本发明涉及一种电能质量经济损失及节能效益评估与分析系统建立方法。
背景技术：
长久以来，电能质量都被当作一项技术问题受到电力用户和电网公司的关注。电力用户关心通过技术手段如何获得高质量的供电电压保障生产效率，电网公司则关心如何通过加强管理降低电力用户对电网注入的电能质量干扰，并通过技术手段提高电网电能质量水平。实质上，上述供用电双方关心的技术问题都是由电能质量的经济性驱动的，而当前面临的主要难题正是如何对电能质量造成的经济性进行分析，即：对电能质量损失进行有效测算并对改善电能质量产生的投资收益进行合理评估。因此，在当前电能质量扰动问题日益突出，造成的损失越来越严重的大背景下，研究电能质量经济损失及节能效益评估的关键技术，已成为迫在眉睫的重大课题。
从电力用户角度考虑，可靠优质的供电能够为其带来高品质的产品，显著提升其经济效益和企业竞争优势。随着现代工业技术中大量电能质量敏感设备广泛应用，用户对供电质量的要求日益提高。用户生产过程中任何一个环节的非正常运行，都可能会导致整个生产环节的中断，产品报废，并带来停工、检验、生产线恢复等连锁性的经济损失。电力用户每年因电能质量问题造成的经济损失巨大。
从电网公司角度考虑，电网电能质量水平的改善能够减少电能质量对电网设备造成的经济损失，提高售电量，同时减少客户投诉，提高服务水平。电能质量扰动会对变压器、电容器、输电线路等电网设备造成附加损耗、降低设备的使用寿命、提高设备故障率，造成直接经济损失。同时，还会引起售电量降低、用户责任补偿等相关损失。因此，电网公司关心如何通过较少的投资提高电网电能质量水平提高售电收益，也需要对电能质量经济损失和效益进行评价。
从全社会角度考虑，电能质量的改善能够有效提高能源利用率。电能的直接经济价值就在于可将其转化为其他形式的能量，因此提高电能质量是提高能源转换率的一种有效手段。电能质量与节能降损有着密切的关系，谐波、三相不平衡及电压偏差问题都会导致变压器、电容器、电缆、电机等各类电网和用户设备产生额外的能量损耗。
综上，改善电能质量，降低电能质量问题引起的经济损失，利用经济和市场的手段保证电力用户与电网之间的兼容性和协调性，提高电力用户、电网企业的经济效益、环保效益和社会效益，已经成为全社会关注的焦点和当前迫切需要研究和解决的关键课题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种电能质量经济损失及节能效益评估与分析系统建立方法，以克服现有技术中存在的缺陷。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种电能质量经济损失及节能效益评估与分析系统建立方法，按照如下步骤实现：
步骤s1：通过数据需求分析，建立电能质量经济性成本构成框架；通过分析电能质量经济性成本构成以及电能质量经济性数据类型，建立所述电能质量经济性成本构成框架；
步骤s2：通过功能需求分析，建立建立电能质量经济损失统计评估模型以及电力园区定价模型；对电能质量扰动影响因子进行量化评估，并基于模糊理论、归一化方法和过程免疫时间，获取用于评价电能质量响应事件不确定性的评价因素，建立所述电能质量经济损失统计评估模型；根据电网公司以及用户的需求差异，基于需求差别定价法建立所述电力园区定价模型；
步骤s3：通过系统结构功能分析，建立评估分析系统；所述系统结构功能分析包括：数据自动监测功能、电能质量数据自动计算功能、文档上传功能、门户展示及系统集成功能、权限管理功能。
在本发明一实施例中，所述电能质量经济性成本包括：直接经济性损失、间接经济性损失、电能质量监测及电能质量治理；电力用户的直接经济损失包括：废品损失、停工损失、额外检修损失、生产补救损失、重启动损失、设备损失、额外电费损失；电力用户的间接损失包括利润损失；配电网的直接经济损失包括：设备额外损耗损失、设备修理损失、提前老化损失、损坏调换损失、赔偿用户损失；配电网的经济性损失包括：利润损失、资源损失；电能质量监测电能质量治理包括：初始一次投资成本以及后续运维成本。
在本发明一实施例中，所述电能质量经济性数据类型包括：电力用户经济成本基础数据、配电网的经济成本基础数据、电能质量测量数据、设备及系统参数。
在本发明一实施例中，在所述步骤s2中，在对电能质量扰动影响因子进行量化评估过程中，将电能质量扰动转换为电能质量响应事件，且包括：扰动输入环节、作用过程环节及影响结果环节，并通过采用基于区间直觉模糊数多因素决策算法对电能质量扰动影响因子进行定量评估；并通过归一化以及基于过程免疫时间算法建立所述电能质量经济损失统计评估模型。
在本发明一实施例中，所述电能质量扰动影响因子包括事件型影响因子和连续型影响因子；所述事件型影响因子包括：随机性暂降事件；所述连续型影响因子包括：负荷的变化以及电网运行方式的变化。
