一种企业多维配电健康指数控制方法与流程

本发明涉及一种控制方法电力稳定
技术领域：
，具体涉及一种企业多维配电健康指数控制方法。
背景技术：
：电网中的各种电能事件往往预示着一些电网质量异常，随着互联网大数据以及人工智能技术的发展，以在线监测技术实时反馈和预知企业用电电能健康状态，在企业用电电能异常发生前安排检修能够有效保证电网安全运行，减少因电能异常造成的经济损失。经过对现有技术文献的检索发现，一种配电网电力用户健康指数评估装置及控制方法发明了一种用户健康指数评估装置，专利号为201410302040，只进行了用户的电压、电流、温度、风速、气压等采集转换和控制，并对输出结果进行评估，该方法只能对单点进行评估，存在评估维度少，评估范围局限等不足；一种配电设备健康指数通用评价方法，专利号201510845887.9，其结合灰色理论、模糊层次分析法和证据理论的方法构建数学模型，对变压器、开关设备、架空线路和电缆线路进行数据获取，对配电设备关键特征量进行归一化处理，从而获取配电设备关键特征量权重，生成配电设备模糊综合评价矩阵；将各关键特征量的状态等级进行证据融合，获取配电设备健康指数，该方法未考虑企业实际配电分层的情况，所获得配电设备健康指数不能适用于多层配电设备健康评估。因此，现有技术还有待于改进和发展。技术实现要素：本发明的目的，为了解决现有技术不足之处，提供一种企业多维配电健康指数控制方法，该方法首先制定电压偏差、频率偏差等多维电气指标规则，采用底层逐层递增的分层思路，制定企业不同情况下电气指标计算方法，并根据设定的电气指标规则，得出企业电气指标评级和评分，最后通过专家评定法，得出整体配电健康指数，具体方案如下：步骤一，设定电气指标评级和评分标准，从电压偏差、频率偏差、三相不平衡度、功率因数、电网谐波、负载率、电压波动与闪变和电压暂降与短时中断共八个维度设定标准；步骤二，对企业远程测控终端(rtu)数量众多情况，采用底层逐层递增的分层思路，对每层采集的电气指标数据进行计算，并根据制定的电气评级和评分标准，得出企业电气指标评级和评分；步骤三，采用专家评定法对企业电气指标评分结果进行综合计算，得出企业整体综合配电健康指数，并用正八边形背景颜色显示评级。所述的确定电气评级指标及方法，其包括电压偏差、频率偏差、三相电压不平衡度、功率因数、电网谐波、负载率、电压波动与闪变以及电压暂降与短时中断共八个维度进行评级。(1)设定电压偏差评分及评级标准，如下表所示：(2)设定频率偏差评分及评级标准，如下表所示：(3)设定三相不平衡度评分及评级标准，如下表所示：三相电压不平衡度范围评级评分范围0％≤不平衡度≤+0.5％优90-100+0.5％＜不平衡度≤+1％良80-90+1％＜不平衡度≤2％及格60-80+2％＜不平衡度≤+4％差0-60不平衡度>+4％极差0(4)设定功率因数评分及评级标准，如下表所示：(5)设定电网电压谐波评分及评级标准，如下表所示：电压畸变率范围评级评分范围0％≤谐波畸变率≤2％优90-1002％＜谐波畸变率≤3％良80-903％＜谐波畸变率≤5％及格60-805％＜谐波畸变率≤10％差0-60谐波畸变率＞10％极差0(6)设定负载率评级及评分标准如下表所示：负载率范围评级评分范围负载率≤100％好100负载率＞100％差0(7)设定电压波动及闪变评级及评分标准如下表所示：plt长时间闪变值评级评分范围≤1好100>1差0(8)设定电压暂降与短时中断评级及评分标准如下表所示：电压暂降与短时中断系数评级评分范围95％≤电压暂降与短时中断系数≤100％优90-10090％≤电压暂降与短时中断系数≤95％良80-9010％≤电压暂降与短时中断系数≤90％及格60-805％≤电压暂降与短时中断系数≤10％差0