CN109377076A - 电压越限评估方法、装置及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电压越限评估方法、装置及设备，涉及电压越限评估的技术领域，该方法包括：获取电压越限统计数据；越限统计数据包括：越限持续时间、越限频次和越限幅度；根据越限统计数据计算量化指标；量化指标包括调压质量、调压效率、设备质量、电网波动性和供电质量；标准化量化指标，得到标准指标；计算标准指标的每个数值在对应类别中的占比，得到指标概率；根据指标概率生成信息熵，并根据信息熵确定量化指标的指标权重；根据指标权重与量化指标生成综合评估结果。本发明实施例能够对母线电压越限情况进行监控，提高对母线电压越限情况进行评估的效率。

Description

电压越限评估方法、装置及设备
技术领域
本发明涉及电压越限评估技术领域，尤其是涉及一种电压越限评估方法、装置及设备。
背景技术
电力系统实际运行过程中，可能会出现电压越限情况。如果电压偏低，会使电力传输过程中损耗增大，并且长时间电压偏低可能危及系统稳定性；如果电压偏高，会破坏绝缘，超高压线路的电晕损耗也会增加。因此，应及时采取合理的方式对电压越限情况进行评估，以保证电力系统的安全稳定运行。关于电压越限分析方面，各方都主要研究如何通过调压手段实现电压的精密调整，例如采用选取负荷节点无功补偿和变压器变比调节作为调压手段，并未对各厂站母线电压越限情况进行整体的评价，应增强从全局的角度出发分析设备电压越限的规律，探查多种模式下母线电压越限原因，目前，尚未提出更好的方案以分析并评估母线电压越限的情况。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电压越限评估方法、装置及设备，可以提高对母线电压越限情况进行评估的效率。
第一方面，本发明实施例提供了一种电压越限评估方法，包括：获取电压越限统计数据；越限统计数据包括：越限持续时间、越限频次和越限幅度；根据越限统计数据计算量化指标；量化指标包括调压质量、调压效率、设备质量、电网波动性和供电质量；标准化量化指标，得到标准指标；计算标准指标的每个数值在对应类别中的占比，得到指标概率；根据指标概率生成信息熵，并根据信息熵确定量化指标的指标权重；根据指标权重与量化指标生成综合评估结果。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，获取电压越限统计数据的步骤，包括：确定越限统计数据的统计口径；统计口径包括越限时间口径、越限频次口径和越限幅度口径；根据统计口径计算越限统计数据。
结合第一方面及其第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，根据所述越限统计数据计算量化指标的步骤，包括：根据越限频次口径分别计算调压质量和电网波动性；根据越限时间口径分别计算调压效率和供电质量；根据越限频次口径和越限幅度口径计算设备质量。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，标准化量化指标，得到标准指标的步骤，包括：获取量化指标各类别中的最大值和最小值；根据量化指标的每个数值及其对应类别中的最大值和最小值计算标准指标。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，根据指标概率生成信息熵，并根据信息熵确定量化指标的指标权重的步骤，包括：计算各个量化指标的信息熵；根据公式计算量化指标的指标权重；其中，i是量化指标的序号，且i＝1,2,…,k，Wi是指标权重，Ei是信息熵，k是信息熵的个数。
结合第一方面或其第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，根据指标权重与量化指标生成综合评估结果的步骤，包括：根据公式计算综合评估结果；其中，Hj是综合评估结果，Wi是指标权重，Xij是量化指标，j是要评估的母线的序号，i是量化指标的序号。
