一种基于多维空间体积的电能质量综合评估方法及存储介质与流程

1.本发明涉及质量监测和评估技术领域，尤其是一种基于多维空间体积的电能质量综合评估方法及存储介质。


背景技术：

2.为实现碳中和目标，需要建设大量的风力发电场和光伏发电场项目，在配电网内也会出现越来越多的分布式风电和光伏项目。因风电和光伏项目发电具有间歇性，对区域电网的电能质量影响较大，需要加强对区域电网的电能质量的监测和评估。针对电能质量问题，各国先后发布了一系列的电能质量国家标准，我国的国家技术监督局也颁布了涉及电能质量五个方面的国家标准，即：供电电压允许偏差，供电电压允许波动和闪变，供电三相电压允许不平衡度，公用电网谐波，以及供电频率允许偏差等的指标限制。
3.由于对电能质量的评估涉及诸多指标，故很难给出一个电能质量综合评价指标，以指导电能竞价上网，按质定价、优质优价的实施。因此，在电力市场环境下对电能质量进行综合评估具有重要意义。这需要将多个电能质量评估指标向一维综合评价指标加权归并,这种归并可采用各种不同的方法，国内外对电能质量评估方法已有不少研究成果，主要包含主客观和智能化两大类评估方法:如证据理论法、秩和比法、矢量代数法、基于概率距离法、模糊综合评价法、概率统计与模糊数相结合法、层次分析法、物元分析法、基于遗传投影寻踪法，人工神经网络法等。
4.但由于电能质量各单一指标客观上的不相关性,导致相对权重难以确定，现有的各种电能质量综合评估方法在进行数据融合时都考虑了各指标间的相互影响，同时加进了主观模糊评判等不确定因素，且多是采用为各指标赋予不同的权限来进行融合，故评估结果具有主观随意性，且评估结果不够直观，不易理解。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题在于，提出一种基于多维空间体积的电能质量综合评估方法及存储介质，可以将电能质量综合评估结果与多维空间相结合，能更好地提高电能质量综合评估的确定性和可理解性。
6.为解决上述技术问题，作为本发明的一方面，提供一种基于多维空间体积的电能质量综合评估方法，其包括如下步骤：
7.步骤s10，以预定的采集频率对电能监测数据进行采集；
8.步骤s11,根据每次所采集的电能监测数据，计算出其相应的各评估指标的数值偏差比例；所述评估指标包括下述指标中的多个：电压偏差、电压闪变、频率偏差、三相不平衡度以及总谐波畸变率指标；
9.步骤s12，根据一预先设置的各评估指标偏差与等级对应映射表，获得每一评估指标偏差比例所对应的等级值，根据所述评估指标的数量以及等级值建立一多维空间立方体,并获得所述多维空间立方体的顶点坐标；
10.步骤s13，根据所述多维空间立方体顶点坐标进行计算，获得此采样周期的采样时刻所对应的电能监测数据的电能质量综合值；
11.步骤s14，将电能监测数据的电能质量综合值及顶点坐标存入海量数据库。
12.优选地，进一步包括：
13.预先生成各评估指标偏差与等级对应映射表，在所述映射表中，每一评估指标分成预定数量个等级，每一等级对应所述评估指标的数值偏差比例范围，每一等级对应一等级值，不同评估指标相应的等级的等级值相同。
14.优选地，在步骤s12中获得的顶点坐标p表示为：(p1，p2，p3，...，pn)，其中，pn为所选用的各评估指标对应的等级值。
15.优选地，在所述步骤s13中，采用下述公式进行计算，获得此采样周期的采样时刻t所对应的电能监测数据的电能质量综合值p
t
:
16.p
t
＝(p1*p2*p3*...*pn)/(k*n)；
17.其中，k为每一评估指标的等级总数量，n为选用的评估指标的总数量。
18.优选地，进一步包括：
19.访问海量数据库，查找出一时段内的所有采样时刻的电能质量综合值p
t
，通过下式计算获得所述时段内的电能质量综合指标p：
[0020][0021]
其中，t1、t2为此时间段的首尾时刻；t为电能监测数据的采集频率。
[0022]
优选地，进一步包括：
[0023]
访问海量数据库，选定一采样时刻的多维空间立方体的顶点坐标，将其映射至一多维空间立方体，并展示所述多维空间方体；
[0024]
选定一时段内的各采样时刻的电能质量综合值p
t
，并形成分布曲线进行展示；或
