電能質(zhì)量的模糊定量評(píng)價(jià)方法

1、電 子 科 技 大 學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）論文題目：電能質(zhì)量的模糊定量評(píng)價(jià)方法 學(xué)習(xí)中心（或辦學(xué)單位）：電子科技大學(xué)中山學(xué)習(xí)中心指導(dǎo)老師：漆強(qiáng) 職 稱： 副教授 學(xué)生姓名：徐寶琴 學(xué) 號(hào): 200910619198專 業(yè)：電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化 電子科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院制網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院2011年 06月 12日電 子 科 技 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)題目：電能質(zhì)量的模糊定量評(píng)價(jià)方法任務(wù)與要求：時(shí)間： 2011 年 4 月18 日 至 2011 年 6 月 30 日 共 11 周學(xué)習(xí)中心：（或辦學(xué)單位）電子科技大學(xué)中山學(xué)習(xí)中心學(xué)生姓名：徐寶琴 學(xué) 號(hào)：200910619198專業(yè)： 電力系統(tǒng)及

2、其自動(dòng)化指導(dǎo)單位或教研室：電子科技大學(xué)中山學(xué)習(xí)中心指導(dǎo)教師：漆強(qiáng) 職 稱：副教授電子科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院制網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院2011年 06月 12日畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)進(jìn)度計(jì)劃表日 期工 作 內(nèi) 容執(zhí) 行 情 況指導(dǎo)教師簽 字4月15日至4月20日準(zhǔn)備4月20日至4月28日寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告4月29日至5月23日撰寫(xiě)論文5月24日至6月30日對(duì)論文初稿進(jìn)行修改、定稿教師對(duì)進(jìn)度計(jì)劃實(shí)施情況總評(píng) 簽名 年 月 日 本表作評(píng)定學(xué)生平時(shí)成績(jī)的依據(jù)之一。目 錄摘要4引言.5第一章 評(píng)價(jià)電能質(zhì)量的指標(biāo).7第二章 電能質(zhì)量指標(biāo)的模糊模型.91電壓偏差指標(biāo) .92. 其它電壓指標(biāo).93可靠性指標(biāo).94. 服務(wù)性指標(biāo).10第三

3、章 電能商品質(zhì)量等級(jí)確定.111.指標(biāo)隸屬度形成 .112.質(zhì)量等級(jí)的評(píng)定.12第四章 電力質(zhì)量評(píng)價(jià)的實(shí)現(xiàn).151.電能質(zhì)量綜合量化指標(biāo)的方法分析152.基于模糊理論的電能質(zhì)量綜合量化指標(biāo).162.1 電能質(zhì)量分項(xiàng)指標(biāo)的模糊模型162.1.1 電壓偏差隸屬度函數(shù).172.1.2 電壓偏差持續(xù)時(shí)間的隸屬度函數(shù)172.1.3 供電可靠性隸屬度函數(shù)182.1.4 關(guān)于服務(wù)性指標(biāo).193. 電能質(zhì)量綜合量化指標(biāo)的模糊評(píng)判.193.1 采用海明距離貼近度進(jìn)行評(píng)判203.2采用模糊綜合評(píng)定進(jìn)行評(píng)判 .21結(jié)束語(yǔ).23致謝 .24參考文獻(xiàn).25摘 要從電能質(zhì)量的基本概念出發(fā)，論述了電能質(zhì)量綜合評(píng)判的重要性與

4、必要性，提出了一種利用模糊綜合評(píng)判的方法對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的二級(jí)評(píng)判法。這種方法先確定各電能質(zhì)量指標(biāo)的隸屬度函數(shù)及隸屬度，再采用模糊綜合評(píng)判方法的二級(jí)評(píng)判模型對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)判，從而給出客觀、全面、綜合唯一的電能質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)。該方法可為電力市場(chǎng)環(huán)境下的電能的優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)服務(wù)分析提供基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：電能質(zhì)量；模糊綜合評(píng)判；隸屬度函數(shù)；電力系統(tǒng)abstractfrom the basic concept of power quality, based on power quality synthetic evaluation of the importance and necessity, pu

5、t forward a kind of using the method of fuzzy comprehensive evaluation to the electric power quality assessment level 2 evaluation method. this method to determine the power quality index of the membership functions and membership, and then using fuzzy comprehensive evaluation method of secondary ev

6、aluation model to the electric power quality synthetic evaluation, and thereby giving objective, comprehensive, integrated the only power quality evaluation indexes. this method can be used as electricity market environment of electric power quality analysis of the special service provides the basis

