本發(fā)明涉及電能評(píng)估，具體為一種基于配電數(shù)據(jù)分析的電能質(zhì)量評(píng)估系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、電能質(zhì)量是指電力系統(tǒng)中電能的特性和質(zhì)量程度，主要反映電力供給的穩(wěn)定性、可靠性和適用性；它涉及到電壓、電流和頻率等電氣參數(shù)的波動(dòng)情況，以及這些波動(dòng)對(duì)電力設(shè)備和用戶的影響；良好的電能質(zhì)量能夠提高設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性，降低故障率，進(jìn)而提升整體系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性；因此，電能質(zhì)量的監(jiān)測(cè)、評(píng)估和改善在電力系統(tǒng)管理中具有重要意義。

2、因此對(duì)于電能質(zhì)量的評(píng)估的準(zhǔn)確性會(huì)直接影響到設(shè)備的正常運(yùn)行；但是不同地區(qū)和行業(yè)對(duì)電能質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)和要求可能存在差異，導(dǎo)致對(duì)于電能質(zhì)量的評(píng)估會(huì)產(chǎn)生主觀性的評(píng)價(jià)，例如會(huì)對(duì)短時(shí)間內(nèi)的電壓、電流波動(dòng)進(jìn)行忽略，這就導(dǎo)致對(duì)電能質(zhì)量的評(píng)估出現(xiàn)偏差，會(huì)影響到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和設(shè)備的正常運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于配電數(shù)據(jù)分析的電能質(zhì)量評(píng)估系統(tǒng)及方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于配電數(shù)據(jù)分析的電能質(zhì)量評(píng)估方法，評(píng)估方法包括以下步驟：

3、步驟s100：獲取電能質(zhì)量數(shù)據(jù)管理平臺(tái)上的電能評(píng)估記錄，分析電能評(píng)估記錄中所存儲(chǔ)的在一個(gè)單位周期中電壓值的變化情況，得到在電能評(píng)估記錄中電壓值的正常波動(dòng)幅度和產(chǎn)生異常電壓值的異常占比時(shí)間；所述電能質(zhì)量數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，是用于存儲(chǔ)一個(gè)單位周期里電壓、電流等相關(guān)數(shù)據(jù)的變化情況、外部環(huán)境信息以及單位周期里的異常情況；

4、步驟s200：獲取電能評(píng)估記錄中存儲(chǔ)的評(píng)估結(jié)果，并按照評(píng)估結(jié)果對(duì)電能質(zhì)量數(shù)據(jù)管理平臺(tái)上的所有電能評(píng)估記錄進(jìn)行劃分，對(duì)劃分后的電能評(píng)估記錄的正常波動(dòng)幅度和異常占比時(shí)間進(jìn)行分析比較；分別提取劃分后處于不同類別的電能評(píng)估記錄中所包含的外部環(huán)境信息，通過比較外部環(huán)境信息，生成電能質(zhì)量評(píng)估的影響因子；

5、步驟s300：分析各個(gè)影響因子在各條電能評(píng)估記錄中對(duì)電能質(zhì)量評(píng)估的影響程度，并構(gòu)建一個(gè)電能質(zhì)量評(píng)估模型；將電能質(zhì)量數(shù)據(jù)管理平臺(tái)上的各條電能評(píng)估記錄輸入電能質(zhì)量評(píng)估模型進(jìn)行計(jì)算，得到各條電能評(píng)估記錄的風(fēng)險(xiǎn)值，并確定電能評(píng)估記錄的風(fēng)險(xiǎn)閾值；

6、步驟s400：獲取當(dāng)前生成的電能評(píng)估記錄，分析所述生成的電能評(píng)估記錄所存儲(chǔ)的在一個(gè)單位周期中電壓值的變化情況；將所述生成的電能評(píng)估記錄輸入電能質(zhì)量評(píng)估模型中，得到所述生成的電能評(píng)估記錄的風(fēng)險(xiǎn)值，并判斷是否對(duì)所述生成的電能評(píng)估記錄進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警。

7、進(jìn)一步的，步驟s100包括以下步驟：

8、步驟s101：任意選取第i條電能評(píng)估記錄，設(shè)定第i條電能評(píng)估記錄中存儲(chǔ)了第i個(gè)單位周期t中電壓值隨時(shí)間變化的變化情況，得到第i個(gè)單位周期t的平均電壓值；

