專利名稱：電能質(zhì)量綜合評(píng)估系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域的系統(tǒng)，具體是一種電能質(zhì)量綜合評(píng)估系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電能質(zhì)量是多個(gè)指標(biāo)的有機(jī)綜合，雖然世界各國對(duì)各個(gè)電能質(zhì)量指標(biāo)制定了 一系列的標(biāo)準(zhǔn)，但這些用來確定單個(gè)指標(biāo)合格與不合格的標(biāo)準(zhǔn)，不能全面、真實(shí)、 唯一地反映總的電能質(zhì)量的性質(zhì)。隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，在對(duì)電能質(zhì)量的要求方 面出現(xiàn)了以下新問題 一方面，由于大量非線性、沖擊性負(fù)荷接入電力系統(tǒng)或其 他擾動(dòng)源的存在導(dǎo)致電網(wǎng)中的電能質(zhì)量問題日益嚴(yán)重；另一方面，由于眾多基于 計(jì)算機(jī)、微處理控制器的精密儀器、設(shè)備的大量使用，用戶對(duì)電能質(zhì)量的要求越 來越高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國因?yàn)殡娔苜|(zhì)量問題所帶來的損失一年超過500億美元。我 國現(xiàn)有六項(xiàng)電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，分別對(duì)電壓偏差、頻率偏差、諧波、電壓三相不平衡 度、電壓波動(dòng)與閃變、暫時(shí)過電壓和瞬態(tài)過電壓進(jìn)行了限定，且目前電能質(zhì)量測(cè) 量儀能夠判斷這些電能質(zhì)量指標(biāo)是否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，但這只能用來評(píng)估電能質(zhì)量 的單項(xiàng)指標(biāo)，不能綜合評(píng)價(jià)電能質(zhì)量的好壞。
電能質(zhì)量綜合評(píng)估方法研究，近年來主要集中在基于概率論與矢量代數(shù)、模 糊數(shù)學(xué)以及層次分析法上。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，譚家茂等在《繼電器》(2006， 34(3): 55-59) 上發(fā)表的《基于模糊理論的電能質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)方法研究》，該文中提出結(jié)合層次 分析法(analytical hierarchy process, AHP)及模糊方法對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行綜 合評(píng)價(jià)，其不足在于當(dāng)考慮指標(biāo)比較多時(shí)，應(yīng)用AHP有時(shí)會(huì)出現(xiàn)判斷矩陣不具 有一致性的情況，且模糊數(shù)學(xué)對(duì)于隸屬度函數(shù)的建立并沒有一個(gè)統(tǒng)一的通用定理 或計(jì)算公式，很大程度上受主觀因素的影響。
目前，電力系統(tǒng)還沒有確定電能質(zhì)量各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重的標(biāo)準(zhǔn)。但是要對(duì)電能 質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，需確定反映同一電能質(zhì)量不同參數(shù)的相對(duì)重要性的權(quán)重。層 次分析法即是用來確定指標(biāo)權(quán)重值的傳統(tǒng)方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種電能質(zhì)量綜合評(píng)估 系統(tǒng)，使用基于AHP權(quán)重的線性規(guī)劃模型，當(dāng)判斷矩陣不具有一致性時(shí)，在判斷 矩陣中找到影響一致性的那一項(xiàng)，從而得到合理的權(quán)值，并在此基礎(chǔ)上應(yīng)用概率 統(tǒng)計(jì)對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)估。本發(fā)明可以根據(jù)不同類型負(fù)荷的敏感程度來確定 各單項(xiàng)指標(biāo)的不同權(quán)重，在數(shù)據(jù)處理過程中能夠?qū)⒏髦笜?biāo)的模糊性量化。
