电能质量评价方法、装置及终端设备

技术领域

本发明属于性能评估技术领域，更具体地说，是涉及一种电能质量评价方 法、装置及终端设备。

背景技术

非线性、冲击性或不对称负荷大量接入电力系统会引发许多电能质量问题， 其不仅危害公用电网，还会间接影响接入同一电力系统的其它电力用户。随着 对电能质量扰动敏感的电力用户越来越多，对电能质量进行评估显得尤为重要。

现有技术中，电能质量评价主要包括指标赋权和综合评价两个环节。其中， 指标赋权方法主要有两类：主观赋权法以及客观赋权法。但是无论是主观赋权 法、客观赋权法还是现有的综合评价方法都有一定的缺陷。例如，主观赋权法 可能会因为专家知识或者经验不足而产生主观随意的评价结果；客观赋权法忽 视了指标观测值恶劣同时离散程度低或者指标值优质但离散程度大的情况，在 避免人为干扰的同时，也忽视了专家的知识经验信息；综合评价方法由于互补 效应，会突出权重大的指标或者优质指标的作用，弱化对权重小或者恶劣指标 的“惩罚”作用。因此，如何准确地对电能质量进行评价成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电能质量评价方法、装置及终端设备，以准确 地对电能质量进行评价。

本发明实施例的第一方面，提供了一种电能质量评价方法，包括：

获取电能质量评价指标集和理论指标集；其中，所述电能质量评价指标集 中包含多个同类待评价设备的各个评价指标，所述理论指标集中包含所述各个 评价指标对应的正向理论指标和负向理论指标；

基于电能质量评价指标集和理论指标集确定各个评价指标的综合权重；

基于电能质量评价指标集和理论指标集确定各个评价指标与其对应的理论 指标之间的正向灰色关联系数和负向灰色关联系数；

根据各个评价指标的综合权重、各个评价指标与其对应的理论指标之间的 正向灰色关联系数和负向灰色关联系数确定各个评价指标与其对应的理论指标 之间的综合关联度，并基于所述综合关联度对待评价设备的电能质量进行评价。

本发明实施例的第二方面，提供了一种电能质量评价装置，包括：

数据获取模块，用于获取电能质量评价指标集和理论指标集；其中，所述 电能质量评价指标集中包含多个同类待评价设备的各个评价指标，所述理论指 标集中包含所述各个评价指标对应的正向理论指标和负向理论指标；

权重计算模块，用于基于电能质量评价指标集和理论指标集确定各个评价 指标的综合权重；

系数计算模块，用于基于电能质量评价指标集和理论指标集确定各个评价 指标与其对应的理论指标之间的正向灰色关联系数和负向灰色关联系数；

质量评价模块，用于根据各个评价指标的综合权重、各个评价指标与其对 应的理论指标之间的正向灰色关联系数和负向灰色关联系数确定各个评价指标 与其对应的理论指标之间的综合关联度，并基于所述综合关联度对待评价设备 的电能质量进行评价。

本发明实施例的第三方面，提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以 及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执 行所述计算机程序时实现上述的电能质量评价方法的步骤。

本发明实施例的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机 可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的 电能质量评价方法的步骤。

本发明实施例提供的电能质量评价方法、装置及终端设备的有益效果在于： 一方面，本发明实施例对主观赋权以及客观赋权进行了融合，基于组合赋权的 原则确定了各个评价指标的综合权重，从而使本发明实施例的赋权方式更具有 参考性；另一方面，本发明实施例对现有的灰色关联分析方法进行了改进，计 算了各个评价指标与其对应的理论指标之间的双向灰色关联系数，也即正向灰 色关联系数和负向灰色关联系数，并基于综合权重以及双向灰色关联系数给出 了各个评价指标与其对应的理论指标之间的综合关联度，通过综合关联度来对 电能质量进行评价。本发明实施例可以更好描述电能质量评价指标集与理论指 标集的关联关系，从而对电能质量进行更准确地评价。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技 术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅 仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳 动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的电能质量评价方法的流程示意图；

图2为本发明一实施例提供的电能质量评价装置的结构框图；

图3为本发明一实施例提供的终端设备的示意框图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白， 以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描 述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参考图1，图1为本发明一实施例提供的电能质量评价方法的流程示意 图，该方法包括：

S101：获取电能质量评价指标集和理论指标集，其中，电能质量评价指标 集中包含多个同类待评价设备的各个评价指标，理论指标集中包含各个评价指 标对应的正向理论指标和负向理论指标。