第二方面，本发明实施例还提供一种电压越限评估装置，包括：统计模块，用于获取电压越限统计数据；越限统计数据包括：越限持续时间、越限频次和越限幅度；量化模块，用于根据越限统计数据计算量化指标；量化指标包括调压质量、调压效率、设备质量、电网波动性和供电质量；标准化模块，用于标准化量化指标，得到标准指标；概率模块，用于计算标准指标的每个数值在对应类别中的占比，得到指标概率；信息熵模块，用于根据指标概率生成信息熵，并根据信息熵确定量化指标的指标权重；评估模块，用于根据指标权重与量化指标生成综合评估结果。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，统计模块还用于：确定越限统计数据的统计口径；统计口径包括越限时间口径、越限频次口径和越限幅度口径；根据统计口径计算越限统计数据。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，量化模块，还用于：根据越限频次口径分别计算调压质量和电网波动性；根据越限时间口径分别计算调压效率和供电质量；根据越限频次口径和越限幅度口径计算设备质量。
第三方面，本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器，存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现第一方面中任一项的方法的步骤。
本发明实施例带来了以下有益效果：本发明实施例提供了一种电压越限评估方法、装置及设备，该方法首先获取电压越限统计数据，包括越限持续时间、越限频次和越限幅度，并根据越限统计数据计算量化指标，得到调压质量、调压效率、设备质量、电网波动性和供电质量，对这些量化指标进行标准化，再根据标准化得到的标准指标计算指标概率，根据指标概率生成信息熵，通过信息熵确定量化指标的指标权重，最后，根据指标权重和量化指标生成综合评估结果。本发明实施例能够对母线电压越限情况进行监控，提高对母线电压越限情况进行评估的效率。
本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。
为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的电压越限评估方法流程图；
图2为本发明实施例提供的电压越限评估方法的计算流程示意图；
图3为本发明实施例提供的电压越限评估装置结构框图；
图4为本发明实施例提供的电子设备的结构框图。
图标：
31-统计模块；32-量化模块；33-标准化模块；34-概率模块；35-信息熵模块；36-评估模块；41-存储器；42-处理器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前，关于电压越限分析方面，各方都主要研究如何通过调压手段实现电压的精密调整，例如采用选取负荷节点无功补偿和变压器变比调节作为调压手段，并未对各厂站母线电压越限情况进行整体的评价，应增强从全局的角度出发分析设备电压越限的规律，探查多种模式下母线电压越限原因，以完善地区电网自动电压控制策略，提高电压合格率，保证电网安全和经济运行。关于设备故障告警信号分析，当前主要着重于告警信息的实时监视和处理，尚未实现监控信号的事件性分析，以及与智能调度管理系统等管理信息的关联评价，未建立监控数据的后评价指导信息治理的闭环管理机制；此外监控信息未实现与电网实时运行信息关联，在评估电网事故及异常时，需要多系统多页面进行调阅，难以满足日益提高的监控分析需求。
基于此，本发明实施例提供的一种电压越限评估方法、装置以及设备，可以通过对电网变电站母线电压越限分钟级数据、电网设备台帐及越限告警信息分析，设计实现电压越限的科学评估模型，评估电压调整策略，提高集中监控变电站电压越限持续时长、越限频次等情况的精益化管理，为设备健康状况及后期规划、电压曲线调整等提供数据支持。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种电压越限评估方法进行详细介绍。
实施例1
本发明实施例1提供了一种电压越限评估方法，参见图1所示的电压越限评估方法流程图，该方法包括以下步骤：
本发明实施例通过电压互感器实时测量电力系统中的电压，实时对测得的电压数据进行保存及更新。用户使用计算机可以获得电压互感器测得的电压及时间数据，并根据测得的数据及信息熵实现最终对电压越限情况的评估。
步骤S102，获取电压越限统计数据；越限统计数据包括：越限持续时间、越限频次和越限幅度。
