【技术实现步骤摘要】
三维电能质量评估方法
[0001]本专利技术涉及电能质量评估
，具体涉及一种包含指标维度
、
时间维度以及节点维度的电能质量评估方法
。
技术介绍
[0002]近年来，随着分布式新能源发电对电网的不断渗入，其能源出力的随机性与间歇性以及电源出力分布的动态变化，致使电网电能质量问题呈现出更为复杂的时空特征
。
为迎接新能源技术给电网电能质量带来的新挑战，推动能源互联网技术的进步，更进“以质定价”的电力市场发展进程，多维电能质量评估体系的构建，已成为当前新能源发展大背景下的重要议题
。
[0003]目前，国内外对于电能质量的评估主要围绕建立评估指标体系
、
指标赋权以及结合指标权重进行综合评这三个步骤展开
。
评估方式多是针对某一个或某几个节点的离线评估，这种仅关心单一时段的静态评估方式，难以发现电能质量变化所带来的潜在问题
。
此外，随着电网复杂程度的加深，节点间的相互作用将导致多个节点呈现出相似的变化特性，仅针对单一节点
、
单一时段的静态评估方式难以发掘这种节点间的共性问题，难以为电能质量治理提供全面指导
。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是提供一种三维电能质量评估方法，实现在指标维度
、
时间维度以及节点维度上的电能质量评估
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种三维电能质量评估方法，包括以下步骤
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种三维电能质量评估方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：选取电压偏差
、
频率偏差
、
三相不平衡
、
谐波含量
、
电压波动作为电能质量评估指标；步骤2：针对步骤1中所述的各项电能质量评估指标，在零到正无穷的开区间数值范围内设置数值区间，作为各项电能质量评估指标的等级区间；步骤3：连续采集各项电能质量评估指标数据，根据其数值所处的等级区间，得到不同时刻各项电能质量评估指标的等级；步骤4：求解各项电能质量评估指标的信息熵，计算各项电能质量评估指标的熵权法权重；步骤5：以各项电能质量评估指标的等级作为状态，构造状态变权函数，将得到的状态变权函数与步骤4所得的熵权法权重结合，得到各项电能质量评估指标的状态熵权法权重；步骤6：采用双轨制优劣解距离法，分别计算各个电能质量评估指标数据和各个电能质量评估指标等级限值的优劣程度评分；步骤7：将各个电能质量评估指标等级限值的优劣程度评分作为综合评估的等级限值，构造综合等级区间，根据各个电能质量评估指标数据的优劣程度评判所处的综合等级区间，确定各个电能质量评估指标数据的综合等级；以3秒为周期，连续对电能质量评估指标数据进行评估，得到3秒间隔的多指标综合时序评估结果，实现指标维度评估；步骤8：对多指标综合时序评估结果与各项电能质量评估指标数据进行时间聚合与特征提取，分别得到以3秒
、5
分钟
、2
小时
、1
天为间隔的多时间尺度的评估结果与特征数据图像，实现时间维度评估；步骤9：将多个监测节点的多指标综合时序评估结果汇总，求解各个监测节点相互之间的相关系数，构造监测节点间的相关性矩阵；步骤
10
：设定合并阈值，在监测节点间的相关性矩阵中寻找大于合并阈值的最大值，对监测节点间的相关性矩阵进行合并；多次重复上述操作，直至无法找到大于合并阈值的矩阵数值，提取各行行号，得到各节点的评估分区，实现节点维度评估
。2.
根据权利要求1所述的三维电能质量评估方法，其特征在于：步骤2中，在零到正无穷的开区间数值范围内设置5个连续的数值区间个连续的数值区间作为各项电能质量评估指标的等级区间；将各项电能质量评估指标按等级区间从小到大划分为1级
、2
级
、3
级
、4
级
、5
级，共5个等级；其中，
0、
为第
j
个电能质量评估指标的等级限值；
j
＝
1,2,3,4,5
，分别对应电能质量评估指标中的电压偏差
、
频率偏差
、
三相不平衡
、
谐波含量和电压波动
。3.
