專(zhuān)利名稱(chēng)：：電壓暫降模糊評(píng)估方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種電壓暫降模糊評(píng)估方法，用以研究電力系統(tǒng)內(nèi)各電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)的電壓暫降干擾水平，屬于電力系統(tǒng)電能質(zhì)量
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：電能質(zhì)量問(wèn)題是一個(gè)跨學(xué)科的邊沿性課題，也是當(dāng)前及今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)電力部門(mén)及其用電部門(mén)所面臨的一個(gè)極嚴(yán)峻問(wèn)題。暫態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題的研究起步較晚，國(guó)內(nèi)剛剛有所認(rèn)識(shí)，它屬于穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題的延伸，影響范圍小，但后果卻比較嚴(yán)重；暫態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題其實(shí)質(zhì)就是暫態(tài)電壓質(zhì)量問(wèn)題，或者電網(wǎng)遭受外來(lái)干擾侵襲及內(nèi)部故障、搡作所帶來(lái)的系統(tǒng)沖擊問(wèn)題，其主要性能指標(biāo)是電壓脈沖、浪涌、電壓趺落及瞬時(shí)電壓中斷，目前國(guó)際國(guó)內(nèi)還沒(méi)有此方面的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但一般釆用其指標(biāo)參數(shù)的幅值和持續(xù)時(shí)間來(lái)描述(有時(shí)考慮其上升下降率、發(fā)生頻度等)。目前，在所有暫態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題中，電壓暫降的影響最為普遍，據(jù)國(guó)外某電力部門(mén)的調(diào)查在由電能質(zhì)量引起的用戶(hù)投訴中，電壓暫降引起的投訴大于80%。最近幾年隨著能源的枯竭和環(huán)境的嚴(yán)重污染，可再生能源發(fā)展迅速，特別是風(fēng)力發(fā)電，最近5年世界范圍內(nèi)風(fēng)電裝機(jī)容量平均年增長(zhǎng)達(dá)到24.7%，我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電速度也很快，截止2008年總裝機(jī)容量12000MW。隨著風(fēng)電裝機(jī)容量在系統(tǒng)中所占比例不斷增加，風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響將不容忽視，世界各國(guó)紛紛制定風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，其中風(fēng)電場(chǎng)低電壓穿越能力就是重要的標(biāo)準(zhǔn)之一。我國(guó)也規(guī)定了風(fēng)電場(chǎng)低電壓穿越能力，要求風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組在公共接入點(diǎn)發(fā)生一定電壓暫降時(shí)能夠保持并網(wǎng)運(yùn)行，具有抗擊一定電壓暫降干擾的能力。我國(guó)電網(wǎng)近幾年每年累計(jì)共約發(fā)生100000多次短路故障。其中220kV及以上電網(wǎng)短路2000多次，產(chǎn)生區(qū)域全局性影響；35~110kV電網(wǎng)短路約20000多次，屬地區(qū)性影響；10kV公網(wǎng)約100000次。如計(jì)及用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)短路故障，可能還約增加l倍。估計(jì)每個(gè)用戶(hù)，每年經(jīng)受約數(shù)百次左右的不同程度的電壓暫降沖擊。對(duì)系統(tǒng)設(shè)備或者某一用戶(hù)來(lái)說(shuō)，一次電壓暫降帶來(lái)的危害可能不如一次中斷帶來(lái)的危害大，但由于暫降發(fā)生次數(shù)較為頻繁，總體上講帶來(lái)的損失是巨大的。所以對(duì)電壓暫降干擾水平進(jìn)行評(píng)估，為電壓暫降相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和控制策略的制定提供數(shù)據(jù)支持，具有重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和應(yīng)用前景。