9、步驟s102：將第i個(gè)單位周期t平均劃分為若干個(gè)時(shí)間點(diǎn)，將相鄰兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)之間的時(shí)間間隔作為前一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的電壓持續(xù)時(shí)長(zhǎng)；獲取其中第j個(gè)時(shí)間點(diǎn)的電壓值為，統(tǒng)計(jì)第i個(gè)單位周期t中電壓值為的時(shí)間點(diǎn)數(shù)量為，得到電壓值為的時(shí)長(zhǎng)占比為，其中，為相鄰兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)之間的時(shí)間間隔；選取時(shí)長(zhǎng)占比最大的一個(gè)電壓值作為第i條電能評(píng)估記錄的穩(wěn)定電壓值；

10、步驟s103：設(shè)定第i條電能評(píng)估記錄的穩(wěn)定電壓值為，計(jì)算得到第i條電能評(píng)估記錄的最大正常波動(dòng)幅度為；若，根據(jù)公式：，計(jì)算得到第i條電能評(píng)估記錄的最大正常波動(dòng)電壓值為，并將平均電壓值作為第i條電能評(píng)估記錄的最小正常波動(dòng)電壓值，得到第i條電能評(píng)估記錄的正常電壓波動(dòng)范圍；若，根據(jù)公式：，計(jì)算得到第i條電能評(píng)估記錄的最小正常波動(dòng)電壓值為，并將平均電壓值作為第i條電能評(píng)估記錄的最大正常波動(dòng)電壓值，得到第i條電能評(píng)估記錄的正常電壓波動(dòng)范圍為；

11、以電能評(píng)估記錄中的穩(wěn)定電壓值為基準(zhǔn)，得到正常電壓波動(dòng)范圍和異常時(shí)長(zhǎng)占比，但是得到的數(shù)據(jù)都是相對(duì)于選取的一個(gè)電能評(píng)估記錄中單位周期的電壓變化情況進(jìn)行分析得到的；若與所有電能評(píng)估記錄進(jìn)行分析，由于波動(dòng)性會(huì)導(dǎo)致部分電能評(píng)估記錄一直處于異常狀態(tài)，與實(shí)際情況存在差異；因此進(jìn)行相對(duì)性比較，能夠更準(zhǔn)確地得到參考數(shù)據(jù)，有利于后續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)比較和分析；

12、步驟s104：將不處于正常電壓波動(dòng)范圍內(nèi)的電壓值設(shè)定為異常電壓值；獲取異常電壓值在單位周期t中的持續(xù)時(shí)長(zhǎng)為，計(jì)算得到第i條電能評(píng)估記錄中，異常電壓值的異常時(shí)長(zhǎng)占比。

13、進(jìn)一步的，步驟s200包括以下步驟：

14、步驟s201：設(shè)定第i條電能評(píng)估記錄的評(píng)估結(jié)果為，捕捉第i條電能評(píng)估記錄中是否存在異常提醒標(biāo)記；若存在異常提醒標(biāo)記，則，若不存在異常提醒標(biāo)記，則；獲取第i條電能評(píng)估記錄的最大正常波動(dòng)幅度和異常時(shí)長(zhǎng)占比，生成第i條電能評(píng)估記錄的電能數(shù)據(jù)集合為；將電能質(zhì)量數(shù)據(jù)管理平臺(tái)上的所有電能評(píng)估記錄按照評(píng)估結(jié)果進(jìn)行分類，得到正常電能評(píng)估記錄集合和異常電能評(píng)估記錄集合；

15、步驟s202：提取正常電能評(píng)估記錄集合的各條電能評(píng)估記錄中數(shù)值最大的正常波動(dòng)幅度作為正常電能評(píng)估記錄集合的最大安全波動(dòng)幅度；提取異常電能評(píng)估記錄集合的各條電能評(píng)估記錄中數(shù)值最小的正常波動(dòng)幅度作為異常電能評(píng)估記錄集合的最小異常波動(dòng)幅度；若，則選取波動(dòng)幅度范圍，生成電能評(píng)估記錄的第一特征范圍；所述第一特征范圍為正常電能評(píng)估記錄集合和異常電能評(píng)估記錄集合中存在相同電壓波動(dòng)幅度的波動(dòng)范圍；

