一種基于靈敏度分析的網(wǎng)絡穩(wěn)態(tài)電能質量預警方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于靈敏度分析的網(wǎng)絡穩(wěn)態(tài)電能質量預警方法，包括以下步驟：1）判別出電網(wǎng)中的節(jié)點數(shù)目和網(wǎng)絡拓撲結構；2）采集電網(wǎng)的潮流計算初始參數(shù)和穩(wěn)態(tài)電能質量預警數(shù)據(jù)；3）數(shù)據(jù)完整度校驗；4）數(shù)據(jù)分析，包括超標分析和異常分析；5）構建靈敏度系數(shù)判別矩陣，計算預警動態(tài)閾值；6）綜合預警分析，得到預警結果。本發(fā)明方法利用由靈敏度系數(shù)分析得到的動態(tài)閾值，對網(wǎng)絡中各節(jié)點預警數(shù)據(jù)的超標程度和異常程度進行綜合分析，得到預警結果。
【專利說明】一種基于靈敏度分析的網(wǎng)絡穩(wěn)態(tài)電能質量預警方法【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電能質量分析【技術領域】，涉及一種用于電力系統(tǒng)及電力用戶輸配電網(wǎng)的電能質量分析方法。
【背景技術】
[0002]電能質量可以簡單的定義為:關系到供電、用電系統(tǒng)及設備正常工作(或運行)的電壓、電流的各指標偏離規(guī)定范圍的程度。由此可以看出電能質量的重要性。 [0003]目前，國內(nèi)外對電能質量的研究主要集中在數(shù)據(jù)采集方法或對采集后的數(shù)據(jù)的基本處理上，這些研究主要包括電能質量監(jiān)測裝置和方法，電能質量評估與治理，以及電能質量擾動識別等方面，而對電能質量監(jiān)測數(shù)據(jù)異常檢測及預警，特別是全網(wǎng)絡、多節(jié)點的預警等研究尚顯不足。對全網(wǎng)絡、多節(jié)點的電能質量監(jiān)測數(shù)據(jù)進行異常挖掘，并發(fā)出及時可靠的預警，可以發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)運行中已經(jīng)存在或潛在的電能質量問題，并盡早向運檢、維護等職能機構和電能質量擾動源終端發(fā)出預警信息。然而現(xiàn)有關于預警的研究主要集中在對某個節(jié)點監(jiān)測的異常數(shù)據(jù)的挖掘和分析上，缺乏對全網(wǎng)絡、多節(jié)點的解析與處理，不能針對大網(wǎng)絡電能質量異常狀況做出預警，造成網(wǎng)絡電能質量故障得不到及時解決，從而可能造成故障進一步擴大。針對這一缺陷，本發(fā)明擬在分析電網(wǎng)中各節(jié)點靈敏度的基礎，給出適用于不同節(jié)點的動態(tài)閾值，實現(xiàn)對全網(wǎng)絡、多節(jié)點電能質量預警，從而做到了對于電網(wǎng)電能質量問題早發(fā)現(xiàn)，早解決，提高電網(wǎng)整體運行的安全性、穩(wěn)定性、可靠性和經(jīng)濟性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]技術問題:本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種可使供用電雙方了解所屬區(qū)域電網(wǎng)一段時間內(nèi)各個節(jié)點的電能質量狀態(tài)，提高電網(wǎng)運行可靠性和經(jīng)濟性的基于靈敏度分析的網(wǎng)絡穩(wěn)態(tài)電能質量預警方法。
[0005]技術方案:本發(fā)明的基于靈敏度分析的網(wǎng)絡穩(wěn)態(tài)電能質量預警方法，包括下述步驟:
[0006]I)判別出電網(wǎng)中的節(jié)點數(shù)目，然后根據(jù)電網(wǎng)中的節(jié)點空間布局以及節(jié)點之間的連接方式確定電網(wǎng)的網(wǎng)絡拓撲結構；
[0007]2)采集電網(wǎng)的潮流計算初始參數(shù)和穩(wěn)態(tài)電能質量預警數(shù)據(jù)；
[0008]3)對所述步驟2)采集的穩(wěn)態(tài)電能質量預警數(shù)據(jù)進行完整度校驗，若滿足完整度要求，則進入步驟4)，否則丟棄已采集穩(wěn)態(tài)電能質量預警數(shù)據(jù)后，返回步驟2)重新采集穩(wěn)態(tài)電能質量預警數(shù)據(jù)；
