一种基于气象信息和熵权理论的电缆负荷曲线估算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于气象信息和熵权理论的电缆负荷曲线估算方法，包括以下步骤：1)画出气象坐标图，确定基准负荷所对应的气象象限(简称为基准气象象限)；2)确定位于基准气象象限中的代表日；3)基于熵权理论，确定一个季度中各个月份的负荷信息所占权重；4)求取一个季度的电缆基准日负荷曲线。本发明专利技术有利于了解各个电缆线路上的负荷波动情况，便于进一步对电缆上的负荷进行合理预测，有利于在现有电缆线路上对负荷进行合理调配，从而实现整个电网的利用率最优，以更经济的方式保证电网的安全稳定运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统的
，尤其是指一种基于气象信息和熵权理论的电缆 负荷曲线估算方法。
技术介绍
随着经济社会的快速发展，人民生活水平的日益提高，用电负荷的波动也越来越 明显，了解各个电缆线路上的负荷波动情况，有利于在现有电缆线路上对负荷进行合理调 配，从而实现整个电网的利用率最优，以更经济的方式保证电网的安全稳定运行。 电缆的负荷波动收到工作日与非工作日、时间段、天气情况等诸多因素的影响。由 于工作日更有可能超过电缆负荷额定值，故对工作日的电缆负荷进行估算更具有实际意 义。而目前常用的电缆负荷估算方法常常将各天的负荷情况不加筛选地进行数学上的简单 拟合，与电缆负荷运行实际相差较远。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于气象信息和熵权理论的电 缆负荷曲线估算方法，该方法能够充分利用各种气象信息，并通过引入熵权理论来确定一 个季度中各个月的负荷信息在拟合复合曲线时所占权重，最终求得基准负荷曲线，使得负 荷的估算更能体现电缆的运行实际，并具备相对严谨的理论基础。 为实现上述目的，本专利技术所提供的技术方案为：一种基于气象信息和熵权理论的 电缆负荷曲线估算方法，包括以下步骤： 1)画出气象坐标图，确定基准负荷所对应的气象象限，简称为基准气象象限，由 于电缆的负荷容易受到气象条件的影响，如果想确定电缆一个季度中具有代表性的负荷曲 线，就必须要确定一个季度中具有代表性的气象条件，防止突发的天气状况所产生的电缆 负荷波动影响基准负荷曲线的准确度，而确定基准气象条件的方法即构建基准气象象限， 该基准气象象限能够考虑所有的气象因素； 2)确定位于基准气象象限中的代表工作日，将各个工作日的气象信息均标识到基 准气象象限中，筛选得到在基准气象象限中的工作日即为代表工作日，进行负荷曲线估算， 而在基准气象象限之外的工作日的负荷信息为不参与负荷曲线估算的非代表工作日； 3)基于熵权理论，确定一个季度中各个月份的负荷信息所占权重，其中，基准工作 日的当日最大负荷与各气象因素之间的相关系数绝对值越小，则认为该日负荷亦越接近基 准负荷，则该日负荷曲线在拟合基准负荷曲线时应占据较大权重，如果以月份为单位，即认 为同一个月份之中的日负荷与天气的相关关系是相同的，基于这种考虑，采取以日最大负 荷与各个气象因素的相关系数作为衡量所选取的代表日负荷对基准负荷曲线贡献程度的 衡量指标，并且采用熵权法对此指标进行权重评定，求得各基准负荷日曲线对本季度基准 负荷的贡献程度即权重，包括以下步骤： 3. 1)各季节逐月的综合衡量指标计算 通过计算某季度的基准工作日的最大负荷与当日最高气温的相关系数，最大负 荷与当日降雨量的相关系数，最大负荷与当日相对湿度的相关系数，采用这三个相关系数 的绝对值之和作为衡量每个基准工作日对该季节代表日基准负荷曲线的贡献程度，前者越 小，则该基准工作日对该季节代表日基准负荷曲线的贡献程度越大，如下： $Pmax，d，m表示该季度m月的基准工作日d的最大负荷，t d，m表示当日最高气温，r d，m 表示当日降水量，Sim表示当日相对湿度，则有：【主权项】1. ，其特征在于，包括以下步 骤： 1) 画出气象坐标图，确定基准负荷所对应的气象象限，简称为基准气象象限，由于电缆 