越限持续时间、越限频次和越限幅度是电压越限统计数据的三种基础指标，用于构建电压越限综合评估的量化指标体系。越限统计数据可以根据电压互感器测得的电压数据计算得出。
步骤S104，根据越限统计数据计算量化指标；量化指标包括调压质量、调压效率、设备质量、电网波动性和供电质量。
量化指标会受到越限统计数据的影响，根据测得的各项越限统计数据的值分别计算调压质量、调压效率、设备质量、电网波动性和供电质量的值。
步骤S106，标准化量化指标，得到标准指标。
由于各项量化指标的值的量纲不同，采用数据标准化处理方法对量化指标的值进行标准化统一，得到标准指标，从而消除因量纲差异对评价结果的影响。
步骤S108，计算标准指标的每个数值在对应类别中的占比，得到指标概率。
电力系统中可能包括多个母线，分别计算评价范围内各母线中对应评价指标值在本指标项下的概率，得到指标概率。
步骤S110，根据指标概率生成信息熵，并根据信息熵确定量化指标的指标权重。
信息熵是指把信息中排除了冗余后的平均信息量。信息熵可以理解成某种特定信息的出现概率，可以根据香农给出的信息熵公式结合指标概率进行计算。根据信息熵的值及其个数计算量化指标的指标权重。
步骤S112，根据指标权重与量化指标生成综合评估结果。
根据计算出的各项指标权重以及量化指标的值计算得到综合评估结果。根据综合评估结果的值的大小评估电压越限情况。综合评估结果的值越大，说明电压越限对电网及设备的综合影响越小，线路运行越稳定。
本发明实施例提供了一种电压越限评估方法，该方法首先获取电压越限统计数据，包括越限持续时间、越限频次和越限幅度，并根据越限统计数据计算量化指标，得到调压质量、调压效率、设备质量、电网波动性和供电质量，对这些量化指标进行标准化，再根据标准化得到的标准指标计算指标概率，根据指标概率生成信息熵，通过信息熵确定量化指标的指标权重，最后，根据指标权重和量化指标生成综合评估结果。本发明实施例能够对母线电压越限情况进行监控，提高对母线电压越限情况进行评估的效率。
考虑到越限时间长短不同、频次不同或幅度不同对电网影响程度不同，需要对以上三种越限统计数据进行细分统计。获取电压越限统计数据的步骤，包括：确定越限统计数据的统计口径；统计口径包括越限时间口径、越限频次口径和越限幅度口径；根据统计口径计算越限统计数据。
根据实际母线电压越限对设备及电网影响程度，细分统计口径如下：
(1)越限持续时间_1：0s<t<＝60s；
(2)越限持续时间_2：60s<t<＝3600s；
(3)越限持续时间_3：3600s<t<9999999(超期未复归)；
(4)越限持续时间_4：t＝9999999，超期未复归；
(5)越限频次_1：count<＝10次/天；
(6)越限频次_2：10次/天<count<＝20次/天；
(7)越限频次_3：count>20次/天；
(8)越限幅度：Δ幅值≥1％。
依据上述统计口径统计结果如下表1：
表1
通过母线电压越限对母线设备质量的影响、调压系统的工作性能、供电质量以及电网稳定性四个方面构建电压越限综合评估的量化指标体系。具体量化指标包括：调压质量、调压效率、设备质量、电网波动性、供电质量。根据所述越限统计数据计算量化指标的步骤，包括：根据越限频次口径分别计算调压质量和电网波动性；根据越限时间口径分别计算调压效率和供电质量；根据越限频次口径和越限幅度口径计算设备质量。
可以按照如下方法计算各项量化指标：
(1)调压质量：1-超期未复归越限信号次数/总越限信号次数；
(2)调压效率：0.5*P(持续时间_1)+0.3*P(持续时间_2)+0.2*P(持续时间_3)+0.5；
(3)设备质量：1-(越限幅值超过1％的越限信号次数)/总越限信号次数；
(4)电网波动性：0.5*P(越限频次_1)+0.3*P(越限频次_2)+0.2*P(越限频次_3)+0.5；
(5)供电质量：1-电压越限时间/电压监测时间。
其中，P(持续时间_1)表示该母线的统计口径为“越限持续时间_1”的越限次数在除超期未复归外的所有越限次数中的占比。P(越限频次_2)表示该母线的统计口径为“越限频次_2”的统计数据在所有越限频次统计数据中的占比。
依据上述指标量化计算方法，结果如下表2：
设备名称 调压质量 调压效率 设备质量 电网波动性 供电质量
4甲母线 0.997 0.830 0.997 0.896 0.899
