電能質(zhì)量評(píng)估體系的探索

李其昌

摘 要：在電力系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模不斷拓展以及電網(wǎng)中各種非線性負(fù)荷不斷增加的情景下，電能質(zhì)量的監(jiān)測(cè)、管控效果已經(jīng)受到設(shè)備各個(gè)行業(yè)的廣泛關(guān)注。本文在對(duì)電力系統(tǒng)電能質(zhì)量評(píng)估概念與意義進(jìn)行闡述的基礎(chǔ)上，從不同評(píng)估方法之間的關(guān)系以及評(píng)估體系架構(gòu)兩方面對(duì)電能質(zhì)量評(píng)估體系架構(gòu)進(jìn)行探究，最后以電能質(zhì)量綜合評(píng)估方法的應(yīng)用流程以及在地區(qū)電網(wǎng)中的評(píng)估方式進(jìn)行解析。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng) 電能質(zhì)量 評(píng)估體系 綜合評(píng)估方法

中圖分類號(hào)：F426 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2018）01（c）-0192-03

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的時(shí)代中，非線性負(fù)荷被大規(guī)模應(yīng)用以及新能源發(fā)電企業(yè)不斷崛起，均會(huì)使電力系統(tǒng)在運(yùn)行期間出現(xiàn)電能質(zhì)量問(wèn)題，一般體現(xiàn)在電力電子設(shè)備對(duì)短時(shí)間內(nèi)電壓下降以及中斷產(chǎn)生一定反應(yīng)，特殊情況下會(huì)使數(shù)據(jù)信息遺失的問(wèn)題衍生出來(lái)，使用電戶遭受不必要的損失，故此其對(duì)電能質(zhì)量提出更高的標(biāo)準(zhǔn)。電能質(zhì)量評(píng)估體系的構(gòu)建與應(yīng)用能夠?qū)τ脩綦娔苜|(zhì)量進(jìn)行全面性評(píng)估，確保電力市場(chǎng)運(yùn)行的有效性。單項(xiàng)評(píng)估和綜合評(píng)估為新時(shí)期下電力系統(tǒng)電能質(zhì)量評(píng)估體系的重要組成部分，本文進(jìn)行詳細(xì)解析。

1 電能質(zhì)量評(píng)估

電能質(zhì)量評(píng)估實(shí)質(zhì)上就是對(duì)電力用戶的用電環(huán)境的評(píng)估，具體涵蓋了電壓質(zhì)量、電流質(zhì)量、供電質(zhì)量、用電質(zhì)量等數(shù)個(gè)方面，電壓、電流、頻率、功率、諧波、閃變等為電能質(zhì)量評(píng)估過(guò)程中的重要參數(shù)。

為了使電能評(píng)估質(zhì)量有所保障，可以采用電力系統(tǒng)電氣設(shè)施運(yùn)行參數(shù)的測(cè)量結(jié)果或建設(shè)仿真模型以取得相關(guān)數(shù)據(jù)資料以后，對(duì)電能質(zhì)量多樣指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估，辨識(shí)其是否與有關(guān)要求或標(biāo)準(zhǔn)相匹配[1]。對(duì)電能質(zhì)量的評(píng)估一般包括選用相關(guān)規(guī)范或電能供應(yīng)方與使用方商定的數(shù)據(jù)信息、收集電能質(zhì)量信息、選擇評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)并確保相關(guān)目標(biāo)或級(jí)別的明確性，對(duì)電力系統(tǒng)電能運(yùn)送質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，可以被理解為對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行效率與電能供應(yīng)效果的綜合審評(píng)，在約束電力企業(yè)行為方式，監(jiān)管其運(yùn)行模式以及維持公共電網(wǎng)電能質(zhì)量環(huán)境安全性提供有效依托，也是推行質(zhì)量管控的基礎(chǔ)憑據(jù)、電能質(zhì)量檢測(cè)的工具。故此，電能質(zhì)量評(píng)估可以被視為電能質(zhì)量研究中不可或缺的重要環(huán)節(jié)。

2 電能質(zhì)量評(píng)估體系架構(gòu)

