基于多维多层关联规则的电压暂降预测分析方法与流程

1.本发明涉及电压暂降预测分析技术领域，具体为基于多维多层关联规则的电压暂降预测分析方法。


背景技术：

2.电能质量问题包括稳态电能质量和暂态电能质量两个方面，随着电力市场化的逐步推进以及工业自动化、国民经济信息化的发展，一方面，配电网中非线性负荷对电网的电能质量构成了严重的威胁；另一方面，配电网中诸如计算机等用电设备对系统干扰的高敏感性，对电能质量提出了高可靠性、高暂态恒定性、高可控性等要求，有监测数据表明，现有电能质量问题中，80％或者更多的是电压暂降所引起的，因此，暂态电能质量问题成为当前国内外研究的热点之一。
3.电压暂降是指供电电压均方根值在短时间内突然下降的事件，随着用电设备的技术更新，特别是数字式自动控制技术在工业生产中的大规模应用，对供电系统的电压质量提出了更高的要求，电压暂降很大程度上由线路的短路故障引起，具有很强的随机性，这给其治理工作带来了很大的困难，因此，提出一种基于多维多层关联规则的电压暂降预测分析方法，该方法通过关联规则挖掘，关联规则挖掘是数据挖掘的重要分支，其通过描述数据库中不同数据属性之间所存在的潜在关系规则，找出满足给定支持度和置信度之间的依赖关系，关联规则通过特定的搜索方法可挖掘出数据集中项集之间有价值的关联关系，从而给出数据集的关联特征描述，可以帮助决策者分析历史数据和当前数据的特征和规律，然后配合临界距离法预测电压暂降区域以及电压暂降频率，从而进一步预测未来。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了基于多维多层关联规则的电压暂降预测分析方法，具备可有效对电压暂降进行预测分析等优点，解决了电压暂降很大程度上由线路的短路故障引起，具有很强的随机性，这给其治理工作带来了很大的困难的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现上述可有效对电压暂降进行预测分析的目的，本发明提供如下技术方案：基于多维多层关联规则的电压暂降预测分析方法，包括以下步骤：
8.s1、输入系统结构、系统阻抗、线路长度、线路阻抗系数、线路的保护鉴定参数和线路的故障概率分布；
9.s2、指定敏感负荷位置，并设定其允许的最小的电压，根据最小电压幅值计算每条线路的临界距离；
10.s3、当超过线路长度时，则不考虑此线路，当不超过此线路时，是否采用平均值计算；
11.s4、采用平均值计算，将临界距离连接呈电压暂降域，并计算其中线路的总长度，
然后利用线路保护动作的平均时间计算电压暂降的持续时间，最后利用线路的平均故障概率得的电压暂降得频率；
12.s5、不采用平均值计算，根据每条线路的保护整定时间分别计算电压暂降的持续时间，然后根据每条线路的故障概率分布情况计算电压暂降的频率，统计所有电压暂降的特征量；
13.s6、得到最终电压暂降的特征量和预测结果。
14.优选的，还包括建立关联规则库，然后输入特征量，关联规则库输出结果，并与最终的预测结果进行对比，取两者的平均值，得的最终的预测结果。
15.优选的，所述关联规则库包括监测区域、季度、时段、日期、电压等级、负荷类型、结果维、支持度和置信度，其中监测区域对应监测点位置信息，结果维是关联规则的指向目标。
16.优选的，还包括电力系统故障时，可通过对pcc(公共连接点)点电压暂降幅值的计算，然后与允许给定电压作比较，从而判断是否对pcc点上某一敏感性用电负荷产生不利影响。
17.优选的，所述临界距离计算，当电源电压为vs＝1p.u，那么故障引起的pcc点也就是负荷端的电压暂降幅值为：
[0018][0019]
其中，v
sag
为pcc点处的电压暂降幅值，zf为故障点与pcc点之间的线路阻抗，zs为pcc点与电源之间的系统阻抗。
[0020]
优选的，还包括pcc点(公共连接点)电压降低到临界电压v时，故障点与pcc点之间的距离为临界距离，当线路阻抗与系统阻抗的x/r的值相等，那么临界距离的计算公式为：
[0021][0022]
临界距离内发生的相关故障将使pcc的敏感性复合非正常工作。
[0023]
优选的，所述电压暂降域确定，包括将所有的临界距离相加，得到电压暂降中的总临界距离，在利用所有线路的平均故障概率得到发生电压暂降的频率。
[0024]
(三)有益效果
[0025]
与现有技术相比，本发明提供了基于多维多层关联规则的电压暂降预测分析方法，具备以下有益效果：
[0026]
1、该基于多维多层关联规则的电压暂降预测分析方法，通过输入系统结构、系统阻抗、线路长度、线路阻抗系数、线路的保护鉴定参数和线路的故障概率分布，指定敏感负荷位置，并设定其允许的最小的电压，根据最小电压幅值计算每条线路的临界距离，当超过线路长度时，则不考虑此线路，当不超过此线路时，是否采用平均值计算，采用平均值计算，将临界距离连接呈电压暂降域，并计算其中线路的总长度，然后利用线路保护动作的平均时间计算电压暂降的持续时间，最后利用线路的平均故障概率得的电压暂降得频率，不采用平均值计算，根据每条线路的保护整定时间分别计算电压暂降的持续时间，然后根据每条线路的故障概率分布情况计算电压暂降的频率，统计所有电压暂降的特征量，得到最终电压暂降的特征量和预测结果，预测效率高，且结果精确，可满足电压暂降的预测分析。