根据权利要求2所述的三维电能质量评估方法，其特征在于：所述步骤4包括以下子步骤：子步骤
4.1
：设每个电能质量评估指标都有
n
个时间序列指标数据，将
n
个时间序列监测数据的时长作为计算时段，对计算时段内各项电能质量评估指标数据进行正向标准化：
其中，
z
ij
为第
i
时刻第
j
项指标的正向标准化数据；
x
ij
为第
i
时刻第
j
项指标的原始数据，
1≤i≤n
；子步骤
4.2
：以正向标准化数据中的最大值和最小值构造区间，在该区间内等分出
k
个小数值区间，计算各个小区间内正向标准化数据出现的概率
p
，即：其中，
p
vj
为第
j
项指标的正向标准化数据落在第
v
个区间内的概率；
t
vj
为第
j
项指标的正向标准化数据落在第
v
个区间内的个数；
1≤v≤k,0≤t
vj
≤n,
子步骤
4.3
：采用信息熵计算公式结合各指标数据概率分布计算信息熵，即：其中，
E
j
为第
j
个指标的信息熵；
p
vj
为数据点落在第
v
个区间内第
j
个指标的概率；
k
表示等分数值区间个数；子步骤
4.4
：采用信息熵计算信息量期望，即：
D
j
＝1‑
E
j
其中，
D
j
为第
j
个指标的信息量期望；子步骤
4.5
：平移各指标信息量基础期望，进行归一化运算，得到常权计算公式：其中，
w
j
为第
j
个指标的熵权法权重；
α
为各指标信息量期望
D
j
的零点平移量，表示指标信息量期望相对于信息量期望零点的距离
。4.
根据权利要求3所述的三维电能质量评估方法，其特征在于：所述步骤5包括以下子步骤：子步骤
5.1
：在指标
j
的计算时段内，以不同时刻
i
的指标数据所处的等级区间的等级大小作为状态，构造状态变权函数
S(x)
＝
e
β
(L(x)
‑
1)
；其中，
e
为自然对数，
β
是指变权函数的增益系数，构造等级状态
L(x)
的约束方程限定状态量的大小，即：其中，
x
为
3s
瞬时指标数据；表示第
i
时刻
、
第
j
项电能质量评估指标的等级，其所代表的等级；为第
b
个等级的等级限值，其中
i∈[1,4]
，子步骤
5.2
：结合熵权法权重与状态变权函数，采用
Hadamard
乘积，最终得到状态熵权法计算公式：
其中，
w
ij
为第
i
时刻第
j
个电能质量评估指标的状态熵权法权重
。5.
根据权利要求4所述的三维电能质量评估方法，其特征在于：所述步骤6包括以下子步骤：子步骤
6.1
：计算电能质量评估指标数据相对于等级最大最小
(0)
限值的距离，得到评估指标数据的正
、
负理想解距，即：负理想解距，即：其中，为第
j
项评估指标
、
第
i
时刻电能质量评估指标数据的正理想解距离；为第
j
项电能质量评估指标
、
第
i
时刻电能质量评估指标数据的负理想解距离；
1≤i≤n
；子步骤
6.2
：计算电能质量评估指标等级限值相对于指标等级最大等级最小
(0)
限值的距离，得到评估指标等级限值的正
、
负理想解距，即：负理想解距，即：其中
PL
bj
为第
j
项电能质量评估指标
、
第
b
个电能质量评估指标等级限值的正理想解距离；为第
j
项电能质量评估指标
、
第
b
个电能质量评估指标等级限值的负理想解距离；
b
＝
0,1,2,3,4
，子步骤
6.3
：计算电能质量评估指标数据的正
、
负理想解距离标准化数据，即：负理想解距离标准化数据，即：其中为第
j
项电能质量评估指标
、
第
i
时刻电能质量评估指标数据的正理想解距离标准化数据；为第
j
项电能质量评估指标
、
第
i
时刻电能质量评估指标数据的负理想解距离标准化数据；子步骤
6.4
：计算电能质量评估指标等级限值的正
、
负理想解距离标准化数据，即：
其中为第
j
项电...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑丽君，吕世轩，胡润泽，张灿，耿蒲龙，吝伶艳，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：
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