基于電網(wǎng)系統(tǒng)中電壓無功控制系統(tǒng)的評估方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種基于電網(wǎng)系統(tǒng)中電壓無功控制系統(tǒng)的評估方法，它利用模糊線性變換原理和最大隸屬度原則，考慮與被評價事物相關(guān)的各因數(shù)，并根據(jù)不同指標(biāo)對評判對象的影響程度來分配權(quán)重，從而給出合理的綜合評價。步驟為：1.獲取電網(wǎng)中電壓無功控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)；2.制定一、二級指標(biāo)的層次模型的指標(biāo)體系；3.根據(jù)各個模塊的運(yùn)行數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、運(yùn)行狀態(tài)信息對系統(tǒng)運(yùn)行的分析總結(jié)得到電壓無功控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)、運(yùn)行狀況，以指標(biāo)體系中的一、二級指標(biāo)為電壓無功控制系統(tǒng)的分析和計(jì)算的對象；4.確定分級模型評判集；5.應(yīng)用德爾菲法，構(gòu)成綜合分析層次結(jié)構(gòu)；6.確定指標(biāo)權(quán)重；7.根據(jù)模糊綜合評價方法與模型計(jì)算綜合評價指標(biāo)體系最高層A的綜合評價。
【專利說明】基于電網(wǎng)系統(tǒng)中電壓無功控制系統(tǒng)的評估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種基于電網(wǎng)系統(tǒng)中電壓無功控制系統(tǒng)的評估方法，屬于配電網(wǎng)中對無功電壓控制系統(tǒng)運(yùn)行的評價的【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]自動電壓控制技術(shù)集安全、經(jīng)濟(jì)和優(yōu)質(zhì)于一體，可實(shí)現(xiàn)全局多目標(biāo)優(yōu)化閉環(huán)控制，近年來得到了國內(nèi)外科研人員和運(yùn)行人員的高度重視，也有越來越多的工程應(yīng)用成果問世。但必須承認(rèn)，建立完善的自動電壓控制系統(tǒng)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，與具有單一頻率控制標(biāo)準(zhǔn)的自動發(fā)電控制不同，大電網(wǎng)不同區(qū)域往往有不同的電壓控制要求。
[0003]其中，電壓無功控制系統(tǒng)的評價理論是構(gòu)建電壓無功控制系統(tǒng)智能測試評估模塊的理論基礎(chǔ)，包括兩個核心部分，即評價指標(biāo)及評價方法。在評價指標(biāo)的介紹中，多目標(biāo)跟蹤性能指標(biāo)作為評價多目標(biāo)跟蹤算法性能好壞的一個量值，對于算法選擇、分析和評估起著很重要的作用。評價方法在近幾年得到了飛速的發(fā)展，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的評價方法、模糊因子綜合評價等方法都得到了廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)在電力系統(tǒng)的動態(tài)特性越來越復(fù)雜，對電網(wǎng)動態(tài)安全評估分析是保證地區(qū)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要手段。對電壓無功控制系統(tǒng)的穩(wěn)定評估是基本任務(wù)。然而，電網(wǎng)運(yùn)行信息的重要性等級劃分難以直接定性和定量描述，往往具有模糊性。此外，目前無功電壓的評價，對于指標(biāo)權(quán)重的確定僅根據(jù)專家的專業(yè)知識和經(jīng)驗(yàn)來確定權(quán)重系數(shù)，缺乏評價的客觀性，對于系統(tǒng)評價沒有實(shí)現(xiàn)客觀性與主觀性的有機(jī)結(jié)
