CN111259317B - 一种基于熵值法的配电变压器运行动态评估方法 - Google Patents

一种基于熵值法的配电变压器运行动态评估方法 Download PDF

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CN111259317B CN202010370899.1A CN202010370899A CN111259317B CN 111259317 B CN111259317 B CN 111259317B CN 202010370899 A CN202010370899 A CN 202010370899A CN 111259317 B CN111259317 B CN 111259317B
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Abstract

本发明提出一种基于熵值法的配电变压器运行动态评估方法，包括：S1.记录第S‑K+1天至第S天中每台配电变压器在每一采集间隔T的运行数据，作为第S天的统计基础数据，K≤S；S2.计算每台配电变压器的异常指数；S3.归一化处理；S4.计算异常权重值；S5.分别计算每个异常指数对应的熵值和差异性因数；S6.计算每个异常指数的最终评估权重值;S7.计算每台配电变压器的综合评估值，以此作为配电变压器异常待处理的优先级标准；S8.确认台区配电变压器在第S天前总评估天数K天内的运行状况；S9.S增加1，返回执行S1。本发明提出的方法适应了配电变压器异常状态的动态变化，提高了电网对配电变压器运行评估的准确性。

Description

一种基于熵值法的配电变压器运行动态评估方法
技术领域
本发明涉及配电变压器运行评估的技术领域，更具体地，涉及一种基于熵值法的配电变压器运行动态评估方法。
背景技术
目前，配网调度自动化系统已经实现对配电变压器的有功功率、无功功率、电压及电流的准实时数据采集，但是对数据的挖掘应用不多。
配电变压器通常有重载、过载、电压不平衡、电流不平衡、功率因数低及电压越限几种异常状态，针对这些异常状态，已经有不少的电气特征方案和判断方法对其进行定量的衡量，但这些方法都是具体针对某一异常状态进行判断，没有结合多种异常综合判断，而同一台配电变压器可能叠加各种异常，单独针对某一异常状态进行评估，难以确定究竟哪台配电变压器的异常状况更严重，哪台配电变压器需要优先处理，具有局限性的缺陷；其次，现有方法也只是针对瞬时的异常状态进行评估，无法应对配电网多变的异常状态带来的波动，造成异常状态判断的准确性以及可实施性不高；最后，现有利用熵值法进行配电变压器运行评估，得出的也仅是针对某一天静态不变的评估体系，难以适应多变的配电变压器运行状态，容易造成工作人员对配电变压器异常状态判断能力的钝化和减弱。
综上所述，提出一种基于熵值法的配电变压器运行动态评估方法十分有必要。
发明内容
传统仅针对配电变压器运行中某一异常状态进行评估的做法具有局限性的缺陷，且现有综合评估配电变压器运行中异常状态的做法仅针对瞬时的异常状态，难以适应多变的配电变压器运行状态，为克服以上缺陷，本发明提出一种基于熵值法的配电变压器运行动态评估方法，适应当前配电变压器异常状态的动态变化，提高电网对配电变压器运行评估的准确性。
为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：
一种基于熵值法的配电变压器运行动态评估方法，至少包括：
S1.记录第S-K+1天至第S天中每台配电变压器在每一采集间隔T的运行数据，作为第S天的统计基础数据，K≤S，K表示总评估天数，K，S均为正整数；
S2.根据第S天的统计基础数据，计算每台配电变压器的异常指数；
S3.将步骤S2所得每台配电变压器的每个异常指数均进行归一化；
S4.计算归一化后的每台配电变压器的每个异常指数的异常权重值；
S5.分别计算每个异常指数对应的熵值和差异性因数；
S6.根据差异性因数，计算每个异常指数的最终评估权重值；
S7.计算每台配电变压器的综合评估值，以综合评估值大小作为配电变压器异常待处理的优先级标准；
S8.根据待处理配电变压器的优先级，确认台区配电变压器在第S天前总评估天数K天内的运行状况；
S9.S的数值增加1，返回执行步骤S1。
在此，由于每台配电变压器在一段评估天数K内不同的时间段运行异常的情况不同，将第S天之前的一段评估天数K内的配电变压器运行数据作为第S天的统计基础数据，根据第S天的统计基础数据，对第S天配电变压器的异常指数进行评估，确认该天待处理配电变压器的优先级，在总评天数内不断循环滚动更新配电变压器每天的运行动态，而非仅针对某一异常时刻，提高电网对配电变压器运行评估的准确性。
优选地，总评估天数K为90天，所述采集间隔T为15分钟，从第S-K+1天的0点开始，每间隔15分钟采集一次每台配电变压器的运行数据，共统计K天的每台配电变压器的运行数据，作为第S天的统计基础数据，所述运行数据包括：配电变压器的A相电压值U A 、B相电压值U B 及C相电压值U C 、配电变压器的A相电流值I A 、B相电流值I B 及C相电流值I C 、有功功率值P、无功功率值Q。
优选地，步骤S3所述的异常指数共6种，包括：配电变压器重载指数P zi 、配电变压器过载指数P Gi 、配电变压器电压三相不平衡指数P Ui 、配电变压器电流三相不平衡指数P Ii ，配电变压器低功率因数指数P cosi 及配电变压器电压越限指数P Oui 。
优选地，第i台配电变压器的配电变压器重载指数P zi 的计算过程为：
S101.计算采集间隔T内配电变压器的负载率β，计算公式为：
Figure 963337DEST_PATH_IMAGE001
其中，I表示配电变压器的A相电流值I A、B相电流值I B及C相电流值I C的平均有效值，I N 表示第i台配电变压器的额定电流值；