在本实施例中，待评价设备为多个同类设备(例如都为充电设备)，电能 质量评价指标集中包含每个评价设备的各个评价指标(或者说各个评价指标 值)，电能质量评价指标集中每个评价指标都对应一个理论指标(或者说理论 指标值)，理论指标集即为评价指标对应的所有理论指标的集合。

在本实施例中，电能质量评价指标集中的评价指标包括但不限于电压偏差、 电压波动、闪变、电压总谐波畸变率、三相电压不平衡度、电压频率偏差等。

在本实施例中，为避免各个评价指标由于量纲不同和数量级不同对后续计 算造成影响，在基于电能质量评价指标集和理论指标集确定各个评价指标的综 合权重之前，还可采用极值处理法对电能质量评价指标集中的各个评价指标进 行无量纲化：

其中，x

其中，

其中，

在本实施例中，理论指标集中的理论指标包括正向理论指标和负向理论指 标。其中，正向理论指标为电能质量最理想的待评价设备对应的理论指标，负 向理论指标为电能质量最不理想的待评价设备对应的理论指标。

S102：基于电能质量评价指标集和理论指标集确定各个评价指标的综合权 重。

在本实施例中，综合权重包括主观权重和客观权重。可根据专家评价法得 到主观权重，基于电能质量评价指标集和理论指标集得到客观权重，基于主观 权重和客观权重的几何平均得到综合权重。

S103：基于电能质量评价指标集和理论指标集确定各个评价指标与其对应 的理论指标之间的正向灰色关联系数和负向灰色关联系数。

在本实施例中，可分别计算各个评价指标相对于其对应的理论指标的正向 灰色关联系数和负向灰色关联系数。

S104：根据各个评价指标的综合权重、各个评价指标与其对应的理论指标 之间的正向灰色关联系数和负向灰色关联系数确定各个评价指标与其对应的理 论指标之间的综合关联度，并基于综合关联度对待评价设备的电能质量进行评 价。

在本实施例中，可根据各个评价指标的综合权重、各个评价指标与其对应 的理论指标之间的正向灰色关联系数，采用非线性的指标信息聚合方式确定各 个评价指标与其对应的理论指标的正向灰色关联度，根据各个评价指标的综合 权重、各个评价指标与其对应的理论指标之间的负向灰色关联系数，采用线性 的指标信息聚合方式确定各个评价指标与其对应的理论指标的负向灰色关联 度，最后根据各个评价指标与其对应的理论指标的正向灰色关联度和负向灰色 关联度确定各个评价指标与其对应的理论指标的综合关联度，并基于该综合关 联度对各个待评价设备的电能质量进行评价。

在本实施例中，基于综合关联度对各个待评价设备的电能质量进行评价， 可以详述为：

确定待评价设备的所有评价指标的综合关联度，预先设定多个综合关联度 的阈值，将某个待评价设备对应的综合关联度与预先设定的阈值进行比较，根 据比较结果确定该待评价设备的电能质量。

由上可以得出，一方面，本发明实施例对主观赋权以及客观赋权进行了融 合，基于组合赋权的原则确定了各个评价指标的综合权重，从而使本发明实施 例的赋权方式更具有参考性。另一方面，本发明实施例对现有的灰色关联分析 方法进行了改进，计算了各个评价指标与其对应的理论指标之间的双向灰色关 联系数，也即正向灰色关联系数和负向灰色关联系数，并基于综合权重以及双 向灰色关联系数给出了各个评价指标与其对应的理论指标之间的综合关联度， 通过综合关联度来对电能质量进行评价。本发明实施例可以更好描述电能质量 评价指标集与理论指标集的关联关系，从而对电能质量进行更准确地评价。

可选地，作为本发明实施例提供的电能质量评价方法的一种具体实施方式， 基于电能质量评价指标集和理论指标集确定各个评价指标的综合权重，可以详 述为：

基于专家评价法确定各个评价指标的主观权重。

基于电能质量评价指标集和理论指标集确定各个评价指标的客观权重。

基于各个评价指标的主观权重和客观权重确定各个评价指标的综合权重。

可选地，作为本发明实施例提供的电能质量评价方法的一种具体实施方式， 可基于序关系分析法确定各个评价指标的主观权重：

其中，w

其中，关于r

具体地，r

表1 r

可基于差异驱动原理确定各个评价指标的客观权重：

其中，w

其中，对于同类待评价设备，相同的评价指标对应的理论指标相同，因此， 对于同一个评价指标x

其中，x

可采用几何平均的方法确定各个评价指标的综合权重：

其中，w

可选地，作为本发明实施例提供的电能质量评价方法的一种具体实施方式， 各个评价指标与其对应的理论指标之间的正向灰色关联系数的确定方法为：

其中，

各个评价指标与其对应的理论指标之间的负向灰色关联系数的确定方法 为：

其中，

可选地，作为本发明实施例提供的电能质量评价方法的一种具体实施方式， 根据各个评价指标的综合权重、各个评价指标与其对应的理论指标之间的正向 灰色关联系数和负向灰色关联系数确定各个评价指标与其对应的理论指标之间 的综合关联度，可以详述为：