[0009]4)數(shù)據(jù)分析:根據(jù)現(xiàn)有電能質量國家標準規(guī)定值，對步驟2)采集的穩(wěn)態(tài)電能質量預警數(shù)據(jù)進行超標檢測，統(tǒng)計出超標次數(shù)N ;同時對穩(wěn)態(tài)電能質量預警數(shù)據(jù)進行異常分析，得到量化其波形變化程度的統(tǒng)計量S ；
[0010]5)計算動態(tài)閾值:根據(jù)步驟2)采集的潮流計算初始參數(shù)，利用連續(xù)潮流法分析網(wǎng)絡潮流，再計算網(wǎng)絡中各節(jié)點的靈敏度系數(shù)；[0011]同時劃分靈敏度系數(shù)定義域區(qū)間，然后構建靈敏度系數(shù)判別矩陣，分析各個定義域區(qū)間內(nèi)靈敏度系數(shù)與動態(tài)閾值變化量的對應關系；
[0012]最后根據(jù)網(wǎng)絡中各節(jié)點的靈敏度系數(shù)所屬區(qū)間，計算各節(jié)點的動態(tài)超標閾值Nt和動態(tài)異常閾值St ；
[0013]6)綜合預警分析:使用分段非線性函數(shù)分別量化穩(wěn)態(tài)電能質量預警數(shù)據(jù)的超標程度和異常程度；
[0014]然后基于線性加權法，綜合分析穩(wěn)態(tài)電能質量預警數(shù)據(jù)的超標程度和異常程度，得到超標和異常程度綜合量化值；
[0015]最后分析得到穩(wěn)態(tài)電能質量預警結果。
[0016]本發(fā)明方法的步驟2)中，數(shù)據(jù)采集的具體方法為:
[0017]采集電網(wǎng)中各節(jié)點穩(wěn)態(tài)電能質量預警指標的監(jiān)測數(shù)據(jù)，構成“電能質量預警數(shù)據(jù)”；
[0018]同時采集網(wǎng)絡中潮流計算用的初始參數(shù)，構成“潮流計算初始參數(shù)”。
[0019]本發(fā)明方法的步驟3)中對穩(wěn)態(tài)電能質量預警數(shù)據(jù)進行完整度校驗的具體方法為:
[0020]如果穩(wěn)態(tài)電能質量預警數(shù)據(jù)個數(shù)超過正常監(jiān)測數(shù)據(jù)個數(shù)的校驗閾值，則判定滿足完整度要求，否則不滿足完整度要求。
[0021]本發(fā)明方法的步驟3)中，校驗閾值可以為50%。
[0022]本發(fā)明方法步驟5)中，計算動態(tài)閾值的具體方法為:
[0023]51)根據(jù)步驟2)采集的潮流計算初始參數(shù)，利用連續(xù)潮流法分析網(wǎng)絡潮流分析網(wǎng)絡潮流，計算出電網(wǎng)中所有的狀態(tài)變量、控制變量和相關參數(shù)，然后基于靈敏度分析法，計算網(wǎng)絡中各節(jié)點的靈敏度系數(shù)；
[0024]同時劃分靈敏度系數(shù)定義域區(qū)間，然后構建靈敏度系數(shù)判別矩陣，分析各個定義域區(qū)間內(nèi)靈敏度系數(shù)與動態(tài)閾值變化量的對應關系；
[0025]52)判斷網(wǎng)絡中各節(jié)點的靈敏度系數(shù)所屬定義域區(qū)間，根據(jù)定義域區(qū)間內(nèi)靈敏度系數(shù)與動態(tài)閾值變化量的對應關系，找出各節(jié)點靈敏度系數(shù)對應的動態(tài)閾值變化量；
[0026]53)按照以下方法分別計算各節(jié)點的動態(tài)閾值:將動態(tài)閾值變化量中的動態(tài)超標閾值變化量和動態(tài)異常閾值變化量分別與各自的靜態(tài)閾值相加，得到動態(tài)超標閾值Nt和動態(tài)異常閾值ST。
[0027]本發(fā)明方法步驟6)的具體流程為:
[0028]使用下列分段非線性函數(shù)，量化穩(wěn)態(tài)電能質量預警數(shù)據(jù)的超標程度:
【權利要求】
1.一種基于靈敏度分析的網(wǎng)絡穩(wěn)態(tài)電能質量預警方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 1)判別出電網(wǎng)中的節(jié)點數(shù)目，然后根據(jù)電網(wǎng)中的節(jié)點空間布局以及節(jié)點之間的連接方式確定電網(wǎng)的網(wǎng)絡拓撲結構； 2)采集電網(wǎng)的潮流計算初始參數(shù)和穩(wěn)態(tài)電能質量預警數(shù)據(jù)； 3)對所述步驟2)采集的穩(wěn)態(tài)電能質量預警數(shù)據(jù)進行完整度校驗，若滿足完整度要求，則進入步驟4)，否則丟棄已采集穩(wěn)態(tài)電能質量預警數(shù)據(jù)后，返回步驟2)重新采集穩(wěn)態(tài)電能質量預警數(shù)據(jù)； 