[0027]
2、该基于多维多层关联规则的电压暂降预测分析方法，通过建立关联规则库，然后输入特征量，关联规则库输出结果，并与最终的预测结果进行对比，取两者的平均值，得的最终的预测结果，将其与临界距离法预测电压暂降区域以及电压暂降频率相配合对比，使得预测结果更加精确。
附图说明
[0028]
图1为本发明提出的基于多维多层关联规则的电压暂降预测分析方法中临界距离法流程图；
[0029]
图2为本发明提出的基于多维多层关联规则的电压暂降预测分析方法中电压分配器模型图；
[0030]
图3为本发明提出的基于多维多层关联规则的电压暂降预测分析方法中关联规则库流程图；
[0031]
图4为本发明提出的基于多维多层关联规则的电压暂降预测分析方法中关联规则库的结构示意图。
具体实施方式
[0032]
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0033]
实施例一
[0034]
请参阅图1-4，本实施例中的基于多维多层关联规则的电压暂降预测分析方法，包括以下步骤：
[0035]
s1、输入系统结构、系统阻抗、线路长度、线路阻抗系数、线路的保护鉴定参数和线路的故障概率分布；
[0036]
s2、指定敏感负荷位置，并设定其允许的最小的电压，根据最小电压幅值计算每条线路的临界距离；
[0037]
s3、当超过线路长度时，则不考虑此线路，当不超过此线路时，是否采用平均值计算；
[0038]
s4、采用平均值计算，将临界距离连接呈电压暂降域，并计算其中线路的总长度，然后利用线路保护动作的平均时间计算电压暂降的持续时间，最后利用线路的平均故障概率得的电压暂降得频率；
[0039]
s5、不采用平均值计算，根据每条线路的保护整定时间分别计算电压暂降的持续时间，然后根据每条线路的故障概率分布情况计算电压暂降的频率，统计所有电压暂降的特征量；
[0040]
s6、得到最终电压暂降的特征量和预测结果，电压暂降域确定，包括将所有的临界距离相加，得到电压暂降中的总临界距离，在利用所有线路的平均故障概率得到发生电压暂降的频率。
[0041]
其中，还包括建立关联规则库，然后输入特征量，关联规则库输出结果，并与最终
的预测结果进行对比，取两者的平均值，得的最终的预测结果，关联规则库包括监测区域、季度、时段、日期、电压等级、负荷类型、结果维、支持度和置信度，其中监测区域对应监测点位置信息，结果维是关联规则的指向目标。
[0042]
且，电力系统故障时，可通过对pcc点电压暂降幅值的计算，然后与允许给定电压作比较，从而判断是否对pcc点上某一敏感性用电负荷产生不利影响。
[0043]
另外，临界距离计算，当电源电压为vs＝1p.u，那么故障引起的pcc点也就是负荷端的电压暂降幅值为：
[0044][0045]
其中，v
sag
为pcc点处的电压暂降幅值，zf为故障点与pcc点之间的线路阻抗，zs为pcc点与电源之间的系统阻抗。
[0046]
具体的,所述pcc电压降低到临界电压v时，故障点与pcc点之间的距离为临界距离，当线路阻抗与系统阻抗的x/r的值相等，那么临界距离的计算公式为：
[0047][0048]
临界距离内发生的相关故障将使pcc的敏感性复合非正常工作。
[0049]
本实施例中，通过关联规则库配合临界距离法对电压的暂降进行预测分析，不仅效率高，且效果好。
[0050]
本发明的有益效果是：通过输入系统结构、系统阻抗、线路长度、线路阻抗系数、线路的保护鉴定参数和线路的故障概率分布，指定敏感负荷位置，并设定其允许的最小的电压，根据最小电压幅值计算每条线路的临界距离，当超过线路长度时，则不考虑此线路，当不超过此线路时，是否采用平均值计算，采用平均值计算，将临界距离连接呈电压暂降域，并计算其中线路的总长度，然后利用线路保护动作的平均时间计算电压暂降的持续时间，最后利用线路的平均故障概率得的电压暂降得频率，不采用平均值计算，根据每条线路的保护整定时间分别计算电压暂降的持续时间，然后根据每条线路的故障概率分布情况计算电压暂降的频率，统计所有电压暂降的特征量，得到最终电压暂降的特征量和预测结果，预测效率高，且结果精确，可满足电压暂降的预测分析。
[0051]
且，通过建立关联规则库，然后输入特征量，关联规则库输出结果，并与最终的预测结果进行对比，取两者的平均值，得的最终的预测结果，将其与临界距离法预测电压暂降区域以及电压暂降频率相配合对比，使得预测结果更加精确。
[0052]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。