本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括電能質(zhì)量采集模塊、電 能質(zhì)量指標(biāo)分級(jí)模塊、概率分布矩陣獲取模塊、權(quán)值矢量獲取模塊、評(píng)估量化值 獲得模塊、電能質(zhì)量評(píng)價(jià)模塊，其中
電能質(zhì)量采集模塊從電網(wǎng)采集得到電壓/電流信號(hào)，經(jīng)電壓/電流傳感器轉(zhuǎn) 換為交流電壓信號(hào)之后進(jìn)行信號(hào)調(diào)理以抑制系統(tǒng)噪聲，再通過數(shù)據(jù)采集卡將此模 擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，最后根據(jù)數(shù)字信號(hào)獲得各項(xiàng)電能質(zhì)量指標(biāo)，電能質(zhì)量指 標(biāo)包括電壓暫降、電壓偏差、頻率偏差、三相不平衡、波動(dòng)與閃變、諧波、可 靠性等，并將電能質(zhì)量指標(biāo)傳輸給電能質(zhì)量指標(biāo)分級(jí)模塊；
電能質(zhì)量指標(biāo)分級(jí)模塊根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)或國際公認(rèn)要求將電能質(zhì)量采集模塊
獲得的電能質(zhì)量指標(biāo)分成設(shè)定的級(jí)數(shù)；
概率分布矩陣獲取模塊在評(píng)估時(shí)間段內(nèi)，根據(jù)電能質(zhì)量指標(biāo)分級(jí)模塊分級(jí)設(shè)
定情況，獲得電能質(zhì)量處在各個(gè)等級(jí)的概率Pk,將每個(gè)電能指標(biāo)每級(jí)的概率求出
可獲得概率分布矩陣Rnxm，其中n表示考慮的電能質(zhì)量指標(biāo)個(gè)數(shù)，m表示每個(gè)
指標(biāo)都被分成的級(jí)數(shù)；
權(quán)值矢量獲取模塊通過層次分析法形成各電能質(zhì)量指標(biāo)的判斷矩陣，并利用
兩個(gè)線性規(guī)劃模型求取最優(yōu)一致性目標(biāo)，獲權(quán)值矢量，并將權(quán)值矢量傳輸給評(píng)估
量化值獲取模塊；
評(píng)估量化值獲得模塊將概率分布矩陣R和各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重矢量W相乘得到矩 陣V，對(duì)矩陣V應(yīng)用加權(quán)平均法處理得到電能質(zhì)量綜合評(píng)估的唯一量化值V';
電能質(zhì)量評(píng)價(jià)模塊建立評(píng)價(jià)體系，并將評(píng)估量化值獲得模塊獲得的唯一量化 值V'與評(píng)價(jià)體系進(jìn)行比對(duì)，得到電能質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果。
所述電能質(zhì)量指標(biāo)分級(jí)模塊，其將每個(gè)電能質(zhì)量指標(biāo)分成十級(jí)，十級(jí)均 是合格電能，在評(píng)估過程中，如果有某些電能質(zhì)量指標(biāo)超出了限值，則可根 據(jù)其超標(biāo)程度以某一跨度將超出部分均等分級(jí)，如果超出范圍很小，把超出部分作為第ll級(jí)。如對(duì)于頻率偏差，國標(biāo)規(guī)定正常情況下頻率偏差的絕對(duì)值不得超過2%，以跨度為0.2平均分成IO個(gè)等級(jí)，超過0.2%的部分看成第11級(jí)。
所述權(quán)值矢量獲得模塊，包括判斷矩陣獲得模塊、第一線性規(guī)劃模型構(gòu)造模塊、 一致性約束范圍獲取模塊、不一致性判斷矩陣元素識(shí)別模塊、第二線性規(guī)劃模型構(gòu)造模塊、權(quán)值向量求取模塊，其中