的负荷容易受到气象条件的影响，如果想确定电缆一个季度中具有代表性的负荷曲线，就 必须要确定一个季度中具有代表性的气象条件，防止突发的天气状况所产生的电缆负荷波 动影响基准负荷曲线的准确度，而确定基准气象条件的方法即构建基准气象象限，该基准 气象象限能够考虑所有的气象因素； 2) 确定位于基准气象象限中的代表工作日，将各个工作日的气象信息均标识到基准气 象象限中，筛选得到在基准气象象限中的工作日即为代表工作日，进行负荷曲线估算，而在 基准气象象限之外的工作日的负荷信息为不参与负荷曲线估算的非代表工作日； 3) 基于熵权理论，确定一个季度中各个月份的负荷信息所占权重，其中，基准工作日的 当日最大负荷与各气象因素之间的相关系数绝对值越小，则认为该日负荷亦越接近基准负 荷，则该日负荷曲线在拟合基准负荷曲线时应占据较大权重，如果以月份为单位，即认为同 一个月份之中的日负荷与天气的相关关系是相同的，基于这种考虑，采取以日最大负荷与 各个气象因素的相关系数作为衡量所选取的代表日负荷对基准负荷曲线贡献程度的衡量 指标，并且采用熵权法对此指标进行权重评定，求得各基准负荷日曲线对本季度基准负荷 的贡献程度即权重，包括以下步骤： 3. 1)各季节逐月的综合衡量指标计算 通过计算某季度的基准工作日的最大负荷与当日最高气温的相关系数，最大负荷与当 日降雨量的相关系数，最大负荷与当日相对湿度的相关系数，采用这三个相关系数的绝对 值之和作为衡量每个基准工作日对该季节代表日基准负荷曲线的贡献程度，前者越小，则 该基准工作日对该季节代表日基准负荷曲线的贡献程度越大，如下： 令表示该季度m月的基准工作日d的最大负荷，t d，m表示当日最高气温，r d，m表 示当日降水量，Sim表示当日相对湿度，则有：式中，a t m表示该季度m月基准工作日最大负荷相对日最高气温的相关系数；D m代表 m月的基准工作日天数；且I表示取绝对值； 同理，令a^表示该季节m月基准工作日最大负荷相对日降雨量的相关系数，则有：式中同样，令a s，m表示该季节m月基准工作日最大负荷相对相对湿度的相关系数，则有：因此，令β 作为衡量第y年该季度m月基准工作日对该季度代表日基准负荷曲线的 贡献程度的指标，at m，和a s m均省略了表示当年年份的下标y，因此有： 0m,y= Q t,m+a r,m+a 3.2) 指标的同度量化和坐标平移 由于各项指标em，y的量纲单位相同，且非负，且均为低优指标，因此不需对指标进行同 度量化和坐标平移； 3.3) 计算指标f3m，y的比率，即：式中，t./L/、表示在一定历史年份即Y年中相同季节的相同m月的已同度量化和坐标 k=\ 平移的指标β ^值之和； 3. 4)计算指标β m，y的j：商值，即：且有 em，ye ; 3.5) 计算指标f3m，y的差异性系数，即： ^ III, y - I e m，y 3.6) 计算指标f3m，y对应的熵权系数，即：其中，由于每个季度有三个月份，故有三个指标，故i = 1，2, 3 ; 由此，就求得一个季度中三个月份各个月的负荷信息所占权重，显然，由于三个月份的 基准负荷曲线构成一个季度的总的基准负荷曲线，故有4)求取一个季度的电缆基准日负荷曲线 由上述计算步骤，最终得到综合了气象因素以及该季度各月份各基准工作日的负荷曲 线所得到的该季度电缆基准日负荷曲线为：式中，Py，mh表示第y年A季第m月的基准工作日d的h时刻的负荷值，P y，A，h即为最 终求得的该年A季基准负荷估算曲线。2.根据权利要求1所述的，其 特征在于：在步骤1)中，以日最高气温为X坐标，该日降雨量为y坐标，该日相对湿度为z 坐标，则代表月份中的每个工作日可用坐标Ji. D来表不，其中，?，Γ，s分别表不工作 日的日最高气温、降雨量和相对湿度，下标im= 1，2, 3. ..