-60电压暂降与短时中断系数≤5％极差0所述的采用由底层逐层递增的分层思路，对每层采集的电气指标数据进行计算规则设定，并根据设定的电气评级和评分标准，得出企业电气指标评级和评分，具体如下：(1)对单点远程测控终端(rtu)企业每个远程测控终端(rtu)的电压、频率、三相不平衡、功率因数、电网电压谐波等电气指标，收集最近7天(7*96个点)的数据进行求平均，并根据电气指标评级标准对各项指标进行评分和评级；对于负载率指标的计算方法，若单点远程测控终端(rtu)企业存在变压器容量，则按照设定的电气评级和评分标准进行计算；若无变压器，则不做负载率处理。对每个远程测控终端(rtu)电压波动和闪变电气指标计算，收集一周168h区间内的长时间闪变值，并根据设定的电气指标评级和评分标准进行判断；对电压暂降与短时中断电气指标计算，根据采集的某点工频电压有效值，并根据设定的电气指标评级和评分标准进行判断。(2)对单条进线企业进线级无远程测控终端，设备级有多个远程测控终端情况，其计算规则是先按照每个单点远程测控终端的电气指标进行计算，然后对每个远程测控终端的对应电气数据进行相加求平均，并根据设定的电气评级和评分标准，得出企业电气指标评级和评分；进线级有远程测控终端情况，采用进行级远程测控终端采集数据，按照单点远程测控终端企业计算规则，并根据设定的电气评级和评分标准，得出企业电气指标评级和评分。(3)对多条进线企业在获取每条进线的电气指标评分后，对整个企业各项电气指标的评分，采用每条进线的该项指标评分乘以对应权重系数得到，其中各进线的权重系数取其进线容量除以总容量，所有进线的权重系数之和应为1，并根据设定的电气评级和评分标准，得出企业电气指标评级和评分。所述的采用专家评定法对企业电气指标评分结果进行综合计算，得出企业整体综合配电健康指数，并用正八边形颜色显示评级，具体如下：(1)若电压偏差/频率偏差评分中，有一个及以上出现低于60分现象，则整体配电健康指数为0；(2)若电压偏差/频率偏差评分中，二者评分值均为60分以上，则采用专家评定法对企业电气指标评分结果进行综合计算，专家评定法权重如下：指标专家1的评定专家2的评定专家3的评定三个专家均值电压偏差15182017.67频率偏差15202018.33三相电压不平衡度10657功率因数15121514电网谐波10101010负载率15162017电压波动和闪变101048电压暂降与短时中断10868100100100100根据上表可以得出，七个不同指标的权重值如下所示：电压偏差权重＝17.67/100＝0.1767；频率偏差权重＝18.33/100＝0.1833；三相电压不平衡度权重＝7/100＝0.07；功率因数权重＝14/100＝0.14；电网谐波权重＝10/100＝0.1；负载率权重＝17/100＝0.17；电压波动和闪变权重＝8/100＝0.08电压暂降与短时中断权重＝8/100＝0.08。整体配电健康指数初始评分为100分，对各相电气指标评分进行转换，得到每项指标的减分值；健康指数初始评分(100分)减去各项指标减分值后即得到进线或用户整体配电健康指数。详细计算步骤如下所述：a：初始化配电健康指数评分为100分；b：计算电压偏差的减分值，由专家评定法得出的电压偏差所占权重较多，为17.67分，采用以下公式计算该指标减分值式中，为电压偏差减分值，为进线或用户电压偏差评分值。c：计算频率偏差的减分值，由专家评定法得出的电压偏差所占权重较多，为18.33分，采用以下公式计算两项指标减分值：式中，为频率偏差减分值，为进线或用户频率偏差评分值。d：计算三相不平衡度的减分值，由专家评定法得出的电压偏差所占权重较少，仅为7分，采用以下公式计算两项指标减分值：采用以下公式计算该项指标：式中，为三相电压不平衡度减分值，为进线或用户三相不平衡度评分值。