判斷矩陣獲得模塊通過比較各項(xiàng)電能質(zhì)量指標(biāo)的重要性，設(shè)定判斷矩陣中各元素的數(shù)值，最終形成各個(gè)電能質(zhì)量指標(biāo)的判斷矩陣；
第一線性規(guī)劃模型構(gòu)造模塊根據(jù)判斷矩陣獲得模塊所形成的判斷矩陣中各
元素，設(shè)置^是 的誤差值，滿足^,/^= ~, aij表示因數(shù)yi與因素yj的重要性之比， 一致性判斷矩陣中，對(duì)所有的i， j均有^^趨向于0，且有、=lnw'，&=ln~， Zy=h/|，則構(gòu)造第一線性規(guī)劃模型，具體如下
目禾示函數(shù)為:
Z=l _/=z+l
約束條件如下:
(4)
(5)
(7)
(8)
x' — x; - a;111 ' ， = L 2"， "; # /~ ^ a , z々^乃'"= i，2,…，< 7
A —、.》0 = 1,2，…，m; > 1
義,-、20 對(duì)所有k有"ik 2 <3jk;
且存在q使"iq〉Ojq
x, = 0; .》0/, J' = 1,2，…，w
一致性約束范圍獲取模塊求取第一線性規(guī)劃模型的最優(yōu)解z*， z'是要找的最優(yōu)一致性目標(biāo)，并將最優(yōu)解z'作為第二線性規(guī)劃模型的一個(gè)約束條件， 一致
性約束范圍獲取模塊不僅求取最優(yōu)解Z、而且要使得每一個(gè)偏差都盡可能的??；
不一致性判斷矩陣元素識(shí)別模塊，在判斷矩陣存在不一致性情況時(shí)，即當(dāng)求出的幾個(gè)指標(biāo)權(quán)值相等而在判斷矩陣中相關(guān)元素又不等于1時(shí)，判斷出權(quán)值相等的這幾項(xiàng)是影響判斷矩陣不一致性的元素，則根據(jù)判斷矩陣獲得模塊重新修訂影
響一致性的元素以獲得新的判斷矩陣，否則進(jìn)入下一模塊；
第二線性規(guī)劃模型構(gòu)造模塊利用一致性約束范圍求取模塊獲得的最優(yōu)解Z、
7將其作為一個(gè)一致性約束范圍加入到第二線性規(guī)劃模型中，具體如下:
目標(biāo)函數(shù) <formula>formula see original document page 8</formula>,
約束條件-
<formula>formula see original document page 8</formula>
式(13)可以保證Zmax是所有偏差的最大值，式(10)可以保證唯有滿足最優(yōu)值Z'的解是有效解，而其它條件同以前相同。
權(quán)值向量求取模塊，通過第二線性規(guī)劃模型求得決策變量(^^^3.』 )，然
后由X-lnw'獲得各權(quán)值向量b^..^)，并進(jìn)行規(guī)一化使其和為1。
所述電能質(zhì)量評(píng)價(jià)模塊，其建立的評(píng)價(jià)體系的級(jí)制與電能質(zhì)量指標(biāo)分級(jí)模塊對(duì)電能質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行的分級(jí)級(jí)制相同，以保持分級(jí)的一致性。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果
本發(fā)明克服傳統(tǒng)AHP的局限性，提出了一種AHP權(quán)重的線性規(guī)劃模型，當(dāng)判
斷矩陣不具有一致性時(shí)，可以方便地在判斷矩陣中找到影響一致性的那一項(xiàng)，從
而得到合理的權(quán)值，并在此基礎(chǔ)上應(yīng)用概率統(tǒng)計(jì)對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)估。本發(fā)
明可以根據(jù)不同類型負(fù)荷的敏感程度來確定各單項(xiàng)指標(biāo)的不同權(quán)重，在數(shù)據(jù)處理
過程中用概率統(tǒng)計(jì)將各指標(biāo)的模糊性量化，受主觀因素的影響小，評(píng)估結(jié)果客觀、
科學(xué)、合理。


圖l本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方
案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