[0025]
选定多个时段内的电能质量综合指标p，并形成分布曲线进行展示。
[0026]
相应地，本发明的另一方面，还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有一系列计算机可执行的指令，当所述一系列计算机可执行的指令被一个或多个计算装置执行时，使得所述一个或多个计算装置实现如前述的方法。
[0027]
实施本发明的实施例，具有如下有益效果：
[0028]
本发明提供一种基于多维空间体积的电能质量综合评估方法及存储介质。在本发明实施例中，将每个评估指标做为一向量，则这些指标向量构建了一个n维空间，可以体现各评估指标之间的不相关性，同时，将指标的评判值映射为这n维空间坐标的数值，各指标的一组测量值映射到这n维空间中的一个面；将面与原点及各坐标面所构成的空间体积来评判。
[0029]
在本发明实施例中，通过定时监测并同步计算电能质量综合值，并记入海量数据库。相关人员通过查找海量数据库，可形成电能质量综合评估值的分布曲线图，也可以查看各采样点相应的多维空间立方体，提高了对电能质量变化的可理解性。
[0030]
综上，本发明将多个不同评估指标赋予了相同的权限来进行融合，可以克服评估系统中对指标加权重的主观随意性；同时能给出电能质量综合评估曲线，而不是一个单一的电能质量综合数值，这不仅可以从曲线分布得到具体的电能质量综合数值，还使用户通
过观察电能质量综合数值分布的图形变化，来增加对电能质量变化的可理解性。
附图说明
[0031]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
[0032]
图1是本发明提供的一种基于多维空间体积的电能质量综合评估方法的一个实施例的主流程示意图；
[0033]
图2为本发明涉及的多维空间体积的示意图。
具体实施方式
[0034]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0035]
如图1所示，示出了本发明提供的一种基于多维空间体积的电能质量综合评估方法的一个实施例的主流程示意图；一并结合图2所示，在本实施例中，所述方法包括如下步骤：
[0036]
步骤s10，以预定的采集频率对电能监测数据进行采集；在一个具体的例子中，考虑到电能监测数据的采集频率很高，一般以两分钟作为采样周期，所以电能质量监测数据随时间的积累在不断增长，需要用海量存储机制来存储电能监测数据。
[0037]
步骤s11,根据每次所采集的电能监测数据，计算出其相应的各评估指标的数值偏差比例((占此指标正常值的％数))；所述评估指标包括下述指标中的多个：电压偏差、电压闪变、频率偏差、三相不平衡度以及总谐波畸变率指标；
[0038]
步骤s12，根据一预先设置的各评估指标偏差与等级对应映射表，获得每一评估指标偏差比例所对应的等级值，根据所述评估指标的数量以及等级值建立一多维空间立方体,并获得所述多维空间立方体的顶点坐标；
[0039]
可以理解的是，在本发明中，需要预先生成各评估指标偏差与等级对应映射表，在所述映射表中，每一评估指标分成预定数量个等级，每一等级对应所述评估指标的数值偏差比例范围，每一等级对应一等级值，不同评估指标相应的等级的等级值相同。
[0040]
更具体地，在一个例子中，可以根据根据国家所制定的电能质量各指标评估值范围进行细分；一般地，电压偏差≤10％为合格；电压闪变≤10％为合格；频率偏差≤10％为合格；三相不平衡度≤10％为合格；总谐波畸变率≤10％为合格。在本发明中，将电能质量各指标的综合评判权重进行平等的规一化处理，如下表所示，示出了各评估指标的等级的分级表(范围值的比例都是按％来计算的)：
[0041]
表1评估指标偏差与等级对应映射表
[0042][0043][0044]
从上表可以看出电能质量各指标偏差所对应的等级，其中共分了8个等级，合格有4等级(分别对应最优、优、良和合格)，不合格有4等级(分别对应不合格、差、很差和最差)，按比例将各指标的偏差范围转化成了统一的数值，并对应着各指标坐标轴上的(0,8]上的点。
[0045]
