所有的第二评估指标值拟合第二评估指标值的时空概率分布函数，将时空概率分布函数中对应预设概率分位数的第二评估值作为系统基准值。

在本实施例中，根据每一个历史电压暂降事件的数据可以得到对应的历史电压暂降事件的第二评估指标值，并进行概率分布拟合，在预设概率分位数的位置得到的系统基准值可以从整体上反映电压暂降的情况。

需要说明的是，第二评估值和第一评估值的类型相同。

可选的，预设概率分位数的第二评估值包括CP95、CP75、CP50和CP25。

在其中一个实施例中，历史电压暂降事件的数据包括历史电压暂降过程中的电压均方根值、电压暂降持续时间和标称电压，第二评估指标值包括历史电压暂降能量指标值；

根据多个历史电压暂降事件的数据获取多个历史电压暂降事件的第二评估指标值的步骤包括以下步骤：

根据

计算历史电压暂降能量指标值，式中，E_vs表示历史电压暂降能量指标值，U(t)、T、U_nom分别表示历史电压暂降过程中的电压均方根值、电压暂降持续时间和标称电压；

当前电压暂降事件的数据包括当前电压暂降过程中的电压均方根值、电压暂降持续时间和标称电压，所述第一评估指标值包括当前电压暂降能量指标值；

所述获取当前电压暂降事件的第一评估指标值的步骤包括以下步骤：

根据

计算所述当前电压暂降能量指标值，式中，E_vs'表示所述当前电压暂降能量指标值，U(t)'、T’、U_nom'表示所述当前电压暂降过程中的电压均方根值、电压暂降持续时间和标称电压。

在本实施例中，可以利用历史电压暂降事件中的电压均方根值、电压暂降持续时间和标称电压来计算历史电压暂降能量指标值，历史电压暂降能量指标值可以综合考虑电压暂降幅值和持续时间，并且由于通过积分公式进行计算，可以评估非矩形电压暂降，对于各种不同的历史电压暂降事件都可以得到有效的第二评估指标值，利用积分公式同样可以得到第一评估指标值。

可选的，对于矩形电压暂降，在电压暂降持续时间内，电压均方根值保持不变，电压暂降能量指标值可以为：

可选的，第二评估指标值也可以是其他类型的评估指标值，包括电压暂降发生率指标SI、电压暂降评分指标值、缺失电压时间面积指标值MVTA、电压暂降事件严重性指标值Se、电能质量指标值PQI和严重性综合指标值MDSI等，对于第一评估指标值同样适用。

在其中一个实施例中，计算系统基准值引起用电设备故障的第二概率值的步骤包括以下步骤：

获取用电设备的多种电压暂降敏感特性曲线，根据多种电压暂降敏感特性曲线分别拟合对应用电设备的免疫水平概率分布函数；

根据系统基准值和多种免疫水平概率分布函数分别计算用电设备故障的多组第三概率值，通过层次分析法对多组第三概率值进行加权综合，获得系统基准值引起用电设备故障的第二概率值。

在本实施例中，用电设备的电压暂降敏感特性以敏感特性曲线表示，电压暂降敏感特性曲线有多种类型，根据不同类型的电压暂降敏感特性曲线可以拟合出不同的用电设备的免疫水平概率分布函数，用电设备的免疫水平是用电设备能够承受的最大扰动水平，扰动水平代表电压暂降的严重程度；根据系统基准值和不同的免疫水平概率分布函数可以计算用电设备故障的多组第三概率值，一种免疫水平概率分布函数对应一组第三概率值，通过层次分析对多组第三概率值进行加权求和后得到的第二概率值可以较为全面地反映系统基准值引起用电设备故障的概率。

可选的，多种电压暂降敏感特性曲线包括电压瞬降测试(SEMI F47)曲线、电压容限(ITIC)曲线和C4.110曲线；系统基准值包括CP95、CP75、CP50和 CP25，每一种电压暂降敏感特性曲线对应一组第三概率值，一组第三概率值中包括四个对应不同系统基准值的第三概率值。

