基于电压暂降严重程度的用户损失确定方法和系统与流程

1.本发明属于电能质量评估技术领域，具体涉及一种基于电压暂降严重程度的用户损失确定方法和系统。


背景技术：

2.电压暂降是电能质量领域所面临的核心问题。电压暂降对工业用户造成了较大的影响，电压暂降引起的危害及其带来的巨大经济损失是很多用户面临的重要问题。电压暂降的严重程度一般可以从供电侧和用户侧两方面进行考虑，基于此将现有电压暂降评估体系分为两类：一是仅根据供电侧的电压暂降事件特征直接评估该次扰动事件的严重程度，二是根据用户侧在此次电压暂降事件中的损失情况评估事件的严重程度。电压暂降严重程度msi、dsi、mdsi是电压暂降严重程度检测中较为常用的指标，其特点是考虑了任何持续时间和幅值的暂降事件，但在实际应用中为供电质量问题和节点电压暂降治理提供的依据并不充分。
3.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。因此，如何确定电能质量问题的严重程度，有针对性地对电能质量问题进行治理，以最少的资金最大程度地提高电能质量，是一个亟待解决的重要课题。msi、dsi、mdsi等指标可以描述电压暂降的严重程度。然而，这些指标在进行电压暂降严重程度检测时通常检测精确度较低。而vtc曲线(参考电压耐受曲线)可以评估设备在电压暂降发生后的停运概率，但传统基于vtc曲线(参考电压耐受曲线)的计算方法的概率不够精确，没法针对供电质量问题和节点电压暂降治理提供依据。


技术实现要素：

4.为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种基于电压暂降严重程度的用户损失确定方法，包括：
5.基于电压暂降严重程度指标对用户设备设定时长内的电压暂降持续时间数据和幅值数据进行计算，得到电压暂降指标值；
6.利用预先确定的概率密度函数对所述各电压暂降指标值进行计算，并投影到积分区域上得到各电压暂降中所述设备的停运概率；
7.结合设定时长内的电压暂降对应的设备的停运概率以及单次暂降平均损失确定所述设定时长内的电压暂降损失作为用户损失。
8.优选的，所述电压暂降指标值包括：幅值严重程度指标值、持续时间严重程度指标值和综合指标值；
9.其中，所述综合指标是通过幅值严重程度指标值和持续时间严重程度指标值相乘得到的。
10.优选的，所述幅值严重程度指标值的计算式如下：
[0011][0012]
式中，γ1表示幅值严重程度指标值；t
max
表示电压暂降持续时间的最大值；t
min
表示电压暂降持续时间的最小值；t表示电压暂降持续时间的自变量；
[0013]
所述持续时间严重程度指标值的计算式如下：
[0014][0015]
式中，γ2表示持续时间严重程度指标值；u
max
表示电压暂降幅值的最大值；u
min
表示电压暂降幅值的最小值；u表示电压暂降幅值的自变量；
[0016]
所述综合指标值的计算式如下：
[0017]
γ＝γ1×
γ2[0018]
式中，γ表示综合指标值。
[0019]
优选的，所述概率密度函数的确定，包括：
[0020]
基于用户设备设定时长内的电压暂降持续时间数据和幅值数据，计算电压暂降幅值的数学期望和方差以及电压暂降持续时间的数学期望和方差；
[0021]
根据所述电压暂降幅值的数学期望和方差，得到电压暂降幅值的概率密度函数；
[0022]
根据电压暂降持续时间的数学期望和方差，得到电压暂降持续时间的概率密度函数；
[0023]
基于所述电压暂降幅值的概率密度函数和所述电压暂降持续时间的概率密度函数进行相乘，得到电压暂降持续时间和幅值的概率密度函数；
[0024]
其中，所述电压暂降幅值的概率密度函数、电压暂降持续时间的概率密度函数和电压暂降持续时间和幅值的概率密度函数均为所述概率密度函数。
[0025]
优选的，所述利用预先确定的概率密度函数对所述各电压暂降指标值进行计算，并投影到积分区域上得到各电压暂降中所述设备的停运概率，包括：
[0026]
根据电压暂降持续时间数据和幅值数据在参考电压耐受曲线上划定多个积分区域；
[0027]
利用预先确定的概率密度函数对所述各电压暂降指标值进行计算，得到各电压暂降指标值对应的指标值的概率密度函数；
[0028]
基于所述各电压暂降指标值对应的指标参数值的概率密度函数，投影到所述积分区域上得到各电压暂降中所述设备的停运概率。
[0029]
优选的，所述各电压暂降指标值对应的指标参数值的概率密度函数，包括：持续时间严重程度指标值的概率密度函数、幅值严重程度指标值的概率密度函数和综合指标值的概率密度函数。