根据各个评价指标的综合权重、各个评价指标与其对应的理论指标之间的 正向灰色关联系数确定各个评价指标与其对应的理论指标之间的正向灰色关联 度。

根据各个评价指标的综合权重、各个评价指标与其对应的理论指标之间的 负向灰色关联系数确定各个评价指标与其对应的理论指标之间的负向灰色关联 度。

根据正向灰色关联度和负向灰色关联度确定综合关联度。

可选地，作为本发明实施例提供的电能质量评价方法的一种具体实施方式， 各个评价指标与其对应的理论指标之间的正向灰色关联度的确定方法为：

其中，

各个评价指标与其对应的理论指标之间的负向灰色关联度的确定方法为：

其中，

可选地，作为本发明实施例提供的电能质量评价方法的一种具体实施方式， 确定各个评价指标与其对应的理论指标之间的综合关联度的方法为：

其中，γ

在本实施例中，x

在本实施例中，

可选地，作为本发明实施例提供的电能质量评价方法的一种具体实施方式， 可采用实验对本发明实施例提供的电能质量评价方法进行验证：

可采用110kV母线作为待评价设备，电压偏差/％，电压波动，闪变，电压 总谐波畸变率/％，三相电压不平衡度/％，电压频率偏差/Hz作为评价指标进行 实验(其中，各评价指标用Z

表2 电能质量评价指标集的原始数据

根据本发明实施例提供的主观权重确定方法可以得到，本实验的主观权重 为：W

根据本发明实施例提供的客观权重确定方法可以得到，本实验的客观权重 为：W

根据本发明实施例提供的综合权重确定方法可以得到，本实验的综合权重 为：W＝[0.1744,0.0470,0.1144,0.3345,0.2524,0.0774]。

根据本发明实施例提供的灰色关联分析确定方法可以得到(包括正向灰色 关联度和负向灰色关联度的确定，以及综合关联度的确定)，本实验的灰色关 联分析的结果数据如下表3所示：

表3 灰色关联分析的结果数据

在本实施例中，可将本发明实施例所描述的电能质量评价方法与基于熵权 法的秩和比法比较，实验结果显示：两者的排序差异是母线2和母线4的排序 不同。从秩和比法的角度分析，母线2和母线4各电能质量指标的秩分别为[7 3 5 4 4 7.5]和[4 6 6 3 61]，加权秩和分别为4.8679和4.7662，母线2优于母线4 但两者相差不大。此时忽略频率偏差指标，重新计算加权秩和分别为3.9239和 4.6404，母线2劣于母线4且相差较大。说明是频率偏差指标大幅提高了母线2 的评价。频率偏差指标数据中母线2为0.02，母线4为0.04且均远低于国标限 值0.2。熵权法考虑数据波动，因此给频率偏差指标的权重是0.1259，本发明实 施例所提客观赋权方法考虑指标值的劣化程度赋权，因此客观权重为0.0454， 组合权重仅为0.0774，正是由于秩和比法的权重赋权方式和指标线性聚合方式， 导致了母线2和母线4的排序差异。

在本实施例中，可设定阈值对电能质量的评价结果进行分档，具体如下表 4所示：

表4 电能质量评价结果

在本实施例中，在指标赋权和灰色关联分析两个关键环节贯彻对电能质量 恶劣指标“惩罚”的思想。采用组合赋权方法计算指标赋权值，以客观权重修 正主观权重的主观偏向，使赋权结果更为可靠、可信。在正向灰色关联度计算 中引入非线性聚合方式弱化互补效应的问题，提出了综合关联度的概念对评价 指标进行综合关联度计算，并得到了更加准确地评价结果。

对应于上文实施例的电能质量评价方法，图2为本发明一实施例提供的电 能质量评价装置的结构框图。为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的 部分。参考图2，该装置200包括：数据获取模块210、权重计算模块220、系 数计算模块230、质量评价模块240。

其中，数据获取模块210，用于获取电能质量评价指标集和理论指标集， 其中，电能质量评价指标集中包含多个同类待评价设备的各个评价指标，理论 指标集中包含各个评价指标对应的正向理论指标和负向理论指标。