國(guó)外已經(jīng)制定的電壓暫降評(píng)估方法要么是從供電系統(tǒng)側(cè)考慮(如南非標(biāo)準(zhǔn))，要么是從敏感設(shè)備考慮(如ITIC曲線(xiàn)、SEMIF47曲線(xiàn))，或者從電源側(cè)考慮(各國(guó)風(fēng)電場(chǎng)低電壓穿越標(biāo)準(zhǔn))，都未能考慮幾者之間的兼容性。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能準(zhǔn)確、客觀反映電壓暫降對(duì)供電系統(tǒng)和敏感設(shè)備的綜合影響的電壓暫降評(píng)估方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種電壓暫降模糊評(píng)估方法，其特征在于包括以下步驟(1)以南非電網(wǎng)電壓暫降標(biāo)準(zhǔn)NRS048-2:2003為基礎(chǔ)，結(jié)合美國(guó)信息技術(shù)工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)ITIC曲線(xiàn)、半導(dǎo)體設(shè)備制造商國(guó)際組織標(biāo)準(zhǔn)SEMIF47曲線(xiàn)和各地風(fēng)電場(chǎng)低電壓穿越要求，以標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的拐點(diǎn)為基礎(chǔ)建立輸入變量隸屬度函數(shù)；(2)結(jié)合輸入變量制定推導(dǎo)規(guī)則，確定每一對(duì)輸入變量都對(duì)應(yīng)唯一的輸出，所述輸入變量為殘留電壓和持續(xù)時(shí)間；(3)將電壓暫降殘留電壓-持續(xù)時(shí)間平面圖按輸出規(guī)則分區(qū)，并結(jié)合電壓暫降能量指標(biāo)建立輸出隸屬度函數(shù)；(4)根據(jù)質(zhì)心理論進(jìn)行反模糊計(jì)算并輸出電壓暫降模糊評(píng)估的結(jié)果。本發(fā)明所達(dá)到的有益效果本發(fā)明的電壓暫降模糊評(píng)估方法，根據(jù)NRS048-2:2003、ITIC曲線(xiàn)、SEMIF47曲線(xiàn)和各地風(fēng)電場(chǎng)低電壓穿越要求建立輸入變量隸屬度函數(shù)，可以充分考慮供電電源、配電電網(wǎng)、敏感用，之間的兼容性，以電壓暫降能量質(zhì)量為基礎(chǔ)建立輸出變量隸屬度函數(shù)，能夠定量且準(zhǔn)確的對(duì)電壓暫降進(jìn)行量化評(píng)估，從而能準(zhǔn)確、客觀反映電壓暫降對(duì)供電系統(tǒng)和敏感設(shè)備的綜合影響。圖i是本發(fā)明中輸入變量隸屬度函數(shù)；圖2是本發(fā)明中輸出隸屬度計(jì)算示意圖；圖3是本發(fā)明中部分輸出變量隸屬度函數(shù)；圖4是本發(fā)明中某地電壓暫降分布圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。圖1是本發(fā)明中輸入變量隸屬度函數(shù)，在所述步驟1)中，雖然國(guó)標(biāo)尚未有電壓暫降相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，但在IEC61000系列標(biāo)準(zhǔn)和歐美國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)中，電壓暫降都是一項(xiàng)重要的電能質(zhì)量指標(biāo)，因?yàn)檫@項(xiàng)指標(biāo)涉及精密制造企業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的供電可靠性和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。從敏感設(shè)備考慮的電壓暫降標(biāo)準(zhǔn)有ITIC曲線(xiàn)和SEMIF47曲線(xiàn)等；從供電系統(tǒng)考慮的標(biāo)準(zhǔn)有南非標(biāo)準(zhǔn)NRS048-2:2003等。將NRS048-2:2003、ITIC曲線(xiàn)和SEMIF47曲線(xiàn)、我國(guó)風(fēng)電場(chǎng)低電壓穿越要求綜合在同一個(gè)電壓暫降持續(xù)時(shí)間-殘留電壓平面中，以標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的拐點(diǎn)為基礎(chǔ)建立持續(xù)時(shí)間和殘留電壓隸屬度函數(shù)。