[0030]
优选的，所述持续时间严重程度指标值的概率密度函数的计算式如下：
[0031]
[0032]
所述幅值严重程度指标值的概率密度函数的计算式如下：
[0033][0034]
所述综合指标值的概率密度函数的计算式如下：
[0035]fx,y
(t,u)＝f
x
(t)fy(u)
[0036]
式中，f
x,y
(t,u)表示电压暂降综合指标值的概率密度函数表达式；f
x
(t)表示电压暂降持续时间严重程度指标值的概率密度函数表达式；fy(u)表示电压暂降幅值严重程度指标值的概率密度函数表达式；γ1表示幅值严重程度指标值的参数；γ2表示持续时间严重程度指标值的参数；t表示电压暂降持续时间的自变量；u表示电压暂降幅值的自变量；σ
t
表示电压暂降持续时间的方差；σu表示电压暂降幅值的方差；μ
t
表示电压暂降持续时间的数学期望；μu表示电压暂降幅值的数学期望。
[0037]
优选的，所述根据电压暂降持续时间数据和幅值数据在参考电压耐受曲线上划定多个积分区域，包括：
[0038]
根据电压暂降持续时间、电压暂降持续时间的阙值、电压暂降幅值和电压暂降幅值的阙值在参考电压耐受曲线上划定多个积分区域。
[0039]
优选的，所述电压暂降中所述设备的停运概率的计算式如下：
[0040][0041]
式中，p表示所有区域内电压暂降中用户设备停运的概率；p1表示在t＞t
max
,u＜u
min
所在区域内电压暂降中用户设备停运的概率；p2表示在t＞t
max
,u
min
＜u＜u
max
所在区域内电压暂降中用户设备停运的概率；p3表示在u
min
＜u＜u
max
,t
min
＜t＜t
max
所在区域内电压暂降中用户设备停运的概率；p4表示在u＜u
min
,t
min
＜t＜t
max
所在区域内电压暂降中用户设备停运的概率；p5表示除p1、p2、p3和p4的其他所在区域内电压暂降中用户设备停运的概率；f
x,y
(t,u)表示电压暂降综合指标值的概率密度函数表达式；f
x
(t)表示电压暂降持续时间严重程度指标值的概率密度函数表达式；fy(u)表示电压暂降幅值严重程度指标值的概率密度函数表达式；t表示电压暂降持续时间的自变量；u表示电压暂降幅值的自变量；γ1表示幅值严重程度指标值的参数；γ2表示持续时间严重程度指标值的参数；t表示电压暂降持续时间的实际值；u表示电压暂降幅值的实际值；t
max
表示电压暂降持续时间的最大值；t
min
表示电压暂降持续时间的最小值；u
max
表示电压暂降幅值的最大值；u
min
表示电压暂降幅值的最小值。
[0042]
优选的，所述电压暂降损失的计算式如下：
[0043][0044]
式中，a表示设定时长内的电压暂降损失；b表示电压暂降事件；c表示设定时长内的电压暂降对应的设备的停运概率，d表示单次暂降平均损失情况。
[0045]
基于同一发明构思，本发明还提供了一种基于电压暂降严重程度的用户损失确定系统，包括：得到指标模块、投影计算模块以及电压暂降损失模块；
[0046]
所述得到指标模块，用于基于电压暂降严重程度指标对用户设备设定时长内的电压暂降持续时间数据和幅值数据进行计算，得到电压暂降指标值；
[0047]
所述投影计算模块，用于利用预先确定的概率密度函数对所述各电压暂降指标值进行计算，并投影到积分区域上得到各电压暂降中所述设备的停运概率；
[0048]
所述电压暂降损失模块，用于结合设定时长内的电压暂降对应的设备的停运概率以及单次暂降平均损失确定所述设定时长内的电压暂降损失作为用户损失。
[0049]
与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：
[0050]
本发明提供了一种基于电压暂降严重程度的用户损失确定方法和系统，包括：基于电压暂降严重程度指标对用户设备设定时长内的电压暂降持续时间数据和幅值数据进行计算，得到电压暂降指标值；利用预先确定的概率密度函数对所述各电压暂降指标值进行计算，并投影到积分区域上得到各电压暂降中所述设备的停运概率；结合设定时长内的电压暂降对应的设备的停运概率以及单次暂降平均损失确定所述设定时长内的电压暂降损失作为用户损失；本发明相较于传统的计算方法有效改善了检测精确度较低的问题，能够更准确地描述设备停运的概率，给供电质量问题和节点电压暂降治理提供了依据。
附图说明
[0051]
图1为本发明提供的一种基于电压暂降严重程度的用户损失确定方法流程示意图；
[0052]
图2为本发明实施例提供的一种考虑电压暂降严重程度mdsi的用户设备损失评估方法流程图；