在本发明一实施例中，，所述电能质量经济损失统计评估模型包括一高维度联合概率密度函数，通过该高维度联合概率密度函数对模型的参数进行参数辨识；所述高维度联合概率密度函数通过如下方式建立：基于历史监测数据和经济性调研评估数据，建立初始化概率密度函数，采用基于线性回归方法对概率密度函数进行参数辨识训练，建立所述高维度联合概率密度函数。
在本发明一实施例中，在所述步骤s3中，所述评估分析系统包括如下模块：
数据自动监测模块，用于对现有各电能质量相关系统的监测数据和录波数据的实时监控，对新增的监测数据，信息管理模块将自动按照规则进行数据清理、整合、导入工作；
电能质量数据自动计算模块，根据监测数据，对经济损失与节能效益评估自动进行计算任务操作，并完成评估入库；
文档上传模块，用于对评估结果进行标准文档的自动生成，并定时上传至一电能质量分析实验室管理平台；
门户展示及系统集成模块，基于电能质量分析实验室平台的可视化模块进行在线展示，并提供用户自定义显示内容和显示方式；
权限管理模块模块，提供数据访问权限功能以及各地市供电公司提供用户权限分配功能，包括创建、修改、删除操作以及按权限对合同数据进行操作。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明提出的一种电能质量经济损失及节能效益评估与分析系统建立方法，以电能质量经济损失及节能效益评估的实际需求出发进行分析，以评估流程为主线，向电网和用户提供决策支持，改善了电能质量带来的节能及综合效益评估方法，有利于推动电能优质优价的目标。
附图说明
图1为本发明中一种电能质量经济损失及节能效益评估与电能质量分析方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
本发明提供一种电能质量经济损失及节能效益评估与分析系统建立方法，目的在于为电能质量经济损失及节能效益评估软件与国网电能质量分析实验室管理平台的整合提供支持，如图1所示，包括如下步骤，
步骤s1：建设目标：导入现有各电能质量相关系统积累的大量监测数据和录波数据，实现后台的自动化评估和分析，并在管理平台上进行评估结果展示，实现对外信息发布访问接口；
步骤s2：需求分析：包括数据需求分析、功能需求分析和系统结构分析；
步骤s3：项目总体计划：包括调研，收集资料，确定总体需求；研究系统的关键技术，提出项目的可行性方案；
步骤s4：开发方案：包括系统功能模块开发和数据集成开发；
步骤s5：实施方案：完成数据核对、系统部署及试运行、文档编写和项目总结。
进一步的，在本实施例中，在步骤s2中，需求分析方法如下：
步骤s21：数据需求分析包括电能质量经济性成本构成和电能质量经济性数据模型，此阶段旨在建立和完善电能质量经济性成本构成框架，并基于成本会计学原理研究各项成本的数据模型和计算方法。
在本实施例中，通过数据需求分析，建立电能质量经济性成本构成框架；通过分析电能质量经济性成本构成以及电能质量经济性数据类型，建立所述电能质量经济性成本构成框架。
电能质量经济性成本包括：直接经济性损失、间接经济性损失、电能质量监测及电能质量治理；电力用户的直接经济损失包括：废品损失、停工损失、额外检修损失、生产补救损失、重启动损失、设备损失、额外电费损失；电力用户的间接损失包括利润损失；配电网的直接经济损失包括：设备额外损耗损失、设备修理损失、提前老化损失、损坏调换损失、赔偿用户损失；配电网的经济性损失包括：利润损失、资源损失；电能质量监测电能质量治理包括：初始一次投资成本以及后续运维成本。
电能质量经济性数据类型包括：电力用户经济成本基础数据、配电网的经济成本基础数据、电能质量测量数据、设备及系统参数。
步骤s22：功能需求分析要对电能质量扰动影响因子进行量化评估，并基于模糊理论、归一化方法和过程免疫时间（pit）提出评价电能质量响应事件不确定性和建立电能质量经济损失的统计学模型，使电力定价最大限度地符合市场需求。通过功能需求分析，建立建立电能质量经济损失统计评估模型以及电力园区定价模型；对电能质量扰动影响因子进行量化评估，并基于模糊理论、归一化方法和过程免疫时间，获取用于评价电能质量响应事件不确定性的评价因素，建立电能质量经济损失统计评估模型；根据电网公司以及用户的需求差异，基于需求差别定价法建述电力园区定价模型；通过研究投资和需求差异定价法，以顾客为导向，以需求为依据，强调不同消费者的需求差异性，建立电网公司利益最大化和用户满意度最大化的双目标模型，保证用户在选择某级电能质量后，改善电能质量后的利润量大于电价增量，使电力定价最大限度地符合市场需求。
