一种基于功率波动的电能质量损失分析方法和系统与流程

1.本发明属低压配电网领域，具体涉及一种基于功率波动的电能质量损失分析方法和系统。


背景技术：

2.电力系统经济、稳定、安全运行是人民生产生活的重要保障。电能质量分析是维护高质量的电能的前提和依据，对电力系统的稳定安全运行具有重要作用。目前，电网系统逐步走向智能化信息化时代，不断产生大量结构复杂的电力大数据。同时智能电网的快速发展，现场的电磁干扰以及负荷的频繁变化使得电能质量分析变得越来越难。因此，电能质量的治理变得很有必要，电能质量的治理以电能质量的合理评估为前提,只有对电能质量问题进行确切的分析评估,明确症结所在,才能采取对策。若从供电侧考虑的评估指标有暂降的幅值，持续时间以及其电压波形，只考虑了电压暂降特征，未考虑用户侧效用情况，即若电压暂降幅值较大，持续时间较长，但用户未受到损失，则不能评估为严重暂降。或者从用户侧考虑的评估指标有经济损失情况和设备耐受能力等，未考虑供电侧电压暂降严重程度，即若电压暂降幅值较小，持续时间较短，但用户损失严重，则不应评估为轻微扰动。且现行的数据需要考虑大量用户侧的数据，且无法避免消耗实地调查所需要的人力物力，加之由于供用电双方关心的各种电能质量问题最终归结到经济问题上,但现行的以经济损失为基础对各项电能质量问题进行的评估并不合理。虽然近年来,各国都根据实际情况制定了相关的损失统计方案，如中国就有国标gb/z 32880.1-2016。然而，这些标准建立了大量的统计模型，虽然结果准确度高，真实可靠，但是在绝大部分情况下，这些模型需要的大量用户侧数据并不能获得，且存在适用性较低等问题。