e：计算功率因数的减分值，由专家评定法得出的功率因数所占权重较多，为14分，采用以下公式计算两项指标减分值：采用以下公式计算该项指标：式中，为频率偏差减分值，为进线或用户频率偏差评分值。f:计算电网谐波减分值，由专家评定法得出的功率因数所占权重较少，仅为10分，采用以下公式计算两项指标减分值：采用以下公式计算该项指标：g：计算负载率的减分值，由专家评定法得出的负载率所占权重较多，为17分，采用以下公式计算两项指标减分值：采用以下公式计算该项指标：式中，为负载率减分值，为进线或用户负载率电气指标评分值。h：计算电压波动和闪变、电压暂降与短时中断的减分值，由专家评定法得出的负载率所占权重较多，为8分，采用以下公式计算两项指标减分值：式中，vff,vssi分别表示电压波动和闪变、电压暂降与短时中断。i：进线或者用户整体配电健康指数计算方法，采用如下公式：最后，对得出企业整体配电健康指数评级及颜色划分为如下表所示：评级评分范围颜色优90-100绿色良75-90蓝色及格60-75黄色差0-60黑色与现有技术相比，本发明专利的优点在于：根据电能质量要求，制定多维电气指标评级和评分规则，采用底层逐层递增的分层思路，设定企业不同情况下的电气指标计算方法，得出企业电气指标评分，采用专家评定法，得出企业综合配电健康指数，通过正八边形颜色显示评级结果，该方法适用于所有安装配电企业，具有通用性和实用性强的优点。附图说明图1是本发明的一种企业多维配电健康指数控制方法流程具体实施方式为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方法，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。如图1所示，本发明公开了一种企业多维配电健康指数控制方法，其包括以下步骤：步骤一，设定电气指标评级和评分标准，从电压偏差、频率偏差、三相不平衡度、功率因数、电网谐波、负载率、电压波动与闪变和电压暂降与短时中断共八个维度设定标准；步骤二，对企业远程测控终端(rtu)数量众多情况，采用底层逐层递增的分层思路，对每层采集的电气指标数据进行计算，并根据制定的电气评级和评分标准，得出企业电气指标评级和评分；步骤三，采用专家评定法对企业电气指标评分结果进行综合计算，得出企业整体综合配电健康指数，并用正八边形背景颜色显示评级。所述的制定电气指标评级和评分标准，其包括电压偏差、频率偏差、三相电压不平衡度、功率因数、电网谐波、负载率、电压波动与闪变以及电压暂降与短时中断八个指标。其中电压偏差的采用的计算公式如下所示：根据国家标准《gb/t12325-2008电能质量供电电压偏差》对供电电压偏差要求，结合电能质量评级的需求，对电压偏差级别及分数评定方法如下表所示：其中，频率偏差的计算公式如下：频率偏差＝系统频率实际值-系统额定频率根据国家标准《gb/t15945-2008电能质量电力系统频率偏差》对电力系统频率偏差限值要求，结合电能质量评级的需求，对频率偏差级别及分数评定方法如下表所示：三相电压不平衡度为负序电压不平衡度，负序电压不平衡度的计算公式如下所示：根据国家标准《gb/t15543-2008电能质量三相电压不平衡》对电力系统三相电压不平衡度的要求，并结合电能质量评级的需求，对频率偏差级别及分数评定方法如下表所示：三相电压不平衡度范围评级评分范围0％≤不平衡度≤+0.5％优90-100+0.5％＜不平衡度≤+1％良80-90+1％＜不平衡度≤2％及格60-80+2％＜不平衡度≤+4％差0-60不平衡度>+4％极差0根据广东电网公司对功率因数调整电费问题的通知，结合电能质量评级的需求，对功率因