进一步的，第三概率值可以通过

来计算，式中，P(i<x₀)表示用电设备故障的第三概率值，x₀表示系统基准值，f_i(i)表示免疫水平概率分布函数，i表示基于电压暂降敏感特性曲线的评估指标值，F_i(x₀) 是f_i(i)的累计概率函数。其中，f_i(i)可以是SEMI F47曲线、ITIC曲线和C4.110 曲线拟合的免疫水平概率分布函数中的任意一种。

在其中一个实施例中，通过层次分析法对多组第三概率值进行加权综合的步骤包括以下步骤：

对多种电压暂降敏感特性曲线进行相对重要程度比较，根据比较结果构建两两比较矩阵；

计算两两比较矩阵的特征向量并进行归一化处理，获得多组第三概率值的加权权重，根据加权权重对多组第三概率值进行加权综合。

在本实施例中，层次分析法是对多种电压暂降敏感特性曲线的相对重要程度进行比较处理，从而得到相应的加权权重，由于一种免疫水平概率分布函数对应一组第三概率值，免疫水平概率分布函数又是由电压暂降敏感特性曲线拟合得到的，因此，处理得到的加权权重可以作为第三概率值的加权权重，根据上述加权权重对多组第三概率值进行加权综合，可以在得到的第二概率值中体现多种不同的电压暂降敏感特性曲线对应的用电设备故障的概率特性，使第二概率值更加精确。

可选的，计算两两比较矩阵的特征值，在获得多组第三概率值的加权权重后，根据特征值对两两比较矩阵进行一致性校验，在校验结果符合预设要求时，根据加权权重对多组第三概率值进行加权综合。

可选的，系统基准值包括CP95、CP75、CP50和CP25四种，在对多组第三概率值进行加权综合时，对同一种系统基准值对应的不同第三概率值进行加权综合。

在其中一个实施例中，计算第一评估指标值引起用电设备故障的第一概率值的步骤包括以下步骤：

根据第一评估指标值和多种免疫水平概率分布函数分别计算用电设备故障的多组第四概率值，通过层次分析法对多组第四概率值进行加权综合，获得第一评估指标值引起用电设备故障的第一概率值。

在本实施例中，获取第一评估指标值引起用电设备故障的第一概率值的过程与获取系统基准值引起用电设备故障的第二概率值的过程相似，根据第一评估指标值和不同的免疫水平概率分布函数可以计算用电设备故障的多个第四概率值，一种免疫水平概率分布函数对应一组第四概率值，通过层次分析对多组第四概率值进行加权求和后得到的第一概率值可以较为全面地反映第一评估指标值引起用电设备故障的概率。

在其中一个实施例中，通过层次分析法对多组第四概率值进行加权综合的步骤包括以下步骤：

根据加权权重对多组第四概率值进行加权综合。

在本实施例中，由于一种免疫水平概率分布函数对应一组第四概率值，免疫水平概率分布函数又是由电压暂降敏感特性曲线拟合得到的，因此，根据两两比较矩阵得到的处理得到的加权权重可以作为第三概率值的加权权重，根据上述加权权重对多组第四概率值进行加权综合，可以在得到的第一概率值中体现多种不同的电压暂降敏感特性曲线对应的用电设备故障的概率特性，使第一概率值更加精确。

在其中一个实施例中，电压暂降的处理方法还包括以下步骤：

选择S型函数作为修正因子函数，修正因子函数为：

式中，ξ(P)表示修正因子，a、b表示S型函数的参数，P表示自变量；

根据第二概率值对分别对系统基准值进行修正的步骤包括以下步骤：

将第二概率值作为自变量，通过修正因子函数得到第一修正因子，将第一修正因子与系统基准值相乘，得到修正后的系统基准值；

根据第一概率值对第一评估指标值进行修正的步骤包括以下步骤：

将第一概率值作为自变量，通过修正因子函数得到第二修正因子，将第二修正因子与第一评估指标值相乘，得到修正后的第一评估指标值。

在本实施例中，利用S型函数作为修正因子函数对系统基准值和第一评估指标值进行修正，可以实现用电设备故障概率越大，评估指标值也随之增大，得到准确的当前电压暂降事件的等级，从而采取预置措施对供电设备进行精确调整。