2.1 不同評(píng)估方法關(guān)聯(lián)性探究

在明確電能質(zhì)量評(píng)估目標(biāo)與內(nèi)容以后，就能夠?qū)雾?xiàng)評(píng)估、綜合評(píng)估、指標(biāo)量化評(píng)估、等級(jí)評(píng)估、監(jiān)測(cè)點(diǎn)評(píng)估以及公眾評(píng)估等不同方式間的關(guān)聯(lián)性有初步性認(rèn)知，如下進(jìn)行相關(guān)解析。

2.1.1 參照指標(biāo)內(nèi)容、空間層次

參照指標(biāo)內(nèi)容、空間層次與結(jié)果形式的不同類別外部之間關(guān)系是橫向、兩兩交錯(cuò)的。不管是單項(xiàng)評(píng)估，還是綜合評(píng)估，其呈現(xiàn)出的結(jié)果均可以被量化，也有級(jí)別之分；監(jiān)測(cè)點(diǎn)評(píng)估或系統(tǒng)評(píng)估涵蓋的內(nèi)容可能是單項(xiàng)的，也可能是多項(xiàng)的，還可能是對(duì)電能質(zhì)量整體情況的綜合性評(píng)價(jià)。

2.1.2 參照應(yīng)用服務(wù)類別

參照應(yīng)用服務(wù)類別細(xì)化為兼容評(píng)估與規(guī)劃評(píng)估、參照面向用戶可以細(xì)化為定制評(píng)估與公眾評(píng)估兩種類型，其內(nèi)部間存在橫向平行的關(guān)系。其可以是參照指標(biāo)內(nèi)容、空間層次與結(jié)果形式類別的任何一種方式。

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地檢測(cè)并采集與電能質(zhì)量相關(guān)的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際檢測(cè)并收集的電能質(zhì)量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，經(jīng)不同指標(biāo)內(nèi)容、空間層次和結(jié)果方式采用縱向測(cè)算的方法以后，評(píng)估產(chǎn)生的結(jié)果最后會(huì)呈現(xiàn)在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量評(píng)估的目標(biāo)。上述過(guò)程便是平行的不同應(yīng)用模式或服務(wù)的橫向評(píng)估方式，電能質(zhì)量可以被視為呈現(xiàn)電力企業(yè)與電力用戶間限值規(guī)定的兼容評(píng)估（包括定制評(píng)估和公眾評(píng)估），并且也是電力系統(tǒng)內(nèi)部管理目標(biāo)限制與特質(zhì)負(fù)荷接入系統(tǒng)評(píng)估背景值的計(jì)劃評(píng)估模版，或是他類電力產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中的應(yīng)用型評(píng)估資料等。

2.2 評(píng)估體系架構(gòu)

在對(duì)不同評(píng)估方式間關(guān)聯(lián)性有所了解的基礎(chǔ)上，可以從純數(shù)據(jù)處理技術(shù)視域與應(yīng)用服務(wù)視域去洞察電能質(zhì)量評(píng)估的整個(gè)過(guò)程如圖1所示，繼而可以建設(shè)一個(gè)電能質(zhì)量評(píng)估體系構(gòu)架如圖2所示。

該評(píng)估體系架構(gòu)從兩個(gè)視域出發(fā)可以被細(xì)化為專業(yè)技術(shù)層與應(yīng)用服務(wù)層兩個(gè)層次，前者是后者運(yùn)行的重要基礎(chǔ)與支撐，應(yīng)用服務(wù)層可以被視為專業(yè)技術(shù)層評(píng)估結(jié)果的映射結(jié)果。在圖2的示意圖中，專業(yè)技術(shù)層是從橫向上對(duì)電能質(zhì)量按照空間層次、指標(biāo)內(nèi)容和結(jié)果形式的差異性評(píng)估，雙向箭頭代表對(duì)象間在數(shù)據(jù)信息上存在互動(dòng)關(guān)系，在縱向箭頭的承接下一個(gè)從下至上的評(píng)估程序產(chǎn)出。應(yīng)用服務(wù)層面對(duì)的對(duì)象為電力用戶與電力公司，采用差異性的應(yīng)用條件限值為基點(diǎn)，供應(yīng)電能質(zhì)量評(píng)估應(yīng)用與服務(wù)的處理單元，內(nèi)容大體上涵蓋了兼容評(píng)估（特點(diǎn)評(píng)估）與規(guī)劃評(píng)估，以及電氣設(shè)備設(shè)施應(yīng)用年限的預(yù)測(cè)、運(yùn)轉(zhuǎn)、可傳導(dǎo)容量的明確以及他類應(yīng)用服務(wù)的研發(fā)，其重點(diǎn)內(nèi)容是對(duì)用電大戶以及部分關(guān)鍵用戶的定制評(píng)估以及對(duì)絕大多數(shù)用戶的公眾評(píng)估。

