CN109301835B - 一种考虑用户效用的配网电压暂降严重程度评估方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电能质量分析技术领域，更具体地，涉及一种考虑用户效用的配网电压暂降严重程度评估方法。本发明同时考虑供电侧和用户侧的电压暂降情况，通过电能质量监测系统PQMS获取暂降事件供电侧的指标，包括暂降发生时间，幅值和持续时间；通过用户侧的统计数据，获得用户效用指标，即用户经济损失情况。综合考虑两方面指标，建立考虑用户效用的配网电压暂降严重程度综合评估模型，并在累积概率密度函数上取得分位点，作为电压暂降严重程度分级的参考基准值。本发明解决了单一的根据供电侧或者用户侧电压暂降评估不准确的问题，保证了对电压暂降严重程度评估的准确性。

Description

一种考虑用户效用的配网电压暂降严重程度评估方法
技术领域
本发明涉及电能质量分析技术领域，更具体地，涉及一种考虑用户效用的配网电压暂降严重程度评估方法。
背景技术
随着电力系统的电力电子化程度越来越高，电压暂降问题越来越显著，造成了巨大的经济损失，已经成为了工业用电的突出问题。合理、准确地评估电压暂降的严重程度，不仅能够用来衡量系统电能质量的优劣，也是敏感设备生产使用的重要指标。电压暂降的严重程度一般可以从供电侧和用户侧两方面进行考虑，基于此将现有电压暂降评估体系分为两类：一是仅根据供电侧的电压暂降事件特征直接评估该次扰动事件的严重程度，二是根据用户侧在此次电压暂降事件中的损失情况评估事件的严重程度。
若从供电侧考虑的评估指标有暂降的幅值，持续时间以及其电压波形，只考虑了电压暂降特征，未考虑用户侧效用情况，即若电压暂降幅值较大，持续时间较长，但用户未受到损失，则不能评估为严重暂降。或者从用户侧考虑的评估指标有经济损失情况和设备耐受能力等，未考虑供电侧电压暂降严重程度，即若电压暂降幅值较小，持续时间较短，但用户损失严重，则不应评估为轻微扰动。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种考虑用户效用的配网电压暂降严重程度评估方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种考虑用户效用的配网电压暂降严重程度评估方法，包括以下步骤：
S1：从电能质量监测系统PQMS获取暂降发生的时间以及初始样本集[U(t),T]，其中U(t)为暂降过程的电压幅值，T为暂降持续时间；
S2:对电压暂降的初始样本集[U(t),T]进行数据清理，由于配网扰动的传播特性，单次扰动可能会被多个监测系统记录，将电压暂降事件按发生时间重新排序，根据实际情况确定时间阈值φ，若两次事件发生的时间间隔小于φ，则记录为一次电压暂降事件,得到清理过后的样本集[U(t)’,T’]；
S3：利用公式
Figure GDA0002511928360000021
计算单次电压暂降事件的能量指标，评估供电侧暂降严重程度；
S4：用户效用主要用经济损失来衡量，用户效用损失指标计算公式为：
Figure GDA0002511928360000022
式中，λ为用户效用损失指标，即暂降损失在用户期望收益所占比例；C(k)为总收益；Csag(k)为第k次事件的暂降损失；Cbi(k)为投资成本；
S5:考虑供电侧和用户侧两方面暂降指标情况，综合电压暂降波形特征和用户效用损失程度，建立考虑用户效用的配网电压的暂降严重程度的综合评估指标S，计算公式如下：
Figure GDA0002511928360000023
S6：通过历史统计数据，并利用最小二乘法拟合得到指标S的累积概率密度函数，即分布函数，然后在分布函数上取得P25、P50、P75、P95分位值作为考虑用户效用的配网电压暂降严重程度分级参考基准值；其中，P95代表95％的暂降事件的严重程度低于该值；P75代表75％的暂降事件的严重程度低于该值；P50代表50％的暂降事件的严重程度低于该值；P25代表25％的暂降事件的严重程度低于该值；
S7：若综合评估指标S＞P95则评估等级为特别严重；
若P75＜S＜P95则评估等级为严重；
若P50＜S＜P75则评估等级为比较严重；
若P25＜S＜P50则评估等级为一般；
若S＜P25则评估等级为轻微。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明对电能质量监测系统的冗余信息进行清理，得出有效地电压暂降数据库；其次，考虑供电侧和用户侧两方面的情况，融合电压暂降波形特征和用户效用损失，量化了电压暂降严重程度，并提供了综合评估指标；另外，根据综合评估指标，利用概率统计的方法，给出了电压暂降严重程度评估方法。本发明解决了单一的根据供电侧或者用户侧电压暂降评估不准确的问题，保证了对电压暂降严重程度评估的准确性。