在所述步驟2)中，由附圖l可知持續(xù)時(shí)間對(duì)應(yīng)有5個(gè)規(guī)則，殘留電壓對(duì)應(yīng)6個(gè)規(guī)則，每一對(duì)輸入變量分別對(duì)應(yīng)一個(gè)持續(xù)時(shí)間規(guī)則和一個(gè)殘留電壓規(guī)則，表1為本發(fā)明一種輸出規(guī)則，如表1所示，例如一對(duì)輸入變量對(duì)應(yīng)的殘留電壓為'高'，持續(xù)時(shí)間為'中等'，則輸出為規(guī)則'14'。一般來(lái)說(shuō)，一次電壓暫降，將分別激活兩個(gè)殘留電壓規(guī)則和持續(xù)時(shí)間規(guī)則，因此能夠激活四個(gè)輸出規(guī)則。表1規(guī)則持續(xù)時(shí)間號(hào)碼很短短中等長(zhǎng)很長(zhǎng)正常17131925殘高28142026留中等39152127電低410162228壓很低5111723296<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>圖2是本發(fā)明中輸出隸屬度計(jì)算示意圖，在所述步驟3)中，與表1中的30個(gè)規(guī)則相對(duì)應(yīng)，將殘留電壓-持續(xù)時(shí)間平面分成30個(gè)窗口，對(duì)于每一個(gè)窗口，利用式(1)將其左上和右下點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓暫降能量由下式計(jì)算出來(lái)￡=[1-"]xrxiooo(1)并分別求對(duì)數(shù)及對(duì)數(shù)平均值，這三點(diǎn)共同構(gòu)造三角形的輸出隸屬度函數(shù)。例如:輸出規(guī)則'10，的左上和右下點(diǎn)分別為、，暫降能量計(jì)算如下log(￡w左上)=log([l-(:)2]x0.02x1000)=1.01log(￡w右下)=log([l—(:)2〗x0.2x1000)=2.23(1.01+2.23)/2=1.62如是，規(guī)則'10'的輸出隸屬度為1(9)=0，&<1.01五,.,-l.OI1.62-1.012.23—￡.2.23-1.620，1.01S￡ra<2.1.621.62S￡ra<2.23￡,,,^2.23其中^為電壓暫降能量的對(duì)數(shù)。圖3是本發(fā)明中部分輸出變量隸屬度函數(shù)。在所述步驟4)中，每一個(gè)被激活的規(guī)則都分別對(duì)應(yīng)一對(duì)輸入變量殘留電壓和持續(xù)時(shí)間，根據(jù)最大化推理原則，利用式(2)可計(jì)算該輸出規(guī)則輸出隸屬度為A>U,=,)〃W)(2)其中/^為輸出規(guī)則隸屬度，M。、M句分別為其對(duì)應(yīng)的殘留電壓和持續(xù)時(shí)間隸屬度。然后按照質(zhì)心計(jì)算原理，利用式(3)可求出最終結(jié)果<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>其中五,為第i個(gè)區(qū)域質(zhì)心對(duì)應(yīng)的干擾水平，/^(/)為其對(duì)應(yīng)的隸屬度。圖4為某變電站電壓暫降分布圖。根據(jù)以上評(píng)估方法，將電壓暫降能量指標(biāo)和由模糊評(píng)估方法計(jì)算得出的指標(biāo)進(jìn)行比較，表2為某地電壓暫降評(píng)估結(jié)果比較。第l-4列分別殘留電壓、持續(xù)時(shí)間、能量指標(biāo)、模糊評(píng)估計(jì)算結(jié)果。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>通過(guò)評(píng)估結(jié)果的比較可以看出，本發(fā)明所提出的電壓暫降模糊評(píng)估方法可以準(zhǔn)確的反應(yīng)電壓暫降對(duì)供電系統(tǒng)和敏感用戶(hù)的綜合干擾水平，且能夠避免系統(tǒng)中不確定因素的影響，客觀且靈活方便，可以應(yīng)用于電壓暫降評(píng)估。以上已以較佳實(shí)施例公開(kāi)了本發(fā)明，然其并非用以限制本發(fā)明，凡采取等同替換或等效變換的方案所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。權(quán)利要求1.