評(píng)估架構(gòu)還包括了電力公司與電力用戶以及一個(gè)電力資源管理的中間機(jī)構(gòu)這兩個(gè)市場(chǎng)主體，只有在服務(wù)層評(píng)估體系的協(xié)助下才會(huì)對(duì)電能供應(yīng)與使用對(duì)象兩者的關(guān)系有一定認(rèn)識(shí)[4]。換言之，就是采用應(yīng)用服務(wù)層與電力企業(yè)或電力用戶重視的電能運(yùn)送質(zhì)量問(wèn)題與現(xiàn)實(shí)需求等信息傳遞出去以后，專業(yè)技術(shù)層以應(yīng)用服務(wù)層的具體需求為基點(diǎn)，對(duì)基礎(chǔ)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行預(yù)處理，接下來(lái)在把獲得的結(jié)果傳遞給應(yīng)用服務(wù)層，借此方式獲得最終的應(yīng)用評(píng)價(jià)結(jié)果。例如專業(yè)技術(shù)層監(jiān)測(cè)點(diǎn)評(píng)價(jià)中獲取到的THDu的周10min方均根值的CP95值，就可以不加修飾的呈現(xiàn)在應(yīng)用服務(wù)層并設(shè)置為兼容指標(biāo)，和相應(yīng)的限值進(jìn)行對(duì)照。

電能質(zhì)量評(píng)估體系架構(gòu)的構(gòu)建將各類評(píng)估方式囊括其中，設(shè)定了內(nèi)部不同層面以及不同區(qū)域的職能和輸出方式，呈現(xiàn)出內(nèi)部各要素之間以及內(nèi)外部之間的關(guān)聯(lián)性與接口界面。

3 電能質(zhì)量綜合評(píng)估方式的具體應(yīng)用

3.1 綜合量化評(píng)估方法

綜合量化評(píng)估方法具體是對(duì)多樣化指標(biāo)的評(píng)價(jià)，對(duì)不同單項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行量化評(píng)估是基礎(chǔ)步驟，繼而借助賦權(quán)方法對(duì)不同項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)按照重要性程度進(jìn)行配置，再加權(quán)不同單項(xiàng)指標(biāo)的量化值獲得綜合指標(biāo)值，該綜合指標(biāo)值等同于綜合量化評(píng)估值或電能質(zhì)量評(píng)分。綜合量化評(píng)估值可直接被應(yīng)用在不同供電點(diǎn)間或同一供電點(diǎn)不同時(shí)段內(nèi)電能質(zhì)量的比較，對(duì)數(shù)個(gè)供電點(diǎn)電能質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)排序。

綜合量化評(píng)估方法的應(yīng)用流程可以做出如下概述：明確評(píng)估對(duì)象是基礎(chǔ)，繼而確定評(píng)估指標(biāo)體系，然后確定評(píng)估方法，接下來(lái)采用賦權(quán)法配置評(píng)估指標(biāo)權(quán)重，最后構(gòu)建評(píng)估模型，并測(cè)算綜合量化評(píng)估值。

3.2 綜合量化評(píng)估方法

綜合等級(jí)評(píng)估方法的應(yīng)用宗旨是評(píng)估受評(píng)對(duì)象電能質(zhì)量的等級(jí)。首先參照質(zhì)量水平把電能細(xì)化成數(shù)個(gè)級(jí)別，并設(shè)定不同級(jí)別對(duì)應(yīng)的指標(biāo)集，繼而參照評(píng)估對(duì)象的電能質(zhì)量指標(biāo)集測(cè)算其和其他級(jí)別的間距，借助對(duì)比與判定環(huán)節(jié)明確受評(píng)對(duì)象的級(jí)別。

3.3 電能質(zhì)量綜合評(píng)估方式在地區(qū)電網(wǎng)的評(píng)估方法

3.3.1 縱向評(píng)估方法

縱向評(píng)估實(shí)質(zhì)上就是面對(duì)同一對(duì)象在不同時(shí)間點(diǎn)的比較。電能質(zhì)量的縱向評(píng)估多用在供電公司的不同年間電能質(zhì)量的比較方面上，有助于供電公司在適宜的情況下逐漸優(yōu)化電力系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件。