S102.判断负载率β是否大于阈值R，若是，配电变压器在采集间隔T内重载，重载率β i 即负载率β;否则，配电变压器在采集间隔T内未发生重载，重载率β i 为0；
S103.根据第S天的统计基础数据，计算第S天配电变压器重载时间占比：
Figure 122923DEST_PATH_IMAGE002
其中，h表示根据第S天的统计基础数据计算得到的第S天配电变压器重载时间占比，n表示配电变压器从第S-K+1天至第S天，总评估天数K天中所有采集间隔T内发生的重载次数；
S104.判断h是否小于占比率M，若是，判定第S天配电变压器不属于重载；否则，判定第S天配电变压器重载，第i台配电变压器的配电变压器重载指数P zi ：
Figure 893433DEST_PATH_IMAGE003
其中，
Figure 598215DEST_PATH_IMAGE004
表示第S天配电变压器的平均重载率；
第i台配电变压器的配电变压器过载指数P Gi 的计算过程为：
S201.计算采集间隔T内配电变压器的负载率β，计算公式为：
Figure 719755DEST_PATH_IMAGE005
其中，I表示配电变压器的A相电流值I A、B相电流值I B及C相电流值I C的平均有效值，I N 表示第i台配电变压器的额定电流值；
S202.判断负载率是否大于阈值R1，若是，配电变压器在采集间隔T内过载，过载率α i 即负载率β;否则，配电变压器在采集间隔T内未发生过载，过载率α i 为0；
S203.根据第S天的统计基础数据，计算第S天配电变压器过载时间占比：
Figure 683032DEST_PATH_IMAGE006
其中，h 1表示根据第S天的统计基础数据计算得到的第S天配电变压器过载时间占比，n 1表示配电变压器从第S-K+1天至第S天，总评估天数K天中所有采集间隔T内发生的过载次数；
S204.判断h 1 是否小于占比率M1，若是，判定第S天配电变压器不属于过载；否则，判定第S天配电变压器过载，第i台配电变压器的配电变压器过载指数P Gi ：
Figure 42469DEST_PATH_IMAGE007
其中，
Figure 682267DEST_PATH_IMAGE008
表示第S天配电变压器的平均过载率。
在此，配电变压器的重过载只需根据配电变压器的实时电流数据即可判断计算；而且采用第S天内的数据，可以避免瞬时重过载对配电变压器重过载判断的影响。
优选地，第i台配电变压器的配电变压器电压三相不平衡指数P Ui 的计算过程为：
S301.计算采集间隔T内配电变压器的电压三相不平衡度ε:
Figure 87840DEST_PATH_IMAGE009
其中，中间量L的计算公式为：
Figure 995753DEST_PATH_IMAGE010
其中，U A 表示配电变压器的A相电压值，U B 表示配电变压器的B相电压值，U C 表示配电变压器的C相电压值；
S302.判断电压三相不平衡度ε是否大于ε M ，若是，配电变压器的电压三相不平衡，电压三相不平衡率ε i 取电压三相不平衡度ε，否则，配电变压器的电压三相平衡，电压三相不平衡率ε i 取0；
S303.根据第S天的统计基础数据，计算第S天配电变压器电压三相不平衡时间占比：
Figure 350642DEST_PATH_IMAGE011
其中，h 2 表示根据第S天的统计基础数据计算得到的第S天配电变压器电压三相不平衡时间占比，n 2表示配电变压器从第S-K+1天至第S天，总评估天数K天中所有采集间隔T内发生的三相电压不平衡次数；
S304.判断h 2 是否小于占比率M2，若是，判定第S天配电变压器未发生三相电压不平衡；否则，判定第S天配电变压器发生电压三相不平衡，第i台配电变压器的配电变压器电压三相不平衡指数P Ui 为：
Figure 787440DEST_PATH_IMAGE012
其中，
Figure 477047DEST_PATH_IMAGE013
表示第S天配电变压器的平均电压三相不平衡率。
优选地，第i台配电变压器的配电变压器电流三相不平衡指数P Ii 的计算过程为：
S401.计算采集间隔T内配电变压器的电流三相不平衡度ε 1:
Figure 228797DEST_PATH_IMAGE014
其中，中间量L I 的计算公式为：
Figure 828406DEST_PATH_IMAGE015
其中，I A 表示配电变压器的A相电流值，I B 表示配电变压器的B相电流值，I C 表示配电变压器的C相电流值；
S402.判断电流三相不平衡度ε 1是否大于ε M1，若是，配电变压器的电流三相不平衡，电流三相不平衡率ε i1取电流三相不平衡度ε 1，否则，配电变压器的电流三相平衡，电流三相不平衡率ε i1取0；
S403.根据第S天的统计基础数据，计算第S天配电变压器电流三相不平衡时间占比：
Figure 560738DEST_PATH_IMAGE016
其中，h 3表示根据第S天的统计基础数据计算得到的第S天配电变压器电流三相不平衡时间占比，n 3表示配电变压器从第S-K+1天至第S天，总评估天数K天中采集间隔T内发生的电流三相不平衡次数；
S404.判断h 3是否小于占比率M3，若是，判定第S天配电变压器未发生电流三相不平衡；否则，判定第S天配电变压器发生电流三相不平衡，第i台配电变压器的配电变压器电流三相不平衡指数P Ii ：
Figure 613008DEST_PATH_IMAGE017
其中，
Figure 410194DEST_PATH_IMAGE018
表示第S天配电变压器的平均电流三相不平衡率。
在此，配电变压器的三相电压、电流不平衡指数只需根据配电变压器的实时电压、电流数据即可判断计算，无须其他数据，无需相量值，计算简便；而且采用第S天的数据，有效躲避短时电压、电流数据波动等数据质量带来的误差问题。
优选地，第i台配电变压器的配电变压器低功率因数指数P cosi 的计算过程为：
S501.计算采集间隔T内配电变压器的功率因数cosφ:
Figure 254522DEST_PATH_IMAGE019
