一种配电网运行可靠性指标提取方法技术

本发明专利技术提供一种配电网运行可靠性指标提取方法，所述方法包括如下步骤：(1)根据可靠性评估的需求建立配电网运行可靠性指标体系；(2)收集历史运行可靠性指标数据，并将收集的指标数据进行标准化；(3)建立各指标变量间的相关矩阵R，并计算其特征值和特征向量；(4)计算各成分的方差贡献率以及累积方差贡献率，确定主成分，获得运行可靠性关键重要度指标。本发明专利技术所提方法，可以实现配电网运行可靠性的快速有效评估，有助于提高配电系统运行可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可靠性指标提取方法，具体涉及一种配电网运行可靠性指标提取方法。
技术介绍
常规可靠性分析是以年为时间框架、研究系统在长期不同运行状态下的平均可靠性，主要指标为切负荷量，包括负荷点指标和系统指标，负荷点指标主要包括负荷点平均故障率、负荷点年平均停电时间和负荷点每次故障平均停电持续时间；系统指标包括系统平均停电频率指标、用户平均停电频率指标、系统平均停电持续时间指标、用户平均停电持续时间指标、平均供电可用度指标、系统总电量不足指标。常规可靠性评估主要用于系统规划设计，而运行可靠性指标应用于运行调度，因此，配电网运行可靠性不仅要能反映系统的负荷损失情况，还要求能反映系统的安全裕度，以及线路潮流过载、节点电压超限等运行约束违限的情况，能够直观全面地描述系统整体可靠性，能够反映重要负荷节点和关键元件的可靠性，能够反映系统短期与长期的可靠性。相应的，运行可靠性指标包括状态类指标、程度类指标、层状类指标和时限类指标等四大类指标，各大类指标又分为若干子指标，包括：潮流安全概率与裕度、电压上下限安全裕度、潮流过载概率与期望、电压越限概率与期望、切负荷概率、电力不足期望、电量不足期望。各指标间存在相关性，信息有一定程度的重叠，逐个评估所需计算量大，处理复杂。在用统计分析方法研究多变量的课题时，变量个数太多就会增加课题的复杂性。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种配电网运行可靠性指标提取方法，本专利技术所提方法可以实现配电网运行可靠性的快速有效评估，有助于提高配电系统运行可靠性。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取如下技术方案：一种配电网运行可靠性指标提取方法，所述方法包括如下步骤：(1)根据可靠性评估的需求建立配电网运行可靠性指标体系；(2)收集历史运行可靠性指标数据，并将收集的指标数据进行标准化；(3)建立各指标变量间的相关矩阵R，并计算其特征值和特征向量；(4)计算各成分的方差贡献率以及累积方差贡献率，确定主成分，获得运行可靠性关键重要度指标。优选的，所述步骤(1)中，所述配电网运行可靠性指标体系为四维指标体系，包括状态维、程度维、层次维和时间维；状态维指标用于描述系统的整体运行可靠性，所述状态维指标包括健康状态、临界状态和风险状态三类；程度维指标对运行可靠性进行量化描述，用于反映所述健康状态和所述临界状态下系统或区域的运行安全裕度，以及在所述风险状态下造成的严重程度；层次维指标用于反映不同层次的可靠性；时间维指标用于反映不同评估时限的可靠性。优选的，所述程度维指标依次分为安全裕度、超限程度和负荷损失三个区间，各区间分别对应裕度类指标、超限类指标和切负荷指标；所述层次维指标包括系统层、区域层、节点层和元件层，所述元件层的指标包括潮流安全概率及裕度指标、过载概率及期望值指标、过载导致的切负荷概率及期望值指标，所述负荷点层包括电压安全概率及裕度、电压超限概率及期望值以及所有切负荷指标的子指标，所述系统层和区域层的指标包括程度类指标的所有子指标；所述时间维指标包括分钟级、小时级、天级、月级、年级的不同时限，用于反映短期和长期可靠性，基于不同的预测时间进行指标计算，得到相应的时限类指标。优选的，所述步骤(2)中，根据公式(1)将收集的指标数据进行标准化处理，公式如下： Z = X - X ‾ σ - - - ( 1 ) ]]>式中，X为指标变量，表示变量X的均值，σ表示X的标准差，Z为指标转换后的正态分布变量。优选的，所述步骤(3)包括如下步骤：步骤3-1、基于Pearson相关系数来度量两个随机指标变量之间线性相关性的强弱，随机指标变量X、Y的Pearson相关系数σX,Y，公式如下： σ X , Y = cov ( X , Y ) σ ( X ) σ ( Y ) - - - ( 2 ) ]]>式中，cov(X,Y)表示变量X、Y的协方差，σ(X)、σ(Y)分别表示指标变量X、Y的标准差；步骤3-2、建立n个指标变量Z的相关矩阵R，公式如下：式中，为指标变量zn和zn的Pearson相关系数；步骤3-3、根据自相关矩阵R求得其m个特征值λ1≥λ2≥…≥λm及相应的特征向量u1,u2,…,um。