CN110348652A - 配电室运行健康度的量化评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种配电室运行健康度的量化评估方法，为了有效地指导配电室的智能化运维而设计。本发明所述的方法包括：配电室运行指标数据的sigmoid函数映射，作为数据的预处理；基于层次分析法计算指标的主观权重；基于熵权法计算指标的客观权重；基于层次分析法和熵权法计算指标的综合权重；计算各评价对象到指标最优解、最劣解的距离；计算各评价对象的相对贴近度，即指标评价矩阵；基于指标综合权重和指标评价矩阵，计算配电室运行健康度综合评分。本发明能够有效地对配电室运行状态进行监测、评价，指导配电室运维工作，提高供电质量和供电可靠性。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种配电室运行健康度的量化评估方法。
背景技术
在电力系统中，配电室是一种常见的基础设施。在电力系统设计上，配电室一般是指10KV电压等级的高压配电室和低压配电室设施。主要分为两类，低压配电室和高压配电室。低压配电室一般是指10KV或者35KV变电站站内的站用变出线的400V配电室，而高压配电室一般情况下是指6KV至10KV高压开关室。配电室一般用于电压的降压，将高伏电压降压后输送进千家万户。因此，配电室的正常运行和安全检测在电力系统建设中具有重要的地位。目前，国内外对配电室进行监测的技术应用十分普遍，如智能配电室、电力监控管理系统等，但对配电室运行健康度的量化评估尚无人触及。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种可操作性强、能够有效地指导配电室的智能化运维的配电室运行健康度的量化评估方法。
本发明配电室运行健康度的量化评估方法，包括：
获取配电室一天的运行指标数据，将所述的配电室运行指标数据通过 sigmoid函数映射到不同的数据区间，作为数据的预处理；
基于层次分析法计算指标的主观权重，基于熵权法计算指标的客观权重，基于层次分析法和熵权法计算指标的综合权重；
计算各评价对象到指标最优解、最劣解的距离，计算各评价对象的相对贴近度，即指标评价矩阵；
基于指标综合权重和指标评价矩阵，计算配电室运行健康度综合评分。
进一步地，所述的配电室一天的运行指标数据包括一天中每15分钟配电室运行指标：电压不平衡度ud、电压偏差vd、变压器负载率β、变压器温度 ta、tb、tc、功率因数cos、电流不平衡度id、环境温度tem、环境湿度hum 数据的sigmoid函数映射。
进一步地，基于专家经验，运用层次分析法计算指标的主观权重；基于指标数据的客观信息，运用熵权法计算指标的客观权重；运用层次分析法和熵权法，综合指标的主观权重和客观权重，计算指标的综合权重W。
进一步地，计算各评价对象到最优解的距离和到最劣解之间的距离
其中，xij为映射后的指标数据，为映射后的指标最优解，也即变压器温度的最优解为对应时刻的环境温度)，为映射后的指标最劣解。
进一步地，计算各评价对象的相对贴近度Cij，Cij值越大，表征评价对象越优，
Cij∈[0,1]
进一步地，基于指标综合权重W和指标评价矩阵C，计算配电室运行健康度综合评分：
Score＝W*CT
其中，W为1×30矩阵，CT为30×1矩阵，最终输出的Score为1×1矩阵，即配电室一天中每15分钟运行健康度综合评分。
进一步地，基于sigmoid函数将输入数据映射到不同区间：
1)将输入数据映射到[0,1]区间的sigmoid函数为：
2)将输入数据映射到[2,3]区间的sigmoid函数为：
3)将输入数据映射到[3,4]区间的sigmoid函数为：
4)将输入数据映射到[4,5]区间的sigmoid函数为：
5)将输入数据映射到[7,8]区间的sigmoid函数为：
6)将输入数据映射到[10,12]区间的sigmoid函数为：
7)将输入数据映射到[20,30]区间的sigmoid函数为：