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【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出的是一種基于電網(wǎng)系統(tǒng)中電壓無功控制系統(tǒng)的評估方法，它利用模糊線性變換原理和最大隸屬度原則，考慮與被評價事物相關(guān)的各因數(shù)，并根據(jù)不同指標(biāo)對評判對象的影響程度來分配權(quán)重，使指標(biāo)隸屬度的客觀性與專家定性分析的主觀性有機(jī)結(jié)合，從而給出合理的綜合評價。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]1.獲取電網(wǎng)中電壓無功控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。輸入的數(shù)據(jù)包括兩個部分，第一部分為電壓無功控制系統(tǒng)需要傳輸?shù)倪\(yùn)行數(shù)據(jù)，包括系統(tǒng)中各個模塊的運(yùn)行數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、運(yùn)行狀態(tài)信息等；第二部分為SCADA系統(tǒng)的實(shí)時數(shù)據(jù)和參數(shù)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，具體包括發(fā)電機(jī)單元數(shù)據(jù)、負(fù)荷、電容、電抗、雙繞組變壓器、三繞組變壓器、母線(節(jié)點(diǎn))及交流線路的數(shù)據(jù)。
[0007]2.制定指標(biāo)評價體系，基本內(nèi)容包括:
[0008]
【權(quán)利要求】
1.一種基于電網(wǎng)系統(tǒng)中電壓無功控制系統(tǒng)的評估方法，其特征是，它的步驟為: 第一步:獲取電網(wǎng)中電壓無功控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，包括電壓無功控制系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)以及SCADA系統(tǒng)的實(shí)時數(shù)據(jù)和參數(shù)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)； 第二步:制定指標(biāo)評價體系，包括:控制策略優(yōu)化的結(jié)果，控制效率，可行操作性，異常與閉鎖，評估過程的歷史回放，系統(tǒng)的穩(wěn)定性，系統(tǒng)的穩(wěn)定性，人機(jī)交互友好性，電網(wǎng)模型擴(kuò)展性，拓?fù)浞治稣_性，狀態(tài)估計(jì)合格率及潮流收斂性，控制接口安全性和準(zhǔn)確性形成的一級指標(biāo)，并對各一級指標(biāo)細(xì)化為二級指標(biāo)的層次模型； 第三步:根據(jù)所述系統(tǒng)中各個模塊的運(yùn)行數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、運(yùn)行狀態(tài)信息對系統(tǒng)運(yùn)行的分析總結(jié)得到電壓無功控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)、運(yùn)行狀況，以指標(biāo)體系中的一、二級指標(biāo)為電壓無功控制系統(tǒng)的分析和計(jì)算的對象； 第四步:確定分級模型評判集； 第五步:應(yīng)用德爾菲法，通過計(jì)算專家意見集中度和專家意見離散度判據(jù)，確定綜合評價指標(biāo)體系，構(gòu)成綜合分析層次結(jié)構(gòu)； 第六步:確定指標(biāo)權(quán)重，計(jì)算權(quán)重向量； 第七步:根據(jù)模糊綜合評價方法與模型計(jì)算綜合評價指標(biāo)體系最高層A的綜合評價。
2.如權(quán)利要求1所述 的基于電網(wǎng)系統(tǒng)中電壓無功控制系統(tǒng)的評估方法，其特征是，所述第一步中，SCADA系統(tǒng)的實(shí)時數(shù)據(jù)和參數(shù)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，具體包括發(fā)電機(jī)單元數(shù)據(jù)、負(fù)荷、電容、電抗、雙繞組變壓器、三繞組變壓器、母線或節(jié)點(diǎn)及交流線路的數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求1所述的基于電網(wǎng)系統(tǒng)中電壓無功控制系統(tǒng)的評估方法，其特征是，所述第二步中，指標(biāo)評價體系還進(jìn)一步包括二級指標(biāo): 其中，控制策略優(yōu)化的結(jié)果的二級指標(biāo)為降低網(wǎng)損和提高電壓的合格率； 控制效率的二級指標(biāo)為系統(tǒng)的控制速度、控制的魯棒性、控制的全局優(yōu)化； 可行操作性的二級指標(biāo)為局部的調(diào)節(jié)控制有效的控制設(shè)備的操作，變電站間的協(xié)調(diào)配合，提高動作效率，避免無謂操作； 異常與閉鎖的二級指標(biāo)為設(shè)備閉鎖，變電站閉鎖，系統(tǒng)閉鎖； 