7、.keywords: power quality; the fuzzy comprehensive evaluation; membership functions; power system引言供電質(zhì)量主要分兩個(gè)，1：電能質(zhì)量，是指供應(yīng)到用電單位受電端電能品質(zhì)的優(yōu)劣程度。電能質(zhì)量主要包括電壓質(zhì)量、與頻率質(zhì)量?jī)刹糠帧?：供電的可靠性。 電能質(zhì)量的好壞直接影響著電力效益及國(guó)民經(jīng)濟(jì)效益。由于電力負(fù)荷的急劇增長(zhǎng)，特別是沖擊性、非線性負(fù)荷的不斷增多，使得電網(wǎng)發(fā)生電壓畸變、電壓波動(dòng)、閃變和三相不平衡等電能質(zhì)量問(wèn)題。近年來(lái)，由于電能質(zhì)量引發(fā)的事故和問(wèn)題呈上升趨勢(shì)，對(duì)電能質(zhì)量的管理和對(duì)電力污染的治理工作勢(shì)在

8、必行。 隨著電能質(zhì)量問(wèn)題的日益突出，各國(guó)都根據(jù)各自的實(shí)際情況制定了相關(guān)的電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。但是所制定的標(biāo)準(zhǔn)只是給電能質(zhì)量指標(biāo)定了一把尺子，判斷其是否合格。實(shí)際上更希望能從總體上對(duì)電能質(zhì)量做一綜合評(píng)價(jià)。在電力市場(chǎng)環(huán)境下, 供電表現(xiàn)為一種商業(yè)服務(wù)行為。電能作為一種商品, 同其它商品一樣, 具有質(zhì)量屬性。供電質(zhì)量不同, 成本就不同, 因而供電價(jià)格應(yīng)能夠體現(xiàn)供電質(zhì)量狀況, 才能適應(yīng)市場(chǎng)要求。盡管世界各國(guó)對(duì)供電質(zhì)量(如電壓、可靠性等) 制定了一系列標(biāo)準(zhǔn), 但這些標(biāo)準(zhǔn)只能用來(lái)確定供電合格與不合格, 卻不能確定質(zhì)量的好壞。由于電能質(zhì)量是由多種指標(biāo)體現(xiàn)的, 是多指標(biāo)的有機(jī)綜合, 所以這種兩極化的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不能全面、

9、真實(shí)、自然地反映電能質(zhì)量的性質(zhì)。在電力市場(chǎng)模式下, 必須改變傳統(tǒng)的電能質(zhì)量評(píng)定模式, 拓寬質(zhì)量?jī)?nèi)涵, 并建立一種客觀的評(píng)定方法, 將質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)定, 得出一個(gè)量化的描述, 以作為全面考核供電質(zhì)量的依據(jù)和用戶選擇供電服務(wù)的參考。 電能是一種特殊商品，同樣要講求質(zhì)量。電力部門(mén)關(guān)心的是電壓與頻率是否合格，系統(tǒng)是否可靠運(yùn)行。電力用戶關(guān)心的是電力部門(mén)所提供的電能能否向負(fù)荷正常供電，能否使負(fù)荷正常運(yùn)行。然而電能質(zhì)量問(wèn)題的研究是由電力用戶的生產(chǎn)需求推動(dòng)的，用戶的衡量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)占有優(yōu)先地位。因而，由于電壓、電流或頻率的偏差，造成用戶設(shè)備故障或誤動(dòng)的任何電力問(wèn)題都應(yīng)是電能質(zhì)量問(wèn)題1。 我國(guó)頒布的電能質(zhì)量指標(biāo)主

10、要包括： 電壓偏差； 頻率偏差； 諧波含量； 電壓波動(dòng)和閃變； 三相電壓不平衡度。這些指標(biāo)是電能質(zhì)量的技術(shù)性指標(biāo)，是從供電是否合格的角度提出的。隨著電力的市場(chǎng)化，電能質(zhì)量的另一項(xiàng)指標(biāo)服務(wù)性指標(biāo)2,3越來(lái)越受到人們的重視，在電能質(zhì)量評(píng)判中，其地位也是越來(lái)越明顯。此指標(biāo)是從引導(dǎo)用戶合理用電、降低費(fèi)用、節(jié)約能源等角度提出的，體現(xiàn)了電力的公益服務(wù)性。本文首先討論了電能質(zhì)量指標(biāo), 然后提出采用模糊原理對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行定量評(píng)價(jià)的一種方法。第一章 評(píng)價(jià)電能質(zhì)量的指標(biāo)傳統(tǒng)的電力供應(yīng)是一種壟斷行為, 用戶處于被動(dòng)地位。近年來(lái)世界性的電力行業(yè)體制改革, 使用戶的平等地位逐漸體現(xiàn)出來(lái)。其實(shí), 真正給用戶帶來(lái)好處的不是