4)數(shù)據(jù)分析:根據(jù)現(xiàn)有電能質量國家標準規(guī)定值，對步驟2)采集的穩(wěn)態(tài)電能質量預警數(shù)據(jù)進行超標檢測，統(tǒng)計出超標次數(shù)N;同時對穩(wěn)態(tài)電能質量預警數(shù)據(jù)進行異常分析，得到量化其波形變化程度的統(tǒng)計量S ； 5)計算動態(tài)閾值:根據(jù)步驟2)采集的潮流計算初始參數(shù)，利用連續(xù)潮流法分析網(wǎng)絡潮流，再計算網(wǎng)絡中各節(jié)點的靈敏度系數(shù)； 同時劃分靈敏度系數(shù)定義域區(qū)間，然后構建靈敏度系數(shù)判別矩陣，分析各個定義域區(qū)間內(nèi)靈敏度系數(shù)與動態(tài)閾值變化量的對應關系； 最后根據(jù)網(wǎng)絡中各節(jié)點的靈敏度系數(shù)所屬區(qū)間，計算各節(jié)點的動態(tài)超標閾值Nt和動態(tài)異常閾值St; 6)綜合預警分析:使用分段非線性函數(shù)分別量化穩(wěn)態(tài)電能質量預警數(shù)據(jù)的超標程度和異常程度； 然后基于線性加權法，綜合分析穩(wěn)態(tài)電能質量預警數(shù)據(jù)的超標程度和異常程度，得到超標和異常程度綜合量化值； 最后分析得到穩(wěn)態(tài)電能質量預警結果。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于靈敏度分析的網(wǎng)絡穩(wěn)態(tài)電能質量預警方法，其特征在于，所述步驟2)中，數(shù)據(jù)采集的具體方法為: 采集電網(wǎng)中各節(jié)點穩(wěn)態(tài)電能質量預警指標的監(jiān)測數(shù)據(jù)，構成“電能質量預警數(shù)據(jù)”； 同時采集網(wǎng)絡中潮流計算用的初始參數(shù)，構成“潮流計算初始參數(shù)”。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于靈敏度分析的網(wǎng)絡穩(wěn)態(tài)電能質量預警方法，其特征在于，所述步驟3)中對穩(wěn)態(tài)電能質量預警數(shù)據(jù)進行完整度校驗的具體方法為: 如果穩(wěn)態(tài)電能質量預警數(shù)據(jù)個數(shù)超過正常監(jiān)測數(shù)據(jù)個數(shù)的校驗閾值，則判定滿足完整度要求，否則不滿足完整度要求。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種基于靈敏度分析的網(wǎng)絡穩(wěn)態(tài)電能質量預警方法，其特征在于，所述校驗閾值為50%。
5.根據(jù)權利要求1、2、3或4所述的一種基于靈敏度分析的網(wǎng)絡穩(wěn)態(tài)電能質量預警方法，其特征在于，所述步驟5)中，計算動態(tài)閾值的具體方法為: 51)根據(jù)步驟2)采集的潮流計算初始參數(shù)，利用連續(xù)潮流法分析網(wǎng)絡潮流分析網(wǎng)絡潮流，計算出電網(wǎng)中所有的狀態(tài)變量、控制變量和相關參數(shù)，然后基于靈敏度分析法，計算網(wǎng)絡中各節(jié)點的靈敏度系數(shù)； 同時劃分靈敏度系數(shù)定義域區(qū)間，然后構建靈敏度系數(shù)判別矩陣，分析各個定義域區(qū)間內(nèi)靈敏度系數(shù)與動態(tài)閾值變化量的對應關系；52)判斷網(wǎng)絡中各節(jié)點的靈敏度系數(shù)所屬定義域區(qū)間，根據(jù)定義域區(qū)間內(nèi)靈敏度系數(shù)與動態(tài)閾值變化量的對應關系，找出各節(jié)點靈敏度系數(shù)對應的動態(tài)閾值變化量； 53)按照以下方法分別計算各節(jié)點的動態(tài)閾值:將動態(tài)閾值變化量中的動態(tài)超標閾值變化量和動態(tài)異常閾值變化量分別與各自的靜態(tài)閾值相加，得到動態(tài)超標閾值Nt和動態(tài)異常閾值ST。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種基于靈敏度分析的網(wǎng)絡穩(wěn)態(tài)電能質量預警方法，其特征在于，所述步驟6)的具體流程為: 使用下列分段非線性函數(shù)，量化穩(wěn)態(tài)電能質量預警數(shù)據(jù)的超標程度:
【文檔編號】G01R19/165GK103928923SQ201410112185
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年3月24日 優(yōu)先權日:2014年3月24日
【發(fā)明者】顧偉, 柏晶晶, 袁曉冬, 李群, 張帥 申請人:東南大學