借由上述方案，本发明配电室运行健康度的量化评估方法至少具有以下优点：
本发明能够对配电室运行状态进行实时监测、评价，该方法简单、易用、可操作性强，能够有效地指导配电室的智能化运维，有利于提高配电室运维效率和供电质量。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1配电室运行健康度评价模型流程图；
图2配电室运行健康度评价指标体系；
图3配电室运行健康度评分样例。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明配电室运行健康度的量化评估方法一较佳实施，包括：
(1)配电室运行指标数据的sigmoid函数映射，作为数据的预处理；
(2)基于层次分析法计算指标的主观权重；
(3)基于熵权法计算指标的客观权重；
(4)基于层次分析法和熵权法计算指标的综合权重；
(5)计算各评价对象到指标最优解、最劣解的距离；
(6)计算各评价对象的相对贴近度，即指标评价矩阵；
(7)基于指标综合权重和指标评价矩阵，计算配电室运行健康度综合评分。
结合相关技术规范，综合考虑多方面因素，从配电室运行的安全性、经济性等方面出发，构建如附图2所示的配电室运行健康度评价指标体系(注：该指标体系为动态、可调)，其中，二级指标分别为高压柜、变压器、低压柜、环境，三级指标分别为2个高压柜(201KG、202KG)、4台变压器(1-4#变压器)、 4个低压柜(401-404KG)，四级指标分别为电压不平衡度ud、电压偏差vd、变压器负载率β、变压器温度ta、tb、tc、功率因数cos、电流不平衡度id、环境温度tem、环境湿度hum，总计30个四级指标。
配电室运行健康度评价模型流程如附图1所示，其中：
1.映射
基于sigmoid函数将输入数据映射到不同区间：
1)将输入数据映射到[0,1]区间的sigmoid函数为：
2)将输入数据映射到[2,3]区间的sigmoid函数为：
3)将输入数据映射到[3,4]区间的sigmoid函数为：
4)将输入数据映射到[4,5]区间的sigmoid函数为：
5)将输入数据映射到[7,8]区间的sigmoid函数为：
6)将输入数据映射到[10,12]区间的sigmoid函数为：
7)将输入数据映射到[20,30]区间的sigmoid函数为：
基于以上sigmoid函数，将各指标映射到不同的数据区间，从而使评分结果更具有层次性(注：各指标阈值设置为可调节的参数)：
1)电压不平衡度
2)电压偏差
3)变压器温度
4)功率因数
5)电流不平衡度
电流不平衡度id数据的映射过程中，加入变压器负载率β修正电流不平衡度 id的方法：当β小于某一阈值时，id数据映射到[0,1]区间，当β大于等于该阈值时，执行正常的id映射。其中，β阈值的计算公式： 为晚上20:00-早上 6:00变压器负载率的平均数，δ为晚上20:00-早上6:00变压器负载率的标准差， 4为变压器的台数。
6)变压器负载率
7)环境温度
8)环境湿度
2.指标赋权
基于层次分析法对二级、三级指标赋主观权重：
1)以二级指标(高压柜、变压器、低压柜、环境)为例，由专家经验构造判断矩阵：
2)判断矩阵一致性检验
其中，(λmax为判断矩阵最大特征值)为一致性指标，RI为随机一致性指标，CR为随机一致性比率。如果CR<0.1，则认为该判断矩阵通过一致性检验，否则就不具有满意一致性。
3)指标权重计算
①A中每行元素连乘并开m次方，得到向量其中，
②对W*做归一化处理，得到权重向量W(A)＝(w1,w2…wm)T，其中，
基于熵权法对四级指标(电压不平衡度、电压偏差、负载率、变压器温度、功率因数、电流不平衡度、环境温度、环境湿度)赋客观权重：
1)计算第j个指标下第i个方案的指标值的比重：
2)计算第j个指标的熵值:
其中，k＝1/lnm。
3)计算第j个指标的差异系数：
gj＝1-ej(j＝1,2,…,n)
4)计算各指标的熵值权重系数：
