CN112418618A - 配网台区电能质量评价的权值调整与动态组合方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于调整和组合方法，具体涉及一种配网台区电能质量评价的权值调整与动态组合方法。它包括下述步骤：步骤一：采样；步骤二：设定阈值；步骤三：计算权值；步骤四：计算总和结果；步骤五：输出。本发明的显著效果是：(1)通过设置四个相互独立的评价指标，使得电网电能质量评价全面；(2)通过给四个指标设置权值，保证了评价结果既能充分体现每个指标的特点，整体评价又很可靠；(3)通过设置权值动态调整机制，使得个别已经逼近额定值极限的指标能得到充分体现，而具体测量值与理论值接近的指标所占权值很小，进一步在个别指标与整体评价中取得了平衡，能够很客观准确的评价电网电能质量。

Description

配网台区电能质量评价的权值调整与动态组合方法

技术领域

本发明属于调整和组合方法，具体涉及一种配网台区电能质量评价的权值调整与动态组合方法。

背景技术

电网质量一直是电网供电效果的重要评价方式。不同台区由于重点用电用户特点不同，评价电网供电质量的具体客观指标也略有不同。

现有技术中，对电网电能质量评价最基本和公认的指标一般包括以下几个方面：谐波所占比例、电压波动比例、三相电压偏差比例、频率偏差值。为了保证不同维度的各个指标可以放在同一衡量标准下进行评价，因此一般给上述指标设置权值，用各项指标的加权总和作为电网电能质量的总评价。

现有技术的优势在计算方便，但是其缺陷也很明显，(1)不同指标在不同时间段体现的特点不同，上述指标和权值并不能体现指标随时间变化的情况；(2)由于各个指标相互独立，当有一个指标偏大，其他三个指标均很小的时候，可能会出现，总体评价结果不严重，但是偏大的指标已经快要超过额定范围的情况，即整体评价体现不出严重指标的特点。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提供一种配网台区电能质量评价的权值调整与动态组合方法。

本发明是这样实现的：一种配网台区电能质量评价的权值调整与动态组合方法，包括下述步骤：

步骤一：采样；

步骤二：设定阈值；

步骤三：计算权值；

步骤四：计算总和结果；

步骤五：输出。

如上所述的一种配网台区电能质量评价的权值调整与动态组合方法，其中，所述的步骤一包括下述内容，

采样包括四类数据的采样，即分别针对谐波所占比例、电压波动比例、三相电压不平衡、频率偏差值进行采样，

采样频率根据需要进行，当需要评价的电网对时间间隔要求很高时，判断电网平稳时，低采样率，电网瞬间巨变时，高采样率，

所述的低采样率是指以电网频率的10-20倍频率为采样频率；所述的高采样率是以电网的100-1000倍频率为采样频率，

针对谐波所占比例：对电网电能采样，计算谐波所占比例，该比例用百分比表示，该所占比例为采样数据，

电压波动比例：采集电网电压，将电网电压与标准值进行相减并取绝对值，然后将差值与标准值相除，得到百分比数值，得到的百分比数值为本申请采样的内容，

三相电压不平衡：用电压负序分量与正序分量的方均根，并百分比表示，该百分比值为本申请的采样内容，

频率偏差：采集电网频率，用该频率与标准频率的差作为频率偏差的采样内容，所述的采样内容为频率偏差的绝对值。

如上所述的一种配网台区电能质量评价的权值调整与动态组合方法，其中，所述的步骤二包括下述内容，

为谐波所占比例、电压波动比例、三相电压不平衡分别设置第一阈值线和第二阈值线，为频率偏差值设定唯一阈值线，

所述的谐波所占比例的第一阈值线为0.5％，第二阈值线为5％，

所述的电压波动比例的第一阈值线为0.5％，第二阈值线为5％，

所述的三相电压不平衡的第一阈值线为0.1％，第二阈值线为2％，

所述的频率偏差值的唯一阈值线为0.2Hz。

如上所述的一种配网台区电能质量评价的权值调整与动态组合方法，其中，所述的步骤三包括下述内容，

在第一次计算权值时为每个指标均赋予权值0.25，在第二次以后的权值计算时根据后续公式进行计算，谐波所占比例、电压波动比例、三相电压不平衡和频率偏差值的权值分别记为S₁、S₂、S₃、S₄，