一種電壓暫降模糊評(píng)估方法，其特征在于包括以下步驟1)以南非電網(wǎng)電壓暫降標(biāo)準(zhǔn)NRS048-22003為基礎(chǔ)，結(jié)合美國(guó)信息技術(shù)工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)ITIC曲線(xiàn)、半導(dǎo)體設(shè)備制造商國(guó)際組織標(biāo)準(zhǔn)SEMIF47曲線(xiàn)和各地風(fēng)電場(chǎng)低電壓穿越要求，以標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的拐點(diǎn)為基礎(chǔ)建立輸入變量隸屬度函數(shù)；2)結(jié)合輸入變量制定推導(dǎo)規(guī)則，確定每一對(duì)輸入變量都對(duì)應(yīng)唯一的輸出，所述輸入變量為殘留電壓和持續(xù)時(shí)間；3)將電壓暫降殘留電壓-持續(xù)時(shí)間平面圖按輸出規(guī)則分區(qū)，并結(jié)合電壓暫降能量指標(biāo)建立輸出隸屬度函數(shù)；4)根據(jù)質(zhì)心理論進(jìn)行反模糊計(jì)算并輸出電壓暫降模糊評(píng)估的結(jié)果。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓暫降模糊評(píng)估方法，其特征在于在所述步驟3)中，持續(xù)時(shí)間對(duì)應(yīng)有5個(gè)規(guī)則，殘留電壓對(duì)應(yīng)6個(gè)規(guī)則，共30個(gè)規(guī)則，每一對(duì)輸入變量分別對(duì)應(yīng)一個(gè)持續(xù)時(shí)間規(guī)則和一個(gè)殘留電壓規(guī)則。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電壓暫降模糊評(píng)估方法，其特征在于在所述步驟3)中，與所述30個(gè)規(guī)則相對(duì)應(yīng)，將殘留電壓-持續(xù)時(shí)間平面分成30個(gè)窗口，對(duì)于每一個(gè)窗口，利用式(1)將其左上和右下點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓暫降能量由下式計(jì)算出來(lái)￡=[1—r2]x:Txiooo(l)并分別求對(duì)數(shù)及對(duì)數(shù)平均值，這三點(diǎn)共同構(gòu)造三角形的輸出隸屬度函數(shù)。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的電壓暫降模糊評(píng)估方法，其特征在于在所述步驟4)中，每一個(gè)被激活的規(guī)則都分別對(duì)應(yīng)一對(duì)輸入變量殘留電壓和持續(xù)時(shí)間，根據(jù)最大化推理原則，利用式(2)計(jì)算該輸出規(guī)則輸出隸屬度，〃咖=〃(",(2)其中/^為輸出規(guī)則隸屬度，MO、M^)分別為其對(duì)應(yīng)的殘留電壓和持續(xù)時(shí)間隸屬度；然后按照質(zhì)心計(jì)算原理，利用式(3)可求出最終結(jié)果<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>其中g(shù)為第i個(gè)區(qū)域質(zhì)心對(duì)應(yīng)的干擾水平，/;,(/)為其對(duì)應(yīng)的隸屬度。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種電壓暫降模糊評(píng)估方法，其特征在于包括以下步驟(1)以南非電網(wǎng)電壓暫降標(biāo)準(zhǔn)NRS048-22003、美國(guó)信息技術(shù)工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)ITIC曲線(xiàn)、半導(dǎo)體設(shè)備制造商國(guó)際組織標(biāo)準(zhǔn)SEMIF47曲線(xiàn)和各地風(fēng)電場(chǎng)低電壓穿越要求，以標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的拐點(diǎn)為基礎(chǔ)建立輸入變量隸屬度函數(shù)；(2)結(jié)合輸入變量制定推導(dǎo)規(guī)則，確定每一對(duì)輸入變量都對(duì)應(yīng)唯一的輸出；(3)將電壓暫降殘留電壓-持續(xù)時(shí)間平面圖按輸出規(guī)則分區(qū)，并結(jié)合電壓暫降能量指標(biāo)建立輸出隸屬度函數(shù)；(4)根據(jù)質(zhì)心理論進(jìn)行反模糊計(jì)算并輸出電壓暫降模糊評(píng)估的結(jié)果。本發(fā)明的電壓暫降模糊評(píng)估方法，能準(zhǔn)確、客觀反映電壓暫降對(duì)供電系統(tǒng)和敏感設(shè)備的綜合影響。文檔編號(hào)G01R19/00GK101625381SQ20091018180公開(kāi)日2010年1月13日申請(qǐng)日期2009年8月6日優(yōu)先權(quán)日2009年8月6日發(fā)明者袁曉冬,剛雷,偉顧申請(qǐng)人:江蘇省電力試驗(yàn)研究院有限公司;東南大學(xué)