4乙母线 0.906 0.845 0.996 0.939 0.948
5甲母线 0.985 0.824 0.999 0.868 0.915
5乙母线 1 0.828 0.988 0.969 0.907
表2
考虑到为了消除因各评价指标数据量纲不同导致的对评价结果的影响，需要对量化指标的值进行标准化。标准化量化指标，得到标准指标的步骤，包括：获取量化指标各类别中的最大值和最小值；根据量化指标的每个数值及其对应类别中的最大值和最小值计算标准指标。
假设给定了k个指标X1，X2,…,Xk，其中Xi＝{X1,X2,…,Xn}。假设对各指标数据标准化后的值为Y1,Y2,…,Yk，那么Yij＝(Xij-min(Xi))/(max(Xi)-min(Xi))。数据标准化结果如下表3：
设备名称 调压质量 调压效率 设备质量 电网波动性 供电质量
4甲母线 0.968 0.286 0.818 0.277 0
4乙母线 0 1 0.727 0.703 1
5甲母线 0.84 0 1 0 0.327
5乙母线 1 0.190 0 1 0.163
表3
在得到标准指标之后，根据标准指标计算指标概率，指标概率用于计算信息熵。根据指标概率生成信息熵，并根据信息熵确定量化指标的指标权重的步骤，包括：计算各个量化指标的信息熵；根据公式计算量化指标的指标权重；其中，i是量化指标的序号，且i＝1,2,…,k，Wi是指标权重，Ei是信息熵，k是信息熵的个数。
可以根据公式计算指标概率，其中，Pij是指标概率，Yij是标准指标的值，n是母线个数。概率计算结果如下表4：
设备名称 调压质量 调压效率 设备质量 电网波动性 供电质量
4甲母线 0.345 0.194 0.321 0.14 0
4乙母线 0 0.678 0.286 0.355 0.671
5甲母线 0.299 0 0.393 0 0.219
5乙母线 0.356 0.129 0 0.505 0.109
表4
可以根据公式计算信息熵，其中，Pij是指标概率，Ei是信息熵。信息熵计算结果如下表5：
调压质量 调压效率 设备质量 电网波动性 供电质量
0.476 0.367 0.473 0.429 0.366
表5
根据信息熵计算指标权重的计算结果如下表6：
调压质量 调压效率 设备质量 电网波动性 供电质量
0.181 0.219 0.182 0.198 0.219
表6
在得到量化的指标权重之后，可将其用于计算综合评估结果，以便使用综合评估结果评估电压的越限情况。根据指标权重与量化指标生成综合评估结果的步骤，包括：根据公式计算综合评估结果；其中，Hj是综合评估结果，Wi是指标权重，Xij是量化指标，j是要评估的母线的序号，i是量化指标的序号。
综合评估计算结果如下表7：
设备名称 综合得分
4甲母线 0.918
4乙母线 0.924
5甲母线 0.913
5乙母线 0.933
表7
根据综合计算结果，5乙母线的综合得分最高，5甲母线最低。
本发明提供了一种电压越限评估方法，参见图2所示的压越限评估方法的计算流程示意图，本发明通过对电网变电站母线电压越限分钟级数据、电网设备台帐及越限告警信息分析，得到指标评价数据，对指标评价数据进行数据标准化处理，并根据处理结果进行概率计算、信息熵计算及指标权重计算，从而设计实现电压越限的科学评估模型，通过指标综合评价来评估电压调整策略，提高集中监控变电站电压越限持续时长、越限频次等情况的精益化管理，为设备健康状况及后期规划、电压曲线调整等提供数据支持。
实施例2
本发明实施例2提供了一种电压越限评估装置，参见图3所示的电压越限评估装置结构框图，该装置包括：
统计模块31，用于获取电压越限统计数据；越限统计数据包括：越限持续时间、越限频次和越限幅度；量化模块32，用于根据越限统计数据计算量化指标；量化指标包括调压质量、调压效率、设备质量、电网波动性和供电质量；标准化模块33，用于标准化量化指标，得到标准指标；概率模块34，用于计算标准指标的每个数值在对应类别中的占比，得到指标概率；信息熵模块35，用于根据指标概率生成信息熵，并根据信息熵确定量化指标的指标权重；评估模块36，用于根据指标权重与量化指标生成综合评估结果。
统计模块还用于：确定越限统计数据的统计口径；统计口径包括越限时间口径、越限频次口径和越限幅度口径；根据统计口径计算越限统计数据。
