依托大数据与层次分析方法的配电网电压综治系统建设

孙杰++黄辉

摘 要

鉴于电压质量的多指标特性，提出以生产、营销、调度等电力大数据为依托，建立基于计算机辅助的电压综治系统。该系统突破了传统以电压监测点为手段的主要关注电压是否越限的电压管理模式，可对电压问题进行精确定位，并给出电压治理的辅助决策。文章的研究内容可作为各级电压治理的有效参考。

【关键词】大数据 层次分析 电压综治

通过设置A、B、C、D类电压监测点的做法对改善供电网络电压质量有一定意义，但已不适应当下需求。随着电力系统的集成整合，各类大数据可获取性增强，电压治理变革具备了条件。文章的目的就是以电力大数据为依托，借助人工智能方法来构建电压治理辅助平台，使电压综合治理上升一个新高度。

1 平台架构

基于大数据的电压综治平台框架：

（1）将ERP、PMS、EMS、GIS等系统的数据和电压监测网络提供信息通过数据总线进行汇集；

（2）建立数学模型，该模型可对以上汇集的大数据作归类和标准化，并在此基础上自动分析电压问题；

（3）提供人机交互手段，形成科学的电压治理措施。

2 电压问题分析模型构建

2.1 层次分析法

层次分析法（AHP）起始于1970年代，该方法的目的是通过条理化、层次化手段，将人的经验和判断作科学量化，进而形成关于决策方案的有序递阶结构。层次分析法流程：

（1）建立阶梯层次结构模型；

（2）构造两两比较判断矩阵；

（3）构造一致性矩阵；

（4）求权重值。

2.2 层次分析法用于电压分析

层次分析法中的递阶结构常包括目标层、指标层和方案层。就电压分析过程来说，可以图1所示结构来进行构建。

现假定图1中各指标依次标定为C1、C2、...、C6（自左到右），对应权重为ω1、ω2、...、ω6，将权重两两比较后构成矩阵A。

将A左乘权重向量W=（ω1、ω2、...、ω6）T，得到

（2）

即（A-ηl）W=0，其中l为单位矩阵。显然，W是A的特征向量，η是A的特征值。最后进行层次单排序、一致性检验、层次总排序、一致性检验等操作。

3 案例

以表1所示数据为例进行电压综治分析。

表1：案例电压指标数据

区域 电压偏差/% 电压波动/% 电压闪变/%

1 3.132 1.167 0.163

2 2.734 1.134 0.172

3 1.826 0.892 0.183

4 3.319 1.340 0.185

区域 谐波电压/% 不平衡度/% 电压暂降/%

1 1.223 0.581 68.33

2 1.446 0.332 50.51

3 1.369 0.091 15.73

4 1.096 0.052 58.21

首先确定各指标重要程度：电压暂降>谐波电压>电压波动=电压闪变>电压偏差>三相不平衡。利用方根法获得权重向量为

其次按层次分析对各区域电压质量进行判断，见表2。

表2： 案例电压评判结果

区域 分析结果 区域 分析结果

1 电压不好 3 电压好

2 电压好 4 电压不好

根据表2，对区域1、4进行核查，发现如表3所示问题。

表3：针对电压不好点的检查结果

区域 存在问题

1 主干线线径偏小，线路有老化现象，线路接头多，大量无功补偿装置坏掉，接户线线径小

4 主干线供电半径偏长，无功补偿装置的损坏，线路接头多，配变档位长期没调整

4 电压综治平台的功能考量

建设电压综治平台，应符合以下目标：

（1）可定位电压异常区域，并自动剖析形成原因。

（2）可通过相关计算，得到被考察配网在电压提升方面的挖潜方向。

（3）可以友好方式进行辅助决策。

5 结语

电压质量问题牵涉到方方面面，只有借助于大数据分析和专家经验集成，才能较好解决配电网电压问题。文章成功地将层次分析法和电力大数据进行融合，可作为供电公司提升电压管理水平的借鉴。

参考文献

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[3]阮韬.如何解决农村配电网低电压问题的探讨[J].上海：科技风，2011：21（03）：43-45.