本實(shí)施例以某牽引站的電能質(zhì)量評(píng)估為例，在該牽引站上級(jí)電源220kV站安裝有兩臺(tái)電能質(zhì)量分析儀，專門監(jiān)視該牽引站的電能質(zhì)量。
如圖1所示，本實(shí)施例包括電能質(zhì)量采集模塊、電能質(zhì)量指標(biāo)分級(jí)模塊、概率分布矩陣獲取模塊、權(quán)值矢量獲取模塊、評(píng)估量化值獲得模塊、電能質(zhì)量評(píng)價(jià)模塊，其中
電能質(zhì)量采集模塊使用電壓/電流互感器從電網(wǎng)得到電壓/電流信號(hào)，經(jīng)電壓/電流傳感器轉(zhuǎn)換為5V或10V的交流電壓信號(hào)之后進(jìn)行信號(hào)調(diào)理以抑制系統(tǒng)噪
聲，再通過數(shù)據(jù)采集卡將此模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，最后根據(jù)數(shù)字信號(hào)獲得各項(xiàng)電能質(zhì)量指標(biāo)，電能質(zhì)量指標(biāo)包括電壓暫降、電壓偏差、頻率偏差、三相不平衡、波動(dòng)與閃變、諧波、可靠性等，并將電能質(zhì)量指標(biāo)傳輸給電能質(zhì)量指標(biāo)分級(jí)模塊；
電能質(zhì)量指標(biāo)分級(jí)模塊根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)或國際公認(rèn)要求將電能質(zhì)量采集模塊
獲得的電能質(zhì)量指標(biāo)分成m級(jí)，則各級(jí)的跨度為q=x/m;其中，m為所分等級(jí)
個(gè)數(shù)；X為國標(biāo)對(duì)該項(xiàng)指標(biāo)的限值，第k級(jí)的范圍為
附 附附
概率分布矩陣獲取模塊在評(píng)估時(shí)間段內(nèi)，根據(jù)電能質(zhì)量指標(biāo)分級(jí)模塊分級(jí)設(shè)定情況，獲得電能質(zhì)量處在各個(gè)等級(jí)的概率Pk，將每個(gè)電能指標(biāo)每級(jí)的概率求出
水
可獲得概率分布矩陣Rnxm，其中n表示考慮的電能質(zhì)量指標(biāo)個(gè)數(shù)，m表示每指標(biāo)都被分成的級(jí)數(shù)；
權(quán)值矢量獲取模塊通過層次分析法形成各電能質(zhì)量指標(biāo)的判斷矩陣，并利用兩個(gè)線性規(guī)劃模型求取最優(yōu)一致性目標(biāo)，獲權(quán)值矢量，并將權(quán)值矢量傳輸給評(píng)估量化值獲取模塊；
評(píng)估量化值獲得模塊將概率分布矩陣R和各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重矢量W相乘得到矩陣V，對(duì)矩陣V應(yīng)用加權(quán)平均法處理得到電能質(zhì)量綜合評(píng)估的唯一量化值V'，
k=i k=i ， V即是電能質(zhì)量的唯一量化評(píng)估結(jié)果；
電能質(zhì)量評(píng)價(jià)模塊建立評(píng)價(jià)體系，并將評(píng)估量化值獲得模塊獲得的唯一量化值V'與評(píng)價(jià)體系進(jìn)行比對(duì)，得到電能質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果。
所述電能質(zhì)量指標(biāo)分級(jí)模塊，其將每個(gè)電能質(zhì)量指標(biāo)分成十級(jí)，十級(jí)均是合格電能，在評(píng)估過程中，如果有某些電能質(zhì)量指標(biāo)超出了限值，則可根據(jù)其超標(biāo)程度以某一跨度將超出部分均等分級(jí)，如果超出范圍很小，把超出部分作為第ll級(jí)。如對(duì)于頻率偏差，國標(biāo)規(guī)定正常情況下頻率偏差的絕對(duì)值不得超過2%，以跨度為0.2平均分成IO個(gè)等級(jí)，超過0.2%的部分看成第11級(jí)。
所述概率分布矩陣獲取模塊，首先根據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)求取其絕對(duì)值在
第i級(jí)的時(shí)間 "'，其中，''為各項(xiàng)指標(biāo)絕對(duì)值在第k級(jí)的第i個(gè)時(shí)間