数级别及分数评定方法如下表所示：根据国家标准《gb/t15945-2008电能质量电力系统谐波畸变率》对电力系统谐波畸变率要求，并结合电能质量评级的需求，对电网电压谐波级别及分数评定方法如下表所示：电压畸变率范围评级评分范围0％≤谐波畸变率≤2％优90-1002％＜谐波畸变率≤3％良80-903％＜谐波畸变率≤5％及格60-805％＜谐波畸变率≤10％差0-60谐波畸变率＞10％极差0负载率为用户视在功率与变压器额定容量之比，负载率过低则配电设备较为浪费，负载率过高则存在过载危险，导致配用电设备损害。结合变压器的经济运行区间，对用户负载率的评级及分数评定方法如下表所示：负载率范围评级评分范围负载率≤100％好100负载率＞100％差0电压波动和闪变是参考《gb/t12326-2008电能质量电压波动和闪变》电压波动与闪变为电力系统公共连接点，在系统运行的较小方式下，以一周(168h)为测量周期，所有长时间闪变值plt满足：≤110kv，plt＝1；>110kv，plt＝0.8。以及单个用户的相关规定。对电压波动和闪变要求，并结合电能质量评级的需求进行评级和评分；由于一般用电电压都为中、低电压等级，本方案考虑的电压等级为≤110kv，结合pcc公共连接点，对用户电压闪变评级及分数评定方案如下表所示：plt评级评分范围≤1好100>1差0电压暂降与短时中断是参考《gb/t30137-2013电能质量电压暂降与短时中断》对电压暂降与短时中断要求，定义为电压暂降是指电力系统中某点工频电压方均根值突然降低至0.1p.u.～0.9p.u.，并在短暂持续10ms～1min后恢复正常的现象；短时中断是指电力系统中某点工频电压方均根值突然降低至0.1p.u.以下，并在短暂持续10ms～1min后恢复正常的现象。其中，电压暂降与短时中断系数的计算公式如下所示：电压暂降与短时中断分数评定方案如下表所示：电压暂降与短时中断系数评级评分范围95％≤电压暂降与短时中断系数≤100％优90-10090％≤电压暂降与短时中断系数≤95％良80-9010％≤电压暂降与短时中断系数≤90％及格60-805％≤电压暂降与短时中断系数≤10％差0-60电压暂降与短时中断系数≤5％极差0所述的采用底层逐层递增的分层思路，对每层采集的电气指标数据进行计算，并根据设定的电气评级和评分标准，得出企业电气指标评级和评分，具体如下：(1)对单点远程测控终端(rtu)企业每个远程测控终端(rtu)的电压、频率、三相不平衡、功率因数、电网电压谐波等电气指标，收集最近7天(7*96个点)的数据进行求平均，并根据电气指标评级标准对各项指标进行评分和评级；对于负载率指标的计算方法，若单点远程测控终端(rtu)企业存在变压器容量，则按照设定的电气评级和评分标准进行计算；若无变压器，则不做负载率处理。对每个远程测控终端(rtu)电压波动和闪变电气指标计算，收集一周168h区间内的长时间闪变值，并根据设定的电气指标评级和评分标准进行判断；对电压暂降与短时中断电气指标计算，根据采集的某点工频电压有效值，并根据设定的电气指标评级和评分标准进行判断。(2)对单条进线企业进线级无远程测控终端，设备级有多个远程测控终端情况，其计算规则是先按照每个单点远程测控终端的电气指标进行计算，然后对每个远程测控终端的对应电气数据进行相加求平均，并根据设定的电气评级和评分标准，得出企业电气指标评级和评分；进线级有远程测控终端情况，采用进行级远程测控终端采集数据，按照单点远程测控终端企业计算规则，并根据设定的电气评级和评分标准，得出企业电气指标评级和评分。(3)对多条进线企业在获取每条进线的电气指标评分后，对整个企业各项电气指标的评分，采用每条进线的该项指标评分乘以对应权重系数得到，其中各进线的权重系数取其进线容量除以总容量，所有进线的权重系数之和应为1，并根据设定的电气评级和评分标准，得出企业电气指标评级和评分。