一種基于模糊信息?；惴ɡ^電保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)評估方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于模糊信息?；惴ɡ^電保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)評估方法，首先從風(fēng)險(xiǎn)的定義出發(fā)，闡述事故發(fā)生概率和損失之間的關(guān)系；其次計(jì)算事故發(fā)生的概率以及損失，先根據(jù)負(fù)荷等級以及減供負(fù)荷判斷事故類型，根據(jù)歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算該類型下事故發(fā)生的概率，利用停電損失函數(shù)計(jì)算事故發(fā)生后對電力行業(yè)以及各類用戶帶來的損失；再次采用模糊信息?；惴ㄌ幚頂?shù)據(jù)，計(jì)算繼電保護(hù)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)并采用以模糊極大集和模糊極小集為參照基準(zhǔn)，海明距離為測量工具的模糊排序方法，對多個(gè)地區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行排序，為風(fēng)險(xiǎn)管理決策者做出正確決策提供理論性依據(jù)。最后結(jié)合某地區(qū)的實(shí)際數(shù)據(jù)表明采用軟層次模型做繼電保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)評估的正確性和有效性。
【專利說明】
一種基于模糊信息?；惴ɡ^電保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)評估方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及繼電保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)評估，尤其是涉及一種基于模糊信息粒化算法繼電保護(hù) 風(fēng)險(xiǎn)評估方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 數(shù)據(jù)是評估繼電保護(hù)設(shè)備的基礎(chǔ)，但是在評估過程中的數(shù)據(jù)資料有些是由具有一 定精度范圍的儀器測定的，有的是由人主觀評價(jià)而確定的，有的是根據(jù)人觀察的現(xiàn)象確定 的，等等。無論采取什么方法獲取數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的模糊性以及隨機(jī)性都包含在其中。因此，為了 得到可靠的風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果，最根本的問題之一就是如何量化風(fēng)險(xiǎn)評估中的不確定性，從而 得到合理的風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果。
[0003] 概率論中的期望，方差可以很好解決不確定事件的隨機(jī)性，但是無法描述不確定 事件的模糊性。粗糙集理論以及模糊集理論可以很好地描述事件的隨機(jī)性和模糊性。采用 模糊集理論確定電力變壓器指標(biāo)之間的主觀權(quán)重，減少由于因?yàn)槿藶閰⑴c帶來的不確定 性;把粗糙集理論和證據(jù)理論相結(jié)合用在繼電保護(hù)故障診斷上，用粗糙集理論挖掘大量故 障數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的精簡，然后把經(jīng)過粗糙集理論處理過的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為證據(jù)理論的基本概 率分配，融合多個(gè)證據(jù)實(shí)現(xiàn)故障類型的診斷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 以上的方法可以很好解決不確定問題，但是計(jì)算過程比較復(fù)雜。因此本發(fā)明采用 軟層次模型建立繼電保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)評估模型，讓評估者全面認(rèn)識影響繼電保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)評估的因素 以及各個(gè)因素之間的關(guān)系，使決策者從中可以了解到更多的信息，為減少各類事故發(fā)生所 造成的損失提供科學(xué)依據(jù)。本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：
