一种光伏配电台区电能质量综合评估方法、装置、存储介质及设备

技术领域

本发明涉及一种光伏配电台区电能质量综合评估方法、装置、存储介质及设备，属于电力系统调度主配网的数据采集技术领域。

背景技术

风力、光伏等新能源受地理位置、天气影响，具有波动性强的特点，因此，含新能源的配电台区很容易出现电能质量问题。随着光伏发电装机容量的不断增加，光伏发电系统并入电网后产生的电能质量问题也将日益严重，为了提高配电台区的安全性，需要对电能质量进行有效、客观、全面的评估。

在电能质量综合评估标准体系中，相关权重的确定对电能质量综合评估结果有着巨大影响。权重可以分为主观权重和客观权重，主观权重的确定大多采用层次分析法，而层次分析法由决策者自身经验来进行赋权，还需要对判断矩阵进行一致性检验，复杂度高；客观权重的确定大多采用熵权法，但熵权法仅挖掘了数据之间的差异性，无法体现数据之间的关联性。此外，现有电能质量综合评估技术大多针对不同地点电能质量，并未挖掘不同时间数据指标的关联性，而地理位置、时间段均对光伏出力有较大影响。因此，现有的电能质量综合评估技术还有很大的进步空间。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种光伏配电台区电能质量综合评估方法、装置、存储介质及设备，通过CRITIC赋权法进行客观赋权，充分考虑了多个评估指标之间的关联性，提高了赋权的合理性，同时本发明从空间、时间两个角度对光伏配电台区的电能质量进行综合评估，能够有效提高评估结果的准确性。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术手段：

