本發(fā)明屬于氣象預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種臺(tái)風(fēng)天氣下電網(wǎng)負(fù)荷對(duì)氣象因素的敏感度分析方法。

背景技術(shù)：

輸變電設(shè)備的安全可靠運(yùn)行與氣象環(huán)境密切相關(guān)。以往電網(wǎng)的安全評(píng)估沒有考慮氣象環(huán)境因素。臺(tái)風(fēng)是對(duì)輸電網(wǎng)絡(luò)影響最大的天氣因素之一，我國東南部沿海城市每年都會(huì)受到臺(tái)風(fēng)的侵襲，每次臺(tái)風(fēng)都會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)造成不小的破壞，例如線路故障、設(shè)備損壞以及設(shè)備跳閘等等。而臺(tái)風(fēng)對(duì)電網(wǎng)的影響有很大的不確定性和隨機(jī)性，研究分析電網(wǎng)負(fù)荷與氣象因素的相關(guān)關(guān)系，提高臺(tái)風(fēng)期間電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)精度和電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度水平，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性以及電能質(zhì)量都有著重要的指導(dǎo)意義。

因此，有必要提出一種臺(tái)風(fēng)天氣下電網(wǎng)負(fù)荷對(duì)氣象因素的敏感度分析方法，分析臺(tái)風(fēng)天氣下電網(wǎng)負(fù)荷特性隨氣象因素的變化規(guī)律，確定影響電網(wǎng)負(fù)荷特性的主要?dú)庀笠蛩兀瑢?duì)提高臺(tái)風(fēng)等特殊天氣下電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)精度和運(yùn)行安全性具有很好的實(shí)用價(jià)值，以便在臺(tái)風(fēng)天氣時(shí)，及時(shí)采取措施，減少電網(wǎng)設(shè)備損壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種臺(tái)風(fēng)天氣下電網(wǎng)負(fù)荷對(duì)氣象因素的敏感度分析方法。

本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的：一種臺(tái)風(fēng)天氣下電網(wǎng)負(fù)荷對(duì)氣象因素的敏感度分析方法，包括以下步驟：

步驟1、根據(jù)歷史負(fù)荷特性指標(biāo)和影響因素建立分析評(píng)價(jià)矩陣；

步驟2、根據(jù)步驟1中分析評(píng)價(jià)矩陣的評(píng)價(jià)指標(biāo)性質(zhì)不同，將評(píng)價(jià)指標(biāo)分為正相關(guān)型和負(fù)相關(guān)型；對(duì)分好類的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，形成初值像矩陣；

步驟3、基于灰色關(guān)聯(lián)度理論，計(jì)算臺(tái)風(fēng)前后負(fù)荷特性指標(biāo)與影響因素的關(guān)聯(lián)度系數(shù)，記為r前和r后；

步驟4、計(jì)算臺(tái)風(fēng)前后負(fù)荷特性指標(biāo)與影響因素的關(guān)聯(lián)度系數(shù)變化率；并選擇臺(tái)風(fēng)前后關(guān)聯(lián)度系數(shù)變化率較大的因素作為影響負(fù)荷特性指標(biāo)的主要因素；

步驟5：采用多元分段回歸方法分析負(fù)荷特性指標(biāo)和影響因素的關(guān)系，捕捉影響因素對(duì)負(fù)荷特性指標(biāo)的相關(guān)關(guān)系，揭示兩者之間的變化規(guī)律，包括以下子步驟；

步驟5.1：根據(jù)氣象因素自身的特性，將氣象因素分成多段區(qū)間；

步驟5.2:基于多元分段回歸的敏感度分析方法，建立負(fù)荷特性與步驟4中選擇的主要因素的回歸方程，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行敏感度分析。

進(jìn)一步的，所述步驟1中的負(fù)荷特性指標(biāo)包括日最大負(fù)荷、日最小負(fù)荷以及日平均負(fù)荷；所述影響因素包括最高氣溫、平均氣溫、最低氣溫、最高濕度、平均濕度、最低濕度、最高風(fēng)速、平均風(fēng)速和降雨量。

進(jìn)一步的，所述步驟4中的關(guān)聯(lián)度系數(shù)變化率按照從大到小的順序排列，選擇排名前5％-8％的因素作為影響負(fù)荷特性的主要因素。

進(jìn)一步的，所述步驟5.1中的氣象因素包括降雨量、氣溫和風(fēng)速；根據(jù)降雨量的分段區(qū)間包括小雨區(qū)間、中雨區(qū)間、大雨區(qū)間和暴雨區(qū)間；根據(jù)氣溫的分段區(qū)間包括暖區(qū)間、熱區(qū)間、炎熱區(qū)間和暑熱區(qū)間；根據(jù)風(fēng)速的分段區(qū)間包括微風(fēng)區(qū)間、和風(fēng)區(qū)間、勁風(fēng)區(qū)間和疾風(fēng)區(qū)間。