16、步驟s203：提取正常電能評(píng)估記錄集合的各條電能評(píng)估記錄中數(shù)值最大的異常時(shí)長(zhǎng)占比作為正常電能評(píng)估記錄集合的最大異常時(shí)長(zhǎng)占比；提取異常電能評(píng)估記錄集合的各條電能評(píng)估記錄中數(shù)值最小的異常時(shí)長(zhǎng)占比作為異常電能評(píng)估記錄集合的最小異常時(shí)長(zhǎng)占比；若，則選取異常時(shí)長(zhǎng)占比范圍，生成電能評(píng)估記錄的第二特征范圍；所述第二特征范圍為正常電能評(píng)估記錄集合和異常電能評(píng)估記錄集合中存在相同異常時(shí)長(zhǎng)占比的占比范圍；

17、步驟s204：建立一個(gè)環(huán)境影響因子數(shù)據(jù)庫(kù)，所述環(huán)境影響因子數(shù)據(jù)庫(kù)中包含了若干個(gè)環(huán)境特征；當(dāng)?shù)趇條電能評(píng)估記錄屬于異常電能評(píng)估記錄集合，且第i條電能評(píng)估記錄的最大正常波動(dòng)幅度或者異常時(shí)長(zhǎng)占比時(shí)，獲取第i條電能評(píng)估記錄中包含的外部環(huán)境信息；對(duì)外部環(huán)境信息進(jìn)行信息劃分，將劃分得到的信息段與各個(gè)環(huán)境特征進(jìn)行信息匹配，確定每個(gè)信息段對(duì)應(yīng)的環(huán)境特征；

18、步驟s205：分別獲取正常電能評(píng)估記錄集合中，與最大正常波動(dòng)幅度差值最小的電能評(píng)估記錄，和與異常時(shí)長(zhǎng)占比差值最小的電能評(píng)估記錄，并設(shè)定為兩條目標(biāo)對(duì)比記錄；將兩條目標(biāo)對(duì)比記錄中所包含的外部環(huán)境信息進(jìn)行信息段的劃分，并確定每個(gè)信息段對(duì)應(yīng)的環(huán)境特征；

19、步驟s206：獲取任意一個(gè)環(huán)境特征所對(duì)應(yīng)的若干個(gè)信息段，設(shè)定信息段數(shù)量為a；若a=1，則將所述環(huán)境特征設(shè)定為影響因子；若a＞1，則比較所述若干個(gè)信息段之間的相似度，若相似度小于設(shè)定的相似度閾值時(shí)，則將所述環(huán)境特征設(shè)定為影響因子；對(duì)異常電能評(píng)估記錄集合中的每一條電能評(píng)估記錄與正常電能評(píng)估記錄集合中的電能評(píng)估記錄進(jìn)行比對(duì)得到若干個(gè)影響因子，生成影響因子集合；

20、導(dǎo)致評(píng)估結(jié)果存在差異的原因是電能數(shù)據(jù)本身和外部環(huán)境因素的干擾，通過比較一個(gè)環(huán)境特征對(duì)應(yīng)的各條電能評(píng)估記錄中存儲(chǔ)的環(huán)境信息，比較之間的差異性能夠得到在電能數(shù)據(jù)本身情況相似的情況下，導(dǎo)致評(píng)估結(jié)果不同的具體因素；從客觀數(shù)據(jù)捕捉影響因素，能夠?qū)﹄娔苜|(zhì)量進(jìn)行更加有效地評(píng)估。

21、進(jìn)一步的，步驟s300包括以下步驟：

22、步驟s301：獲取電能評(píng)估記錄的第一特征范圍和第二特征范圍，計(jì)算得到第一特征參考值為和第二特征參考值為；

23、步驟s302：獲取第i條電能評(píng)估記錄對(duì)應(yīng)的所有影響因子，選取其中第m個(gè)影響因子；從正常電能評(píng)估記錄集合中任意選取一條包含有所述第m個(gè)影響因子的電能評(píng)估記錄，對(duì)所述第m個(gè)影響因子對(duì)應(yīng)的兩個(gè)信息段進(jìn)行相似度比較，設(shè)定相似度閾值，若所述兩個(gè)信息段的相似度小于相似度閾值，則將所述第m個(gè)影響因子設(shè)定為目標(biāo)影響因子；

24、步驟s303：統(tǒng)計(jì)第i條電能評(píng)估記錄的所有目標(biāo)影響因子中，所述第m個(gè)影響因子在異常電能評(píng)估記錄集合的各條電能評(píng)估記錄中的設(shè)定數(shù)量為，計(jì)算得到所述第m個(gè)影響因子的數(shù)量占比為，其中，p為異常電能評(píng)估記錄集合中的電能評(píng)估記錄數(shù)量；