3.3.2 橫向評(píng)估方式

橫向評(píng)估面對(duì)的是數(shù)個(gè)對(duì)象，在同一時(shí)間段對(duì)其間存在的關(guān)系進(jìn)行對(duì)比。電能質(zhì)量的橫向評(píng)估多數(shù)被用在電力系統(tǒng)內(nèi)不同位置或不同變電站間的電能運(yùn)送效率對(duì)比等方面上，也能夠協(xié)助電力用戶在選擇接入系統(tǒng)最佳區(qū)段發(fā)揮一定導(dǎo)向。

3.3.3 縱橫向評(píng)估方式

縱橫向評(píng)估方法面對(duì)的是數(shù)個(gè)對(duì)象，在不同時(shí)間點(diǎn)的整體水平進(jìn)行對(duì)比。和橫向評(píng)估方法相比較，電能質(zhì)量的縱橫向評(píng)估方法最大的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在對(duì)受評(píng)對(duì)象過(guò)去與現(xiàn)在數(shù)個(gè)時(shí)間點(diǎn)的靜態(tài)水平與上漲狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)式評(píng)估方面上，將受評(píng)對(duì)象過(guò)往運(yùn)轉(zhuǎn)目前運(yùn)轉(zhuǎn)水平整體性彰顯出來(lái)，將優(yōu)良的、平穩(wěn)發(fā)展的對(duì)象擇選出來(lái)進(jìn)行評(píng)估。縱橫向評(píng)估方式涵蓋了數(shù)個(gè)時(shí)間點(diǎn)的電能質(zhì)量動(dòng)態(tài)整體評(píng)估結(jié)果，從單項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)到變電站、區(qū)域電網(wǎng)按照一定的級(jí)別匯集數(shù)據(jù)信息，從而確保區(qū)域電網(wǎng)的評(píng)價(jià)結(jié)果能夠整體性的、動(dòng)態(tài)式的將電能質(zhì)量水平呈現(xiàn)出來(lái)。

雙激勵(lì)控制線導(dǎo)入綜合量化評(píng)估方法中以后，可以達(dá)到對(duì)受評(píng)對(duì)象某一時(shí)間段中動(dòng)態(tài)式評(píng)估的目標(biāo)。在雙激勵(lì)控制線的信息集結(jié)算法的協(xié)助下零散性的點(diǎn)轉(zhuǎn)型為單位時(shí)間段中連貫性的曲線，兩條正負(fù)激勵(lì)線分別被導(dǎo)入，對(duì)于處在正激勵(lì)線以上的部分進(jìn)行適度“獎(jiǎng)勵(lì)”，對(duì)于處在負(fù)激勵(lì)線以下的部分進(jìn)行合理“懲罰”，在正負(fù)激勵(lì)系數(shù)進(jìn)行加權(quán)求和以后獲得不同時(shí)間段中最新評(píng)估數(shù)值，經(jīng)由時(shí)間因子對(duì)新評(píng)估數(shù)值采用加權(quán)求和的方式獲得受評(píng)對(duì)象全程的動(dòng)態(tài)綜合評(píng)估值。在上述過(guò)程中，決策者可借助差異性的評(píng)估計(jì)劃從不同的視域出發(fā)對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行整體性評(píng)價(jià)。

4 結(jié)語(yǔ)

本文以專業(yè)技術(shù)層和應(yīng)用服務(wù)層的不同視覺為基點(diǎn)，解析不同評(píng)估方式的關(guān)聯(lián)性并建設(shè)分層式電能質(zhì)量評(píng)估體系架構(gòu)，彰顯了內(nèi)部不同評(píng)估方式之間以及內(nèi)外部之間的關(guān)聯(lián)性，明確了不同層面與不同區(qū)域的職能與輸出方式。綜合量化評(píng)估體系的應(yīng)用，協(xié)助電力企業(yè)獲得一個(gè)量化值，達(dá)到了對(duì)評(píng)估對(duì)象間比較的目標(biāo)，在供電公司電能質(zhì)量考評(píng)、用戶選擇供電點(diǎn)發(fā)揮指導(dǎo)作用。

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