其中，P表示有功功率值；Q表示无功功率值;
S502.判断功率因数cosφ是否小于阈值R2，若是，配电变压器的功率因数cosφ低，配电变压器的功率因数率cosφ i 取采集间隔T内配电变压器的功率因数cosφ，否则，配电变压器的功率因数正常，配电变压器的功率因数率cosφ i 取0；
S503.根据第S天的统计基础数据，计算第S天内配电变压器低功率因数时间占比：
Figure 33122DEST_PATH_IMAGE020
其中，h 4表示根据第S天的统计基础数据计算得到的第S天配电变压器低功率因数时间占比，n 4表示配电变压器从第S-K+1天至第S天，总评估天数K天中所有采集间隔T内发生的功率因数低的次数；
S504.判断h 4是否小于占比率M4，若是，判定第S天配电变压器功率因数正常；否则，判定第S天配电变压器发生低功率因数现象，第i台配电变压器的配电变压器低功率因数指数P cosi 为：
Figure 946589DEST_PATH_IMAGE021
其中，
Figure 796734DEST_PATH_IMAGE022
表示第S天低功率因数状态下配电变压器的平均功率因数值。
优选地，配电变压器电压越限指数P Oui 的计算过程为：
配电变压器电压越限指数P Oui 的计算过程为：
S601.计算采集间隔T内配电变压器A相、B相或C相中每一相的电压偏移Y x ：
Figure 105355DEST_PATH_IMAGE023
其中，U x 表示配电变压器A相、B相或C相中任意一相的电压值，x取A相、B相或C相中的任意一相；U N表示配电变压器的额定电压；
S602.判断采集间隔T内配电变压器A相、B相或C相中每一相的电压偏移Y x 的绝对值是否大于阈值R3，若是，配电变压器A相、B相或C相中电压偏移Y x 的绝对值大于阈值R3的相电压越限，电压越限率Y xi 取电压偏移Y x ；否则，配电变压器A相、B相或C相中每一相的电压均正常,电压越限率Y xi 取0；
S603.根据第S天的统计基础数据，计算第S天配电变压器电压越限时间占比：
Figure 195802DEST_PATH_IMAGE024
其中，h 5表示根据第S天的统计基础数据计算得到的第S天配电变压器电压越限时间占比，n 5表示配电变压器从第S-K+1天至第S天，总评估天数K天中所有采集间隔T内发生的配电变压器电压越限次数；
S604.判断h 5是否小于占比率M5，若是，判定第S天配电变压器电压正常；否则，判定第S天配电变压器发生电压越限，第i台配电变压器A相、B相或C相中越限相电压的电压越限指数Poux的计算过程为：
Figure 957085DEST_PATH_IMAGE025
，x取A相、B相或C相中的任意一相;配电变压器电压越 限指数P Oui 为：
Figure 407658DEST_PATH_IMAGE026
其中，P ouA表示x取A相时配电变压器A相电压越限指数，P ouB表示x取B相时配电变压器B相电压越限指数，P ouC表示x取C相时配电变压器C相电压越限指数。
优选地，每台配电变压器的每个异常指数进行归一化的过程为：
若第j个异常指数越大表示对第i台配电变压器的运行影响越严重，则：
Figure 147949DEST_PATH_IMAGE027
其中，
Figure 268352DEST_PATH_IMAGE028
表示归一化后第i台配电变压器的第j个异常指数，j取1表示配电变压器 重载指数P zi ，j取2表示配电变压器过载指数P Gi ，j取3表示配电变压器电压三相不平衡指数P Ui ，j取4表示配电变压器电流三相不平衡指数P Ii ，j取5表示配电变压器低功率因数指数P cosi ，j取6表示配电变压器电压越限指数P Oui ；P jmin表示第S天的统计基础数据下，第j个异常 指数的最小值，P jmax表示第S天的统计基础数据下第j个异常指数的最大值；
若第j个异常指数越小表示对第i台配电变压器的运行影响越严重，则：
Figure 172723DEST_PATH_IMAGE029
；
归一化后每台配电变压器的每个异常指数的异常权重值：
Figure 36774DEST_PATH_IMAGE030
其中，m为配电变压器的总数，
Figure 929775DEST_PATH_IMAGE031
表示归一化处理后的每个异常指数的异常权 重值，
Figure 814554DEST_PATH_IMAGE032
；
第j个异常指数的熵值计算公式如下：
Figure 550429DEST_PATH_IMAGE033
其中
Figure 857651DEST_PATH_IMAGE034
，
Figure 729792DEST_PATH_IMAGE035
；
第j个异常指数的差异性因数g j的计算公式：
Figure 785473DEST_PATH_IMAGE036
；
第j个异常指数的权重计算公式：
Figure 884010DEST_PATH_IMAGE037
其中，w j 表示第j个异常指数的权重。
在此，考虑不同异常指数的大小对配电变压器的运行影响的严重性不同，将每台配电变压器的每个异常指数进行两个方向的归一化处理，保证评估的全面性，此外差异性因数g j越大，第j个异常指数的权重越大。
根据第S天的统计基础数据，第S天第i台配电变压器的综合评估值P wi 为：
Figure 89864DEST_PATH_IMAGE038