用a_i表示第i次采样的谐波所占比例，用b_i表示第i次采样的电压波动比例，用c_i表示第i次采样的三相电压不平衡，用d_i表示第i次采样的频率偏差值，

用A₁表示谐波所占比例的第一阈值线，用A₂表示谐波所占比例的第二阈值线；

用B₁表示电压波动比例的第一阈值线，用B₂表示电压波动比例的第二阈值线；

用C₁表示三相电压不平衡的第一阈值线，用C₂表示三相电压不平衡的第二阈值线；

用D₁表示频率偏差值的唯一阈值线，

若0≤a_i＜A₁，则令a′_i＝0.1；

若A₁≤a_i≤A₂，则令

若a_i＞A₂，则发出报警，提示工作人员电网谐波超过阈值范围，并结束本方法；

若0≤b_i＜B₁，则令b′_i＝0.1；

若B₁≤b_i≤B₂，则令

若b_i＞B₂，则发出报警，提示工作人员电压波动超过阈值范围，并结束本方法；

若0≤c_i＜C₁，则令c′_i＝0.1；

若C₁≤c_i≤C₂，则令

若c_i＞C₂，则发出报警，提示工作人员三相电压不平衡超过阈值范围，并结束本方法；

若0≤d_i≤D₁，则令

若d_i＞D₁，则发出报警，提示工作人员频率偏差超过阈值范围，并结束本方法，

若a′_i＝0.1，则S₁＝0.1；否则S₁用下述公式计算，

若b′_i＝0.1，则S₂＝0.1；否则S₂用下述公式计算，

若c′_i＝0.1，则S₃＝0.1；否则S₃用下述公式计算，

若d′_i小于等于0.1，则S₄＝0.1；否则S₄用下述公式计算，

当上述S₁、S₂、S₃、S₄中有任意一个不为0.1时，将采样频率改变为高采样频率，当上述S₁、S₂、S₃、S₄均为0.1时，将采样频率变为低采样频率，高采样频率和低采样频率的具体数值可以在相应的范围内任意选择，但是对于某一次执行本申请的方法，高采样频率和低采样频率一旦确定，就不再改变。

如上所述的一种配网台区电能质量评价的权值调整与动态组合方法，其中，由于谐波所占比例、三相电压不平衡两个参数的影响效果并不仅局限于本周期采样数据，因此当对应的S₁和S₃不为0.1时，应对S₁和S₃分别做如下计算，

当S₁不等于0.1时，用下述公式计算

其中等式左边的S₁是更新后的权值，等式右边的S_1(i-1)是上周期S₁，等式右边的S_1(i)是本周期用步骤三计算得到的数值，sin是正弦函数，

当S₃不等于0.1时，用下述公式计算

其中，等式左边的S₃是更新后的权值，等式右边的S_3(i-1)是上周期S₃，等式右边的S_3(i)是本步骤前面依据公式计算出的S₃，也是更新前的S₃。

如上所述的一种配网台区电能质量评价的权值调整与动态组合方法，其中，所述的步骤四包括下述内容，

计算总和结果用下述公式

P＝a_i×S₁+b_i×S₂+c_i×S₃+d_i×S₄

如上所述的一种配网台区电能质量评价的权值调整与动态组合方法，其中，所述的步骤五包括下述内容，

将步骤四计算的结果输出，加权总和数字越小，电网质量越高，反之电网质量越差。

本发明的显著效果是：(1)通过设置四个相互独立的评价指标，使得电网电能质量评价全面；(2)通过给四个指标设置权值，保证了评价结果既能充分体现每个指标的特点，整体评价又很可靠；(3)通过设置权值动态调整机制，使得个别已经逼近额定值极限的指标能得到充分体现，而具体测量值与理论值接近的指标所占权值很小，进一步在个别指标与整体评价中取得了平衡，能够很客观准确的评价电网电能质量。