25、步驟s304：獲取第i條電能評(píng)估記錄的電能數(shù)據(jù)集合和所存儲(chǔ)的第i個(gè)單位周期t的平均電壓值；構(gòu)建電能質(zhì)量評(píng)估模型：

26、

27、其中，if()為判斷函數(shù)，若第m個(gè)影響因子為目標(biāo)影響因子，則，否則，；通過電能質(zhì)量評(píng)估模型計(jì)算得到第i條電能評(píng)估記錄的風(fēng)險(xiǎn)值；獲取異常電能評(píng)估記錄集合中每一條電能評(píng)估記錄的風(fēng)險(xiǎn)值，選取數(shù)值最小的一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)值作為電能質(zhì)量評(píng)估的風(fēng)險(xiǎn)閾值；

28、將電壓的平均值作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，結(jié)合異常時(shí)長(zhǎng)占比和波動(dòng)幅度的影響對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，再添加上各個(gè)影響因子對(duì)電能質(zhì)量的影響，能夠?qū)﹄娔茉u(píng)估進(jìn)行更加全面地判斷，使得最后得到的風(fēng)險(xiǎn)值能夠更加地準(zhǔn)確；并且風(fēng)險(xiǎn)值越高，表示電能質(zhì)量越低。

29、進(jìn)一步的，步驟s400包括以下步驟：

30、步驟s401：獲取電能質(zhì)量數(shù)據(jù)管理平臺(tái)上當(dāng)前生成的電能評(píng)估記錄，獲取所述生成的電能評(píng)估記錄在單位周期t里的電壓變化情況，得到平均電壓值為和電能數(shù)據(jù)集合；

31、步驟s402：提取所述生成的電能評(píng)估記錄中所包含的外部環(huán)境信息，與環(huán)境影響因子數(shù)據(jù)庫(kù)中的環(huán)境特征進(jìn)行信息匹配，得到所述生成的電能評(píng)估記錄的若干個(gè)目標(biāo)影響因子，計(jì)算得到其中每一個(gè)目標(biāo)影響因子在異常電能評(píng)估記錄集合的數(shù)量占比；

32、步驟s403：將平均電壓值、電能數(shù)據(jù)集合和每一個(gè)目標(biāo)影響因子的數(shù)量占比輸入電能質(zhì)量評(píng)估模型中，得到所述生成的電能評(píng)估記錄的風(fēng)險(xiǎn)值；設(shè)定風(fēng)險(xiǎn)閾值，若，則對(duì)所述生成的電能評(píng)估記錄進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警。

33、為了更好地實(shí)現(xiàn)上述方法，還提出了一種基于配電數(shù)據(jù)分析的電能質(zhì)量評(píng)估系統(tǒng)，評(píng)估系統(tǒng)包括評(píng)估記錄分析模塊、影響因子分析模塊、模型構(gòu)建模塊和風(fēng)險(xiǎn)判斷模塊；

34、評(píng)估記錄分析模塊，用于獲取電能質(zhì)量數(shù)據(jù)管理平臺(tái)上的電能評(píng)估記錄，分析電能評(píng)估記錄中所存儲(chǔ)的在一個(gè)單位周期中電壓值的變化情況，得到在電能評(píng)估記錄中電壓值的正常波動(dòng)幅度和產(chǎn)生異常電壓值的異常占比時(shí)間；

35、影響因子分析模塊，用于獲取電能評(píng)估記錄中存儲(chǔ)的評(píng)估結(jié)果，并按照評(píng)估結(jié)果對(duì)電能質(zhì)量數(shù)據(jù)管理平臺(tái)上的所有電能評(píng)估記錄進(jìn)行劃分，對(duì)劃分后的電能評(píng)估記錄的正常波動(dòng)幅度和異常占比時(shí)間進(jìn)行分析比較；分別提取劃分后處于不同類別的電能評(píng)估記錄中所包含的外部環(huán)境信息，通過比較外部環(huán)境信息，生成電能質(zhì)量評(píng)估的影響因子；

36、模型構(gòu)建模塊，用于分析各個(gè)影響因子在各條電能評(píng)估記錄中對(duì)電能質(zhì)量評(píng)估的影響程度，并構(gòu)建一個(gè)電能質(zhì)量評(píng)估模型；將電能質(zhì)量數(shù)據(jù)管理平臺(tái)上的各條電能評(píng)估記錄輸入電能質(zhì)量評(píng)估模型進(jìn)行計(jì)算，得到各條電能評(píng)估記錄的風(fēng)險(xiǎn)值，并確定電能評(píng)估記錄的風(fēng)險(xiǎn)閾值；