P wi 值越大，第i台配电变压器待处理的优先级越高，工作人员工作人员通过总评估时间K天中每一天基于滚动更新统计基础数据得出的配电变压器评估记录，例如总评估天数内，某台配电变压器待处理的优先级比较靠前，说明总评估天数内该配电变压器经常发生需要紧急处理的异常状况，从而确认了一段时间内台区配电变压器的运行状态，对电网工作人员的下一步工作作出方向性指导。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明提出一种基于熵值法的配电变压器运行动态评估方法，将第S天之前的一段评估天数K天内的配电变压器运行数据作为第S天的统计基础数据，根据第S天的统计基础数据，对第S天配电变压器的异常指数进行评估，确认该天待处理配电变压器的优先级，滚动更新配电变压器每天的运行动态，而非仅针对某一异常时刻。通过每天滚动更新总评估时间K天中的统计基础数据得出第S天的配电变压器评估记录，确认台区配电变压器在评估时间K天内的运行状况，克服传统仅针对配电变压器运行中某一时刻异常状态进行评估的做法具有局限性缺陷，更能反映多变的配电变压器运行状态，提高电网对配电变压器运行评估的准确性。
附图说明
图1为本发明提出的基于熵值法的配电变压器运行动态评估方法的流程示意图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好地说明本实施例，附图某些部位会有省略、放大或缩小，并不代表实际尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知内容说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
如图1所示的一种基于熵值法的配电变压器运行动态评估方法，包括：
S1.记录第S-K+1天至第S天中每台配电变压器在每一采集间隔T的运行数据，作为第S天的统计基础数据，K≤S，K表示总评估天数，K，S均为正整数；在本实施例中，总评估天数K为90天，所述采集间隔T为15分钟，从第S-K+1天的0点开始，每间隔15分钟采集一次每台配电变压器的运行数据，共统计K天的每台配电变压器的运行数据，作为第S天的统计基础数据，所述运行数据包括：配电变压器的A相电压值U A 、B相电压值U B 及C相电压值U C 、配电变压器的A相电流值I A 、B相电流值I B 及C相电流值I C 、有功功率值P、无功功率值Q。
S2.根据第S天的统计基础数据，计算每台配电变压器的异常指数；在本实施例中，异常指数共6种，包括：配电变压器重载指数P zi 、配电变压器过载指数P Gi 、配电变压器电压三相不平衡指数P Ui 、配电变压器电流三相不平衡指数P Ii ，配电变压器低功率因数指数P cosi 及配电变压器电压越限指数P Oui ；
S3.将步骤S2所得每台配电变压器的每个异常指数均进行归一化；
S4.计算归一化后的每台配电变压器的每个异常指数的异常权重值；
S5.分别计算每个异常指数对应的熵值和差异性因数；
S6.根据差异性因数，计算每个异常指数的最终评估权重值；
S7.计算每台配电变压器的综合评估值，以综合评估值大小作为配电变压器异常待处理的优先级标准；
S8.根据待处理配电变压器的优先级，确认台区配电变压器在第S天前总评估天数K天内的运行状况；
S9.S的数值增加1，返回执行步骤S1。
在本实施例中，第i台配电变压器的配电变压器重载指数P zi 的计算过程为：
S101.计算采集间隔T内配电变压器的负载率β，计算公式为：
Figure 206724DEST_PATH_IMAGE001
其中，I表示配电变压器的A相电流值I A、B相电流值I B及C相电流值I C的平均有效值，I N 表示第i台配电变压器的额定电流值；
S102.判断负载率β是否大于阈值R，若是，配电变压器在采集间隔T内重载，重载率β i 即负载率β;否则，配电变压器在采集间隔T内未发生重载，重载率β i 为0；
S103.根据第S天的统计基础数据，计算第S天配电变压器重载时间占比：
Figure 370989DEST_PATH_IMAGE039
其中，h表示根据第S天的统计基础数据计算得到的第S天配电变压器重载时间占比，n表示配电变压器从第S-K+1天至第S天，总评估天数K天中所有采集间隔T内发生的重载次数；
S104.判断h是否小于占比率M，若是，判定第S天配电变压器不属于重载；否则，判定第S天配电变压器重载，第i台配电变压器的配电变压器重载指数P zi ：
Figure 195638DEST_PATH_IMAGE040
其中，
Figure 533078DEST_PATH_IMAGE041
表示第S天配电变压器的平均重载率；
在本实施例中，阈值R为80% ；占比率M为5%，因为根据国标GB/T1094.7和国标GB/T1094.12指出，短时过载超过半小时对配电变压器的设备寿命有较大影响。所以此处，对于h大于多少判定为配电变压器重载，此处给出的标准是5%，因按一天24小时计算，5%为1.2小时，与过载相比，重载时间长度可以适当放宽，所以定为1.2小时。
第i台配电变压器的配电变压器过载指数P Gi 的计算过程为：
第i台配电变压器的配电变压器过载指数P Gi 的计算过程为：
S201.计算采集间隔T内配电变压器的负载率β，计算公式为：
Figure 645391DEST_PATH_IMAGE042
其中，I表示配电变压器的A相电流值I A、B相电流值I B及C相电流值I C的平均有效值，I N 表示第i台配电变压器的额定电流值；
S202.判断负载率是否大于阈值R1，若是，配电变压器在采集间隔T内过载，过载率α i 即负载率β;否则，配电变压器在采集间隔T内未发生过载，过载率α i 为0；
S203.根据第S天的统计基础数据，计算第S天配电变压器过载时间占比：
Figure 590344DEST_PATH_IMAGE043
其中，h 1表示根据第S天的统计基础数据计算得到的第S天配电变压器过载时间占比，n 1表示配电变压器从第S-K+1天至第S天，总评估天数K天中所有采集间隔T内发生的过载次数；
S204.判断h 1 是否小于占比率M1，若是，判定第S天配电变压器不属于过载；否则，判定第S天配电变压器过载，第i台配电变压器的配电变压器过载指数P Gi ：
Figure 788107DEST_PATH_IMAGE044
其中，
Figure 663659DEST_PATH_IMAGE045
表示第S天配电变压器的平均过载率。