段的時(shí)間；n為各項(xiàng)指標(biāo)絕對(duì)值在第k級(jí)的時(shí)間段的個(gè)數(shù)；然后，求取各項(xiàng)指標(biāo)
處于第k級(jí)的概率分布A=""/7\將各項(xiàng)指標(biāo)在各等級(jí)的概率分布按等級(jí)
順序形成一個(gè)1Xm的矩陣W ^[AAiV"&]，將電能質(zhì)量各項(xiàng)指標(biāo)的矩陣排
列為一個(gè)矩陣^ =[《^，&4]，其中，n表示所考慮的電能質(zhì)量指標(biāo)的個(gè)數(shù)。
所述權(quán)值矢量獲得模塊，包括判斷矩陣獲得模塊、第一線性規(guī)劃模型構(gòu)造模塊、 一致性約束范圍獲取模塊、不一致性判斷矩陣元素識(shí)別模塊、第二線性規(guī)劃模型構(gòu)造模塊、權(quán)值向量求取模塊，其中
判斷矩陣獲得模塊通過比較各項(xiàng)電能質(zhì)量指標(biāo)的重要性，設(shè)定判斷矩陣中各元素的數(shù)值，最終形成各個(gè)電能質(zhì)量指標(biāo)的判斷矩陣，判斷矩陣中元素的數(shù)值設(shè)定方式如下若兩個(gè)指標(biāo)相比，具有相同重要性，設(shè)置為l;兩個(gè)指標(biāo)相比， 一個(gè)比另一個(gè)稍重要，設(shè)置為3;兩個(gè)指標(biāo)相比， 一個(gè)比另一個(gè)明顯重要，設(shè)置為5;兩個(gè)指標(biāo)相比， 一個(gè)比另一個(gè)強(qiáng)烈重要，設(shè)置為7;兩個(gè)指標(biāo)相比， 一個(gè)比另一個(gè)極端重要，設(shè)置為9;若處在上述相鄰判斷的中間，則
分別設(shè)置為2、 4、 6、 8，其中，若因數(shù)y,與因素yj的重要性之比為aij，則因素L與yt之比為a" =l/aij;
第一線性規(guī)劃模型構(gòu)造模塊根據(jù)判斷矩陣獲得模塊所形成的判斷矩陣中各
元素，設(shè)置^是^的誤差值，滿足^,/^= ~， aij表示因數(shù)y,與因素yj的重要性之比， 一致性判斷矩陣中，對(duì)所有的i， j均有hf"趨向于0，且有、=lnw'，
&=111~, Z"=l^l，則構(gòu)造第一線性規(guī)劃模型，具體如下目豐示函數(shù)為
ZP >V zy ^力 " / = l， 2,…，";''< _/
2 0 = l，2,.."M;a" >1
A _ 、2 0 對(duì)所都有2 "jk;
(4)
(5)
(6)
約束條件如下
且存在q使aiq〉aj,= 0; > 0 /'， y' = 1,2,w
(7)
(8)
一致性約束范圍獲取模塊求取第一線性規(guī)劃模型的最優(yōu)解z、 z'就是要找的最優(yōu)一致性目標(biāo)，并將最優(yōu)解z、乍為第二線性規(guī)劃模型的一個(gè)約束條件，一致性約束范圍獲取模塊不僅求取最優(yōu)解z*，而且要使得每一個(gè)偏差都盡可能的
??；
不一致性判斷矩陣元素識(shí)別模塊，在判斷矩陣存在不一致性情況時(shí)，即當(dāng)求出的幾個(gè)指標(biāo)權(quán)值相等而在判斷矩陣A中相關(guān)元素又不等于1時(shí)，判斷出權(quán)值相等的這幾項(xiàng)是影響判斷矩陣不一致性的元素，則需根據(jù)判斷矩陣A獲得模塊重新修訂影響一致性的元素以獲得新的判斷矩陣，否則進(jìn)入下一模塊；
第二線性規(guī)劃模型構(gòu)造模塊利用一致性約束范圍求取模塊獲得的最優(yōu)解z 將其作為一個(gè)一致性約束范圍加入到第二線性規(guī)劃模型中，具體如下
目標(biāo)函數(shù) Z^ (9)
約束條件:<formula>formula see original document page 12</formula>x,-—x乂々0 = 1,2,…，"； > 1 (14) x, -氣》0 對(duì)所有瞎& 2 ajk;
且存在q使 〉"jq (15)
^0;z醒2 0;z一0 /j-l，2，…，" (16)
式(13)可以保證Zmax是所有偏差的最大值，式(10)可以保證 唯有滿足最優(yōu)值f的解是有效解，而其它條件同以前相同。
權(quán)值向量求取模塊，通過第二線性規(guī)劃模型求得決策變量(x,，;c2，;c3…xj，然 后由x';lnvv'獲得各權(quán)值向量(w，^，A.氣)，并進(jìn)行規(guī)一化使其和為工。