進(jìn)一步的，所述氣象因素多元組合后再進(jìn)行多段區(qū)間劃分，例如，影響負(fù)荷特性的主要因素為降雨量和氣溫，在降雨量已劃分多段區(qū)間的情況下，降雨量的每一區(qū)間再根據(jù)氣溫進(jìn)行多段區(qū)間劃分，例如在小雨區(qū)間中根據(jù)氣溫劃分為暖、熱、炎熱和暑熱四個(gè)區(qū)間。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的臺(tái)風(fēng)天氣下電網(wǎng)負(fù)荷對(duì)氣象因素的敏感度分析方法，通過歷史負(fù)荷特性指標(biāo)和影響因素建立分析評(píng)價(jià)矩陣，對(duì)分析評(píng)價(jià)矩陣中每個(gè)指標(biāo)根據(jù)正相關(guān)型和負(fù)相關(guān)型進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理，然后根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)度理論選擇影響負(fù)荷特性最主要的氣候影響因素，再根據(jù)氣象因素的自身特性設(shè)計(jì)出負(fù)荷特性的分段敏感度分析模式；數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理時(shí)充分考慮了數(shù)據(jù)的極值一致性，標(biāo)準(zhǔn)化處理后的數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式具有方向統(tǒng)一性；根據(jù)關(guān)聯(lián)度系數(shù)變化率的大小來選擇主要影響因素，避免了因盲目選擇影響因素所帶來的計(jì)算誤差，提高了負(fù)荷特性與氣象因素相關(guān)關(guān)系的分析精度，能夠更加確切地反應(yīng)出負(fù)荷特性指標(biāo)在臺(tái)風(fēng)前后的波動(dòng)主要受到哪些因素的影響，為相關(guān)部門在臺(tái)風(fēng)登陸前做好相應(yīng)的防風(fēng)防汛工作提供了依據(jù)，及時(shí)采取防治措施，減少電網(wǎng)設(shè)備損壞。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明所提供的一種臺(tái)風(fēng)天氣下電網(wǎng)負(fù)荷對(duì)氣象因素的敏感度分析方法，包括以下步驟：

1、根據(jù)歷史負(fù)荷特性指標(biāo)(日最大負(fù)荷、日最小負(fù)荷以及日平均負(fù)荷)和影響因素(最高氣溫、平均氣溫、最低氣溫、最高濕度、平均濕度、最低濕度、最高風(fēng)速、平均風(fēng)速和降雨量)，建立分析評(píng)價(jià)矩陣；

其中，yj(t)表示第j(j＝1,2,…,n)個(gè)負(fù)荷特性指標(biāo)在第t時(shí)刻的樣本值，n表示負(fù)荷特性指標(biāo)總數(shù)，xi(t)表示第i(i＝1,2,…,m)個(gè)影響因素在第t時(shí)刻的樣本值，m表示影響因素總數(shù)。

2、因?yàn)樵u(píng)價(jià)指標(biāo)體系中，各影響因素具有不同的量綱、數(shù)量級(jí)和變化幅度，不具備可比性，需將評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，便于后續(xù)計(jì)算；根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)的性質(zhì)不同，將評(píng)價(jià)指標(biāo)分為正相關(guān)型(越大臺(tái)風(fēng)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)越大型)和負(fù)相關(guān)型(越小臺(tái)風(fēng)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)越大型)；由于評(píng)價(jià)指標(biāo)性質(zhì)的不同，處理數(shù)據(jù)時(shí)充分考慮了評(píng)價(jià)指標(biāo)的極值一致性，無論是正相關(guān)型或負(fù)相關(guān)型，標(biāo)準(zhǔn)化處理后的表現(xiàn)形式應(yīng)是具有方向統(tǒng)一性，因此，對(duì)分好類的評(píng)價(jià)指標(biāo)按照式(2)和(3)或者(4)和(5)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，形成初值像矩陣式(6)；

其中，j1、j2分別表示正相關(guān)型指標(biāo)和負(fù)相關(guān)型指標(biāo)，xoi(t)表示第i個(gè)影響因素在第t時(shí)刻的參照值，yoj(t)表示第j個(gè)負(fù)荷特性指標(biāo)在第t時(shí)刻的參照值，如果沒有確定的參照值，則，

按照式(7)對(duì)式(6)中的元素進(jìn)行差值運(yùn)算，得到如式(8)所示的序列矩陣，并選擇差值的最大值和最小值，如式(9)所示；

δji(t)＝|y'j(t)-x'1(t)|,i＝1,2,...,m(7)

