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摘 要 电能质量由多个指标共同决定,各个指标之间存在着相互的关系,因此必须进行总体的综合评价.传统的电能质量模糊综合评价方法往往很难客观地反映各指标之间的关系,得到的评价结果也不能真实地反映电能质量状况.本文提出了基于变权法的模糊综合评价方法来对电能质量作评价.变权法是一种利用权重随评估向量变化而变化的方法,它能够很好地解决在实际评价中评价值低的电能质量指标对总体电能质量影响的问题.
关 键 词 电能质量；评价指标；隶属度函数；变权法；模糊综合评价
中图分类号TM6 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）80-0049-02
随着微电子与电力电子技术的飞速发展,用户对电能质量的要求越来越高.目前国家有六个电能质量标准对电能质量的稳态与暂态指标做了限定,这些标准一般用于评价电能的单项指标是否合格,不适于确定电能综合质量的优劣.因此,建立科学、客观的电能质量综合评价方法就显得非常迫切和重要.
本文提出基于变权法的电能质量模糊综合评价方法.首先根据电能质量确定影响该评价对象的指标因素,然后在权重的确定中,利用层次分析法得到基础权重,并在此基础上利用变权法对基础权重进行修整得到最终的指标权重向量,最后利用模糊综合评价对电能质量进行综合评价.实际算例表明采用变权法得到的评价结果更接近实际.
1.电能质量评价标准
上世纪70年代前,计算机技术和电力电子技术还没有得到充分发展,电网中非线性、冲击性负荷所占的比重很小.因此,电压偏差、频率偏差、电压波动、电压三相不平衡等指标构成了传统电能质量的主要内容.但随着基于计算机系统的控制设备与电子装置的广泛应用,电网中用电负荷结构发生了巨大改变,变频装置、电弧炉炼钢等非线性、冲击性负荷对电能质量造成的污染与破坏.人们对电能质量提出了更高的要求.因此,应该考虑包括电压骤降、短时断电等暂态指标.
2.电能质量指标模型
电能质量需要由多项指标来衡量,必须综合、客观地考虑这些指标才能对电能质量进行评价.仅仅判断指标是否超标是不够准确的,但是要将各项指标合理描述、组织起来共同反映质量状况是很困难的.主要是由于描述问题的模糊性,它很难用定量关系表示.本文采用模糊方法进行处理.
首先采用五级模糊评价集合V{优质、良好、合格、较差、很差}来对电能质量状况进行描述,并在此基础上给出各项指标对应于上述五个等级的隶属度函数,将各项指标模糊化.
电压偏差指标、频率偏差指标、三相电压不平衡指标、电压波动和闪变指标、电压波形畸变指标等都具有相同的形式,这里以电压偏差指标为例.电压偏差指标由两个因素决定：电压偏差偏离额定值的百分比和电压偏差的持续时间.用模糊语言表示该指标“好”可描述为“电压偏差很小”或“持续时间很短”.分别对这两个因素构造隶属度函数模型,电压偏差属于模糊集{电压偏差很小}的隶属度可表示为：
4.2 确定电能质量等级
由于评价结果矩阵具有模糊性,因此矩阵根据极大隶属度原则得出的评价结果较粗.因此,对评语进行定量化处理可采用对各个评语实行百分制记分的方法,可以根据实际情况得到一个关于评语的分数向量.然后利用分数向量计算电能质量的得分.
5.结论
客观地确定权重向量是电能质量模糊综合评价中的一个重要问题.传统的AHP法在确定权重的过程中只能根据不同负荷类型给出大致符合该负荷类型的权重,其中包含了许多主观性,如专家对负荷类型的理解等.而采用变权法在AHP法确定的权重基础上又综合考虑了各指标的单项评价值,突出评价值低的指标的权重,使评价结果更客观.
通过实际算例可以看出,使用变权法所得的结果比使用AHP法计算所得的结果小.比较由两种不同方法得到的权重向量,不难发现,算例中谐波和短时闪变指标的评价值比较低,在由变权法计算得出的权重中,这两个指标的权重就比由AHP法得到的权重向量中的大.这样,就突出了谐波和短时闪变指标的作用.如果在评价中存在评价值低的项越多,那么在使用变权法做综合评价时,得到的结果就比由AHP法得到的结果下降越多.这个在电力按质论价的市场形势下,既便于市场管理,也符合用户的利益和实际的情况.