具体实施方式

一种配网台区电能质量评价的权值调整与动态组合方法，包括下述步骤：

步骤一：采样

采样包括四类数据的采样，即分别针对谐波所占比例、电压波动比例、三相电压不平衡、频率偏差值进行采样。

采样频率根据需要进行，当需要评价的电网对时间间隔要求很高时，一般以电网频率的1000倍为采样频率，当需要评价的电网对时间间隔要求不高时，以电网频率的10倍为采样频率。判断电网平稳时，低采样率，电网瞬间巨变时，高采样率。

所述的低采样率是指以电网频率的10-20倍频率为采样频率；所述的高采样率是以电网的100-1000倍频率为采样频率。具体采样频率数值可以根据需要在上述范围内任意选择。

虽然采样频率可以根据需要调整，但是只要是同一次评价活动，该采样频率一旦确定就不再更改。

本申请的采样内容都不是直接取得所需数据，而是采集相关基础数据然后根据基础数据计算得到的，具体为

针对谐波所占比例：对电网电能采样，计算谐波所占比例，该比例用百分比表示，该所占比例为采样数据。

电压波动比例：采集电网电压，将电网电压与标准值进行相减并取绝对值，然后将差值与标准值相除，得到百分比数值，得到的百分比数值为本申请采样的内容。

三相电压不平衡：用电压负序分量与正序分量的方均根，并百分比表示，该百分比值为本申请的采样内容。

频率偏差：采集电网频率，用该频率与标准频率的差作为频率偏差的采样内容。由于本申请只需要使用其数值部分，因此所述的采样内容为频率偏差的绝对值。

步骤二：设定阈值

为谐波所占比例、电压波动比例、三相电压不平衡分别设置第一阈值线和第二阈值线，为频率偏差值设定唯一阈值线。

所述的谐波所占比例的第一阈值线为0.5％，第二阈值线为5％，

所述的电压波动比例的第一阈值线为0.5％，第二阈值线为5％，

所述的三相电压不平衡的第一阈值线为0.1％，第二阈值线为2％，

所述的频率偏差值的唯一阈值线为0.2Hz。

步骤三：计算权值

在第一次计算权值时为每个指标均赋予权值0.25，在第二次以后的权值计算时根据后续公式进行计算。谐波所占比例、电压波动比例、三相电压不平衡和频率偏差值的权值分别记为S₁、S₂、S₃、S₄。