权重计算模块220，用于基于电能质量评价指标集和理论指标集确定各个 评价指标的综合权重。

系数计算模块230，用于基于电能质量评价指标集和理论指标集确定各个 评价指标与其对应的理论指标之间的正向灰色关联系数和负向灰色关联系数。

质量评价模块240，用于根据各个评价指标的综合权重、各个评价指标与 其对应的理论指标之间的正向灰色关联系数和负向灰色关联系数确定各个评价 指标与其对应的理论指标之间的综合关联度，并基于综合关联度对待评价设备 的电能质量进行评价。

可选地，作为本发明实施例提供的电能质量评价装置的一种具体实施方式， 权重计算模块220具体用于执行以下步骤：

基于专家评价法确定各个评价指标的主观权重。

基于电能质量评价指标集和理论指标集确定各个评价指标的客观权重。

基于各个评价指标的主观权重和客观权重确定各个评价指标的综合权重。

可选地，作为本发明实施例提供的电能质量评价装置的一种具体实施方式， 各个评价指标的主观权重的确定方法为：

其中，w

各个评价指标的客观权重的确定方法为：

其中，w

各个评价指标的综合权重的确定方法为：

其中，w

可选地，作为本发明实施例提供的电能质量评价装置的一种具体实施方式， 各个评价指标与其对应的理论指标之间的正向灰色关联系数的确定方法为：

其中，

各个评价指标与其对应的理论指标之间的负向灰色关联系数的确定方法 为：

其中，

可选地，作为本发明实施例提供的电能质量评价装置的一种具体实施方式， 质量评价模块240具体可用于执行以下步骤：

根据各个评价指标的综合权重、各个评价指标与其对应的理论指标之间的 正向灰色关联系数确定各个评价指标与其对应的理论指标之间的正向灰色关联 度。

根据各个评价指标的综合权重、各个评价指标与其对应的理论指标之间的 负向灰色关联系数确定各个评价指标与其对应的理论指标之间的负向灰色关联 度。

根据正向灰色关联度和负向灰色关联度确定综合关联度。

可选地，作为本发明实施例提供的电能质量评价装置的一种具体实施方式， 各个评价指标与其对应的理论指标之间的正向灰色关联度的确定方法为：

其中，

各个评价指标与其对应的理论指标之间的负向灰色关联度的确定方法为：

其中，

可选地，作为本发明实施例提供的电能质量评价装置的一种具体实施方式， 确定各个评价指标与其对应的理论指标之间的综合关联度的方法为：

其中，γ

参见图3，图3为本发明一实施例提供的终端设备的示意框图。如图3所 示的本实施例中的终端300可以包括：一个或多个处理器301、一个或多个输 入设备302、一个或多个输出设备303及一个或多个存储器304。上述处理器 301、输入设备302、则输出设备303及存储器304通过通信总线305完成相互 间的通信。存储器304用于存储计算机程序，计算机程序包括程序指令。处理 器301用于执行存储器304存储的程序指令。其中，处理器301被配置用于调 用程序指令执行以下操作上述各装置实施例中各模块/单元的功能。

应当理解，在本发明实施例中，所称处理器301可以是中央处理单元 (CentralProcessing Unit，CPU)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号 处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array， FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件 等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

输入设备302可以包括触控板、指纹采传感器(用于采集用户的指纹信息 和指纹的方向信息)、麦克风等，输出设备303可以包括显示器(LCD等)、 扬声器等。

该存储器304可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器301提 供指令和数据。存储器304的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例 如，存储器304还可以存储设备类型的信息。

具体实现中，本发明实施例中所描述的处理器301、输入设备302、输出设 备303可执行本发明实施例提供的电能质量评价方法的第一实施例和第二实施 例中所描述的实现方式，也可执行本发明实施例所描述的终端的实现方式，在 此不再赘述。

在本发明的另一实施例中提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储 介质存储有计算机程序，计算机程序包括程序指令，程序指令被处理器执行时 实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关 的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序 在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包 括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执 行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代 码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是， 计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行 适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质 不包括是电载波信号和电信信号。

计算机可读存储介质可以是前述任一实施例的终端的内部存储单元，例如 终端的硬盘或内存。计算机可读存储介质也可以是终端的外部存储设备，例如 终端上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字 (Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，计算机可读存 储介质还可以既包括终端的内部存储单元也包括外部存储设备。计算机可读存 储介质用于存储计算机程序及终端所需的其他程序和数据。计算机可读存储介 质还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示 例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现， 为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地 描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决 于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用 来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范 围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描 述的终端和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在 此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的终端和方法，可 以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例 如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方 式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可 以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信 连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的， 机械的或其它的形式连接。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元 显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可 以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元 来实现本发明实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中， 也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单 元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元 的形式实现。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种 等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此， 本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。