Title | 一种基于模糊专家系统的电能质量治理决策支持方法 |
|---|---|
Creator | |
Description | 一种基于模糊专家系统的电能质量治理决策支持方法，包括：目标电网电能质量指标偏差信息的采集、计算、分析与统计；各项稳态电能质量指标偏差的成本效益分析与评估；决策专家系统输入变量定义及模糊化；决策专家系统输出变量定义及模糊化；基于产生式规则的模糊专家规则库的建立；决策专家系统模糊推理机制的构建；输出决策支持结果并解释。 1.一种基于模糊专家系统的电能质量治理决策支持方法，电能质量简称PQ，包括如下步骤：步骤1、PQ指标偏差信息的采集、计算、分析与统计：在目标电网中的合适观测点布置PQ监测装置，完成PQ扰动信号的实时采集以及电压偏差、频率偏差、电压波动、三相不平衡度、谐波畸变率这些稳态PQ指标偏差数值的实时计算；进而根据国家标准以及系统需求，按照合适的区间划分方法将各项稳态PQ指标划分为若干个质量等级；选取数量适当的观测时段，在每个观察时段内，分别统计出各项稳态PQ指标在各质量等级下的持续时间占比；步骤2、PQ指标偏差的成本效益分析与评估：PQ治理方案的治理效益等值于PQ指标偏差造成的经济损失值；依据步骤1在各个观测时段内统计所得的PQ指标偏差值大小、各质量等级下其持续时间占比，以及目标电网组成负荷的质量损失特性，构建质量损失函数量化评估PQ指标偏差造成的经济损失值；结合各PQ备选治理方案的治理成本评估值，采用净现值法实现各PQ备选治理方案的成本效益值计算；步骤3、输入变量定义及模糊化：根据系统需求，将步骤1所得的各稳态PQ指标偏差值在观测时间内的持续时间占比，以及步骤2所得的各PQ备选治理方案的成本效益值作为模糊决策专家系统的输入变量，并依次基于对应隶属函数将其模糊化处理至”0‑1”数值范围内；步骤301，持续时间占比变量的模糊化：在整个观测时段对应的时间论域值范围内，依据PQ指标偏差持续时间的长短划分为两个等级；以D_elt表示“持续时间久”，以D_est表示“持续时间短”；选取合适的模糊论域值区间将D_elt、D_est按线性规则在”0‑1”数值范围内进行模糊化处理；步骤302，PQ治理方案成本效益值变量的模糊化：针对同一PQ指标偏差的各种备选治理方案，将其成本效益值进行两两对比；在整个合理设定的设备成本论域值范围内，依据成本效益比较结果的正负分为两个等级；以C_f表示“前者优于后者”，以C_l表示“后者优于前者”；选取合适的模糊论域值区间将C_f、C_l按线性规则在”0‑1”数值范围内进行模糊化处理；步骤4、输出变量定义及模糊化：根据系统功能需求，模糊决策专家系统的输出变量定义为可实现PQ指标偏差有效治理的治理方案名称；经过系统模糊推理，各种治理方案被决策支持系统推选出的概率模糊输出值以三角形形式在”0‑1”数值范围内进行表征，两个三角形叠加区域表示在该输出值范围内对应两种PQ备选治理方案均能够由模糊推理得到，但最后输出的推荐PQ治理方案由隶属度高者确定；步骤5、模糊专家规则库的建立：基于步骤3,4中输入、输出变量的隶属函数确定知识表达形式，进行知识的获取与表示，并采用产生式规则有效确立模糊推理专家系统的知识规则库；决策的思路是考虑其成本效益使得系统治理效果与成本效益取得平衡优化；根据规划需要，制定系统规则库的模糊推理规则集，包括0～2个PQ不同指标发生偏差场景时的PQ治理方案决策规则；步骤6、模糊推理机制的构建：采用Mamdani推理法实现输入变量和输出变量之间模糊关系R的构造，采用极大‑极小合成运算法实现模糊关系R与所有输入参数组成的模糊集合之间的合成运算，并采用重心法将所得模糊输出变量进行去模糊化操作，最后推荐输出最优的PQ治理方案；决策支持系统模糊推理过程的核心步骤为：A)录入事实：记录下PQ指标在一段观测时间T内发生偏差的持续时间占比，进行输入变量模糊化操作；当PQ指标偏差持续时间占比大于30％T，其对应的隶属值设定为D_elt，否则设定为D_est；当各种备选治理方案成本效益值两两比较结果大于0值，其对应的隶属值设定为C_f，否则设定为C_l；B)规则匹配：在知识库中采用RETE快速匹配算法对步骤5中确定的模糊推理规则集与步骤A)中录入的事实循环进行模糊匹配，判断在规则库中有无可匹配规则；若仅有1条匹配规则，则直接跳转至步骤E)；若存在多条匹配规则，则跳转至C)；若无匹配规则，则跳转至步骤D)；C)冲突消解：若规则库有多条规则匹配成功造成事实冲突，将激活相应的多条规则，则按照冲突消解策略消除冲突，然后跳转到步骤E)；D)输出结果_1：规则库中无匹配规则，则输出无解，表示此电网PQ指标偏差情况规则库无录入，将此条事实作为一条新的规则输入系统中，并为其配置相应的备选治理方案，结束推理过程；E)输出结果_2：根据匹配规则，执行其对应的动作部分，输出变量获得最优PQ治理方案推荐结果，结束推理过程；步骤7、输出决策支持结果并解释：根据步骤D)或步骤E)输出决策支持结果，通过决策专家系统的人机接口界面向供电管理方或者电力用户方进行合理的解释，包括目标电网的PQ指标特征、系统决策输出的推荐PQ治理方案、各PQ备选治理方案对应的成本效益。 |
Publisher | 浙江工业大学 |
Date | 2018-08-14 2018-01-08 2021-10-13 |
Type | 专利 |
Identifier | https://d.wanfangdata.com.cn/patent/CN201810013514.9 CN201810013514.9 CN108399480A |
Language | zh |
Source | |
Coverage | G06Q10/06(2012.01)I G06Q50/06(2012.01)I G06N7/02(2006.01)I G G06 G06Q G06N G06Q10 G06Q50 G06N7 G06Q10/06 G06Q50/06 G06N7/02 |