11、電力本身, 而是電力的作用效果, 所以人們更愿意把電力看成是一種公益服務(wù)。既然電力作為一種能源商品的公益服務(wù), 那么供電部門(mén)在向用戶提供合格電力的同時(shí), 有責(zé)任、有義務(wù)向用戶提供與用電有關(guān)的建議, 以達(dá)到合理用電、降低費(fèi)用以及節(jié)約能源、減輕環(huán)境污染的目的。當(dāng)前受到普遍重視的需求側(cè)管理(dsm ) 實(shí)際上就是這個(gè)含義。從這種意義講, 電力商品質(zhì)量評(píng)定, 一方面應(yīng)從供電合格的角度衡量, 稱為技術(shù)性指標(biāo), 另一方面應(yīng)從引導(dǎo)用戶合理用電等dsm 方面衡量, 稱為服務(wù)性指標(biāo)。技術(shù)性指標(biāo)包括電壓質(zhì)量、頻率質(zhì)量和供電可靠性3個(gè)方面。電壓質(zhì)量可以從電壓偏差、電壓波動(dòng)和閃變、電壓波形畸變以及三相電壓不平衡等方面

12、來(lái)衡量。從供電質(zhì)量的角度來(lái)說(shuō), 這些質(zhì)量指標(biāo)不僅與偏離標(biāo)準(zhǔn)的程度有關(guān), 而且還與偏離標(biāo)準(zhǔn)所持續(xù)的時(shí)間有關(guān)?？煽啃灾笜?biāo)定義為計(jì)算期內(nèi)實(shí)際供電時(shí)間與計(jì)算期總時(shí)間之比。頻率質(zhì)量由于全網(wǎng)相同,不隨用戶變化, 本文不做討論。服務(wù)性指標(biāo)反映電力部門(mén)開(kāi)展需求側(cè)管理的狀況。電力需求側(cè)管理是80年代以來(lái)西方國(guó)家電力公司倡導(dǎo)和推行的一項(xiàng)節(jié)電環(huán)保系統(tǒng)工程, 后來(lái)被廣泛采用。其含義是: 電力供應(yīng)方通過(guò)對(duì)市場(chǎng)調(diào)查和進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)而采取的各種激勵(lì)及誘導(dǎo)措施, 指導(dǎo)和鼓勵(lì)用戶采取高效用電技術(shù)以提高效率, 調(diào)整用電方式, 在保持用電服務(wù)的前提下, 有效地減少電力和電量消耗, 促進(jìn)電力合理利用與效率的提高, 減少大氣污染,

13、保護(hù)環(huán)境, 并節(jié)省用電開(kāi)支。dsm 的受益者是電力企業(yè)、用戶和社會(huì)。設(shè)計(jì)dsm 必須體現(xiàn)用戶的要求, 以用戶為主體, 用經(jīng)濟(jì)辦法而不是強(qiáng)制手段管理負(fù)荷, 用戶是自愿參加的。實(shí)施dsm 不是降低用戶的地位, 而是把用戶利益放在首位, 加強(qiáng)電力公司與用戶的聯(lián)系, 提高用戶的滿意度。從用戶角度看,dsm 相當(dāng)于電能商品的一種售后服務(wù), 電力供應(yīng)部門(mén)通過(guò)dsm 向用戶介紹、推薦使用節(jié)能設(shè)備, 引導(dǎo)用戶改變用電方式, 使用戶在不損失用電服務(wù)的前提下節(jié)省了電費(fèi), 這是用戶歡迎的, 因而將dsm 做為電力供應(yīng)質(zhì)量的服務(wù)性指標(biāo)來(lái)考核是合理的。第二章 電能質(zhì)量指標(biāo)的模糊模型電能商品質(zhì)量需要由多項(xiàng)指標(biāo)來(lái)衡量, 但

14、如何將各項(xiàng)指標(biāo)合理描述、組織起來(lái)共同反映質(zhì)量狀況是很困難的。主要是由于描述問(wèn)題的模糊性, 它很難用定量關(guān)系表示。模糊理論是解決這類問(wèn)題的有效手段。本文采用模糊方法來(lái)處理。首先對(duì)電能商品質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行模糊化。第一節(jié) 電壓偏差指標(biāo)電壓偏差指標(biāo)由2個(gè)因素決定: 電壓偏差百分比和持續(xù)時(shí)間。用模糊語(yǔ)言表示這一指標(biāo)“好”可描述為“電壓偏差很小”, 或“持續(xù)時(shí)間很短”。首先分別對(duì)這2個(gè)因素構(gòu)造隸屬度函數(shù)模型, 用式(1) 表示電壓偏差屬于模糊集電壓偏差很小 的隸屬度。第二節(jié) 其它電壓指標(biāo)電壓波動(dòng)和閃變指標(biāo)、電壓波形畸變指標(biāo)、三相電壓不平衡指標(biāo)等具有相同的形式, 這里僅以電壓波動(dòng)和閃變指標(biāo)為例。波動(dòng)幅度百