在其中一个实施例中，修正后的系统基准值包括系统基准值CP95_m、系统基准值CP75_m、系统基准值CP50_m和系统基准值CP25_m；

多个历史电压暂降事件的数据中95％的电压暂降的评估指标值小于系统基准值CP95_m，75％的电压暂降的评估指标小于系统基准值CP75_m，50％的电压暂降的评估指标小于系统基准值CP50_m，25％的电压暂降的评估指标小于系统基准值CP25_m。

在本实施例中，修正后的系统基准值包括CP95_m、CP75_m、CP50_m和CP25_m四种，利用这四种修正后的系统基准值可以作为当前电压暂降事件的等级，与当前电压暂降事件的评估指标值对照后可以对当前电压暂降事件进行划分，便于后续采取不同的预置措施。

根据上述电压暂降的处理方法，本发明还提供一种电压暂降的处理系统，以下就本发明的电压暂降的处理系统的实施例进行详细说明。

参见图2所示，为本发明的一个实施例的电压暂降的处理系统。该实施例中的电压暂降的处理系统包括：

基准获取单元210，用于获取多个历史电压暂降事件的数据，根据多个历史电压暂降事件的数据计算电压暂降事件的系统基准值，计算系统基准值引起用电设备故障的第二概率值；

目标获取单元220，用于获取当前电压暂降事件的第一评估指标值，计算第一评估指标值引起用电设备故障的第一概率值；

修正判断单元230，用于根据第二概率值对分别对系统基准值进行修正，根据第一概率值对第一评估指标值进行修正，根据修正后的系统基准值和评估指标值判断当前电压暂降事件的等级；

处理调整单元240，用于根据等级选取对应的预置措施对供电设备进行调整。

在其中一个实施例中，基准获取单元210根据多个历史电压暂降事件的数据获取多个历史电压暂降事件的第二评估指标值，根据所有的第二评估指标值拟合第二评估指标值的时空概率分布函数，将时空概率分布函数中对应预设概率分位数的第二评估值作为系统基准值。

在其中一个实施例中，历史电压暂降事件的数据包括电压暂降过程中的电压均方根值、电压暂降持续时间和标称电压，第二评估指标值包括电压暂降能量指标值；

基准获取单元210根据

计算电压暂降能量指标值，式中，E_vs表示电压暂降能量指标值，U(t)表示电压均方根值，U_nom表示标称电压， T表示电压暂降持续时间。

在其中一个实施例中，基准获取单元210获取用电设备的多种电压暂降敏感特性曲线，根据多种电压暂降敏感特性曲线分别拟合对应用电设备的免疫水平概率分布函数；根据系统基准值和多种免疫水平概率分布函数分别计算用电设备故障的多组第三概率值，通过层次分析法对多组第三概率值进行加权综合，获得系统基准值引起用电设备故障的第二概率值。

在其中一个实施例中，基准获取单元210对多种电压暂降敏感特性曲线进行相对重要程度比较，根据比较结果构建两两比较矩阵；计算两两比较矩阵的特征向量并进行归一化处理，获得多组第三概率值的加权权重，根据加权权重对多组第三概率值进行加权综合。

在其中一个实施例中，目标获取单元220根据第一评估指标值和多种免疫水平概率分布函数分别计算用电设备故障的多组第四概率值，通过层次分析法对多组第四概率值进行加权综合，获得第一评估指标值引起用电设备故障的第一概率值。

在其中一个实施例中，目标获取单元220根据加权权重对多组第四概率值进行加权综合。

在其中一个实施例中，修正判断单元230选择S型函数作为修正因子函数，修正因子函数为：

修正判断单元230将第二概率值作为自变量，通过修正因子函数得到第一修正因子，将第一修正因子与系统基准值相乘，得到修正后的系统基准值；将第一概率值作为自变量，通过修正因子函数得到第二修正因子，将第二修正因子与第一评估指标值相乘，得到修正后的第一评估指标值。

上述“第一”、“第二”等序数词只是为了区分所描述的对象，并不是对描述对象本身的限定。

本发明的电压暂降的处理系统与本发明的电压暂降的处理方法一一对应，在上述电压暂降的处理方法的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于电压暂降的处理系统的实施例中。