[0005] -種基于模糊信息粒化算法繼電保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)評估方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0006] 步驟1，建立繼電保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)評估模型-層次模型，包括基礎(chǔ)層，中間層以及實(shí)用層， 具體是:先從風(fēng)險(xiǎn)的概念出發(fā)，指出影響風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果的因素:事故發(fā)生的概率以及損失， 即為風(fēng)險(xiǎn)評估的基礎(chǔ)層;其次采用狀態(tài)評價(jià)模型計(jì)算事故發(fā)生的概率以及確定事故(事件） 賦分法計(jì)算事故發(fā)生后帶來的損失作為繼電保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)評估的中間層，再次采用模糊信息粒 化算法處理事故發(fā)生的概率以及損失數(shù)據(jù)，量化數(shù)據(jù)邊緣的不確定性，計(jì)算繼電保護(hù)發(fā)生 故障后帶來的風(fēng)險(xiǎn)作為實(shí)用層。
[0007] 步驟2,采用模糊信息粒化算法處理確定事故發(fā)生的概率以及事故發(fā)生之后帶來 的損失。
[0008] 步驟3,以模糊極大集和模糊極小集為參照基準(zhǔn)，以海明距離為測量工具，定義兩 個(gè)新的模糊效用函數(shù)，取這兩個(gè)模糊效用函數(shù)結(jié)果的均值作為模糊排序的依據(jù)，對多個(gè)地 區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)做排序。
[0009] 在上述的一種基于模糊信息?；惴ɡ^電保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)評估方法，所述的步驟2包括 三個(gè)子步驟，分別是：
[0010] 步驟A、事故發(fā)生概率計(jì)算步驟，包括：
[0011] 步驟A.1，事故類型的判斷。參考相關(guān)規(guī)程判斷事故的類型，其中事故類型分為:特 大事故、重大事故、較大事故、一般事故。
[0012] 步驟A.2,根據(jù)歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算各級事故發(fā)生的概率表達(dá)式為
[0013]
(〇)
[0014] 式中P (i)為統(tǒng)計(jì)年份內(nèi)某一類事故發(fā)生的概率，m為某一類事故在統(tǒng)計(jì)年份內(nèi)發(fā) 生的數(shù)目，nall表示某一地區(qū)各級事故的總數(shù)，i取1···4,分別表示特大事故，重大事故，較大 事故，一般事故這4個(gè)等級。
[0015] 步驟Β、損失的計(jì)算步驟，包括：
[0016]步驟Β. 1，事故損失的計(jì)算。
[0017]事故損失指發(fā)生停電時(shí)及以后一段時(shí)間內(nèi)電力行業(yè)和電力用戶所承擔(dān)的經(jīng)濟(jì)損 失，其中電力用戶包括工業(yè)用戶，居民用戶以及商業(yè)用戶。
[0018] 事故損失的計(jì)算公式為
[0019] C(t)=G(t)+K(t) (0)
[0020] 其中C(t)表示事故發(fā)生帶來的損失，G(t)表示事故發(fā)生后對電力行業(yè)帶來的損 失，K(t)表示事故發(fā)生后對電力用戶帶來的經(jīng)濟(jì)效益損失。其中電力行業(yè)的損失和減供負(fù) 荷相關(guān);本發(fā)明取電力用戶的損失為由于事故發(fā)生造成的停電對商業(yè)用戶以及工業(yè)用戶的 損失。
[0021] 步驟B.2,電力用戶的經(jīng)濟(jì)效益損失的計(jì)算。
[0022]停電持續(xù)一定時(shí)間后，損失的主要是電力用戶正常生產(chǎn)使用每kW.h生產(chǎn)產(chǎn)品帶來 的經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明采用停電損失損失函數(shù)描述事故發(fā)生之后對電力用戶的影響，即