配电变压器的重过载只需根据配电变压器的实时电流数据即可判断计算；而且采用第S天内的数据，可以避免瞬时重过载对配电变压器重过载判断的影响，阈值R1为100%,占比率M1为2%。
在本实施例中，第i台配电变压器的配电变压器电压三相不平衡指数P Ui 的计算过程为：
S301.计算采集间隔T内配电变压器的电压三相不平衡度ε:
Figure 4380DEST_PATH_IMAGE046
其中，中间量L的计算公式为：
Figure 979289DEST_PATH_IMAGE047
其中，U A 表示配电变压器的A相电压值，U B 表示配电变压器的B相电压值，U C 表示配电变压器的C相电压值；
S302.判断电压三相不平衡度ε是否大于ε M ，若是，配电变压器的电压三相不平衡，电压三相不平衡率ε i 取电压三相不平衡度ε，否则，配电变压器的电压三相平衡，电压三相不平衡率ε i 取0；
S303.根据第S天的统计基础数据，计算第S天配电变压器电压三相不平衡时间占比：
Figure 54561DEST_PATH_IMAGE048
其中，h 2 表示根据第S天的统计基础数据计算得到的第S天配电变压器电压三相不平衡时间占比，n 2表示配电变压器从第S-K+1天至第S天，总评估天数K天中所有采集间隔T内发生的三相电压不平衡次数；
S304.判断h 2 是否小于占比率M2，若是，判定第S天配电变压器未发生三相电压不平衡；否则，判定第S天配电变压器发生电压三相不平衡，第i台配电变压器的配电变压器电压三相不平衡指数P Ui 为：
Figure 405908DEST_PATH_IMAGE049
其中，
Figure 305862DEST_PATH_IMAGE050
表示第S天配电变压器的平均电压三相不平衡率。由于电压不平衡度 大于2%时定义为电压不平衡，在本实施例中，ε M 取2%，且根据国标《电能质量三相电压不平 衡GB/T 15543-2008》规定，配电变压器允许电压不平衡度在短时间内大于4%，因此本实施 例中，占比率M2取5%，此外在进行配电变压器不平衡指数P Ui 之前，若每台配电变压器的三相 电压中的某一相电压小于0.1U N 时，则需要先确认电压互感器是否断线，U N 表示配电变压器 的额定电压。
在本实施例中，第i台配电变压器的配电变压器电流三相不平衡指数P Ii 的计算过程为：
S401.计算采集间隔T内配电变压器的电流三相不平衡度ε 1:
Figure 841886DEST_PATH_IMAGE051
其中，中间量L I 的计算公式为：
Figure 748662DEST_PATH_IMAGE052
其中，I A 表示配电变压器的A相电流值，I B 表示配电变压器的B相电流值，I C 表示配电变压器的C相电流值；
S402.判断电流三相不平衡度ε 1是否大于ε M1，若是，配电变压器的电流三相不平衡，电流三相不平衡率ε i1取电流三相不平衡度ε 1，否则，配电变压器的电流三相平衡，电流三相不平衡率ε i1取0；
S403.根据第S天的统计基础数据，计算第S天配电变压器电流三相不平衡时间占比：
Figure 277601DEST_PATH_IMAGE053
其中，h 3表示根据第S天的统计基础数据计算得到的第S天配电变压器电流三相不平衡时间占比，n 3表示配电变压器从第S-K+1天至第S天，总评估天数K天中采集间隔T内发生的电流三相不平衡次数；
S404.判断h 3是否小于占比率M3，若是，判定第S天配电变压器未发生电流三相不平衡；否则，判定第S天配电变压器发生电流三相不平衡，第i台配电变压器的配电变压器电流三相不平衡指数P Ii ：
Figure 219012DEST_PATH_IMAGE054
其中，
Figure 863620DEST_PATH_IMAGE055
表示第S天配电变压器的平均电流三相不平衡率。
在此，配电变压器的三相电压、电流不平衡指数只需根据配电变压器的实时电压、电流数据即可判断计算，无须其他数据，无需相量值，计算简便；而且采用第S天的数据，有效躲避短时电压、电流数据波动等数据质量带来的误差问题。由于配电网电流不平衡度大于2%定义为电流三相不平衡，因此，在本实施例中ε M1取2%；占比率M3取5%。
在本实施例中，第i台配电变压器的配电变压器低功率因数指数P cosi 的计算过程为：
S501.计算采集间隔T内配电变压器的功率因数cosφ:
Figure 133059DEST_PATH_IMAGE056
其中，P表示有功功率值；Q表示无功功率值;
S502.判断功率因数cosφ是否小于阈值R2，若是，配电变压器的功率因数cosφ低，配电变压器的功率因数率cosφ i 取采集间隔T内配电变压器的功率因数cosφ，否则，配电变压器的功率因数正常，配电变压器的功率因数率cosφ i 取0；
S503.根据第S天的统计基础数据，计算第S天内配电变压器低功率因数时间占比：
Figure 91787DEST_PATH_IMAGE057
其中，h 4表示根据第S天的统计基础数据计算得到的第S天配电变压器低功率因数时间占比，n 4表示配电变压器从第S-K+1天至第S天，总评估天数K天中所有采集间隔T内发生的功率因数低的次数；
S504.判断h 4是否小于占比率M4，若是，判定第S天配电变压器功率因数正常；否则，判定第S天配电变压器发生低功率因数现象，第i台配电变压器的配电变压器低功率因数指数P cosi 为：
Figure 12339DEST_PATH_IMAGE058
其中，
Figure 765531DEST_PATH_IMAGE059
表示第S天低功率因数状态下配电变压器的平均功率因数值。在本实 施中，阈值R2取0.95，占比率M4取5%；
在本实施例中，配电变压器电压越限指数P Oui 的计算过程为：
S601.计算采集间隔T内配电变压器A相、B相或C相中每一相的电压偏移Y x ：
Figure 224063DEST_PATH_IMAGE060
其中，U x 表示配电变压器A相、B相或C相中任意一相的电压值，x取A相、B相或C相中的任意一相；U N表示配电变压器的额定电压；