15、分比屬于波動(dòng)很小 的隸屬度表達(dá)式和持續(xù)時(shí)間屬于持續(xù)時(shí)間很短 的隸屬度表達(dá)式分別用式(3) 和(4) 描述。第三節(jié) 可靠性指標(biāo)供電可靠性ir 取值范圍為 0, 1 , 一般都接近1。它對(duì)停電時(shí)間的反應(yīng)不靈敏。例如一年中若停電時(shí)間總計(jì)為1天, 則ir = 0. 997; 若停電總計(jì)為10天,則ir = 0. 973。所以隸屬函數(shù)應(yīng)設(shè)計(jì)成在ir = 1附近比較靈敏, 可用函數(shù)表示, 如式(5)。lr ( ir ) = ( ir ) pir 0, 1 , p = 2, 3, (5)第四節(jié) 服務(wù)性指標(biāo)服務(wù)性指標(biāo)不同于技術(shù)性指標(biāo)那樣有明確的表示, 所以不能用隸屬度函數(shù)直觀描述。這類問(wèn)題確定隸屬度有效的方法

16、是專家評(píng)分法。首先在用戶中開(kāi)展調(diào)查活動(dòng), 反饋用戶意見(jiàn), 獲取用戶從dsm 中的收益情況和滿意度信息, 從各方面對(duì)電力公司dsm項(xiàng)目實(shí)施情況和收效情況全面考核, 然后組織有關(guān)專家進(jìn)行評(píng)分, 獲得服務(wù)性指標(biāo)屬于“良好”的隸屬度。第三章 電能商品質(zhì)量等級(jí)確定第一節(jié)指標(biāo)隸屬度形成在考核期內(nèi), 由檢測(cè)系統(tǒng)獲得電壓偏差及持續(xù)時(shí)間的一組數(shù)據(jù):($u 1, t $u 1)、($u 2, t $u 2)、($un , t $un )代入式(1) (2) , 得相應(yīng)的隸屬度, 用集合表示為s u= (lvdm ($u 1 ) , lvdm ($u 2 ) , , lvdm ($un ) )s t= (lvd t

17、 (t $u 1) , lvd t (t $u 2) , , lvd t (t $un ) )模糊集s u 表示在考核期內(nèi)檢測(cè)到的各電壓偏差“接近于零”的隸屬度, 電壓偏差越小, 隸屬度越高; 模糊集s t 表示在考核期內(nèi)檢測(cè)到的各電壓偏差相應(yīng)持續(xù)時(shí)間為“很短”的隸屬度, 持續(xù)時(shí)間越短, 隸屬度越高。電壓偏差小或持續(xù)時(shí)間短都表明該項(xiàng)指標(biāo)好, 因而集合s u、s t 應(yīng)當(dāng)做和運(yùn)算。這里采用概率和, 用符號(hào)“+ ”表示, 概率和運(yùn)算的優(yōu)點(diǎn)在于它是一種連續(xù)四則運(yùn)算, 兩個(gè)被操作數(shù)中無(wú)論其中一個(gè)多么小, 在結(jié)果中也能夠體現(xiàn)出來(lái), 不會(huì)被淹沒(méi); 而其它和運(yùn)算, 如有界和運(yùn)算、模糊并運(yùn)算等均為比較取界運(yùn)算

18、方式,其小數(shù)值將被淹沒(méi)。例如, 概率和0. 1+ 0. 9= 0. 91,0. 2+ 0. 9= 0. 92, 而采用其它和運(yùn)算時(shí)兩個(gè)結(jié)果將是相同的。s u、s t 做概率和運(yùn)算可得到模糊集合集合s vd 的元素lvd k (k= 1, 2, , n ) 表示將電壓偏差和持續(xù)時(shí)間綜合后而得到第k 次記錄數(shù)據(jù)($u k , t $u k ) 屬于電壓偏差指標(biāo)“良好”的隸屬度。在考核周期內(nèi)取算數(shù)平均得結(jié)算周期內(nèi)電壓偏差指標(biāo)屬于“良好”的隸屬度。這樣就可得到電壓偏差指標(biāo)的定量描述。與上述處理過(guò)程相同, 可以得到: 電壓波動(dòng)和閃變指標(biāo)屬于“良好”的隸屬度, 用lv f 表示; 電壓波形畸變指標(biāo)屬于“良