所述電能質(zhì)量評(píng)價(jià)模塊，其建立的評(píng)價(jià)體系的級(jí)制與電能質(zhì)量指標(biāo)分級(jí)模塊 對(duì)電能質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行的分級(jí)級(jí)制相同，以保持分級(jí)的一致性，并且用"特、優(yōu)、 良、中、合格、不合格"對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。
本實(shí)施例中用于評(píng)估的電能質(zhì)量指標(biāo)包括諧波畸變率、功率因素、三相不平 衡度、頻率偏差、電壓偏差、電壓閃變，測(cè)量時(shí)間是從2008年5月5日到2008 年5月13日。根據(jù)這九天的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)將考慮的六個(gè)電能質(zhì)量指標(biāo)根據(jù)國標(biāo)平均 分成十個(gè)等級(jí)，將超過國標(biāo)范圍的看成第十一個(gè)等級(jí)，得出處于每個(gè)等級(jí)的時(shí)間， 并除于分析的總時(shí)間，得到每個(gè)指標(biāo)每個(gè)等級(jí)的概率，即矩陣R:<formula>formula see original document page 12</formula>元素""表示第i個(gè)指標(biāo)處于第j級(jí)的概率。將電能質(zhì)量指標(biāo)諧波畸變率、功率因素、三相不平衡度、頻率偏差、電壓偏 差、電壓閃變經(jīng)專家調(diào)査按表1形成判斷矩陣A:<formula>formula see original document page 13</formula>
應(yīng)用前面介紹的二階段線性規(guī)劃模型求出權(quán)重，并歸一化處理可得 < =
給R各項(xiàng)乘以對(duì)應(yīng)權(quán)重得到評(píng)價(jià)結(jié)果矢量
J/= =
對(duì)V應(yīng)用加權(quán)平均法求取評(píng)估結(jié)果
k=l k=l
即為電能質(zhì)量的最終評(píng)估結(jié)果，電能質(zhì)量指標(biāo)量化評(píng)價(jià)該電能質(zhì)量屬于良。 從對(duì)原始實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的分析和處理得到的概率矩陣R可以看出，6個(gè)電能質(zhì) 量指標(biāo)中雖然大部分都在限值范圍內(nèi)，但由于電鐵牽引負(fù)荷的影響，諧波畸變率 和功率因素都有少許超標(biāo)的情況，且這兩個(gè)指標(biāo)也是考慮電鐵牽引負(fù)荷對(duì)電網(wǎng)影
響的主要因素，權(quán)值相對(duì)也比較大，所以電能質(zhì)量為良是合理的。
本實(shí)施例系統(tǒng)在數(shù)據(jù)處理過程中應(yīng)用的是概率統(tǒng)計(jì)，能夠真實(shí)反映電能質(zhì)量 各項(xiàng)指標(biāo)的概率特征，這保證了評(píng)估結(jié)果的嚴(yán)謹(jǐn)與客觀，在評(píng)估過程中又引入了 了權(quán)重矢量，體現(xiàn)了電能質(zhì)量各指標(biāo)的模糊性，能夠滿足電能質(zhì)量評(píng)估的一些特 殊要求，可以客觀、全面、合理的對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)估。
權(quán)利要求