S602.判断采集间隔T内配电变压器A相、B相或C相中每一相的电压偏移Y x 的绝对值是否大于阈值R3，若是，配电变压器A相、B相或C相中电压偏移Y x 的绝对值大于阈值R3的相电压越限，电压越限率Y xi 取电压偏移Y x ；否则，配电变压器A相、B相或C相中每一相的电压均正常,电压越限率Y xi 取0；
S603.根据第S天的统计基础数据，计算第S天配电变压器电压越限时间占比：
Figure 579958DEST_PATH_IMAGE061
其中，h 5表示根据第S天的统计基础数据计算得到的第S天配电变压器电压越限时间占比，n 5表示配电变压器从第S-K+1天至第S天，总评估天数K天中所有采集间隔T内发生的配电变压器电压越限次数；
S604.判断h 5是否小于占比率M5，若是，判定第S天配电变压器电压正常；否则，判定第S天配电变压器发生电压越限，第i台配电变压器A相、B相或C相中越限相电压的电压越限指数Poux的计算过程为：
Figure 230382DEST_PATH_IMAGE062
，x取A相、B相或C相中的任意一相;配电变压器电压越限 指数P Oui 为：
Figure 295421DEST_PATH_IMAGE063
其中，P ouA表示x取A相时配电变压器A相电压越限指数，P ouB表示x取B相时配电变压器B相电压越限指数，P ouC表示x取C相时配电变压器C相电压越限指数。若第j个异常指数越大表示对第i台配电变压器的运行影响越严重，则：
Figure 664086DEST_PATH_IMAGE064
其中，
Figure 823672DEST_PATH_IMAGE065
表示归一化后第i台配电变压器的第j个异常指数，j取1表示配电变压器 重载指数P zi ，j取2表示配电变压器过载指数P Gi ，j取3表示配电变压器电压三相不平衡指数P Ui ，j取4表示配电变压器电流三相不平衡指数P Ii ，j取5表示配电变压器低功率因数指数P cosi ，j取6表示配电变压器电压越限指数P Oui ；P jmin表示第S天的统计基础数据下，第j个异常 指数的最小值，P jmax表示第S天的统计基础数据下第j个异常指数的最大值；
若第j个异常指数越小表示对第i台配电变压器的运行影响越严重，则：
Figure 328602DEST_PATH_IMAGE066
；
归一化后每台配电变压器的每个异常指数的异常权重值：
Figure 18339DEST_PATH_IMAGE067
其中，m为配电变压器的总数，
Figure 998934DEST_PATH_IMAGE068
表示归一化处理后的每个异常指数的异常权 重值，
Figure 837577DEST_PATH_IMAGE069
；
第j个异常指数的熵值计算公式如下：
Figure 337959DEST_PATH_IMAGE070
其中
Figure 603855DEST_PATH_IMAGE071
，
Figure 9429DEST_PATH_IMAGE072
；
第j个异常指数的差异性因数g j的计算公式：
Figure 25664DEST_PATH_IMAGE073
；
第j个异常指数的权重计算公式：
Figure 770766DEST_PATH_IMAGE074
其中，w j 表示第j个异常指数的权重。
在此，考虑不同异常指数的大小对配电变压器的运行影响的严重性不同，将每台配电变压器的每个异常指数进行两个方向的归一化处理，保证评估的全面性，此外差异性因数g j越大，第j个异常指数的权重越大。
根据第S天的统计基础数据，第S天第i台配电变压器的综合评估值P wi 为：
Figure 332198DEST_PATH_IMAGE075
P wi 值越大，第i台配电变压器待处理的优先级越高，工作人员工作人员通过总评估时间K天中每一天基于滚动更新统计基础数据得出的配电变压器评估记录，例如总评估天数内，某台配电变压器待处理的优先级比较靠前，说明总评估天数内该配电变压器经常发生需要紧急处理的异常状况，从而确认了一段时间内台区配电变压器的运行状态，对电网工作人员的下一步工作作出方向性指导。
显然，本发明的上述实施例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 (9)

1.一种基于熵值法的配电变压器运行动态评估方法，其特征在于，至少包括：
S1.记录第S-K+1天至第S天中每台配电变压器在每一采集间隔T的运行数据，K≤S，K表示总评估天数，K，S均为正整数；总评估天数K为90天，所述采集间隔T为15分钟，从第S-K+1天的0点开始，每间隔15分钟采集一次每台配电变压器的运行数据，共统计K天的每台配电变压器的运行数据，作为第S天的统计基础数据；
S2.根据第S天的统计基础数据，计算每台配电变压器的异常指数；所述的异常指数共6种，包括：配电变压器重载指数P zi 、配电变压器过载指数P Gi 、配电变压器电压三相不平衡指数P Ui 、配电变压器电流三相不平衡指数P Ii ，配电变压器低功率因数指数P cosi 及配电变压器电压越限指数P Oui ；
第i台配电变压器的配电变压器重载指数P zi 的计算过程为：
S101.计算采集间隔T内配电变压器的负载率β，计算公式为：
Figure 200762DEST_PATH_IMAGE001
其中，I表示配电变压器的A相电流值I A、B相电流值I B及C相电流值I C的平均有效值，I N 表示第i台配电变压器的额定电流值；
S102.判断负载率β是否大于阈值R，若是，配电变压器在采集间隔T内重载，重载率β i 即负载率β；否则，配电变压器在采集间隔T内未发生重载，重载率β i 为0；
S103.根据第S天的统计基础数据，计算第S天配电变压器重载时间占比：
Figure 810735DEST_PATH_IMAGE002