19、好”的隸屬度, 用ld f 表示; 三相電壓不平衡指標(biāo)屬于“良好”的隸屬度, 用lub 表示。供電可靠性指標(biāo)本身已經(jīng)體現(xiàn)了整個(gè)結(jié)算周期的情況, 可由式(5) 直接求得可靠性屬于“良好”的隸屬度lr。再通過(guò)調(diào)查、考核、專家評(píng)審得到服務(wù)性指標(biāo)屬于良好的隸屬度ls er。最終得到反映電能質(zhì)量狀況的各指標(biāo)的定量描述, 即隸屬度集, 可用集合q 表示第二節(jié)質(zhì)量等級(jí)的評(píng)定若把電能質(zhì)量分成優(yōu)質(zhì)、合格、低質(zhì)、不合格4個(gè)等級(jí), 每個(gè)等級(jí)下各指標(biāo)隸屬度給定, 用集合q 優(yōu)、q 合、q 低、q 不表示, 稱之為指標(biāo)隸屬度樣本集, 其中的元素(即各樣本指標(biāo)的隸屬度) 要結(jié)合實(shí)際, 全面考慮, 謹(jǐn)慎地確定。在結(jié)算周期內(nèi)

20、, 按上述過(guò)程求得質(zhì)量指標(biāo)隸屬度集合q 后, 接下來(lái)的任務(wù)就是確定它屬于哪一個(gè)質(zhì)量等級(jí)。這里4個(gè)質(zhì)量等級(jí)分別對(duì)應(yīng)4個(gè)模糊樣本集合, 待識(shí)別對(duì)象也對(duì)應(yīng)于1個(gè)模糊集合?，F(xiàn)在的問(wèn)題就是如何確定模糊集q 與4個(gè)樣本模糊集q 優(yōu)、q 合、q 低、q 不中哪一個(gè)最接近, 最接近者所表示的質(zhì)量等級(jí)就是集合q 所表示的電力質(zhì)量所歸屬的質(zhì)量等級(jí)。因此可采用模糊識(shí)別理論中的擇近原則來(lái)處理。擇近原則的基本思想是, 設(shè)集合a 1, a 2, , a n是論域x 上的n 個(gè)模糊子集,b 也是x 上的模糊子集, 若n (b ,a j ) = max n (b ,a i) i= 1, 2, , n (7)則認(rèn)為b 屬于a

21、j 類。其中n (b ,a i) 表示b 和a i 的貼近度。貼近度的定義有多種, 其中用海明距離定義貼近度是常用方法, 適用于本文。用海明距離定義貼近度, 物理含義清晰, 被比較量之間的關(guān)系直觀, 所以用于本文提出的電力質(zhì)量等級(jí)歸屬問(wèn)題不僅可信度高, 而且能夠使指標(biāo)樣本集的構(gòu)造更客觀、更準(zhǔn)確。按照海明距離貼近度的定義, 分別求出n (q ,q 優(yōu))、n (q ,q 合)、n (q ,q 低)、n (q ,q 不)。其中最大貼近度對(duì)應(yīng)的qx q 優(yōu),q 合,q 低,q 不 就表示q 描述的電力質(zhì)量屬于qx 質(zhì)量等級(jí)。現(xiàn)設(shè)定一組數(shù)據(jù)q 優(yōu)、q 合、q 低、q 不及q , 見(jiàn)表1。按上述距離貼近度

22、定義求得n (q ,q 優(yōu)) = 0. 885, n(q , q 合) = 0. 957, n (q ,q 低) = 0. 860, n (q , q 不) =0. 673。n (q ,q 合) 為最大, 所以待評(píng)定電力質(zhì)量為合格。所表示的質(zhì)量等級(jí)就是集合q 所表示的電力質(zhì)量所歸屬的質(zhì)量等級(jí)。因此可采用模糊識(shí)別理論中的擇近原則來(lái)處理。擇近原則的基本思想是, 設(shè)集合a 1, a 2, , a n是論域x 上的n 個(gè)模糊子集,b 也是x 上的模糊子集, 若n (b ,a j ) = max n (b ,a i) i= 1, 2, , n (7)則認(rèn)為b 屬于a j 類。其中n (b ,a i) 表

23、示b 和a i 的貼近度。貼近度的定義有多種, 其中用海明距離定義貼近度是常用方法, 適用于本文。海明距離定義為式中m 為元素個(gè)數(shù)。相應(yīng)的貼近度為n (b ,a i) = 1 -用海明距離定義貼近度, 物理含義清晰, 被比較量之間的關(guān)系直觀, 所以用于本文提出的電力質(zhì)量等級(jí)歸屬問(wèn)題不僅可信度高, 而且能夠使指標(biāo)樣本集的構(gòu)造更客觀、更準(zhǔn)確。按照海明距離貼近度的定義, 分別求出n (q ,q 優(yōu))、n (q ,q 合)、n (q ,q 低)、n (q ,q 不)。其中最大貼近度對(duì)應(yīng)的qx q 優(yōu),q 合,q 低,q 不 就表示q 描述的電力質(zhì)量屬于qx 質(zhì)量等級(jí)。現(xiàn)設(shè)定一組數(shù)據(jù)q 優(yōu)、q 合、q