根据上述电压暂降的处理方法，本发明实施例还提供一种可读存储介质和一种处理设备。可读存储介质上存储有可执行程序，该程序被处理器执行时实现上述电压暂降的处理方法的步骤；处理设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的可执行程序，处理器执行程序时实现上述电压暂降的处理方法的步骤。

在一个具体的实施例中，本发明的电压暂降的处理方法可以应用在单次电压暂降事件的场景中，方案考虑了用电设备的敏感特性，结合考虑电网侧与用电设备侧的因素，使对电压暂降事件的处理更加直观、合理、符合实际。

如图3所示，本发明方案中考虑用电设备敏感特性的单次电压暂降事件的等级划分过程包括以下步骤：

A、选取合理的指标作为单次暂降事件评估指标；

B、计算基于电网历史暂降数据的系统基准值；

C、计算系统基准值引起敏感设备故障的概率；

D、计算单次事件的评估指标值、求出其引起敏感设备的故障概率；

E、构造修正函数、对系统基准值和单次事件评估指标进行修正；

F、根据修正后的系统基准值和单次事件评估指标的大小关系划分暂降严重程度评估等级。

在确定单次事件的等级以后，可以选择对应的预置措施对供电设备进行调整，减小和消除电压暂降的影响。上述敏感设备即是用电设备。

步骤A中，由于暂降能量指标E_vs考虑了暂降幅值和持续时间的综合严重性，并且可以评估非矩形暂降，因此可以选取暂降能量指标E_vs作为单次暂降事件评估指标，其计算公式为：

其中，U(t)为暂降过程中的电压均方根值，U_norm为标称电压；T为暂降持续时间。

对于矩形暂降，在暂降持续时间内，电压均方根值保持不变，则暂降能量指标为：

步骤B中，计算基于电网历史暂降数据的系统基准值包括：

基于电网历史暂降数据，可计算得到评估指标值。如图4所示，利用我国4 个地区、2009.7～2017.1电能质量监测系统监测到的490组暂降数据作为计算基准值的样本数据，统计其指标值的概率分布，根据数据分布特征，选择广义极值分布拟合其概率分布函数和累计概率函数，如图5(a)、图5(b)所示。计算其概率分位数CP95、CP75、CP50、CP25作为备选系统基准值，如图12所示。电网的电压暂降能量指标值总体上比较小，与图5所示的暂降事件分布特性相符，CP95不超过0.22，代表了只有5％的指标值大于该值；其余基准值不超过0.1且不同基准值直接的差异很小。

步骤C中，计算系统基准值引起敏感设备故障的概率，具体包括：

C1、敏感设备免疫水平概率分布函数的拟合

基于SEMI F47曲线、ITIC曲线和C4.110曲线，可分别拟合敏感设备免疫水平的概率分布函数。首先将敏感曲线离散化，得到一系列离散的电压暂降数据，然后计算得到评估指标值，选取正态分布函数拟合其概率分布函数和累计概率函数，如图6(a)、图6(b)、图7(a)、图7(b)、图8(a)、图8(b)所示，拟合误差分别为0.0030、0.0040和0.0028。

C2、计算系统基准值引起敏感设备故障的概率

如图9所示，设系统的扰动水平概率分布函数为f_x(x)，设备的免疫水平概率分布函数为f_i(i)。其中，x、i分别为基于电网暂降数据计算的评估指标值和基于敏感曲线计算的评估指标值。对于评估指标值为x₀的暂降引起设备故障的概率为：

其中，F_i是f_i(i)的累计概率函数，f_i(i)包括根据SEMI F47曲线、ITIC曲线和C4.110曲线拟合的免疫水平概率分布函数。对于系统基准值CP95、CP75、CP50、 CP25，将各值带入上述故障率求解公式，分别求出其引起设备故障的概率P₁、 P₂、P₃、P₄。由于采用了SEMI F47曲线、ITIC曲线和C4.110曲线这3种不同的敏感曲线来拟合设备免疫水平概率分布函数，因此可得到3组设备故障概率，结果如图13所示。

C3、利用层次分析法计算系统基准值引起敏感设备故障的综合概率

根据美国运筹学家A.L.Satty提出的1～9的比较标度，如图14所示，通过比较SEMIF47曲线、ITIC曲线和C4.110曲线的使用频率，获取SEMI F47曲线、 ITIC曲线和C4.110曲线两两之间的相对重要程度标度值，构造两两比较矩阵A：