37、風(fēng)險(xiǎn)判斷模塊，用于獲取當(dāng)前生成的電能評(píng)估記錄，分析所述生成的電能評(píng)估記錄所存儲(chǔ)的在一個(gè)單位周期中電壓值的變化情況；將所述生成的電能評(píng)估記錄輸入電能質(zhì)量評(píng)估模型中，得到所述生成的電能評(píng)估記錄的風(fēng)險(xiǎn)值，并判斷是否對(duì)所述生成的電能評(píng)估記錄進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警。

38、進(jìn)一步的，評(píng)估記錄分析模塊包括電壓數(shù)據(jù)分析單元和關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)計(jì)算單元；

39、電壓數(shù)據(jù)分析單元，用于獲取電能質(zhì)量數(shù)據(jù)管理平臺(tái)上的電能評(píng)估記錄，分析電能評(píng)估記錄中所存儲(chǔ)的在一個(gè)單位周期中電壓值的變化情況；關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)計(jì)算單元，用于得到在電能評(píng)估記錄中電壓值的正常波動(dòng)幅度和產(chǎn)生異常電壓值的異常占比時(shí)間。

40、進(jìn)一步的，影響因子分析模塊包括評(píng)估記錄比較單元和影響因子提取單元；

41、評(píng)估記錄比較單元，用于獲取電能評(píng)估記錄中存儲(chǔ)的評(píng)估結(jié)果，并按照評(píng)估結(jié)果對(duì)電能質(zhì)量數(shù)據(jù)管理平臺(tái)上的所有電能評(píng)估記錄進(jìn)行劃分，對(duì)劃分后的電能評(píng)估記錄的正常波動(dòng)幅度和異常占比時(shí)間進(jìn)行分析比較；影響因子提取單元，用于分別提取劃分后處于不同類別的電能評(píng)估記錄中所包含的外部環(huán)境信息，通過比較外部環(huán)境信息，生成電能質(zhì)量評(píng)估的影響因子。

42、進(jìn)一步的，模型構(gòu)建模塊包括模型生成單元和模型訓(xùn)練單元；

43、模型生產(chǎn)單元，用于分析各個(gè)影響因子在各條電能評(píng)估記錄中對(duì)電能質(zhì)量評(píng)估的影響程度，并構(gòu)建一個(gè)電能質(zhì)量評(píng)估模型；模型訓(xùn)練單元，用于將電能質(zhì)量數(shù)據(jù)管理平臺(tái)上的各條電能評(píng)估記錄輸入電能質(zhì)量評(píng)估模型進(jìn)行計(jì)算，得到各條電能評(píng)估記錄的風(fēng)險(xiǎn)值，并確定電能評(píng)估記錄的風(fēng)險(xiǎn)閾值。

44、進(jìn)一步的，風(fēng)險(xiǎn)判斷模塊包括當(dāng)前數(shù)據(jù)分析單元和風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算單元；

45、當(dāng)前數(shù)據(jù)分析單元，用于獲取當(dāng)前生成的電能評(píng)估記錄，分析所述生成的電能評(píng)估記錄所存儲(chǔ)的在一個(gè)單位周期中電壓值的變化情況；風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算單元，用于將所述生成的電能評(píng)估記錄輸入電能質(zhì)量評(píng)估模型中，得到所述生成的電能評(píng)估記錄的風(fēng)險(xiǎn)值，并判斷是否對(duì)所述生成的電能評(píng)估記錄進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警。

46、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：（1）本發(fā)明通過分析影響電能質(zhì)量的各個(gè)影響因素，通過數(shù)據(jù)客觀地對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行分析，排除了主觀性評(píng)價(jià)，保證電能質(zhì)量評(píng)估更加地科學(xué)和準(zhǔn)確；（2）本發(fā)明對(duì)電壓的波動(dòng)情況結(jié)合各種影響因子進(jìn)行具體的分析，解決了以前相同波動(dòng)情況下，評(píng)估結(jié)果不同的情況，保障了對(duì)電能質(zhì)量出現(xiàn)異常時(shí)的及時(shí)發(fā)現(xiàn)，避免對(duì)可能出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行忽略；（3）本發(fā)明保障了工作人員能夠第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)存在的異常情況，并進(jìn)行及時(shí)解決，避免對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和設(shè)備的正常運(yùn)行造成影響。