24、低、q 不及q , 按上述距離貼近度定義求得n (q ,q 優(yōu)) = 0. 885, n(q , q 合) = 0. 957, n (q ,q 低) = 0. 860, n (q , q 不) =0. 673。n (q ,q 合) 為最大, 所以待評(píng)定電力質(zhì)量為合格。第四章 電力質(zhì)量評(píng)價(jià)的實(shí)現(xiàn)通過(guò)質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)質(zhì)量檢測(cè)點(diǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)處理, 結(jié)合各指標(biāo)隸屬度關(guān)系的描述對(duì)偏離理想值較大的數(shù)據(jù)進(jìn)行保留并定期向主站端發(fā)送。在考核周期內(nèi), 監(jiān)督部門(mén)根據(jù)各檢測(cè)點(diǎn)提供的數(shù)據(jù), 按上述方法進(jìn)行處理, 得出各供電區(qū)域該考核期內(nèi)的電力質(zhì)量狀況, 把結(jié)果向用戶和社會(huì)公布, 并按質(zhì)量狀況調(diào)整電費(fèi)。實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)

25、量的定量評(píng)價(jià), 除了要有一套科學(xué)合理的處理方法外, 還需要一套實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。當(dāng)前智能化檢測(cè)技術(shù)廣泛應(yīng)用, 自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)及計(jì)費(fèi)系統(tǒng)等已經(jīng)基本具備, 當(dāng)前市場(chǎng)上供應(yīng)的一些電能表已經(jīng)或多或少地具備電力質(zhì)量監(jiān)測(cè)功能。這就為電力質(zhì)量的定量評(píng)價(jià)提供了硬件基礎(chǔ), 在此基礎(chǔ)上做適當(dāng)開(kāi)發(fā), 便可用于質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng), 無(wú)需過(guò)多的投資。第一節(jié) 電能質(zhì)量綜合量化指標(biāo)的方法分析電能質(zhì)量的分析方法，一般是指電能質(zhì)量指標(biāo)的單項(xiàng)分析方法，主要包括基于時(shí)域的、頻域的和變換域的分析方法。是通過(guò)采集某一地點(diǎn)、某一個(gè)考核區(qū)域內(nèi)相關(guān)指標(biāo)的數(shù)據(jù)，然后對(duì)這些數(shù)據(jù)用上述方法進(jìn)行分析，判斷該指標(biāo)的合格程度。由于這些單項(xiàng)指標(biāo)的分析方法，已經(jīng)不適

26、應(yīng)電力市場(chǎng)環(huán)境下對(duì)電能質(zhì)量指標(biāo)評(píng)價(jià)的要求。然而電能質(zhì)量指標(biāo)中的一些指標(biāo)對(duì)問(wèn)題的描述具有模糊性，很難用確切的定量關(guān)系表示。模糊理論是一種處理模糊信息的有效工具。文獻(xiàn)3應(yīng)用模糊模式識(shí)別方法判斷所考核的電能質(zhì)量各指標(biāo)的綜合情況，并與事先確立的質(zhì)量指標(biāo)的級(jí)別進(jìn)行比較，最后得到該電能質(zhì)量屬于哪一等級(jí)的結(jié)論。但是該方法對(duì)電能質(zhì)量的綜合評(píng)價(jià)不夠細(xì)致、清晰和全面，主要原因在于貼近度對(duì)模糊關(guān)系的刻劃不夠細(xì)致，最大隸屬度原則掩蓋了介于兩個(gè)隸屬度之間的差別，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致判斷偏差大。 本文所選用的模糊方法是模糊綜合評(píng)判方法。首先是對(duì)電能質(zhì)量的各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分級(jí)，然后從最低一級(jí)開(kāi)始評(píng)判，在評(píng)判完這一級(jí)之后再進(jìn)入下一級(jí)

27、，直到最后獲得綜合評(píng)判結(jié)果。同時(shí)，在每一級(jí)評(píng)判中引入相應(yīng)的評(píng)判權(quán)重，以表示不同指標(biāo)在該級(jí)中的重要程度。最后一級(jí)的綜合評(píng)判采用加權(quán)平均法，以避免最大隸屬度原則的片面性。第二節(jié) 基于模糊理論的電能質(zhì)量綜合量化指標(biāo)2.1 電能質(zhì)量分項(xiàng)指標(biāo)的模糊模型 模糊模型的選擇與確立在模糊方法中起著至關(guān)重要的作用。隸屬度函數(shù)的有效與否，直接影響著最后評(píng)判結(jié)果的可信程度。 在電能質(zhì)量指標(biāo)中，有些指標(biāo)的隸屬屬性是相類似的。例如電壓偏差與頻率偏差，它們大部分都落在一定區(qū)間內(nèi)，而且有接近于零的趨向，落在零值兩邊的概率是隨機(jī)的，離零值越遠(yuǎn)出現(xiàn)的概率越小，很符合正態(tài)分布的特點(diǎn)，所以它們均可采用具有正太分布特點(diǎn)的高斯函數(shù)作為其