式中，a₁₂表示第一种曲线与第二种曲线的相对重要程度，可以为1，a₁₃表示第一种曲线与第三种曲线的相对重要程度，a₂₃表示第二种曲线与第三种曲线的相对重要程度；

计算矩阵A的特征值和特征向量，将最大特征值λ_max对应的特征向量p_max归一化，即可得基于SEMI F47曲线、ITIC曲线和C4.110曲线的设备故障率的权重向量w：

计算结果为w＝{0.5396，0.2970，0.1634}，检验其一致性CR＝CI/RI<0.1，其中，CI＝(λ_max–n)/(n-1)，n为指标数，RI为当指标数为n时的平均随机一致性指标，RI取值如图15所示。对于A的一致性检验为(CI-3)/0.52＝0.0088<0.1，符合要求。将基于3种敏感曲线的故障率进行加权求和，系统基准值CP95、CP75、 CP50、CP25引起设备故障的综合概率分别为0.4528、0.0493、0.0261、0.0193。

步骤D中，计算单次事件的评估指标值、求出其引起敏感设备的故障概率，具体包括：

对于单次暂降事件，计算其评估指标值x，求出其引起敏感设备的故障概率 Px，与步骤C2类似，也可得到3组不同的设备故障率。与步骤C3相同，利用层次分析法，可得基于SEMI F47曲线、ITIC曲线和C4.110曲线基准值的权重向量w，进而得到基于3种敏感曲线的设备综合故障率。详细数据见具体举例说明。

步骤E中，构造修正函数、对系统基准值和单次事件评估指标进行修正，具体包括：

E1、修正函数的构造原则

对于单次暂降事件，仅从暂降的特征(如幅值和持续时间)上评估其严重程度是有所欠缺的，还需考虑其对敏感设备的影响程度，本发明考虑用暂降引起设备的故障概率对评估指标进行修正，故障概率越大评估指标值也随之增大，此外，作为比较基准的系统基准值也应进行修正。本发明将原单次事件的评估指标值x乘以修正因子ξ对其进行修正，即x_m＝x·ξ。修正因子ξ是关于设备故障率的函数，设备故障率P越大，暂降严重程度越大，因而ξ也越大；ξ取值应大于1，但不宜取得过大，令ξ∈(1，2)；由于暂降大多数情况下对设备的影响结果只有故障和正常两种状态，因此设备故障率在1或0附近时，该暂降事件对设备的影响度也即暂降的严重程度应逐渐趋于一个稳定值，而实际上暂降时设备若不故障，某些工业过程量也可能发生改变(如变频器转速降低)，因而当设备故障率从0～1变化时，修正因子也应平滑改变，修正函数的形状应为S型变化函数。本发明推荐采用S型函数作为修正函数：

其中，a、b为S型函数的参数，由于故障率P∈[0，1]，可得a＝0，b＝1，修正函数如图10所示。

E2、对系统基准值和单次事件评估指标进行修正

利用步骤C3中得到的系统基准值引起设备故障的综合概率，将其带入修正函数，对系统基准值进行修正，得到修正后的系统基准值分别为CP95_m、CP75_m、 CP50_m、CP25_m，如图16所示；利用步骤D中得到的单次事件引起设备故障的综合概率，将其带入修正函数，对单次事件评估指标值进行修正，得到修正后的评估指标值为x_m，详细数据见具体举例说明。

步骤F中，其中，系统基准值CP95_m、CP75_m、CP50_m、CP25_m的详细解释为：

CP95_m：95％的电压暂降的评估指标小于此值，只有5％的电压暂降的评估指标大于此值。CP95_m代表了一个非常高的扰动水平，对于评估指标大于此值的暂降，认为其特别严重；

CP75_m：75％的电压暂降的评估指标小于此值，另外25％的电压暂降的评估指标大于此值。CP75_m代表了一个较高的扰动水平，对于评估指标大于此值且小于CP95_m的暂降，认为其非常严重；

CP50_m：50％的电压暂降的评估指标小于此值，另外50％的电压暂降的评估指标大于此值。CP50_m代表了一般的扰动水平，对于评估指标大于此值且小于 CP75_m的暂降，认定其为严重性暂降；