其中，h表示根据第S天的统计基础数据计算得到的第S天配电变压器重载时间占比，n表示配电变压器从第S-K+1天至第S天，总评估天数K天中所有采集间隔T内发生的重载次数；
S104.判断h是否小于占比率M，若是，判定第S天配电变压器不属于重载；否则，判定第S天配电变压器重载，第i台配电变压器的配电变压器重载指数P zi ：
Figure 839871DEST_PATH_IMAGE003
其中，
Figure 408255DEST_PATH_IMAGE004
表示第S天配电变压器的平均重载率；
S3.将步骤S2所得每台配电变压器的每个异常指数均进行归一化；
S4.计算归一化后的每台配电变压器的每个异常指数的异常权重值；
S5.分别计算每个异常指数对应的熵值和差异性因数；
S6.根据差异性因数，计算每个异常指数的最终评估权重值；
S7.计算每台配电变压器的综合评估值，以综合评估值大小作为配电变压器异常待处理的优先级标准；
S8.根据待处理配电变压器的优先级，确认台区配电变压器在第S天前总评估天数K天内的运行状况；
S9.S的数值增加1，返回执行步骤S1。
2.根据权利要求1所述的基于熵值法的配电变压器运行动态评估方法，其特征在于，所述运行数据包括：配电变压器的A相电压值U A 、B相电压值U B 及C相电压值U C 、配电变压器的A相电流值I A 、B相电流值I B 及C相电流值I C 、有功功率值P、无功功率值Q。
3.根据权利要求2所述的基于熵值法的配电变压器运行动态评估方法，其特征在于，第i台配电变压器的配电变压器过载指数P Gi 的计算过程为：
S201.计算采集间隔T内配电变压器的负载率β，计算公式为：
Figure 139320DEST_PATH_IMAGE005
其中，I表示配电变压器的A相电流值I A、B相电流值I B及C相电流值I C的平均有效值，I N 表示第i台配电变压器的额定电流值；
S202.判断负载率是否大于阈值R1，若是，配电变压器在采集间隔T内过载，过载率α i 即负载率β;否则，配电变压器在采集间隔T内未发生过载，过载率α i 为0；
S203.根据第S天的统计基础数据，计算第S天配电变压器过载时间占比：
Figure 552984DEST_PATH_IMAGE006
其中，h 1表示根据第S天的统计基础数据计算得到的第S天配电变压器过载时间占比，n 1表示配电变压器从第S-K+1天至第S天，总评估天数K天中所有采集间隔T内发生的过载次数；
S204.判断h 1是否小于占比率M1，若是，判定第S天配电变压器不属于过载；否则，判定第S天配电变压器过载，第i台配电变压器的配电变压器过载指数P Gi ：
Figure 436626DEST_PATH_IMAGE007
其中，
Figure 910333DEST_PATH_IMAGE008
表示第S天配电变压器的平均过载率。
4.根据权利要求3所述的基于熵值法的配电变压器运行动态评估方法，其特征在于，第i台配电变压器的配电变压器电压三相不平衡指数P Ui 的计算过程为：
S301.计算采集间隔T内配电变压器的电压三相不平衡度ε:
Figure 82688DEST_PATH_IMAGE009
其中，中间量L的计算公式为：
Figure 581934DEST_PATH_IMAGE010
其中，U A 表示配电变压器的A相电压值，U B 表示配电变压器的B相电压值，U C 表示配电变压器的C相电压值；
S302.判断电压三相不平衡度ε是否大于ε M ，若是，配电变压器的电压三相不平衡，电压三相不平衡率ε i 取电压三相不平衡度ε，否则，配电变压器的电压三相平衡，电压三相不平衡率ε i 取0；
S303.根据第S天的统计基础数据，计算第S天配电变压器电压三相不平衡时间占比：
Figure 585662DEST_PATH_IMAGE011
其中，h 2 表示根据第S天的统计基础数据计算得到的第S天配电变压器电压三相不平衡时间占比，n 2表示配电变压器从第S-K+1天至第S天，总评估天数K天中所有采集间隔T内发生的三相电压不平衡次数；
S304.判断h 2 是否小于占比率M2，若是，判定第S天配电变压器未发生三相电压不平衡；否则，判定第S天配电变压器发生电压三相不平衡，第i台配电变压器的配电变压器电压三相不平衡指数P Ui 为：
Figure 433532DEST_PATH_IMAGE012
其中，
Figure 889921DEST_PATH_IMAGE013
表示第S天配电变压器的平均电压三相不平衡率。
5.根据权利要求4所述的基于熵值法的配电变压器运行动态评估方法，其特征在于，第i台配电变压器的配电变压器电流三相不平衡指数P Ii 的计算过程为：
S401.计算采集间隔T内配电变压器的电流三相不平衡度ε 1:
Figure 894655DEST_PATH_IMAGE014
其中，中间量L I 的计算公式为：
Figure 487311DEST_PATH_IMAGE015
其中，I A 表示配电变压器的A相电流值，I B 表示配电变压器的B相电流值，I C 表示配电变压器的C相电流值；
S402.判断电流三相不平衡度ε 1是否大于ε M1，若是，配电变压器的电流三相不平衡，电流三相不平衡率ε i1取电流三相不平衡度ε 1，否则，配电变压器的电流三相平衡，电流三相不平衡率ε i1取0；
S403.根据第S天的统计基础数据，计算第S天配电变压器电流三相不平衡时间占比：
Figure 568399DEST_PATH_IMAGE016
其中，h 3表示根据第S天的统计基础数据计算得到的第S天配电变压器电流三相不平衡时间占比，n 3表示配电变压器从第S-K+1天至第S天，总评估天数K天中采集间隔T内发生的电流三相不平衡次数；
S404.判断h 3是否小于占比率M3，若是，判定第S天配电变压器未发生电流三相不平衡；否则，判定第S天配电变压器发生电流三相不平衡，第i台配电变压器的配电变压器电流三相不平衡指数P Ii ：
Figure 512084DEST_PATH_IMAGE017
其中，