用a_i表示第i次采样的谐波所占比例，用b_i表示第i次采样的电压波动比例，用c_i表示第i次采样的三相电压不平衡，用d_i表示第i次采样的频率偏差值。

用A₁表示谐波所占比例的第一阈值线，用A₂表示谐波所占比例的第二阈值线；

用B₁表示电压波动比例的第一阈值线，用B₂表示电压波动比例的第二阈值线；

用C₁表示三相电压不平衡的第一阈值线，用C₂表示三相电压不平衡的第二阈值线；

用D₁表示频率偏差值的唯一阈值线。

若0≤a_i＜A₁，则令a′_i＝0.1；

若A₁≤a_i≤A₂，则令

若a_i＞A₂，则发出报警，提示工作人员电网谐波超过阈值范围，并结束本方法；

若0≤b_i＜B₁，则令b′_i＝0.1；

若B₁≤b_i≤B₂，则令

若b_i＞B₂，则发出报警，提示工作人员电压波动超过阈值范围，并结束本方法；

若0≤c_i＜C₁，则令c′_i＝0.1；

若C₁≤c_i≤C₂，则令

若c_i＞C₂，则发出报警，提示工作人员三相电压不平衡超过阈值范围，并结束本方法；

若0≤d_i≤D₁，则令

若d_i＞D₁，则发出报警，提示工作人员频率偏差超过阈值范围，并结束本方法。

若a′_i＝0.1，则S₁＝0.1；否则S₁用下述公式计算，

若b′_i＝0.1，则S₂＝0.1；否则S₂用下述公式计算，

若c′_i＝0.1，则S₃＝0.1；否则S₃用下述公式计算，

若d′_i小于等于0.1，则S₄＝0.1；否则S₄用下述公式计算，

当上述S₁、S₂、S₃、S₄中有任意一个不为0.1时，将采样频率改变为高采样频率，当上述S₁、S₂、S₃、S₄均为0.1时，将采样频率变为低采样频率。高采样频率和低采样频率的具体数值可以在相应的范围内任意选择，但是对于某一次执行本申请的方法，高采样频率和低采样频率一旦确定，就不再改变。例如，某次执行本方法，低采样频率设定为电网频率的15倍，高采样频率设定为电网频率的800倍，那么在本次执行本方法的全部过程中，上述倍数不再改变；但是另一次执行本方法，可以重新选择高采样频率和低采样频率的具体倍数。

由于谐波所占比例、三相电压不平衡两个参数的影响效果并不仅局限于本周期采样数据，因此当对应的S₁和S₃不为0.1时，应对S₁和S₃分别做如下计算。

当S₁不等于0.1时，用下述公式计算

其中等式左边的S₁是更新后的权值，等式右边的S_1(i-1)是上周期S₁，等式右边的S_1(i)是本周期用步骤三计算得到的数值，sin是正弦函数。

当S₃不等于0.1时，用下述公式计算

其中，等式左边的S₃是更新后的权值，等式右边的S_3(i-1)是上周期S₃，等式右边的S_3(i)是本步骤前面依据公式计算出的S₃，也是更新前的S₃，

步骤四：计算总和结果

P＝a_i×S₁+b_i×S₂+c_i×S₃+d_i×S₄

步骤五：输出

将步骤四计算的结果输出。加权总和数字越小，电网质量越高，反之电网质量越差。

Claims (7)

1.一种配网台区电能质量评价的权值调整与动态组合方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤一：采样；

步骤二：设定阈值；

步骤三：计算权值；

步骤四：计算总和结果；

步骤五：输出。

2.如权利要求1所述的一种配网台区电能质量评价的权值调整与动态组合方法，其特征在于：所述的步骤一包括下述内容，

采样包括四类数据的采样，即分别针对谐波所占比例、电压波动比例、三相电压不平衡、频率偏差值进行采样，

采样频率根据需要进行，当需要评价的电网对时间间隔要求很高时，判断电网平稳时，低采样率，电网瞬间巨变时，高采样率，

所述的低采样率是指以电网频率的10-20倍频率为采样频率；所述的高采样率是以电网的100-1000倍频率为采样频率，

针对谐波所占比例：对电网电能采样，计算谐波所占比例，该比例用百分比表示，该所占比例为采样数据，

电压波动比例：采集电网电压，将电网电压与标准值进行相减并取绝对值，然后将差值与标准值相除，得到百分比数值，得到的百分比数值为本申请采样的内容，

三相电压不平衡：用电压负序分量与正序分量的方均根，并百分比表示，该百分比值为本申请的采样内容，

频率偏差：采集电网频率，用该频率与标准频率的差作为频率偏差的采样内容，所述的采样内容为频率偏差的绝对值。

3.如权利要求2所述的一种配网台区电能质量评价的权值调整与动态组合方法，其特征在于：所述的步骤二包括下述内容，

为谐波所占比例、电压波动比例、三相电压不平衡分别设置第一阈值线和第二阈值线，为频率偏差值设定唯一阈值线，

所述的谐波所占比例的第一阈值线为0.5％，第二阈值线为5％，

所述的电压波动比例的第一阈值线为0.5％，第二阈值线为5％，

所述的三相电压不平衡的第一阈值线为0.1％，第二阈值线为2％，

所述的频率偏差值的唯一阈值线为0.2Hz。

4.如权利要求3所述的一种配网台区电能质量评价的权值调整与动态组合方法，其特征在于：所述的步骤三包括下述内容，

在第一次计算权值时为每个指标均赋予权值0.25，在第二次以后的权值计算时根据后续公式进行计算，谐波所占比例、电压波动比例、三相电压不平衡和频率偏差值的权值分别记为S₁、S₂、S₃、S₄，