CP25_m：25％的电压暂降的评估指标小于此值，75％的电压暂降的评估指标大于此值。CP25_m代表了一个较低的扰动水平，对于评估指标大于此值且小于 CP50_m的暂降，认为其严重水平中等；对于评估指标小于CP25_m的暂降，认为其严重水平缓和。

通过比较修正后的评估指标值x_m与修正后的系统基准值CP95_m、CP75_m、 CP50_m、CP25_m的大小关系来划分等级A、B、C、D、E，具体划分准则如图17 所示。

以下通过具体举例来说明本发明的技术效果。

选取100组电网暂降数据作为单次暂降事件待评估样本，其暂降幅值-持续时间-频次统计三维图如图11所示。可见，大部分暂降事件的幅值分布在 70％～90％，持续时间分布在0.02s～0.1s，同时也有一小部分暂降的持续时间较长或幅值较低。根据上述步骤对暂降事件进行分级评估，得到评估结果如图18所示，分级评估结果和图11所示的暂降分布特性相符。对于单次暂降事件，利用评估等级可以简单直观地反映暂降的严重程度；而对于节点和系统，统计暂降事件属于各个评估等级的频次，可将其作为节点和系统的评估指标。

本发明的方案采用基于数据统计特征的评估指标基准值对单次暂降事件的严重程度进行进一步分级评估，同时考虑了设备的敏感特性，更加直观、合理地反映单次暂降事件的严重程度；利用暂降事件引起设备的故障概率来修正评估指标，同时对系统基准值也进行修正，综合考虑了电网侧与设备侧因素，使评估结果更加与实际相符；利用层次分析法将基于不同的敏感曲线得到的设备故障率进行加权综合，使设备故障率的获得更加可靠，同时使评估结果更具有广泛代表性，进而可以采用准确的预置措施对供电设备进行调整，减小和消除电压暂降的影响。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成。所述的程序可以存储于可读取存储介质中。该程序在执行时，包括上述方法所述的步骤。所述的存储介质，包括： ROM/RAM、磁碟、光盘等。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种电压暂降的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取多个历史电压暂降事件的数据，根据多个所述历史电压暂降事件的数据获取电压暂降事件的系统基准值，计算所述系统基准值引起用电设备故障的第二概率值，其中，所述第二概率值P(i<x₀)通过公式1获取：

其中，所述用电设备的免疫水平概率分布函数为f_i(i)，x₀为所述历史电压暂降事件的数据的评估指标值，i为基于所述用电设备的敏感曲线计算的评估指标值；获取当前电压暂降事件的第一评估指标值，计算所述第一评估指标值引起所述用电设备故障的第一概率值，其中，所述第二概率值P(i<x)通过公式2获取：

其中， x为所述电压暂降事件的第一评估指标值；

根据所述第二概率值，通过S型函数对所述系统基准值进行修正，根据所述第一概率值，通过S型函数对所述第一评估指标值进行修正，根据修正后的系统基准值和所述第一评估指标值判断所述当前电压暂降事件的等级；

根据所述等级选取对应的预置措施对供电设备进行调整。

2.根据权利要求1所述的电压暂降的处理方法，其特征在于，所述根据多个所述历史电压暂降事件的数据获取电压暂降事件的系统基准值的步骤包括以下步骤：

根据多个所述历史电压暂降事件的数据获取多个所述历史电压暂降事件的第二评估指标值，根据所有的第二评估指标值拟合第二评估指标值的时空概率分布函数，将所述时空概率分布函数中对应预设概率分位数的第二评估值作为所述系统基准值。

3.根据权利要求2所述的电压暂降的处理方法，其特征在于，所述历史电压暂降事件的数据包括历史电压暂降过程中的电压均方根值、电压暂降持续时间和标称电压，所述第二评估指标值包括历史电压暂降能量指标值；

所述根据多个所述历史电压暂降事件的数据获取多个所述历史电压暂降事件的第二评估指标值的步骤包括以下步骤：

根据

计算所述历史电压暂降能量指标值，式中，E_vs表示所述历史电压暂降能量指标值，U(t)、T、U_nom分别表示所述历史电压暂降过程中的电压均方根值、电压暂降持续时间和标称电压；