量化模块，还用于：根据越限频次口径分别计算调压质量和电网波动性；根据越限时间口径分别计算调压效率和供电质量；根据越限频次口径和越限幅度口径计算设备质量。
本发明实施例所提供的电压越限评估装置，其实现原理及产生的技术效果和前述电压越限评估方法实施例相同，为简要描述，电压越限评估装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
实施例3
本发明实施例3提供了一种电子设备，参见图4所示的电子设备的结构框图，该设备包括存储器41和处理器42，存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现实施例1中任一项的方法的步骤。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电压越限评估方法，其特征在于，包括：
获取电压越限统计数据；所述越限统计数据包括：越限持续时间、越限频次和越限幅度；
根据所述越限统计数据计算量化指标；所述量化指标包括调压质量、调压效率、设备质量、电网波动性和供电质量；
标准化所述量化指标，得到标准指标；
计算所述标准指标的每个数值在对应类别中的占比，得到指标概率；
根据所述指标概率生成信息熵，并根据所述信息熵确定所述量化指标的指标权重；
根据所述指标权重与所述量化指标生成综合评估结果。
2.根据权利要求1所述的电压越限评估方法，其特征在于，所述获取电压越限统计数据的步骤，包括：
确定所述越限统计数据的统计口径；所述统计口径包括越限时间口径、越限频次口径和越限幅度口径；
根据所述统计口径计算所述越限统计数据。
3.根据权利要求2所述的电压越限评估方法，其特征在于，所述根据所述越限统计数据计算量化指标的步骤，包括：
根据所述越限频次口径分别计算所述调压质量和所述电网波动性；
根据所述越限时间口径分别计算所述调压效率和所述供电质量；
根据所述越限频次口径和越限幅度口径计算所述设备质量。
4.根据权利要求1所述的电压越限评估方法，其特征在于，所述标准化所述量化指标，得到标准指标的步骤，包括：
获取所述量化指标各类别中的最大值和最小值；
根据所述量化指标的每个数值及其对应类别中的所述最大值和所述最小值计算标准指标。
5.根据权利要求1所述的电压越限评估方法，其特征在于，所述根据所述指标概率生成信息熵，并根据所述信息熵确定所述量化指标的指标权重的步骤，包括：
计算各个所述量化指标的信息熵；
根据公式计算所述量化指标的指标权重；其中，i是量化指标的序号，且i＝1,2,…,k，Wi是指标权重，Ei是信息熵，k是信息熵的个数。
6.根据权利要求1或5所述的电压越限评估方法，其特征在于，所述根据所述指标权重与所述量化指标生成综合评估结果的步骤，包括：
根据公式计算所述综合评估结果；其中，Hj是综合评估结果，Wi是指标权重，Xij是量化指标，j是要评估的母线的序号，i是量化指标的序号。
7.一种电压越限评估装置，其特征在于，包括：
统计模块，用于获取电压越限统计数据；所述越限统计数据包括：越限持续时间、越限频次和越限幅度；
量化模块，用于根据所述越限统计数据计算量化指标；所述量化指标包括调压质量、调压效率、设备质量、电网波动性和供电质量；
标准化模块，用于标准化所述量化指标，得到标准指标；
概率模块，用于计算所述标准指标的每个数值在对应类别中的占比，得到指标概率；
信息熵模块，用于根据所述指标概率生成信息熵，并根据所述信息熵确定所述量化指标的指标权重；
评估模块，用于根据所述指标权重与所述量化指标生成综合评估结果。
8.根据权利要求7所述的电压越限评估装置，其特征在于，所述统计模块还用于：
确定所述越限统计数据的统计口径；所述统计口径包括越限时间口径、越限频次口径和越限幅度口径；
根据所述统计口径计算所述越限统计数据。
9.根据权利要求8所述的电压越限评估装置，其特征在于，所述量化模块，还用于：
根据所述越限频次口径分别计算所述调压质量和所述电网波动性；
根据所述越限时间口径分别计算所述调压效率和所述供电质量；
根据所述越限频次口径和越限幅度口径计算所述设备质量。
10.一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至6任一项所述的方法的步骤。
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