3、基于灰色關(guān)聯(lián)度理論，計(jì)算臺(tái)風(fēng)前后負(fù)荷特性指標(biāo)與影響因素的關(guān)聯(lián)度系數(shù)，記為r前和r后；根據(jù)式(10)計(jì)算關(guān)聯(lián)度系數(shù)，并形成關(guān)聯(lián)度系數(shù)矩陣，如式(11)所示，式中ρ為分辨系數(shù)，通常取0.5：

根據(jù)式(12)計(jì)算r前和r后，式中ω(t)為權(quán)重值，本實(shí)施例中取值為1/t：

4、根據(jù)式(13)計(jì)算臺(tái)風(fēng)前后負(fù)荷特性指標(biāo)與影響因素的關(guān)聯(lián)度系數(shù)變化率；將關(guān)聯(lián)度系數(shù)變化率按照從大到小的順序排列，選擇排名前5％-8％的因素作為影響負(fù)荷特性指標(biāo)的主要因素；

根據(jù)關(guān)聯(lián)度系數(shù)變化率的大小選擇影響因素，關(guān)聯(lián)度系數(shù)變化率越大表明某影響因素對(duì)負(fù)荷特征指標(biāo)的波動(dòng)影響越大；反之，則越??；減小了因盲目選擇影響因素所帶來的計(jì)算誤差，能確切的反映出負(fù)荷特征指標(biāo)在臺(tái)風(fēng)前后的波動(dòng)主要受哪些因素印象，適用于臺(tái)風(fēng)特殊天氣復(fù)雜，不確定問題的分析和評(píng)價(jià)。

5、采用多元分段回歸方法分析負(fù)荷特性指標(biāo)和影響因素的關(guān)系，捕捉影響因素對(duì)負(fù)荷特性指標(biāo)的相關(guān)關(guān)系，揭示兩者之間的變化規(guī)律，包括以下子步驟；

5.1、根據(jù)影響因素自身的特性，將氣象影響因素分成多段區(qū)間；氣象影響因素包括降雨量、氣溫和風(fēng)速；根據(jù)降雨量的分段區(qū)間包括小雨區(qū)間、中雨區(qū)間、大雨區(qū)間和暴雨區(qū)間；根據(jù)氣溫的分段區(qū)間包括暖區(qū)間、熱區(qū)間、炎熱區(qū)間和暑熱區(qū)間；根據(jù)風(fēng)速的分段區(qū)間包括微風(fēng)區(qū)間、和風(fēng)區(qū)間、勁風(fēng)區(qū)間和疾風(fēng)區(qū)間；氣象影響因素多元組合后再進(jìn)行多段區(qū)間劃分，例如，影響負(fù)荷特性的主要因素為降雨量和氣溫，在降雨量已劃分多段區(qū)間的情況下，降雨量的每一區(qū)間再根據(jù)氣溫進(jìn)行多段區(qū)間劃分，例如在小雨區(qū)間中根據(jù)氣溫劃分為暖、熱、炎熱和暑熱四個(gè)區(qū)間。

5.2、基于多元分段回歸的敏感度分析方法，建立負(fù)荷特性指標(biāo)與步驟4中選擇的主要因素的回歸方法，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行敏感度分析；

①一元分段回歸分析，建立一元分段回歸方程：

pi＝ai+bix,1≤i≤l(14)

其中，pi表示第i區(qū)間的負(fù)荷特性指標(biāo)，x表示影響因素，ai，bi表示影響因素的權(quán)值，l表示影響因素分段的區(qū)間數(shù)；根據(jù)上式進(jìn)行敏感度分析，當(dāng)影響因素x變化一個(gè)單位時(shí)，負(fù)荷特性pi相應(yīng)變化bi個(gè)單位。

②多元分段回歸分析，建立多元分段回歸方程：

pij＝aij+bijx1+cijx2,1≤i≤l1；1≤j≤l2(15)

其中，pij表示先根據(jù)影響因素x1分段再根據(jù)x2分段后的第ij區(qū)間的負(fù)荷特性，x1，x2為主要影響因素，aij、bij、cij為影響因素的權(quán)值，l1為第一個(gè)影響因素分段的區(qū)間數(shù)，l2為第二個(gè)影響因素分段的區(qū)間數(shù)；敏感度分析，當(dāng)氣象影響因素x1變化一個(gè)單位時(shí)，負(fù)荷特性pij相應(yīng)變化bij個(gè)單位，當(dāng)氣象影響因素x2變化一個(gè)單位時(shí)，pij負(fù)荷特性相應(yīng)變化cij個(gè)單位。

以上所揭露的僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或變型，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。