，D 111本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于气象信息和熵权理论的电缆负荷曲线估算方法，其特征在于，包括以下步骤：1)画出气象坐标图，确定基准负荷所对应的气象象限，简称为基准气象象限，由于电缆的负荷容易受到气象条件的影响，如果想确定电缆一个季度中具有代表性的负荷曲线，就必须要确定一个季度中具有代表性的气象条件，防止突发的天气状况所产生的电缆负荷波动影响基准负荷曲线的准确度，而确定基准气象条件的方法即构建基准气象象限，该基准气象象限能够考虑所有的气象因素；2)确定位于基准气象象限中的代表工作日，将各个工作日的气象信息均标识到基准气象象限中，筛选得到在基准气象象限中的工作日即为代表工作日，进行负荷曲线估算，而在基准气象象限之外的工作日的负荷信息为不参与负荷曲线估算的非代表工作日；3)基于熵权理论，确定一个季度中各个月份的负荷信息所占权重，其中，基准工作日的当日最大负荷与各气象因素之间的相关系数绝对值越小，则认为该日负荷亦越接近基准负荷，则该日负荷曲线在拟合基准负荷曲线时应占据较大权重，如果以月份为单位，即认为同一个月份之中的日负荷与天气的相关关系是相同的，基于这种考虑，采取以日最大负荷与各个气象因素的相关系数作为衡量所选取的代表日负荷对基准负荷曲线贡献程度的衡量指标，并且采用熵权法对此指标进行权重评定，求得各基准负荷日曲线对本季度基准负荷的贡献程度即权重，包括以下步骤：3.1)各季节逐月的综合衡量指标计算通过计算某季度的基准工作日的最大负荷与当日最高气温的相关系数，最大负荷与当日降雨量的相关系数，最大负荷与当日相对湿度的相关系数，采用这三个相关系数的绝对值之和作为衡量每个基准工作日对该季节代表日基准负荷曲线的贡献程度，前者越小，则该基准工作日对该季节代表日基准负荷曲线的贡献程度越大，如下：令Pmax,d,m表示该季度m月的基准工作日d的最大负荷，td,m表示当日最高气温，rd,m表示当日降水量，sd,m表示当日相对湿度，则有：αt,m=|Σd=1Dm(Pmax,d,m-Pmax,m‾)(td,m-tm‾)Σd=1Dm(Pmax,d,m-Pmax,m‾)2Σd=1Dm(td,m-tm‾)2|]]>式中，αt,m表示该季度m月基准工作日最大负荷相对日最高气温的相关系数；Dm代表m月的基准工作日天数；且||表示取绝对值；同理，令αr,m表示该季节m月基准工作日最大负荷相对日降雨量的相关系数，则有：αt,m=|Σd=1Dm(Pmax,d,m-Pmax,m‾)(rd,m-rm‾)Σd=1Dm(Pmax,d,m-Pmax,m‾)2Σd=1Dm(rd,m-rm‾)2|]]>式中，rm‾=1DmΣd=1Dmrd,m;]]>同样，令αs,m表示该季节m月基准工作日最大负荷相对相对湿度的相关系数，则有：αt,m=|Σd=1Dm(Pmax,d,m-Pmax,m‾)(Sd,m-Sm‾)Σd=1Dm(Pmax,d,m-Pmax,m‾)2Σd=1Dm(Sd,m-Sm‾)2|]]>式中，Sm‾=1DmΣd=1DmSd,m;]]>因此，令βm,y作为衡量第y年该季度m月基准工作日对该季度代表日基准负荷曲线的贡献程度的指标，αt,m，αr,m和αs,m均省略了表示当年年份的下标y，因此有：βm,y＝αt,m+αr,m+αs,m；3.2)指标的同度量化和坐标平移由于各项指标βm,y的量纲单位相同，且非负，且均为低优指标，因此不需对指标进行同度量化和坐标平移；3.3)计算指标βm,y的比率，即：γm,y=βm,yΣk=1Yβm,k]]>式中，表示在一定历史年份即Y年中相同季节的相同m月的已同度量化和坐标平移的指标βm,k值之和；3.4)计算指标βm,y的熵值，即：em,y=-1ln YΣk=1Y(γm,ylnγm,y)]]>且有em,y∈[0,1]；3.5)计算指标βm,y的差异性系数，即：θm,y＝1‑em,y3.6)计算指标βm,y对应的熵权系数，即：ωm,y=θm,yΣi=13θm,i]]>其中，由于每个季度有三个月份，故有三个指标，故i＝1,2,3；由此，就求得一个季度中三个月份各个月的负荷信息所占权重，显然，由于三个月份的基准负荷曲线构成一个季度的总的基准负荷曲线，故有：Σ...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘刚，陈艺璇，王鹏，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44