第一方面，本发明提供一种光伏配电台区电能质量综合评估方法，包括如下步骤：

获取光伏配电台区电能质量的评估指标的实测数据；

根据所述评估指标的实测数据计算所述评估指标在各个时间段的未确知测度矩阵；

根据所述评估指标的实测数据，通过CRITIC赋权法计算所述评估指标的综合权重；

根据所述未确知测度矩阵和所述综合权重，计算全时间尺度内评估指标的综合评估向量；

根据所述全时间尺度内评估指标的综合评估向量和预设的置信度准则得到全时间尺度内光伏配电台区电能质量的综合评估结果。

结合第一方面，进一步的，光伏配电台区电能质量的评估指标包括电压偏差、三相不平衡、电压谐波、电压波动、电压间谐波、频率偏差。

结合第一方面，进一步的，所述根据所述评估指标的实测数据计算所述评估指标在各个时间段的未确知测度矩阵，包括：

当x

当x

当γ

根据各个评估指标属于各个指标级别的未确知测度生成各个时间段的未确知测度矩阵：

其中，μ

结合第一方面，进一步的，根据所述评估指标的实测数据，通过CRITIC赋权法计算所述评估指标的综合权重，包括：

对所述评估指标进行min-max归一化处理，得到各个评估指标归一化后的实测数据；

根据归一化后的实测数据计算任意两个评估指标之间的相关系数：

其中，R

根据电能质量中任意两个评估指标之间的相关系数计算每个评估指标的信息度：

C

其中，C

根据每个评估指标的信息度计算每个评估指标的综合权重：

其中，ω

结合第一方面，进一步的，所述对所述评估指标进行min-max归一化处理，得到各个评估指标归一化后的实测数据，包括：

将所述评估指标划分为正向指标和逆向指标；

对正向指标的实测数据进行min-max归一化处理：

其中，z

对逆向指标的实测数据进行min-max归一化处理：

结合第一方面，进一步的，所述根据所述未确知测度矩阵和所述综合权重，计算全时间尺度内评估指标的综合评估向量，计算公式如下：

其中，U

结合第一方面，进一步的，所述根据所述全时间尺度内评估指标的综合评估向量和预设的置信度准则得到全时间尺度内光伏配电台区电能质量的综合评估结果，包括：

根据所述全时间尺度内评估指标的综合评估向量和预设的置信度准则对各个时段的电能质量进行层级划分：

其中，K

根据所述全时间尺度内评估指标的综合评估向量计算各个时段的电能质量得分：

其中，

第二方面，本发明提供一种光伏配电台区电能质量综合评估装置，包括：

数据采集模块，用于获取光伏配电台区电能质量的评估指标的实测数据；

未确知测度计算模块，用于根据所述评估指标的实测数据计算所述评估指标在各个时间段的未确知测度矩阵；

权重确定模块，用于根据所述评估指标的实测数据，通过CRITIC赋权法计算所述评估指标的综合权重；

综合评估向量计算模块，用于根据所述未确知测度矩阵和所述综合权重，计算全时间尺度内评估指标的综合评估向量；

综合评估模块，用于根据所述全时间尺度内评估指标的综合评估向量和预设的置信度准则得到全时间尺度内光伏配电台区电能质量的综合评估结果。

第三方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现如第一方面的光伏配电台区电能质量综合评估方法。

第四方面，本发明提供一种设备，包括：

存储器，用于存储指令；

处理器，用于执行所述指令，使得所述设备执行实现如第一方面的光伏配电台区电能质量综合评估方法的操作。

采用以上技术手段后可以获得以下优势：

本发明提出了一种光伏配电台区电能质量综合评估方法、装置、存储介质及设备，通过CRITIC赋权法进行客观赋权，能够避免复杂的一致性检验，而且在赋权过程中充分考虑了评估指标间的差异性和关联性，能够提高权重的客观性、合理性，本发明将CRITIC赋权法与未确知测度评价法结合，实现了定性与定量相结合，能够有效避免主观和感性进行评定的随意性，令最终的综合评估结果更加合理、准确。此外，本发明考虑到了不同时间、空间对电能质量的影响，能够从时间和空间的角度对电能质量进行评估，能够进一步提高电能质量评估的准确性。

附图说明

图1为本发明一种光伏配电台区电能质量综合评估方法的步骤示意图；

图2为本发明一种光伏配电台区电能质量综合评估装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明：

实施例1：

本实施例介绍一种光伏配电台区电能质量综合评估方法，如图1所示，包括如下步骤：

步骤A、获取光伏配电台区电能质量的评估指标的实测数据。

本发明根据现有的电能质量综合评估体系与经验选择用于评价光伏配电台区电能质量的多个评估指标，具体包括电压偏差、三相不平衡、电压谐波、电压波动、电压间谐波、频率偏差。通过相关系统或设备分时段采集各个评估指标的实测数据，用于评估电能质量。

步骤B、根据评估指标的实测数据计算评估指标在各个时间段的未确知测度矩阵。

步骤B01、获取各个评估指标的分级标准。在本发明实施例中给每个评估指标设置5个级别，分别为优质Q1、良好Q2、中等Q3、合格Q4、不合格Q5，每个评估指标、每个级别对应一个评价值，具体的分级标准如下表所述：

表1

步骤B02、根据步骤B01中的分级标准生成分级矩阵。

假设有n个时段的实测数据，X

针对m个评估指标，k个指标级别，可以得到如下的分级矩阵：

其中，γ

步骤B03、对各个评估指标的实测数据进行分级处理，进而得到各个指标的未确知测度。

当x

当x

当γ

其中，x

步骤B04、根据各个评估指标属于各个指标级别的未确知测度生成各个时间段的未确知测度矩阵：

其中，μ

步骤C、根据评估指标的实测数据，通过CRITIC赋权法计算所述评估指标的综合权重。

步骤C01、由于不同的评估指标实测数据的单位不同，因此需要对实测数据先进行归一化处理，得到各个评估指标归一化后的实测数据。

在归一化处理之前，需要现将所有评估指标划分为正向指标和逆向指标，正向指标也叫效益型指标，指标数值越大越好，逆向指标也叫成本型指标，指标数值越小越好。本发明实施例选择电压偏差、三相不平衡、电压谐波、电压波动、电压间谐波、频率偏差作为评估指标，均为逆向指标。

