[发明专利]一种敏感设备电压暂降敏感度的评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及电变量监测领域，具体涉及一种敏感设备电压暂降敏感度的评估方法。

背景技术

电能质量问题近年来受到广泛关注。一方面，电力系统的用电负荷发生重大变化，非线性、不对称性或冲击性电荷的广泛应用，造成大量的电能质量问题；另一方面，随着科学技术的进步与发展，广泛应用的电子器件与电子技术，对电能质量的要求也越来越高。

特别是在工业生产中，电子电力设备得到大量应用，如计算机、可编程逻辑控制器、调速驱动装置等敏感设备，它们对电能质量问题非常敏感，其中最严重的电能质量问题之一就是电压暂降。电压暂降往往会造成敏感设备停止工作，甚至导致生产中断、产品报废，造成巨大的经济损失，因此对敏感设备电压暂降的敏感度进行评估，对预防电压暂降引起重大事故有着重要的意义，能为企业的生产经营策略提供决策支持。

目前敏感设备电压暂降敏感度的评估主要采用以下几种方法：

一、实测统计法，IEEE（电气和电子工程师协会）根据大型计算机的实验和历史数据绘制的ITIC曲线（在其标准IEEE Std446中所提出）就是实测统计法的代表，其局限性在于由于内在和外在因素的影响，不同的设备和不同环境的同一设备的敏感度具有不同的特性，因此评估某一设备时需要大量的历史监测数据（即实测数据），在实际应用中运用起来较为麻烦。

二、模糊评估法，主要特点是基于隶属度函数对电压暂降进行量化评估，并需要预先对电压暂降指标进行分级，其缺点为对每一个因素都要确定隶属度函数，较繁琐，而且各因素权重的确定带有一定的主观性。

三、随机评估法，把暂降幅度和持续时间作为随机变量，首先主观假设其概率密度函数的类型，常见的假设为正态分布或者均匀分布，然后由样本计算得到该函数的参数，此方法中人为的假定其概率密度函数类型可能导致评估结果不够精确。

四、现有的基于最大熵原理的电压暂降敏感度评估方法，其特点是充分利用已有信息，仅需要较小的数据样本，且不依赖于人为主观假设的概率密度函数，能有效提高评估精确度，但是在其概率密度函数以及建立的最大熵模型中，电压暂降幅度与持续时间这两个变量被假设成相互独立的变量，而在实际情况中电压暂降幅度较大时其持续时间较短，电压暂降幅度较小时其持续时间较长，由此可知电压暂降幅度与持续时间不一定是相互独立的两个变量，主观假设二者是相互独立的变量会降低评估结果的准确性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点与不足，提供一种不需要假设电压暂降幅度与持续时间是相互独立变量的敏感设备电压暂降敏感度的评估方法，其所需样本数量少、评估结果精确度高、使用方便。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种敏感设备电压暂降敏感度的评估方法，包含以下顺序的步骤：

（1）根据待评估敏感设备的耐受电压幅值的最大值、最小值，以及耐受电压暂降持续时间的最大值、最小值定义，确定待评估敏感设备的电压耐受曲线的不确定区域；

（2）对不确定区域，用未假设类型的概率密度函数来表征设备在该区域内运行时发生故障的概率分布，并根据概率密度函数建立未假设电压暂降幅度与持续时间是相互独立变量的熵模型以及最大熵模型；

（3）导入待评估敏感设备的历史监测数据，通过最优化算法求解最大熵模型，得到待评估敏感设备发生故障的概率密度函数的解析式；

（4）对所得概率密度函数的解析式进行积分，得到待评估敏感设备电压暂降的敏感度。

步骤（1）中，所述的不确定区域通过下述方式确定：

当U>Umax或者T<Tmin时，为设备的正常运行区域；

当U<Umin且T>Tmax时，为设备的故障区域；

当Umin<U<Umax且Tmin<T<Tmax时，为设备的不确定区域；

其中，U为实际电压暂降幅值，T为实际电压暂降持续时间，Umin和Umax为敏感设备的实际最小和最大耐受电压幅值，Tmin和Tmax为敏感设备的实际最小和最大耐受电压暂降持续时间；

然后将不确定区域划分为A、B、C三个子区：A区，U<Umin且Tmin<T<Tmax；B区，Umin<U<Umax且T>Tmax；C区，Tmin<T<Tmax且Umin<U<Umax；