所述的采用专家评定法对企业电气指标评分结果进行综合计算，得出企业整体综合配电健康指数，并用正八边形颜色显示评级，具体如下：(1)若电压偏差/频率偏差评分中，有一个及以上出现低于60分现象，则整体配电健康指数为0；(2)若电压偏差/频率偏差评分中，二者评分值均为60分以上，则采用专家评定法对企业电气指标评分结果进行综合计算，专家评定法权重如下：指标专家1的评定专家2的评定专家3的评定三个专家均值电压偏差15182017.67频率偏差15202018.33三相电压不平衡度10657功率因数15121514电网谐波10101010负载率15162017电压波动和闪变101048电压暂降与短时中断10868100100100100根据上表可以得出，七个不同指标的权重值如下所示：电压偏差权重＝17.67/100＝0.1767；频率偏差权重＝18.33/100＝0.1833；三相电压不平衡度权重＝7/100＝0.07；功率因数权重＝14/100＝0.14；电网谐波权重＝10/100＝0.1；负载率权重＝17/100＝0.17；电压波动和闪变权重＝8/100＝0.08电压暂降与短时中断权重＝8/100＝0.08。整体配电健康指数初始评分为100分，对各相电气指标评分进行转换，得到每项指标的减分值；健康指数初始评分(100分)减去各项指标减分值后即得到进线或用户整体配电健康指数。详细计算步骤如下所述：a：初始化配电健康指数评分为100分；b：计算电压偏差的减分值，由专家评定法得出的电压偏差所占权重较多，为17.67分，采用以下公式计算该指标减分值式中，为电压偏差减分值，为进线或用户电压偏差评分值。c：计算频率偏差的减分值，由专家评定法得出的电压偏差所占权重较多，为18.33分，采用以下公式计算两项指标减分值：式中，为频率偏差减分值，为进线或用户频率偏差评分值。d：计算三相不平衡度的减分值，由专家评定法得出的电压偏差所占权重较少，仅为7分，采用以下公式计算两项指标减分值：采用以下公式计算该项指标：式中，为三相电压不平衡度减分值，为进线或用户三相不平衡度评分值。e：计算功率因数的减分值，由专家评定法得出的功率因数所占权重较多，为14分，采用以下公式计算两项指标减分值：采用以下公式计算该项指标：式中，为频率偏差减分值，为进线或用户频率偏差评分值。f:计算电网谐波减分值，由专家评定法得出的功率因数所占权重较少，仅为10分，采用以下公式计算两项指标减分值：采用以下公式计算该项指标：g：计算负载率的减分值，由专家评定法得出的负载率所占权重较多，为17分，采用以下公式计算两项指标减分值：采用以下公式计算该项指标：式中，为负载率减分值，为进线或用户负载率电气指标评分值。h：计算电压波动和闪变、电压暂降与短时中断的减分值，由专家评定法得出的负载率所占权重较多，为8分，采用以下公式计算两项指标减分值：式中，vff,vssi分别表示电压波动和闪变、电压暂降与短时中断。i：进线或者用户整体配电健康指数计算方法，采用如下公式：最后，对得出企业整体配电健康指数评级及颜色划分为如下表所示：评级评分范围颜色优90-100绿色良75-90蓝色及格60-75黄色差0-60黑色以上是对本发明所提供的一种企业多维配电健康指数控制方法进行了详细介绍，本文中对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。总之，本发明虽然列举了上述优选实施方式，但是应该说明，虽然本领域的技术人员可以进行各种变化和改型，除非这样的变化和改型偏离了本发明的范围，否则都应该包括在本发明的保护范围内。当前第1页12