对正向指标的实测数据进行min-max归一化处理的表达式如下：

其中，z

对逆向指标的实测数据进行min-max归一化处理：

步骤C02、根据归一化后的实测数据计算任意两个评估指标之间的相关系数：

其中，R

步骤C03、本发明通过相关系数反映指标相关性，通过均方差反映指标差异性，结合两者得到每个评估指标的信息度，具体计算公式如下：

C

其中，C

步骤C04、根据每个评估指标的信息度计算每个评估指标的综合权重：

其中，ω

步骤D、根据未确知测度矩阵和综合权重，计算全时间尺度内评估指标的综合评估向量，第i个时段光伏配电台区电能质量的综合评估向量U

其中，U

步骤E、根据全时间尺度内评估指标的综合评估向量和预设的置信度准则得到全时间尺度内光伏配电台区电能质量的综合评估结果，其中，综合评估结果包括电能质量的评估等级和得分。

步骤E01、根据全时间尺度内评估指标的综合评估向量和预设的置信度准则对各个时段的电能质量进行层级划分，具体公式如下：

其中，K

步骤E02、根据全时间尺度内评估指标的综合评估向量计算各个时段的电能质量得分：

其中，q

为了验证本发明方法的效果，本发明实施例以某区域4个光伏节点(A、B、C、D)、5个时间段(t

(1)各个评估指标各个时段的实测数据如下表所示：

表2

(2)根据表1中的分级标准和表2中的实测数据得到5个时段的未确知测度矩阵。

(3)根据步骤C中的公式计算5个时段内6个评估指标的综合权重：

ω

ω

ω

ω

ω

(4)根据未确知测度矩阵和综合权重，计算全时间尺度内评估指标的综合评估向量。

(5)根据综合评估向量得到4个节点、5个时段内的评估级别和得分，具体如下表所示：

表3

本发明方法通过CRITIC赋权法进行客观赋权，能够避免复杂的一致性检验，而且在赋权过程中充分考虑了评估指标间的差异性和关联性，能够提高权重的客观性、合理性，本发明方法还考虑到了不同时间、空间对电能质量的影响，能够从时间和空间的角度对电能质量进行评估，提高电能质量评估的准确性。

实施例2：

与实施例1基于相同的发明构思，本实施例介绍一种光伏配电台区电能质量综合评估装置，如图2所示，包括数据采集模块、未确知测度计算模块、权重确定模块、综合评估向量计算模块和综合评估模块。

数据采集模块用于获取光伏配电台区电能质量的评估指标的实测数据。

未确知测度计算模块用于根据评估指标的实测数据计算评估指标在各个时间段的未确知测度矩阵。

权重确定模块用于根据评估指标的实测数据，通过CRITIC赋权法计算评估指标的综合权重。

综合评估向量计算模块用于根据未确知测度矩阵和综合权重，计算全时间尺度内评估指标的综合评估向量；

综合评估模块用于根据全时间尺度内评估指标的综合评估向量和预设的置信度准则得到全时间尺度内光伏配电台区电能质量的综合评估结果。

上述各模块的具体功能实现参考实施例1方法中的相关内容，不予赘述。

实施例3：

与实施例1基于相同的发明构思，本实施例介绍一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现实施例1介绍的光伏配电台区电能质量综合评估方法。

实施例4：

与实施例1基于相同的发明构思，本实施例介绍一种设备，包括：存储器，用于存储指令；处理器，用于执行指令，使得设备执行实现实施例1介绍的光伏配电台区电能质量综合评估方法的操作。

综上，本发明避免了传统主观赋权法复杂的一致性检验，并体现了不同评估指标数据的差异性与关联性，提高了赋权的合理性，本发明考虑不同时间、地点特性，从空间、时间两个角度对电能质量进行综合评估，体现了指标时空关联性，能够更加准确的评估光伏配电台区的电能质量。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。