評估過程的歷史回放的二級指標(biāo)為AVC系統(tǒng)的所有控制設(shè)備過程和操作回放，對AVC系統(tǒng)的不足提出相應(yīng)的應(yīng)對策略； 系統(tǒng)的穩(wěn)定性的二級指標(biāo)為控制過程中系統(tǒng)的穩(wěn)定，操作過程中系統(tǒng)的穩(wěn)定； 人機(jī)交互友好性，電網(wǎng)模型擴(kuò)展性的二級指標(biāo)為系統(tǒng)操作界面直觀簡潔，人機(jī)互動，仿真系統(tǒng)可以添加新的電網(wǎng)模型，對原有電網(wǎng)模型進(jìn)行更精確的擴(kuò)展； 拓?fù)浞治稣_性，狀態(tài)估計(jì)合格率及潮流收斂性的二級指標(biāo)為拓?fù)浞治觯瑺顟B(tài)估計(jì)合格率，潮流收斂性； 控制接口安全性和準(zhǔn)確性的二級指標(biāo)為控制接口安全性，控制接口準(zhǔn)確性。
4.如權(quán)利要求1所述的基于電網(wǎng)系統(tǒng)中電壓無功控制系統(tǒng)的評估方法，其特征是，所述第四步中，確定分級模型的評判集為:用正常、一般、不正常來劃分； 正常表示針對系統(tǒng)的某一部分來說，系統(tǒng)的運(yùn)行很好； 一般表示系統(tǒng)的某個部分存在問題，但不影響整體運(yùn)行； 不正常表示某個部分的問題較大，影響系統(tǒng)的運(yùn)行； 相應(yīng)的三個等級對應(yīng)的參考值為1、5、0.1。
5.如權(quán)利要求1所述的基于電網(wǎng)系統(tǒng)中電壓無功控制系統(tǒng)的評估方法，其特征是，所述第五步中，先由領(lǐng)域?qū)＜野词孪纫?guī)定的指標(biāo)重要度的級數(shù)和量值給出各指標(biāo)的重要度；將重要度分為5級，量值為1-5，量值越小越重要；確定綜合評價指標(biāo)體系有兩個判據(jù):一個是專家意見集中度，按領(lǐng)域?qū)＜医o出的重要度和給出此重要度的專家人數(shù)加權(quán)平均值計(jì)算；另一個是專家意見離散度，用標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算。
6.如權(quán)利要求1所述的基于電網(wǎng)系統(tǒng)中電壓無功控制系統(tǒng)的評估方法，其特征是，所述第六步中，確定權(quán)重的過程為: 采用層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重，先填寫判斷矩陣，再計(jì)算出判斷矩陣的最大特征值λ max，然后求解特征方程，求得最大特征值所對應(yīng)的特征向量，再對特征向量進(jìn)行歸一化處理，即為該層次各評判因素相對于上一級指標(biāo)的重要性排序一權(quán)重。
7.如權(quán)利要求6所述的基于電網(wǎng)系統(tǒng)中電壓無功控制系統(tǒng)的評估方法，其特征是，具體計(jì)算過程為: 假定分層次結(jié)構(gòu)模型相鄰的上、下兩層分別為A、B，其中A層次有一個元素，B層次有η個元素Bi (i=l, 2，…，n，其中η自然數(shù))，以A為目標(biāo)的有η個元素的判斷矩陣

8.如權(quán)利要求1所述的基于電網(wǎng)系統(tǒng)中電壓無功控制系統(tǒng)運(yùn)行的評估方法，其特征是，所述第七步的綜合評價過程為: (O將指標(biāo)向量中每一元素稱為該指標(biāo)的隸屬度，由指標(biāo)向量構(gòu)成的矩陣稱為模糊評價矩陣，矩陣中每一元素稱為隸屬度； (2)隸屬函數(shù)及子目標(biāo)的模糊評價矩陣；由專家群體判斷任一指標(biāo)Uie U所屬的等級，U為一集合；然后統(tǒng)計(jì)每一指標(biāo)隸屬于V各等級的頻數(shù)，V為一集合，各頻數(shù)與專家總數(shù)的比值，作為各指標(biāo)的隸屬度；具體的做法如下: 1)請若干專家，根據(jù)提供的各指標(biāo)的背景材料，按規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)集V，給出各指標(biāo)Ui隸屬的等級頻數(shù)Vj e V ; 2)統(tǒng)計(jì)Ui隸屬于Vj等級的頻數(shù)Hlij; 3)用專家總數(shù)P除各頻數(shù)，得各指標(biāo)的隸屬度:
【文檔編號】G06Q50/06GK103761690SQ201410051897
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年2月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月14日
【發(fā)明者】郭志紅, 王興照, 馬春生, 王朝明, 韓克存, 王華廣, 李明, 楊祎, 黃成遠(yuǎn) 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院