[0053]
图3为本发明实施例提供的vtc曲线示意图；
[0054]
图4为本发明提供的一种基于电压暂降严重程度的用户损失确定系统框架示意图。
具体实施方式
[0055]
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。
[0056]
实施例1：
[0057]
本发明提供的一种基于电压暂降严重程度的用户损失确定方法流程示意图如图1所示，包括：
[0058]
步骤1：基于电压暂降严重程度指标对用户设备设定时长内的电压暂降持续时间数据和幅值数据进行计算，得到电压暂降指标值；
[0059]
步骤2：利用预先确定的概率密度函数对所述各电压暂降指标值进行计算，并投影到积分区域上得到各电压暂降中所述设备的停运概率；
[0060]
步骤3：结合设定时长内的电压暂降对应的设备的停运概率以及单次暂降平均损失确定所述设定时长内的电压暂降损失作为用户损失。
[0061]
具体的，一种考虑电压暂降严重程度mdsi的用户设备损失评估方法如图2的所示。
[0062]
其中，步骤1具体包括：
[0063]
对可以表征电压暂降严重性的指标msi(幅值严重程度指标)、dsi(持续时间严重程度指标)、mdsi(综合指标值)作归一化处理，具体为：在做归一化处理时，考虑传统计算方法的表达式，本发明只需考虑t
min
《t《t
max
、u
min
《u《u
max
的情况，msi(幅值严重程度指标)、dsi(持续时间严重程度指标)、mdsi(综合指标值)等参数的表达式如式(1)-(3)：
[0064][0065][0066]
γ＝γ1×
γ2ꢀꢀꢀ
(3)
[0067]
式中，γ1表示幅值严重程度指标值；t表示电压暂降持续时间的自变量；γ2表示持续时间严重程度指标值；u表示电压暂降幅值的自变量；γ表示综合指标值(幅值和持续时间严重程度指标)，本方案也可以选用其他指标，只是本发明以幅值和持续时间为例，t
min
、t
max
为图3中vtc曲线上的电压暂降持续时间的最小值与最大值；u
min
、u
max
为vtc曲线上的电压暂降幅值的最小值与最大值；u、t分别是关于电压和时间的自变量。
[0068]
步骤2具体包括：
[0069]
概率密度函数选取原则的是根据电压暂降严重性的指标确定的(如：幅值严重程度指标、持续时间严重程度指标、综合指标值、基于设备标准敏感曲线的电压暂降严重指标和电压暂降模糊指标等)。
[0070]
本实施例中，主要以幅值严重程度指标、持续时间严重程度指标和综合指标值为例，使用标准正态分布来表示概率密度函数，计算式为：(4)-(6)，结合3δ法则可以计算出数学期望μ和方差δ，计算式为：(7)-(10)，
[0071][0072][0073]fx,y
(t,u)＝f
x
(t)fy(u)
ꢀꢀꢀ
(6)
[0074]
式中各参数求取如式(7)-(10)
[0075]
[0076][0077][0078][0079]
式中，式中，f
x,y
(t,u)表示电压暂降综合指标值的概率密度函数表达式；f
x
(t)表示电压暂降持续时间严重程度指标值的概率密度函数表达式；fy(u)表示电压暂降幅值严重程度指标值的概率密度函数表达式；t
max
表示实际案例中的电压暂降持续时间的最大值；t
min
表示实际案例中的电压暂降持续时间的最小值；u
max
表示实际案例中的电压暂降幅值的最大值；u
min
表示实际案例中的电压暂降幅值的最小值；σ
t
表示电压暂降持续时间的方差；σu表示电压暂降幅值的方差；μ
t
表示电压暂降持续时间的数学期望；μu表示电压暂降幅值的数学期望。
[0080]
步骤2-1：将形式变化后的msi(幅值严重程度指标)、dsi(持续时间严重程度指标)、mdsi(综合指标值)等参数与上方选取的概率密度函数相乘得到新的概率密度函数；(这里需要说明新的概率密度函数与预先选取概率密度函数表示的意思相同，但因加入相关参数所以表达形式不同)具体建模为(11)-(13)：
[0081][0082][0083]fx,y
(t,u)＝f
x
(t)fy(u)
ꢀꢀꢀ
(13)
[0084]
式中，f
x,y
(t,u)表示电压暂降综合指标值的概率密度函数表达式；f
x
(t)表示电压暂降持续时间严重程度指标值的概率密度函数表达式；fy(u)表示电压暂降幅值严重程度指标值的概率密度函数表达式；γ1表示幅值严重程度指标值的参数；γ2表示持续时间严重程度指标值的参数；t表示电压暂降持续时间的自变量；u表示电压暂降幅值的自变量；σ
t