1、一種電能質(zhì)量綜合評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，包括電能質(zhì)量采集模塊、電能質(zhì)量指標(biāo)分級(jí)模塊、概率分布矩陣獲取模塊、權(quán)值矢量獲取模塊、評(píng)估量化值獲得模塊、電能質(zhì)量評(píng)價(jià)模塊，其中電能質(zhì)量采集模塊從電網(wǎng)采集電壓/電流信號(hào)，經(jīng)電壓/電流傳感器轉(zhuǎn)換為交流電壓信號(hào)之后進(jìn)行信號(hào)調(diào)理以抑制系統(tǒng)噪聲，再通過數(shù)據(jù)采集卡將此模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，最后根據(jù)數(shù)字信號(hào)獲得各項(xiàng)電能質(zhì)量指標(biāo)，電能質(zhì)量指標(biāo)包括電壓暫降、電壓偏差、頻率偏差、三相不平衡、波動(dòng)與閃變、諧波、可靠性，并將電能質(zhì)量指標(biāo)傳輸給電能質(zhì)量指標(biāo)分級(jí)模塊；電能質(zhì)量指標(biāo)分級(jí)模塊根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)或國際公認(rèn)要求將電能質(zhì)量采集模塊獲得的電能質(zhì)量指標(biāo)分成設(shè)定的分級(jí)；概率分布矩陣獲取模塊在評(píng)估時(shí)間段內(nèi)，根據(jù)電能質(zhì)量指標(biāo)分級(jí)模塊分級(jí)設(shè)定情況，獲得電能質(zhì)量處在各個(gè)等級(jí)的概率pk，將每個(gè)電能指標(biāo)每級(jí)的概率求出可獲得概率分布矩陣Rn×m，其中n表示考慮的電能質(zhì)量指標(biāo)個(gè)數(shù)，m表示每個(gè)指標(biāo)都被分成的級(jí)數(shù)；權(quán)值矢量獲取模塊通過層次分析法形成各電能質(zhì)量指標(biāo)的判斷矩陣，并利用兩個(gè)線性規(guī)劃模型求取最優(yōu)一致性目標(biāo)，獲權(quán)值矢量，并將權(quán)值矢量傳輸給評(píng)估量化值獲取模塊；評(píng)估量化值獲得模塊將概率分布矩陣R和各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重矢量W相乘得到矩陣V，對(duì)矩陣V應(yīng)用加權(quán)平均法處理得到電能質(zhì)量綜合評(píng)估的唯一量化值V′；電能質(zhì)量評(píng)價(jià)模塊建立評(píng)價(jià)體系，并將評(píng)估量化值獲得模塊獲得的唯一量化值V′與評(píng)價(jià)體系進(jìn)行比對(duì)，得到電能質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電能質(zhì)量綜合評(píng)估系統(tǒng)，其特征是，所述電能 質(zhì)量指標(biāo)分級(jí)模塊，其將每個(gè)電能質(zhì)量指標(biāo)分成十級(jí)，十級(jí)指標(biāo)均是合格電 能，在評(píng)估過程中，如果有某些電能質(zhì)量指標(biāo)超出了限值，則根據(jù)其超標(biāo)程 度以某一跨度將超出部分均等分級(jí)，如果超出范圍很小，將超出部分作為第 十一級(jí)。
3、根據(jù)權(quán)利要求l所述的電能質(zhì)量綜合評(píng)估系統(tǒng)，其特征是，所述權(quán)值 矢量獲得模塊，包括判斷矩陣獲得模塊、第一線性規(guī)劃模型構(gòu)造模塊、一 致性約束范圍獲取模塊、不一致性判斷矩陣元素識(shí)別模塊、第二線性規(guī)劃模 型構(gòu)造模塊、權(quán)值向量求取模塊，其中判斷矩陣獲得模塊通過比較各項(xiàng)電能質(zhì)量指標(biāo)的重要性，設(shè)定判斷矩陣 中各元素的數(shù)值，最終形成各個(gè)電能質(zhì)量指標(biāo)的判斷矩陣；第一線性規(guī)劃模型構(gòu)造模塊根據(jù)判斷矩陣獲得模塊所形成的判斷矩陣中各元素，設(shè)置^是 的誤差值，滿足氣/^= ~, a,j表示因數(shù)y,與因素yj的重要 性之比， 一致性判斷矩陣中，對(duì)所有的i， j均有in^趨向于0，且有、=lnw'，&=lnS 5沖。