考虑到了各指标的不相关性，将每个指标做为一向量，则这组向量是线性无关的。以上表为例，这5个电能质量指标构成了一个5维的空间，各维的坐标就是这一坐标的上述等级值。显然，若有n个指标，则可以构建了一个n维空间，当n＝3时，所构成的3维空间如图2所示。其中大的立方体在坐标系(电压偏差，频率偏差，电压闪变)下，对应的顶点值p为(8,8,8)；而蓝色小立方体代表一次电能质量测量值，其顶点p
t
为(4,3,2)。
[0046]
故在本步骤中，所获得的顶点坐标p表示为：(p1，p2，p3，...，pn)，其中，pn为所选用的各评估指标对应的等级值。
[0047]
步骤s13，根据所述多维空间立方体顶点坐标进行计算，获得此采样周期的采样时刻所对应的电能监测数据的电能质量综合值；
[0048]
在一个具体的例子中，在所述步骤s13中，采用下述公式进行计算，获得此采样周期的采样时刻t所对应的电能监测数据的电能质量综合值p
t
:
[0049]
p
t
＝(p1*p2*p3*...*pn)/(k*n)；
[0050]
其中，k为每一评估指标的等级总数量(在上表示出的例子中为8)，n为选用的评估指标的总数量(小于等于5)。
[0051]
步骤s14，将电能监测数据的电能质量综合值及顶点坐标存入海量数据库。
[0052]
可以理解的是，在本发明的实施例中，可以进一步访问海量数据库，获得更多数据或展示相应的数据。
[0053]
在一个具体的例子中，所述进一步包括：
[0054]
访问海量数据库，查找出一时段内的所有采样时刻的电能质量综合值p
t
，通过下式计算获得所述时段内的电能质量综合指标p：
[0055][0056]
其中，t1、t2为此时间段的首尾时刻；t为电能监测数据的采集频率。
[0057]
在一个具体的例子中，所述方法进一步包括：
[0058]
访问海量数据库，选定一采样时刻的多维空间立方体的顶点坐标，将其映射至一多维空间立方体，并展示所述多维空间方体；
[0059]
选定一时段内的各采样时刻的电能质量综合值p
t
，并形成分布曲线进行展示；或
[0060]
选定多个时段内的电能质量综合指标p，并形成分布曲线进行展示。
[0061]
可以理解的是，本发明所采用的方法，克服了评估系统中对指标加权重的主观随意性，将指标赋予了相同的权限来进行融合；同时能给出电能质量综合评估曲线(或各采样点的多维立体空间展示)，而不是一个单一的电能质量综合数值，这不仅可以从曲线分布得到具体的电能质量综合数值，还使用户通过观察电能质量综合数值分布的图形变化，来增加对电能质量变化的可理解性。
[0062]
相应地，本发明的另一方面，还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有一系列计算机可执行的指令，当所述一系列计算机可执行的指令被一个或多个计算装置执行时，使得所述一个或多个计算装置实现如前述图1及图2所描述的方法。更多的细节，可以参考并结合前述对图1及图2的的描述，在此不进行赘述。
[0063]
实施本发明的实施例，具有如下有益效果：
[0064]
本发明提供一种基于多维空间体积的电能质量综合评估方法及存储介质。在本发明实施例中，将每个评估指标做为一向量，则这些指标向量构建了一个n维空间，可以体现各评估指标之间的不相关性，同时，将指标的评判值映射为这n维空间坐标的数值，各指标的一组测量值映射到这n维空间中的一个面；将面与原点及各坐标面所构成的空间体积来评判。
[0065]
在本发明实施例中，通过定时监测并同步计算电能质量综合值，并记入海量数据库。相关人员通过查找海量数据库，可形成电能质量综合评估值的分布曲线图，也可以查看各采样点相应的多维空间立方体，提高了对电能质量变化的可理解性。
[0066]
综上，本发明将多个不同评估指标赋予了相同的权限来进行融合，可以克服评估系统中对指标加权重的主观随意性；同时能给出电能质量综合评估曲线，而不是一个单一的电能质量综合数值，这不仅可以从曲线分布得到具体的电能质量综合数值，还使用户通过观察电能质量综合数值分布的图形变化，来增加对电能质量变化的可理解性。
[0067]
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。