基于變權法的電能質量模糊綜合評價

張 鈺

寧夏寧東供電局，寧夏靈武 750411

隨著微電子與電力電子技術的飛速發展，用戶對電能質量的要求越來越高。目前國家有六個電能質量標準對電能質量的穩態與暫態指標做了限定，這些標準一般用于評價電能的單項指標是否合格，不適于確定電能綜合質量的優劣。因此，建立科學、客觀的電能質量綜合評價方法就顯得非常迫切和重要。

本文提出基于變權法的電能質量模糊綜合評價方法。首先根據電能質量確定影響該評價對象的指標因素，然后在權重的確定中，利用層次分析法得到基礎權重，并在此基礎上利用變權法對基礎權重進行修整得到最終的指標權重向量，最后利用模糊綜合評價對電能質量進行綜合評價。實際算例表明采用變權法得到的評價結果更接近實際。

1 電能質量評價標準

上世紀70年代前，計算機技術和電力電子技術還沒有得到充分發展，電網中非線性、沖擊性負荷所占的比重很小。因此，電壓偏差、頻率偏差、電壓波動、電壓三相不平衡等指標構成了傳統電能質量的主要內容。但隨著基于計算機系統的控制設備與電子裝置的廣泛應用，電網中用電負荷結構發生了巨大改變，變頻裝置、電弧爐煉鋼等非線性、沖擊性負荷對電能質量造成的污染與破壞。人們對電能質量提出了更高的要求。因此，應該考慮包括電壓驟降、短時斷電等暫態指標。

2 電能質量指標模型

電能質量需要由多項指標來衡量，必須綜合、客觀地考慮這些指標才能對電能質量進行評價。僅僅判斷指標是否超標是不夠準確的，但是要將各項指標合理描述、組織起來共同反映質量狀況是很困難的。主要是由于描述問題的模糊性，它很難用定量關系表示。本文采用模糊方法進行處理。

首先采用五級模糊評價集合V{優質、良好、合格、較差、很差}來對電能質量狀況進行描述，并在此基礎上給出各項指標對應于上述五個等級的隸屬度函數，將各項指標模糊化。

電壓偏差指標、頻率偏差指標、三相電壓不平衡指標、電壓波動和閃變指標、電壓波形畸變指標等都具有相同的形式，這里以電壓偏差指標為例。電壓偏差指標由兩個因素決定：電壓偏差偏離額定值的百分比和電壓偏差的持續時間。用模糊語言表示該指標“好”可描述為“電壓偏差很小”或“持續時間很短”。分別對這兩個因素構造隸屬度函數模型，電壓偏差屬于模糊集{電壓偏差很小}的隸屬度可表示為：

式中ΔU 表示電壓偏差百分比，U1、 U2為常數，用來表示電壓偏差限值。

電壓偏差持續時間屬于模糊集{持續時間很短}的隸屬度可表示為：

式中TΔU表示電壓偏差的持續時間；TΔU0為常數，用來表示持續時間的限值。

上述兩式中的常數需結合國家標準和具體的實際情況綜合考慮后確定。

3 各指標權重的確定

要得到對電能質量狀況的客觀評價結果，確定各指標的權重向量是至關重要的。AHP法確定各項指標的權重,該方法具有一定的普遍意義，但在具體的應用中缺乏靈活性和客觀性。在實際應用中，影響電能質量的各項指標的權重應該能夠根據該指標的評價值的變化而變化。本文采用變權法來突出評價值較低的因素的權重，變權法能在綜合評價中根據評估向量改變指標權重，這樣就能客觀地反映出評價值低的因素的真實情況，從而使評價結果更加客觀。

4 模糊綜合評價

4.1 得到評價結果矩陣

在得到評價矩陣R 和影響電能質量的因素權重向量W后，并且把W 與R的合成B看作評價者綜合各種因素后對被評對象對出的最終評價，即模糊綜合評價。因此，模糊綜合評價的數學模型可用式（2）表示。

4.2 確定電能質量等級

5 結論

客觀地確定權重向量W是電能質量模糊綜合評價中的一個重要問題。傳統的AHP法在確定權重的過程中只能根據不同負荷類型給出大致符合該負荷類型的權重，其中包含了許多主觀性，如專家對負荷類型的理解等。而采用變權法在AHP法確定的權重基礎上又綜合考慮了各指標的單項評價值，突出評價值低的指標的權重，使評價結果更客觀。

通過實際算例可以看出，使用變權法所得的結果比使用AHP法計算所得的結果小。比較由兩種不同方法得到的權重向量，不難發現，算例中諧波和短時閃變指標的評價值比較低，在由變權法計算得出的權重中，這兩個指標的權重就比由AHP法得到的權重向量中的大。這樣，就突出了諧波和短時閃變指標的作用。如果在評價中存在評價值低的項越多，那么在使用變權法做綜合評價時，得到的結果就比由AHP法得到的結果下降越多。這個在電力按質論價的市場形勢下，既便于市場管理，也符合用戶的利益和實際的情況。

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