28、隸屬度函數(shù)。事實(shí)上，要使偏差為零是很困難的。因而，一般當(dāng)偏差落在靠近零的一定區(qū)域內(nèi)時(shí)，則可認(rèn)為該項(xiàng)電能質(zhì)量指標(biāo)很好，其對(duì)應(yīng)的隸屬度為1。基于這種考慮，需將靠近零這一區(qū)域的隸屬度函數(shù)定義為1，且對(duì)正態(tài)分布進(jìn)行改造，改造后的隸屬度函數(shù)如圖1所示。2.1.1 電壓偏差隸屬度函數(shù)所選用的電壓偏差隸屬度函數(shù)為式中 u為電壓偏差百分比；、u1、u2為常數(shù)，由實(shí)際情況確定。2.1.2 電壓偏差持續(xù)時(shí)間的隸屬度函數(shù)同時(shí)，還要考慮偏離某一標(biāo)準(zhǔn)的持續(xù)時(shí)間和發(fā)生頻次。持續(xù)時(shí)間越小，發(fā)生頻次越低，則認(rèn)為其隸屬度越高，否則越低。因而電壓偏差持續(xù)時(shí)間的隸屬度函數(shù)定義為式(1)和式(2)的參數(shù)的確定，可以對(duì)實(shí)際采集的數(shù)值經(jīng)

29、濾除壞數(shù)據(jù)后進(jìn)行數(shù)學(xué)擬合，再用專家經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行修正得到。實(shí)際應(yīng)用中，這些參數(shù)要經(jīng)應(yīng)用反饋再修正的過(guò)程，直到結(jié)果滿意為止。以下常數(shù)的確定方法與此類似，不再闡述。 電壓波動(dòng)和閃變指標(biāo)、電壓波形畸變指標(biāo)和三相電壓不平衡指標(biāo)等有著相同的形式，隸屬度函數(shù)的選擇也與上面相類似。這里僅以電壓波動(dòng)和閃變指標(biāo)為例，確定其隸屬度函數(shù)為2.1.3 供電可靠性隸屬度函數(shù)供電的可靠性指標(biāo)ir的取值范圍是0,1，一般接近于1。ir對(duì)停電和設(shè)備故障的時(shí)間的反應(yīng)很不靈敏，隸屬度函數(shù)可表示為2.1.4 關(guān)于服務(wù)性指標(biāo)對(duì)于電能質(zhì)量的服務(wù)性指標(biāo)，不能用隸屬度函數(shù)直接描述，需要通過(guò)專家初打分、用戶調(diào)查、用戶反饋等方式來(lái)獲得，最后組織專家

30、打分以考核服務(wù)性指標(biāo)的良好程度。第三節(jié) 電能質(zhì)量綜合量化指標(biāo)的模糊評(píng)判 1.對(duì)某一區(qū)域在一定考核期內(nèi)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行隸屬度計(jì)算。如電壓偏差量，采集到的一組數(shù)據(jù)為tun)，將每組數(shù)據(jù)代入相應(yīng)的隸屬度函數(shù)，便可以得到相應(yīng)的隸屬度。在這些指標(biāo)中，有些考慮持續(xù)時(shí)間的電能質(zhì)量指標(biāo)（如電壓偏差），需要將偏離標(biāo)準(zhǔn)的隸屬度與持續(xù)時(shí)間的隸屬度采用文獻(xiàn)3中的“和”運(yùn)算進(jìn)行綜合。對(duì)于那些不能通過(guò)隸屬度函數(shù)直接得到隸屬度指標(biāo)的，則可以通過(guò)專家打分等方法賦予一定的隸屬度。這樣，每一個(gè)指標(biāo)都有了相應(yīng)的隸屬度。2.對(duì)每一個(gè)指標(biāo)進(jìn)行等級(jí)評(píng)定，評(píng)出“質(zhì)量?jī)?yōu)”、“質(zhì)量合格”、“質(zhì)量低”和“質(zhì)量不合格”，分別記為q1、q2、q3和