目標(biāo)函數(shù)為則構(gòu)造第一線性規(guī)劃模型，具體如下:約束條件如下:乇一 、_ ^ =111 % " = L 2,…,z. # /W一力W = l，2, —x乂 >0 = 1,2,…,"；a,). > 1X,- .》0 對(duì)所有k有"ik > Ojk;且存在q使《q〉"jq= 0; z々.》0 Z, y' = 1,2,…，m (8)一致性約束范圍獲取模塊求取第一線性規(guī)劃模型的最優(yōu)解Z\ ,就是要找的最優(yōu)一致性目標(biāo)，并將最優(yōu)解z'作為第二線性規(guī)劃模型的一個(gè)約束條件，一 致性約束范圍獲取模塊不僅求取最優(yōu)解z、而且要使得每一個(gè)偏差都盡可能的 小；不一致性判斷矩陣元素識(shí)別模塊，在判斷矩陣存在不一致性情況時(shí)，即當(dāng)求 出的幾個(gè)指標(biāo)權(quán)值相等而在判斷矩陣中相關(guān)元素又不等于1時(shí)，判斷出權(quán)值相等 的這幾項(xiàng)是影響判斷矩陣不一致性的元素，則根據(jù)判斷矩陣獲得模塊重新修訂影 響一致性的元素以獲得新的判斷矩陣，否則進(jìn)入下一模塊；第二線性規(guī)劃模型構(gòu)造模塊，利用第一階段求得的最優(yōu)解ZM乍為一個(gè)一致性 約束范圍加入到第二線性規(guī)劃中，得到如下模型目標(biāo)函數(shù) 細(xì)"力隨 (9)約束條件<formula>formula see original document page 4</formula>對(duì)所有k有"ik》ajk;且存在q使 〉"jq (15)<formula>formula see original document page 4</formula> (16)式(13)使得Zmax是所有偏差的最大值，式(10)使得唯有滿足 最優(yōu)值Z的解是有效解，其他條件與第一線性規(guī)劃模型中相同；權(quán)值向量求取模塊通過第二線性規(guī)劃模型求得決策變量(^，X2,^...、)，然后 由、=1^'獲得各權(quán)值向量卜1 』 )，并進(jìn)行規(guī)一化使其和為1。
4、根據(jù)權(quán)利要求l所述的電能質(zhì)量綜合評(píng)估系統(tǒng)，其特征是，所述電能質(zhì)量評(píng)價(jià) 模塊，其建立的評(píng)價(jià)體系的級(jí)制與電能質(zhì)量指標(biāo)分級(jí)模塊對(duì)電能質(zhì)量指標(biāo) 進(jìn)行的分級(jí)級(jí)制相同。
全文摘要
一種電力應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域的電能質(zhì)量綜合評(píng)估系統(tǒng)，本發(fā)明中，電能質(zhì)量采集模塊從電網(wǎng)中獲取各項(xiàng)電能質(zhì)量指標(biāo)；電能質(zhì)量指標(biāo)分級(jí)模塊根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)或國際公認(rèn)要求將電能質(zhì)量采集模塊獲得的電能質(zhì)量指標(biāo)分成設(shè)定的分級(jí)；概率分布矩陣獲取模塊獲得電能質(zhì)量處在各個(gè)等級(jí)的概率，將每個(gè)電能指標(biāo)每級(jí)的概率求出可獲得概率分布矩陣；權(quán)值矢量獲取模塊獲得電能質(zhì)量指標(biāo)的權(quán)值矢量；評(píng)估量化值獲得模塊根據(jù)概率分布矩陣和各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重矢量得到電能質(zhì)量綜合評(píng)估的唯一量化值；電能質(zhì)量評(píng)價(jià)模塊將唯一量化值與評(píng)價(jià)體系進(jìn)行比對(duì)，得到電能質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果。本發(fā)明能夠真實(shí)反映電能質(zhì)量各項(xiàng)指標(biāo)的概率特征，可以客觀、全面的對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)估。
文檔編號(hào)H02J3/00GK101465546SQ20091004500
公開日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2009年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月8日
發(fā)明者馮秀慶, 俊 徐, 祥 曹, 曹基華, 熊以旺, 王海群, 程浩忠, 陳順申 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué);上海市電力公司