依托大數(shù)據(jù)與層次分析方法的配電網(wǎng)電壓綜治系統(tǒng)建設(shè)

孫杰++黃輝

摘 要

鑒于電壓質(zhì)量的多指標(biāo)特性，提出以生產(chǎn)、營銷、調(diào)度等電力大數(shù)據(jù)為依托，建立基于計(jì)算機(jī)輔助的電壓綜治系統(tǒng)。該系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)以電壓監(jiān)測點(diǎn)為手段的主要關(guān)注電壓是否越限的電壓管理模式，可對電壓問題進(jìn)行精確定位，并給出電壓治理的輔助決策。文章的研究內(nèi)容可作為各級電壓治理的有效參考。

【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù) 層次分析 電壓綜治

通過設(shè)置A、B、C、D類電壓監(jiān)測點(diǎn)的做法對改善供電網(wǎng)絡(luò)電壓質(zhì)量有一定意義，但已不適應(yīng)當(dāng)下需求。隨著電力系統(tǒng)的集成整合，各類大數(shù)據(jù)可獲取性增強(qiáng)，電壓治理變革具備了條件。文章的目的就是以電力大數(shù)據(jù)為依托，借助人工智能方法來構(gòu)建電壓治理輔助平臺(tái)，使電壓綜合治理上升一個(gè)新高度。

1 平臺(tái)架構(gòu)

基于大數(shù)據(jù)的電壓綜治平臺(tái)框架：

（1）將ERP、PMS、EMS、GIS等系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和電壓監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)提供信息通過數(shù)據(jù)總線進(jìn)行匯集；

（2）建立數(shù)學(xué)模型，該模型可對以上匯集的大數(shù)據(jù)作歸類和標(biāo)準(zhǔn)化，并在此基礎(chǔ)上自動(dòng)分析電壓問題；

（3）提供人機(jī)交互手段，形成科學(xué)的電壓治理措施。

2 電壓問題分析模型構(gòu)建

2.1 層次分析法

層次分析法（AHP）起始于1970年代，該方法的目的是通過條理化、層次化手段，將人的經(jīng)驗(yàn)和判斷作科學(xué)量化，進(jìn)而形成關(guān)于決策方案的有序遞階結(jié)構(gòu)。層次分析法流程：

（1）建立階梯層次結(jié)構(gòu)模型；

（2）構(gòu)造兩兩比較判斷矩陣；

（3）構(gòu)造一致性矩陣；

（4）求權(quán)重值。

2.2 層次分析法用于電壓分析

層次分析法中的遞階結(jié)構(gòu)常包括目標(biāo)層、指標(biāo)層和方案層。就電壓分析過程來說，可以圖1所示結(jié)構(gòu)來進(jìn)行構(gòu)建。

現(xiàn)假定圖1中各指標(biāo)依次標(biāo)定為C1、C2、...、C6（自左到右），對應(yīng)權(quán)重為ω1、ω2、...、ω6，將權(quán)重兩兩比較后構(gòu)成矩陣A。

將A左乘權(quán)重向量W=（ω1、ω2、...、ω6）T，得到

（2）

即（A-ηl）W=0，其中l(wèi)為單位矩陣。顯然，W是A的特征向量，η是A的特征值。最后進(jìn)行層次單排序、一致性檢驗(yàn)、層次總排序、一致性檢驗(yàn)等操作。

3 案例

以表1所示數(shù)據(jù)為例進(jìn)行電壓綜治分析。

表1：案例電壓指標(biāo)數(shù)據(jù)

區(qū)域 電壓偏差/% 電壓波動(dòng)/% 電壓閃變/%

1 3.132 1.167 0.163

2 2.734 1.134 0.172

3 1.826 0.892 0.183

4 3.319 1.340 0.185

區(qū)域 諧波電壓/% 不平衡度/% 電壓暫降/%

1 1.223 0.581 68.33

2 1.446 0.332 50.51

3 1.369 0.091 15.73

4 1.096 0.052 58.21

首先確定各指標(biāo)重要程度：電壓暫降>諧波電壓>電壓波動(dòng)=電壓閃變>電壓偏差>三相不平衡。利用方根法獲得權(quán)重向量為

其次按層次分析對各區(qū)域電壓質(zhì)量進(jìn)行判斷，見表2。

表2： 案例電壓評判結(jié)果

區(qū)域 分析結(jié)果 區(qū)域 分析結(jié)果

1 電壓不好 3 電壓好

2 電壓好 4 電壓不好

根據(jù)表2，對區(qū)域1、4進(jìn)行核查，發(fā)現(xiàn)如表3所示問題。

表3：針對電壓不好點(diǎn)的檢查結(jié)果

區(qū)域 存在問題

1 主干線線徑偏小，線路有老化現(xiàn)象，線路接頭多，大量無功補(bǔ)償裝置壞掉，接戶線線徑小

4 主干線供電半徑偏長，無功補(bǔ)償裝置的損壞，線路接頭多，配變檔位長期沒調(diào)整

4 電壓綜治平臺(tái)的功能考量

建設(shè)電壓綜治平臺(tái)，應(yīng)符合以下目標(biāo)：

（1）可定位電壓異常區(qū)域，并自動(dòng)剖析形成原因。

（2）可通過相關(guān)計(jì)算，得到被考察配網(wǎng)在電壓提升方面的挖潛方向。

（3）可以友好方式進(jìn)行輔助決策。

5 結(jié)語

電壓質(zhì)量問題牽涉到方方面面，只有借助于大數(shù)據(jù)分析和專家經(jīng)驗(yàn)集成，才能較好解決配電網(wǎng)電壓問題。文章成功地將層次分析法和電力大數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，可作為供電公司提升電壓管理水平的借鑒。

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