Figure 821974DEST_PATH_IMAGE018
表示第S天配电变压器的平均电流三相不平衡率。
6.根据权利要求5所述的基于熵值法的配电变压器运行动态评估方法，其特征在于，第i台配电变压器的配电变压器低功率因数指数P cosi 的计算过程为：
S501.计算采集间隔T内配电变压器的功率因数cosφ:
Figure 737977DEST_PATH_IMAGE019
其中，P表示有功功率值；Q表示无功功率值;
S502.判断功率因数cosφ是否小于阈值R2，若是，配电变压器的功率因数cosφ低，配电变压器的功率因数率cosφ i 取采集间隔T内配电变压器的功率因数cosφ，否则，配电变压器的功率因数正常，配电变压器的功率因数率cosφ i 取0；
S503.根据第S天的统计基础数据，计算第S天内配电变压器低功率因数时间占比：
Figure 255546DEST_PATH_IMAGE020
其中，h 4表示根据第S天的统计基础数据计算得到的第S天配电变压器低功率因数时间占比，n 4表示配电变压器从第S-K+1天至第S天，总评估天数K天中所有采集间隔T内发生的功率因数低的次数；
S504.判断h 4是否小于占比率M4，若是，判定第S天配电变压器功率因数正常；否则，判定第S天配电变压器发生低功率因数现象，第i台配电变压器的配电变压器低功率因数指数P cosi 为：
Figure 889790DEST_PATH_IMAGE021
其中，
Figure 987059DEST_PATH_IMAGE022
表示第S天低功率因数状态下配电变压器的平均功率因数值。
7.根据权利要求6所述的基于熵值法的配电变压器运行动态评估方法，其特征在于，配电变压器电压越限指数P Oui 的计算过程为：
S601.计算采集间隔T内配电变压器A相、B相或C相中每一相的电压偏移Y x ：
Figure 69153DEST_PATH_IMAGE023
其中，U x 表示配电变压器A相、B相或C相中任意一相的电压值，x取A相、B相或C相中的任意一相；U N表示配电变压器的额定电压；
S602.判断采集间隔T内配电变压器A相、B相或C相中每一相的电压偏移Y x 的绝对值是否大于阈值R3，若是，配电变压器A相、B相或C相中电压偏移Y x 的绝对值大于阈值R3的相电压越限，电压越限率Y xi 取电压偏移Y x ；否则，配电变压器A相、B相或C相中每一相的电压均正常,电压越限率Y xi 取0；
S603.根据第S天的统计基础数据，计算第S天配电变压器电压越限时间占比：
Figure 226465DEST_PATH_IMAGE024
其中，h 5表示根据第S天的统计基础数据计算得到的第S天配电变压器电压越限时间占比，n 5表示配电变压器从第S-K+1天至第S天，总评估天数K天中所有采集间隔T内发生的配电变压器电压越限次数；
S604.判断h 5是否小于占比率M5，若是，判定第S天配电变压器电压正常；否则，判定第S天配电变压器发生电压越限，第i台配电变压器A相、B相或C相中越限相电压的电压越限指数Poux的计算过程为：
Figure 144743DEST_PATH_IMAGE025
，x取A相、B相或C相中的任意一相;配电变压器电压越限指 数P Oui 为：
Figure 45703DEST_PATH_IMAGE026
其中，P ouA表示x取A相时配电变压器A相电压越限指数，P ouB表示x取B相时配电变压器B相电压越限指数，P ouC表示x取C相时配电变压器C相电压越限指数。
8.根据权利要求7所述的基于熵值法的配电变压器运行动态评估方法，其特征在于，每台配电变压器的每个异常指数进行归一化的过程为：
若第j个异常指数越大表示对第i台配电变压器的运行影响越严重，则：
Figure 218189DEST_PATH_IMAGE027
其中，
Figure 749665DEST_PATH_IMAGE028
表示归一化后第i台配电变压器的第j个异常指数，j取1表示配电变压器重载 指数P zi ，j取2表示配电变压器过载指数P Gi ，j取3表示配电变压器电压三相不平衡指数P Ui ，j 取4表示配电变压器电流三相不平衡指数P Ii ，j取5表示配电变压器低功率因数指数P cosi ，j 取6表示配电变压器电压越限指数P Oui ；P jmin表示第S天的统计基础数据下，第j个异常指数 的最小值，P jmax表示第S天的统计基础数据下第j个异常指数的最大值；
若第j个异常指数越小表示对第i台配电变压器的运行影响越严重，则：
Figure 889659DEST_PATH_IMAGE029
；
归一化后每台配电变压器的每个异常指数的异常权重值：
Figure 594310DEST_PATH_IMAGE030
其中，m为配电变压器的总数，
Figure 136150DEST_PATH_IMAGE031
表示归一化处理后的每个异常指数的异常权重 值，
Figure 884532DEST_PATH_IMAGE032
；
第j个异常指数的熵值计算公式如下：
Figure 777401DEST_PATH_IMAGE033
其中
Figure 20164DEST_PATH_IMAGE034
，
Figure 416510DEST_PATH_IMAGE035
；
第j个异常指数的差异性因数g j的计算公式：
Figure 289788DEST_PATH_IMAGE036
；
第j个异常指数的权重计算公式：
Figure 155107DEST_PATH_IMAGE037
其中，w j 表示第j个异常指数的权重。
9.根据权利要求8所述的基于熵值法的配电变压器运行动态评估方法，其特征在于，根据第S天的统计基础数据，第S天第i台配电变压器的综合评估值P wi 为：
Figure 935981DEST_PATH_IMAGE038
P wi 值越大，第i台配电变压器待处理的优先级越高。
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