根据

4.根据权利要求1所述的电压暂降的处理方法，其特征在于，所述计算所述系统基准值引起用电设备故障的第二概率值的步骤包括以下步骤：

获取所述用电设备的多种电压暂降敏感特性曲线，根据多种所述电压暂降敏感特性曲线分别拟合对应所述用电设备的免疫水平概率分布函数；

根据所述系统基准值和多种所述免疫水平概率分布函数分别计算用电设备故障的多组第三概率值，通过层次分析法对多组所述第三概率值进行加权综合，获得所述系统基准值引起用电设备故障的第二概率值。

5.根据权利要求4所述的电压暂降的处理方法，其特征在于，所述通过层次分析法对多组所述第三概率值进行加权综合的步骤包括以下步骤：

对多种所述电压暂降敏感特性曲线进行相对重要程度比较，根据比较结果构建两两比较矩阵；

计算所述两两比较矩阵的特征向量并进行归一化处理，获得多组所述第三概率值的加权权重，根据所述加权权重对多组所述第三概率值进行加权综合。

6.根据权利要求5所述的电压暂降的处理方法，其特征在于，所述计算所述第一评估指标值引起所述用电设备故障的第一概率值的步骤包括以下步骤：

根据所述第一评估指标值和多种所述免疫水平概率分布函数分别计算用电设备故障的多组第四概率值，通过层次分析法对多组所述第四概率值进行加权综合，获得所述第一评估指标值引起用电设备故障的第一概率值。

7.根据权利要求6所述的电压暂降的处理方法，其特征在于，所述通过层次分析法对多组所述第四概率值进行加权综合的步骤包括以下步骤：

根据所述加权权重对多组所述第四概率值进行加权综合。

8.根据权利要求1所述的电压暂降的处理方法，其特征在于，还包括以下步骤：

选择S型函数作为修正因子函数，所述修正因子函数为：

所述根据所述第二概率值对所述系统基准值进行修正的步骤包括以下步骤：

将所述第二概率值作为所述自变量，通过所述修正因子函数得到第一修正因子，将所述第一修正因子与所述系统基准值相乘，得到修正后的系统基准值；

所述根据所述第一概率值对所述第一评估指标值进行修正的步骤包括以下步骤：

将所述第一概率值作为所述自变量，通过所述修正因子函数得到第二修正因子，将所述第二修正因子与所述第一评估指标值相乘，得到修正后的第一评估指标值。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的电压暂降的处理方法，其特征在于，所述修正后的系统基准值包括系统基准值CP95_m、系统基准值CP75_m、系统基准值CP50_m和系统基准值CP25_m；

多个所述历史电压暂降事件的数据中95％的电压暂降的评估指标值小于系统基准值CP95_m，75％的电压暂降的评估指标小于系统基准值CP75_m，50％的电压暂降的评估指标小于系统基准值CP50_m，25％的电压暂降的评估指标小于系统基准值CP25_m。

10.一种电压暂降的处理系统，其特征在于，包括：

基准获取单元，用于获取多个历史电压暂降事件的数据，根据多个所述历史电压暂降事件的数据计算电压暂降事件的系统基准值，计算所述系统基准值引起用电设备故障的第二概率值，其中，所述第二概率值P(i<x₀)通过公式1获取：

其中，所述用电设备的免疫水平概率分布函数为f_i(i)，x₀为所述历史电压暂降事件的数据的评估指标值，i为基于所述用电设备的敏感曲线计算的评估指标值；

目标获取单元，用于获取当前电压暂降事件的第一评估指标值，计算所述第一评估指标值引起所述用电设备故障的第一概率值，其中，述第二概率值P(i<x)通过公式2获取：

其中， x为所述电压暂降事件的第一评估指标值；

修正判断单元，用于根据所述第二概率值，通过S型函数对所述系统基准值进行修正，根据所述第一概率值，通过S型函数对所述第一评估指标值进行修正，根据修正后的系统基准值和所述第一评估指标值判断所述当前电压暂降事件的等级；

处理调整单元，用于根据所述等级选取对应的预置措施对供电设备进行调整。