基于层次分析法和熵权法输出指标的综合权重W：
3.指标评分
基于映射后的数据，运用TOPSIS计算配电室运行健康度指标评分，得到 96×30指标评价矩阵。
TOPSIS基本步骤如下：
1)计算各评价对象到最优解的距离和到最劣解之间的距离
其中，xij为映射后的指标数据，为映射后的指标最优解(注：变压器温度的最优解为对应时刻的环境温度)，为映射后的指标最劣解。
2)计算各评价对象的相对贴近度Cij，Cij值越大，表征评价对象越优。
Cij∈[0,1]
4.输出
基于指标综合权重W和指标评价矩阵C，计算配电室运行健康度综合评分：
Score＝W×CT
其中，W为1×30矩阵，CT为30×1矩阵，最终输出的Score为1×1矩阵，即配电室一天中每15分钟运行健康度综合评分。
如附图3所示，为XXX配电室一天中每15分钟运行健康度综合评分，可以看出，该配电室当天运行状态整体良好。
本发明中，时间为秒级及秒级以上，数据为在线监测的流数据，时间段为全天0:00—24:00秒级及秒级以上。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种配电室运行健康度的量化评估方法，其特征在于，包括：
获取配电室一天的运行指标数据，将所述的配电室运行指标数据通过sigmoid函数映射到不同的数据区间，作为数据的预处理；
基于层次分析法计算指标的主观权重，基于熵权法计算指标的客观权重，基于层次分析法和熵权法计算指标的综合权重；
计算各评价对象到指标最优解、最劣解的距离，计算各评价对象的相对贴近度，即指标评价矩阵；
基于指标综合权重和指标评价矩阵，计算配电室运行健康度综合评分。
2.根据权利要求1所述的配电室运行健康度的量化评估方法，其特征在于，所述的配电室一天的运行指标数据包括一天中每15分钟配电室运行指标：电压不平衡度ud、电压偏差vd、变压器负载率β、变压器温度ta、tb、tc、功率因数cos、电流不平衡度id、环境温度tem、环境湿度hum数据的sigmoid函数映射。
3.根据权利要求1所述的一种配电室运行健康度的量化评估方法，其特征在于，基于专家经验，运用层次分析法计算指标的主观权重；基于指标数据的客观信息，运用熵权法计算指标的客观权重；运用层次分析法和熵权法，综合指标的主观权重和客观权重，计算指标的综合权重W。
4.根据权利要求1所述的一种配电室运行健康度的量化评估方法，其特征在于，计算各评价对象到最优解的距离和到最劣解之间的距离
其中，xij为映射后的指标数据，为映射后的指标最优解，也即变压器温度的最优解为对应时刻的环境温度，为映射后的指标最劣解。
5.根据权利要求1所述的一种配电室运行健康度的量化评估方法，其特征在于，计算各评价对象的相对贴近度Cij，Cij值越大，表征评价对象越优，
6.根据权利要求1所述的一种配电室运行健康度的量化评估方法，其特征在于，基于指标综合权重W和指标评价矩阵C，计算配电室运行健康度综合评分：
Score＝W*CT
其中，W为1×30矩阵，CT为30×1矩阵，最终输出的Score为1×1矩阵，即配电室一天中每15分钟运行健康度综合评分。
7.根据权利要求1所述的一种配电室运行健康度的量化评估方法，其特征在于，基于sigmoid函数将输入数据映射到不同区间：
1)将输入数据映射到[0,1]区间的sigmoid函数为：
2)将输入数据映射到[2,3]区间的sigmoid函数为：
3)将输入数据映射到[3,4]区间的sigmoid函数为：
4)将输入数据映射到[4,5]区间的sigmoid函数为：
5)将输入数据映射到[7,8]区间的sigmoid函数为：
6)将输入数据映射到[10,12]区间的sigmoid函数为：
7)将输入数据映射到[20,30]区间的sigmoid函数为：
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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