实施例
一种考虑用户效用的配网电压暂降严重程度评估方法，包括以下步骤：
S1：从电能质量监测系统PQMS获取暂降发生的时间以及初始样本集[U(t),T]，其中U(t)为暂降过程的电压幅值，T为暂降持续时间；
S2:对电压暂降的初始样本集[U(t),T]进行数据清理，由于配网扰动的传播特性，单次扰动可能会被多个监测系统记录，将电压暂降事件按发生时间重新排序，根据实际情况确定时间阈值φ，若两次事件发生的时间间隔小于φ，则记录为一次电压暂降事件,得到清理过后的样本集[U(t)’,T’]；
S3：利用公式
Figure GDA0002511928360000031
计算单次电压暂降事件的能量指标，评估供电侧暂降严重程度；
S4：用户效用主要用经济损失来衡量，用户效用损失指标计算公式为：
Figure GDA0002511928360000032
式中，λ为用户效用损失指标，即暂降损失在用户期望收益所占比例；C(k)为总收益；Csag(k)为第k次事件的暂降损失；Cbi(k)为投资成本；
S5:考虑供电侧和用户侧两方面暂降指标情况，综合电压暂降波形特征和用户效用损失程度，建立考虑用户效用的配网电压的暂降严重程度的综合评估指标S，计算公式如下：
Figure GDA0002511928360000033
S6：通过历史统计数据，并利用最小二乘法拟合得到指标S的累积概率密度函数，即分布函数，然后在分布函数上取得P25、P50、P75、P95分位值作为考虑用户效用的配网电压暂降严重程度分级参考基准值；其中，P95代表95％的暂降事件的严重程度低于该值；P75代表75％的暂降事件的严重程度低于该值；P50代表50％的暂降事件的严重程度低于该值；P25代表25％的暂降事件的严重程度低于该值；
S7：若综合评估指标S＞P95则评估等级为特别严重；
若P75＜S＜P95则评估等级为严重；
若P50＜S＜P75则评估等级为比较严重；
若P25＜S＜P50则评估等级为一般；
若S＜P25则评估等级为轻微。
本发明的基本原理是同时考虑供电侧和用户侧的电压暂降情况，通过电能质量监测系统PQMS获取暂降事件供电侧的指标，包括暂降发生时间，幅值和持续时间；通过用户侧的统计数据，获得用户效用指标，即用户经济损失情况。综合考虑两方面指标，建立考虑用户效用的配网电压暂降严重程度综合评估模型，并在累积概率密度函数上取得分位点，作为电压暂降严重程度分级的参考基准值。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种考虑用户效用的配网电压暂降严重程度评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：从电能质量监测系统PQMS获取暂降发生的时间以及初始样本集[U(t),T]，其中U(t)为暂降过程的电压幅值，T为暂降持续时间；
S2:对电压暂降的初始样本集[U(t),T]进行数据清理，由于配网扰动的传播特性，单次扰动可能会被多个监测系统记录，将电压暂降事件按发生时间重新排序，根据实际情况确定时间阈值φ，若两次事件发生的时间间隔小于φ，则记录为一次电压暂降事件,得到清理过后的样本集[U(t)’,T’]；
S3：利用公式
Figure FDA0002511928350000011
计算单次电压暂降事件的能量指标，评估供电侧暂降严重程度；
S4：用户效用主要用经济损失来衡量，用户效用损失指标计算公式为：
Figure FDA0002511928350000012
式中，λ为用户效用损失指标，即暂降损失在用户期望收益所占比例；C(k)为总收益；Csag(k)为第k次事件的暂降损失；Cbi(k)为投资成本；
S5:考虑供电侧和用户侧两方面暂降指标情况，综合电压暂降波形特征和用户效用损失程度，建立考虑用户效用的配网电压的暂降严重程度的综合评估指标S，计算公式如下：
Figure FDA0002511928350000013
S6：通过历史统计数据，并利用最小二乘法拟合得到指标S的累积概率密度函数，即分布函数，然后在分布函数上取得P25、P50、P75、P95分位值作为考虑用户效用的配网电压暂降严重程度分级参考基准值；其中，P95代表95％的暂降事件的严重程度低于该值；P75代表75％的暂降事件的严重程度低于该值；P50代表50％的暂降事件的严重程度低于该值；P25代表25％的暂降事件的严重程度低于该值；
S7：若综合评估指标S＞P95则评估等级为特别严重；
若P75＜S＜P95则评估等级为严重；
若P50＜S＜P75则评估等级为比较严重；
若P25＜S＜P50则评估等级为一般；
若S＜P25则评估等级为轻微。
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