优选的，所述步骤(4)包括如下步骤：步骤4-1、根据公式(4)(5)求得第i个主成分的方差贡献率ωi以及累积方差贡献率ρi，公式如下： ω i = λ i / Σ j = 1 m λ j - - - ( 4 ) ]]> ρ i = Σ k = 1 i λ k / Σ j = 1 m λ j - - - ( 5 ) ]]>式中，m，i为特征值的个数，λi为第i个特征值，λj为第j个特征值，λk为第k个特征值；步骤4-2、根据累积方差贡献率最小值，判断累积方差贡献率ρi是否大于最小值，若是则被选为主成分，将所有选出的主成分做为评估配电网运行可靠性的主要指标。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术提出的配电网运行可靠性四维评估指标体系，既可反映配电网的负荷损失情况，也能反映安全裕度；既能够描述系统整体可靠性，也能够反映关键元件、关键节点、关键区域、关键环节的可靠性，即能够反映短期可靠性，也能评估长期可靠性。本专利技术所采用的基于主成分分析法提取运行可靠性主要指标的方法可简化运行可靠性评本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配电网运行可靠性指标提取方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)根据可靠性评估的需求建立配电网运行可靠性指标体系；(2)收集历史运行可靠性指标数据，并将收集的指标数据进行标准化；(3)建立各指标变量间的相关矩阵R，并计算其特征值和特征向量；(4)计算各成分的方差贡献率以及累积方差贡献率，确定主成分，获得运行可靠性关键重要度指标。

【技术特征摘要】
1.一种配电网运行可靠性指标提取方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)根据可靠性评估的需求建立配电网运行可靠性指标体系；(2)收集历史运行可靠性指标数据，并将收集的指标数据进行标准化；(3)建立各指标变量间的相关矩阵R，并计算其特征值和特征向量；(4)计算各成分的方差贡献率以及累积方差贡献率，确定主成分，获得运行可靠性关键重要度指标。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述配电网运行可靠性指标体系为四维指标体系，包括状态维、程度维、层次维和时间维；状态维指标用于描述系统的整体运行可靠性，所述状态维指标包括健康状态、临界状态和风险状态三类；程度维指标对运行可靠性进行量化描述，用于反映所述健康状态和所述临界状态下系统或区域的运行安全裕度，以及在所述风险状态下造成的严重程度；层次维指标用于反映不同层次的可靠性；时间维指标用于反映不同评估时限的可靠性。3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述程度维指标依次分为安全裕度、超限程度和负荷损失三个区间，各区间分别对应裕度类指标、超限类指标和切负荷指标；所述层次维指标包括系统层、区域层、节点层和元件层，所述元件层的指标包括潮流安全概率及裕度指标、过载概率及期望值指标、过载导致的切负荷概率及期望值指标，所述负荷点层包括电压安全概率及裕度、电压超限概率及期望值以及所有切负荷指标的子指标，所述系统层和区域层的指标包括程度类指标的所有子指标；所述时间维指标包括分钟级、小时级、天级、月级、年级的不同时限，用于反映短期和长期可靠性，基于不同的预测时间进行指标计算，得到相应的时限类指标。4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤(2)中，根据公式(1)将收集的指标数据进行标准化处理，公式如下： Z = X - X ‾ σ - - - ( 1 ) ]]>式中，X为指标变量，表示变量X的均值，σ表示X的标准差，Z为指标转换后的正态分布变量。5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤(3)包括如下步骤：步骤3-1、基于Pearson相关系数来度量两个随机指标变量之间线性相关性的强弱，随机指标变量X、Y的Pearson相关系数σX,Y，公式如下： σ X , Y = ...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡丽娟，刁赢龙，刘科研，盛万兴，孟晓丽，贾东梨，何开元，叶学顺，唐建岗，李雅洁，董伟杰，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国网北京市电力公司，
类型：发明
国别省市：北京;11