在本实施例中，在对电能质量扰动影响因子进行量化评估过程中，将电能质量扰动转换为电能质量响应事件，且包括：扰动输入环节、作用过程环节及影响结果环节，并通过采用基于区间直觉模糊数多因素决策算法对电能质量扰动影响因子进行定量评估；并通过归一化以及基于过程免疫时间算法建立电能质量经济损失统计评估模型。
电能质量扰动影响因子包括事件型影响因子和连续型影响因子；事件型影响因子包括：随机性暂降事件；连续型影响因子包括：负荷的变化以及电网运行方式的变化。电能质量扰动包括事件型和连续型两类，事件型和连续性电能质量扰动经济损失评价的特点和要求不同，前者具有偶发性和不可预见性，后者具有连续性和可预见性，同时对敏感设备的影响机制、造成的危害程度、后果表现方式均不同。基于此特点，分别从电力用户和配电网的角度，研究电能质量技术措施的节能效益评估通用模型，明确该模型的适应场景和应用方法，提出节能效益评价的一般方法。
电能质量经济损失统计评估模型包括一高维度联合概率密度函数，通过该高维度联合概率密度函数对模型的参数进行参数辨识；高维度联合概率密度函数通过如下方式建立：基于历史监测数据和经济性调研评估数据，建立初始化概率密度函数，采用基于线性回归方法对概率密度函数进行参数辨识训练，建立高维度联合概率密度函数。电能质量经济损失包括直接经济损失、间接经济损失等多个方面，不同电能质量扰动作用于不同类型设备时，其损失成本构成不同，因此在用统计学模型评估电能质量经济损时，模型参数无法直接获且具有较大差异性。因此，对统计学模型的参数进行辨识是本项目的关键技术，其难点表现在：模型参数将同时受到扰动类型、受扰动设备及生产过程、扰动影响结果等多种因素的影响，需要对高维度联合概率密度函数的参数进行辨识。
电能质量的改善措施一方面包括各类用户电能质量治理设备，另一方面也包含电网供电方案的调整。由于这类技术措施通常为非标准化工程，主要原因在于不同电能质量扰动的特点不同，其产生的原因、影响、危害和应对措施不同。相应地，所采取的技术措施和所需投资、可带来的效益也不同，所采取的技术措施能带来的节能效益与投资者的投资意愿、投资能力和抗风险能力等有关。因此，还包括一基于电能质量技术措施的节能效益评估模型，分别从电力用户和配电网的角度，获取技术措施和投资水平的节能效益和量化方法，综合考虑直接投资与间接投资，综合考虑可带来的降损率、电压合格率和减少的材料损耗，以及用户能感知的其他损失，基于经济学和会计学理论，建立基于电能质量技术措施的节能效益评估通用模型。
步骤s23：系统结构分析主要由五部分构成：
一是数据自动监测功能，实现对现有各电能质量相关系统的监测数据和录波数据的实时监控，对新增的监测数据，信息管理模块将自动按照规则进行数据清理、整合、导入工作；
二是电能质量经济损失、节能效益评估数据自动计算功能，根据监测数据的信息自动进行计算任务操作并完成评估入库；
三是文档上传功能，对评估结果进行标准文档的自动生成并定时上传至国网电能质量分析实验室管理平台；
四是门户展示及系统集成，在实验室平台的基础上实现对省级电能质量经济损失及节能效益评估模块的集成，同时充分利用国网电能质量分析实验室平台的可视化手段进行在线展示，应具备用户自定义显示内容和显示方式的能力；
五是权限管理模块支持细粒度的数据访问权限，以及针对各地市供电公司提供用户权限分配功能。
在本实施例中，通过系统结构功能分析，建立评估分析系统，评估分析系统包括如下模块：
数据自动监测模块，用于对现有各电能质量相关系统的监测数据和录波数据的实时监控，对新增的监测数据，信息管理模块将自动按照规则进行数据清理、整合、导入工作；
电能质量数据自动计算模块，根据监测数据，对经济损失与节能效益评估自动进行计算任务操作，并完成评估入库；
文档上传模块，用于对评估结果进行标准文档的自动生成，并定时上传至一电能质量分析实验室管理平台；
门户展示及系统集成模块，基于电能质量分析实验室平台的可视化模块进行在线展示，并提供用户自定义显示内容和显示方式；
权限管理模块模块，提供数据访问权限功能以及各地市供电公司提供用户权限分配功能，包括创建、修改、删除操作以及按权限对合同数据进行操作。
进一步的，在本实施例中，在步骤s3中，要求完成相关基础数据的统一信息收集整理及录入数据的标准制定工作以及数据库模型设计方案，并提出项目的可行性方案，进行系统总体设计和数据库设计。
进一步的，在本实施例中，在步骤s4中：
步骤s41：系统功能模块开发，严格遵循实施计划，详细描述每个阶段所要实现的功能需求，定期提交开发结果；
步骤s42：数据集成开发，对现有与本系统相关的应用系统的基础数据进行整合的开发，以及上下级单位之间的数据交互等。
进一步的，在本实施例中，在步骤s5中：完成数据核对、系统部署及试运行、文档编写和项目总结。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。