技术实现要素：

3.为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种基于功率波动的电能质量损失分析方法，包括：
4.获取用户在电能质量下降事件中的有功功率波动曲线；
5.基于所述有功功率波动曲线对电能质量下降事件中每一个电压暂降阶段进行划分，并计算每一个电压暂降阶段的用户生产损失和电能损失；
6.对每一个电压暂降阶段的用户生产损失和电能损失进行求和，作为电能质量损失。
7.优选的，所述电压暂降阶段，包括：电压暂降发生阶段、电压暂降发生后阶段和设备重启阶段。
8.优选的，所述电压暂降发生阶段的用户生产损失包括：由次品造成的生产成本利润损失。
9.优选的，所述电压暂降发生后阶段的用户生产损失包括：由停工造成的停工利润损失。
10.优选的，所述设备重启阶段的用户生产损失为零。
11.优选的，计算每一个电压暂降阶段的用户生产损失，包括：
12.计算电压暂降发生阶段的生产成本利润损失；
13.计算电压暂降发生后阶段的停工利润损失。
14.优选的，所述电压暂降发生阶段的生产成本利润损失的计算式如下：
[0015][0016]
式中，c1表示电压暂降发生阶段的生产成本利润损失；t1表示有功功率波动曲线上电压暂降发生时间节点；t2表示有功功率波动曲线上设备开始停运的时间节点；q1表示用户平均一天的营业额。
[0017]
优选的，所述电压暂降发生后阶段的停工利润损失的计算式如下：
[0018][0019]
式中，c2表示电压暂降发生后阶段的停工利润损失；t3表示有功功率波动曲线上设备开始重启的时间节点；t2表示有功功率波动曲线上设备开始停运的时间节点；q2表示平均一天的净利润。
[0020]
优选的，所述对每一个电压暂降阶段的用户生产损失和电能损失进行求和，作为电能质量损失，包括：
[0021]
计算电压暂降发生阶段、电压暂降发生后阶段和设备重启阶段的用户总电能损失；
[0022]
对电压暂降发生阶段的生产成本利润损失和电压暂降发生后阶段的停工利润损失进行相加，得到用户总生产损失；
[0023]
将所述用户总电能损失和用户总生产损失电能损失进行求和，作为电能质量损失。
[0024]
优选的，所述用户总电能损失的计算式如下：
[0025][0026]
式中，c3表示在电压暂降发生阶段、电压暂降发生后阶段和设备重启阶段的用户总电能损失；f(t)表示有功功率关于时间t的函数；t1表示有功功率波动曲线上电压暂降发生时间节点；t4表示有功功率波动曲线上设备重启结束并且有功功率恢复至电压暂降前的数值的时间节点；x表示所在地区的电价。
[0027]
基于同一发明构思，本发明还提供了一种基于功率波动的电能质量损失分析系统，包括：获取模块、划分计算模块以及损失求和模块；
[0028]
所述获取模块，用于获取用户在电能质量下降事件中的有功功率波动曲线；
[0029]
所述划分计算模块，用于基于所述有功功率波动曲线对电能质量下降事件中每一个电压暂降阶段进行划分，并计算每一个电压暂降阶段的用户生产损失和电能损失；
[0030]
所述损失求和模块，用于对每一个电压暂降阶段的用户生产损失和电能损失进行求和，作为电能质量损失。
[0031]
与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：
[0032]
本发明实现了一种基于功率波动的电能质量损失分析方法和系统，包括：获取用户在电能质量下降事件中的有功功率波动曲线；基于所述有功功率波动曲线对电能质量下降事件中每一个电压暂降阶段进行划分，并计算每一个电压暂降阶段的用户生产损失和电能损失；基于每一个电压暂降阶段的用户生产损失和电能损失进行求和后，作为用户损失；本发明不需要大量用户侧的数据，避免消耗实地调查所需要的人力物力，适用于大多数电能质量下降事件。
附图说明
[0033]
图1为本发明提供的一种基于功率波动的电能质量损失分析方法流程示意图；
[0034]
图2为本发明提供的一种基于功率监测波动的敏感用户电能质量经济损失成本分析方法流程图；
[0035]
图3为本发明提供的一种基于功率波动的电能质量损失分析系统框架示意图。
具体实施方式
[0036]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0037]
实施例1：
[0038]
本发明提供的一种基于功率波动的电能质量损失分析方法流程示意图如图1所示，包括：
[0039]
步骤1：获取用户在电能质量下降事件中的有功功率波动曲线；
[0040]
步骤2：基于所述有功功率波动曲线对电能质量下降事件中每一个电压暂降阶段进行划分，并计算每一个电压暂降阶段的用户生产损失和电能损失；
[0041]
步骤3：对每一个电压暂降阶段的用户生产损失和电能损失进行求和，作为电能质量损失。
[0042]
具体的，一种基于功率监测波动的敏感用户电能质量经济损失成本分析方法，包括如图2所示，步骤如下：
[0043]
步骤1具体包括：在电能质量监测单元获取用户侧在电能质量事件中的有功功率曲线。
[0044]
步骤2具体包括下述s1到s4；
[0045]
s1：根据有功功率曲线的显现出的特性，将电压暂降事件发生过程中的有功功率曲线分为三段，分别是电压暂降发生、电压暂降发生后以及设备重启动三段；
[0046]
s2：在电压暂降发生阶段，有功功率曲线变化非常快，此阶段损失主要由设备发生电压暂降生产的次品造成的，这些次品带来了生产成本损失和利润损失，此外，该阶段损失也包含一定的电能损失；
[0047]
此阶段主要计算生产成本损失和利润损失具体建模为：考虑到用户一天的营业额包括一天的生产成本和利润，因此设平均一天的营业额为q1，而次品率可以通过功率跌落阶段时间占一天时间的比例来表示，假设工厂为8小时工作制，表示为式(1)：
[0048][0049]
式中，c1即该阶段的损失(电压暂降发生阶段的生产成本利润损失)；t1、t2分别是有功功率曲线上电压暂降发生以及设备开始停运的时间节点。
[0050]
s3：在电压暂降发生后的阶段，设备由于故障已停运，工厂停工，停工的持续时间在不同的工况下不同。而此段时间内本应继续产生利润。因此，此阶段的损失主要包括停工造成的利润损失以及一定的电能损失；
[0051]
本阶段主要计算利润损失，具体建模为：这个损失为停工期间产生的利润损失，可以通过一天的净利润来求得，因此设平均一天的净利润为q2，此外，停工持续时间可以通过功率变化曲线获得，表示为式(2)：
[0052][0053]
式中，c2即该阶段的损失(电压暂降发生后阶段的停工利润损失)；t3为有功功率曲线上设备开始重启的时间节点。
[0054]
s4：在设备重启动阶段，设备未正常运行，设备重启动时间较停工时间短暂。而设备重启至有功功率恢复到正常生产水平前需要消耗大量的电能，但不会有利润损失出现，因此，现在计算的损失主要包括在电压暂降发生的阶段、在电压暂降发生后的阶段和设备重新启动的阶段带来的电能损失；
[0055]
具体建模为：电能损失主要通过功率的变化来体现，同时还有考虑到该用户所处地区的电价，表示为式(3)：
[0056][0057]
式中，c3即电能损失(在电压暂降发生阶段、电压暂降发生后阶段和设备重启阶段的用户总电能损失)；f(x)是有功功率关于时间的函数；t4为有功功率曲线上设备重启结束，有功功率恢复至电压暂降前的数值的时间节点；x是该地区电价。
[0058]
步骤3具体包括：根据s1到s4计算得到的用户生产损失(对应实施例中在电压暂降发生阶段，由设备发生电压暂降生产的次品造成的生产成本损失和利润损失、在电压暂降发生后的阶段，设备在不同的工况下故障已停运，工厂停工，停工的持续时间等不同情况下本造成的利润损失、在设备重启动阶段，设备未正常运行所以不会有利润损失出现)和所有阶段存在的电能损失，即如(4)计算式，从而得到用户损失：
[0059]czong
＝c1 c2 c
3 (4)
[0060]
其中，c
zong
为总的用户损失，c1为电压暂降发生阶段的生产成本利润损失，c2为电压暂降发生后阶段的停工利润损失，c3为在电压暂降发生阶段、电压暂降发生后阶段和设备重启阶段的用户总电能损失。
[0061]
实施例2：
[0062]
基于同一发明构思，本发明还提供了一种基于功率波动的电能质量损失分析系统，由于这些系统解决技术问题的原理与一种基于功率波动的电能质量损失分析方法相似，重复之处不再赘述。
[0063]
一种基于功率波动的电能质量损失分析系统，其框架如图3所示，包括：获取模块、划分计算模块以及损失求和模块；
[0064]
所述获取模块，用于获取用户在电能质量下降事件中的有功功率波动曲线；
[0065]
所述划分计算模块，用于基于所述有功功率波动曲线对电能质量下降事件中每一个电压暂降阶段进行划分，并计算每一个电压暂降阶段的用户生产损失和电能损失；
[0066]
所述损失求和模块，用于对每一个电压暂降阶段的用户生产损失和电能损失进行求和，作为电能质量损失。
[0067]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0068]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0069]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0070]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0071]
最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本发明后依然可对发明的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在发明待批的权利要求保护范围之内。