用a_i表示第i次采样的谐波所占比例，用b_i表示第i次采样的电压波动比例，用c_i表示第i次采样的三相电压不平衡，用d_i表示第i次采样的频率偏差值，

用A₁表示谐波所占比例的第一阈值线，用A₂表示谐波所占比例的第二阈值线；

用B₁表示电压波动比例的第一阈值线，用B₂表示电压波动比例的第二阈值线；

用C₁表示三相电压不平衡的第一阈值线，用C₂表示三相电压不平衡的第二阈值线；

用D₁表示频率偏差值的唯一阈值线，

若0≤a_i<A₁，则令a′_i＝0.1；

若A₁≤a_i≤A₂，则令

若a_i＞A₂，则发出报警，提示工作人员电网谐波超过阈值范围，并结束本方法；

若0≤b_i<B₁，则令b′_i＝0.1；

若B₁≤b_i≤B₂，则令

若b_i＞B₂，则发出报警，提示工作人员电压波动超过阈值范围，并结束本方法；

若0≤c_i<C₁，则令c′_i＝0.1；

若C₁≤c_i≤C₂，则令

若c_i＞C₂，则发出报警，提示工作人员三相电压不平衡超过阈值范围，并结束本方法；

若0≤d_i≤D₁，则令

若d_i＞D₁，则发出报警，提示工作人员频率偏差超过阈值范围，并结束本方法，

若a′_i＝0.1，则S₁＝0.1；否则S₁用下述公式计算，

若b′_i＝0.1，则S₂＝0.1；否则S₂用下述公式计算，

若c′_i＝0.1，则S₃＝0.1；否则S₃用下述公式计算，

若d′_i小于等于0.1，则S₄＝0.1；否则S₄用下述公式计算，

当上述S₁、S₂、S₃、S₄中有任意一个不为0.1时，将采样频率改变为高采样频率，当上述S₁、S₂、S₃、S₄均为0.1时，将采样频率变为低采样频率，高采样频率和低采样频率的具体数值可以在相应的范围内任意选择，但是对于某一次执行本申请的方法，高采样频率和低采样频率一旦确定，就不再改变。

5.如权利要求4所述的一种配网台区电能质量评价的权值调整与动态组合方法，其特征在于：由于谐波所占比例、三相电压不平衡两个参数的影响效果并不仅局限于本周期采样数据，因此当对应的S₁和S₃不为0.1时，应对S₁和S₃分别做如下计算，

当S₁不等于0.1时，用下述公式计算

其中等式左边的S₁是更新后的权值，等式右边的S_1(i-1)是上周期S₁，等式右边的S_1(i)是本周期用步骤三计算得到的数值，sin是正弦函数，

当S₃不等于0.1时，用下述公式计算

其中，等式左边的S₃是更新后的权值，等式右边的S_3(i-1)是上周期S₃，等式右边的S_3(i)是本步骤前面依据公式计算出的S₃，也是更新前的S₃。

6.如权利要求5所述的一种配网台区电能质量评价的权值调整与动态组合方法，其特征在于：所述的步骤四包括下述内容，

计算总和结果用下述公式

P＝a_i×S₁+b_i×S₂+c_i×S₃+d_i×S₄

7.如权利要求6所述的一种配网台区电能质量评价的权值调整与动态组合方法，其特征在于：所述的步骤五包括下述内容，

将步骤四计算的结果输出，加权总和数字越小，电网质量越高，反之电网质量越差。