表示电压暂降持续时间的方差；σu表示电压暂降幅值的方差；μ
t
表示电压暂降持续时间的数学期望；μu表示电压暂降幅值的数学期望。
[0085]
步骤2-2：根据上述得到的新的概率密度函数和指标值，由如图3所示vtc曲线示意图，结合实际的提供电压暂降持续时间和幅值提供积分区域进行投影积分，即可得到某次电压暂降中设备停运的概率；
[0086]
其中p1在t＞t
max
,u＜u
min
所在区域内对应图中的故障区域，p2在t＞t
max
,u
min
＜u＜u
max
所在区域内对应图中的
②
，p3在u
min
＜u＜u
max
,t
min
＜t＜t
max
所在区域内对应图中的
①
，p4表示在u＜u
min
,t
min
＜t＜t
max
所在区域内对应图中的
③
，p5表示除p1、p2、p3和p4的其他所在区域内对应图中的正常运行区域。重复执行步骤2-2，得到一段时间内所有的电压暂降对应
的设备的停运概率。
[0087]
本实施例中，以一年为一段时间的具体示例。
[0088]
本实施例中电压暂降中所述设备的停运概率的具体建模计算式为：
[0089][0090]
式中，p表示所有区域内电压暂降中用户设备停运的概率；p1表示在t＞t
max
,u＜u
min
所在区域内电压暂降中用户设备停运的概率；p2表示在t＞t
max
,u
min
＜u＜u
max
所在区域内电压暂降中用户设备停运的概率；p3表示在u
min
＜u＜u
max
,t
min
＜t＜t
max
所在区域内电压暂降中用户设备停运的概率；p4表示在u＜u
min
,t
min
＜t＜t
max
所在区域内电压暂降中用户设备停运的概率；p5表示除p1、p2、p3和p4的其他所在区域内电压暂降中用户设备停运的概率；f
x,y
(t,u)表示电压暂降综合指标值的概率密度函数表达式；f
x
(t)表示电压暂降持续时间严重程度指标值的概率密度函数表达式；fy(u)表示电压暂降幅值严重程度指标值的概率密度函数表达式；t表示电压暂降持续时间的自变量；u表示电压暂降幅值的自变量；γ1表示幅值严重程度指标值的参数；γ2表示持续时间严重程度指标值的参数；t表示电压暂降持续时间的实际值；u表示电压暂降幅值的实际值；t
max
表示电压暂降持续时间的最大值；t
min
表示电压暂降持续时间的最小值；u
max
表示电压暂降幅值的最大值；u
min
表示电压暂降幅值的最小值。
[0091]
步骤3具体包括：
[0092]
本实施中对发生的电压暂降逐次计算相加后即可得一年内发生得电压暂降事件的概率和，结合单次电压暂降的平均损失即可计算出最终的损失。如式(15)
[0093][0094]
式中，a表示设定时长内的的电压暂降损失(一年内发生的电压暂降损失)；b表示电压暂降事件；c表示设定时长内的电压暂降对应的设备的停运概率(一年内发生的电压暂降事件的对应的设备的停运概率)，d表示单次暂降平均损失情况。
[0095]
实施例2：
[0096]
基于同一发明构思，本发明还提供了一种基于电压暂降严重程度的用户损失确定系统，由于这些系统解决技术问题的原理与一种基于电压暂降严重程度的用户损失确定方法相似，重复之处不再赘述。
[0097]
一种基于电压暂降严重程度的用户损失确定系统，如图4所示，包括：得到指标模块、投影计算模块以及电压暂降损失模块；
[0098]
所述得到指标模块，用于基于电压暂降严重程度指标对用户设备设定时长内的电压暂降持续时间数据和幅值数据进行计算，得到电压暂降指标值；
[0099]
所述投影计算模块，用于利用预先确定的概率密度函数对所述各电压暂降指标值进行计算，并投影到积分区域上得到各电压暂降中所述设备的停运概率；
[0100]
所述电压暂降损失模块，用于结合设定时长内的电压暂降对应的设备的停运概率以及单次暂降平均损失确定所述设定时长内的电压暂降损失作为用户损失。
[0101]
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。
[0102]
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。
[0103]
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。
[0104]
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。
[0105]
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。