31、q4，根據(jù)上面計(jì)算得出的每一指標(biāo)的所有組數(shù)據(jù)的隸屬度，再參照上述4種等級(jí)界限，可以得出隸屬度大于q1的百分比，介于q1和q2之間、q2和q3之間、q3和q4之間以及小于q4的百分比。如果把評(píng)判集定義為q（良好、較好、一般、差、很差），那么上述5個(gè)百分?jǐn)?shù)便為該指標(biāo)分別屬于“良好”、“較好”、“一般”、“差”、“很差”的隸屬度。對(duì)于那些沒(méi)有隸屬度函數(shù)的指標(biāo)同樣可以根據(jù)所得來(lái)的數(shù)據(jù)（如調(diào)查的、專家評(píng)出的結(jié)果等）給出相應(yīng)的隸屬度，再根據(jù)所規(guī)定的隸屬度得出其各個(gè)級(jí)別的隸屬度。例如對(duì)技術(shù)性指標(biāo)的某一項(xiàng)調(diào)查中一共調(diào)查了100個(gè)用戶，認(rèn)為“良好”、“較好”、“一般”、“差”和“很差”的分別占a %、b %、c

32、 %、d %和e%，那么a %、b %、c %、d %和e%可分別作為其隸屬度。 3.根據(jù)實(shí)際情況對(duì)每一級(jí)評(píng)判進(jìn)行因素劃分。本文采用的是二級(jí)評(píng)判，因素劃分如表1所示。 4.采用模糊方法具體計(jì)算評(píng)判結(jié)果。設(shè)定各指標(biāo)的等級(jí)界限如表2所示。 1） 采用海明距離貼近度進(jìn)行評(píng)判。參照表2，按照海明距離貼近度的定義3可以所以評(píng)定電力質(zhì)量為合格。2）采用模糊綜合評(píng)定進(jìn)行評(píng)判。對(duì)電壓偏差、電壓波動(dòng)與閃變、三相不平衡、頻率和可靠性的評(píng)判矢量用rud、ruf、rub、rf、rr表示，電壓波形畸變、服務(wù)性指標(biāo)和綜合評(píng)判結(jié)果用bu、bdf、bser和bsy表示。參照表2，由得到的隸屬度對(duì)各指標(biāo)的評(píng)判結(jié)果，電壓偏差的評(píng)

33、判矢量為因此對(duì)電壓的評(píng)判矩陣為得對(duì)電壓的評(píng)判結(jié)果為上面進(jìn)行的是指標(biāo)的一級(jí)評(píng)判。另外兩項(xiàng)單因素的指標(biāo)與上面的3項(xiàng)一起進(jìn)入到下面的二級(jí)評(píng)判，其評(píng)判矢量分別為在二級(jí)評(píng)判中總共是5個(gè)指標(biāo)因素，它們的權(quán)重矢量取為asy=0.400 0.150 0.100 0.100 0.250，其中數(shù)字依次分別代表電壓、頻率、波形畸變、可靠性指標(biāo)、服務(wù)性指標(biāo)的權(quán)重。評(píng)判矩陣為其中評(píng)判矩陣中行矢量由上到下所對(duì)應(yīng)的次序與權(quán)重矢量中的次序相同，因而可得綜合評(píng)判結(jié)果為對(duì)評(píng)判結(jié)果進(jìn)行加權(quán)平均法處理。首先是給等級(jí)數(shù)量化，上述評(píng)判的5個(gè)等級(jí)分別以1、2、3、4、5表示，然后根據(jù)評(píng)判結(jié)果矢量中的隸屬度進(jìn)行加權(quán)平均，對(duì)上述加權(quán)平均的結(jié)果

34、為由于2.320介于2與3 之間，且更接近于2，所以最終的評(píng)判結(jié)果為電能質(zhì)量介于“較好”與“一般”之間，且更接近于“較好”，所以評(píng)定電能質(zhì)量為合格。 雖然，上面兩種方法對(duì)電能質(zhì)量的評(píng)價(jià)結(jié)果相同，但前者實(shí)際上只考慮了最突出的因素，其它因素并未真正起作用，從而存在片面性；后者考慮了所有因素，其評(píng)判結(jié)果較為全面合理。結(jié)束語(yǔ)電能質(zhì)量問(wèn)題日益突出，關(guān)于電能質(zhì)量問(wèn)題的研究也越來(lái)越多，對(duì)于電能質(zhì)量的綜合評(píng)判就是其中內(nèi)容之一。本文提出的電能質(zhì)量綜合評(píng)判方法模糊綜合評(píng)判法，綜合考慮了電能質(zhì)量指標(biāo)的各個(gè)方面，評(píng)判客觀、全面、合理，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。電能質(zhì)量的定量評(píng)價(jià)是電力市場(chǎng)的必然趨勢(shì)。增大電能質(zhì)量的透明度并按質(zhì)量調(diào)整電費(fèi), 更能體現(xiàn)公開(kāi)性和公平性, 而且隨著電力市場(chǎng)的深化, 用電市場(chǎng)的開(kāi)放, 用戶有權(quán)利根據(jù)自