[0023]
(0)
[0024] 其中：t為停電持續(xù)時(shí)間，f(t)為停電損失函數(shù)，Pr為用戶每度電生產(chǎn)的產(chǎn)品的平 均效益，單位元/kW.h。
[0025] 對于同類用戶，盡管其生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)率水平不同時(shí)，但其停電損失函數(shù)曲線具 有相似的形狀，二者曲線的系數(shù)之間成常數(shù)倍關(guān)系，即：
[0026] f2(t)=kfi(t) (0)
[0027] fiUWPfdt)分別為2個(gè)同類用戶停電損失函數(shù)表達(dá)式，單位為元/kW.h，k為常數(shù)。 根據(jù)式子(〇)(〇)可得
[0028]
(0)
[0029] 根據(jù)式子(0)可知，假設(shè)用戶2和用戶1是同類用戶，已知用戶1的損失函數(shù)表達(dá)式， 那么只要確定常數(shù)k就可以計(jì)算用戶2的停電損失函數(shù)表達(dá)式。
[0030] 那么K(t)的表達(dá)式為
[0031] K(t)=tXf(t) (0)
[0032] 其中，t表示停電時(shí)間，f (t)表示用戶停電損失函數(shù)表達(dá)式，單位為元/kW. h
[0033] 根據(jù)式子(0)計(jì)算繼電保護(hù)發(fā)生故障帶來的電力用戶經(jīng)濟(jì)效的損失。
[0034]步驟B.3,電力行業(yè)的損失的計(jì)算。
[0035] 假設(shè)減供負(fù)荷為L，每度電的單價(jià)為Q，停電時(shí)間為t，j = l~4表示工業(yè)、商業(yè)、居民 以及其他用戶類別，事故發(fā)生后由于減供負(fù)荷給電力行業(yè)帶來損失的表達(dá)式為
[0036]
(〇)
[0037]步驟C、采用模糊信息粒化算法處理概率和損失數(shù)據(jù)子步驟，包括：
[0038] 步驟C.1，根據(jù)不同數(shù)據(jù)來源，確定誤差范圍(ei~e2)。
[0039] 步驟C. 2，根據(jù)誤差范圍，確定模糊信息粒的確定區(qū)域和擴(kuò)散范圍。將的視為模糊 信息粒的確定區(qū)域的長度，即b-a = e1;將防與的之差視為模糊信息粒子的擴(kuò)散范圍的長度， 艮 Pa+0 = e2_ei。
[0040] 步驟C.3,確定a，b。若A = Aa+(l_A)b(Ae [0 1])，則a = A+(A-l)ei，b = A+Aei，特別 地，當(dāng)\=1/2時(shí)，& =厶-61/2，匕=厶+61/2，即厶為區(qū)域[&，13]的中點(diǎn)。
[0041 ]步驟C.4,確定α，β的值。若α/β = λ/(1-λ)(λΕ [0 1])，貝Ι|α = λ(θ2-ei)，β= (l-λ) (e2-ei)，特別地，當(dāng)λ= 1/2時(shí)，α = β= (e2-ei)/2〇
[0042]步驟c.5,確定模糊信息粒尤結(jié)合步驟I~4可得:3=(4+(1..1)4.Me1: Xh-e])， 特別地，當(dāng)λ= 1/2時(shí).
[0043] 步驟C. 6，設(shè)亊故友生的概率為ρ，損失為c
，那么亊故友生的概率的模糊粒為
[0044]
(0)
[0045] 取事故發(fā)生的概率的誤差范圍為(0.001,0.002) JPe1 = O.001，e2 = 0.002。
[0046] 同理，損失的模糊粒為
[0047]
(Oj
[0048] 取損失誤差范圍為（1，2)，即e3=l，e4 = 2。
[0049] 在上述的一種基于模糊信息?；惴ɡ^電保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)評估方法，所述的步驟3包含 兩個(gè)子步驟，分別是：
[0050] 步驟D、風(fēng)險(xiǎn)的計(jì)算步驟，具體是:風(fēng)險(xiǎn)通常表示為導(dǎo)致這種危害發(fā)生的事故概率 和后果嚴(yán)重度的乘積，表達(dá)式為
[0051] R = PXCtotai (0)
[0052]式中P表示事故發(fā)生的概率，Ctotei為事故發(fā)生后帶來的損失。
[0053]步驟E、風(fēng)險(xiǎn)排序步驟，包括：
[0054] 步驟E.1，設(shè)有η個(gè)實(shí)數(shù)域的模糊信息粒為，2:，....?，其中模糊極大信息粒和模 糊極小信息粒分別記為U max(X)和Umln(X)，隸屬函數(shù)分別為
Γ ? (〇)
[0055] (0)
[0056]
[0057] 式中，符號(V)和(λ)分別表示取大和取小的廣義模糊算子。
[0058] 步驟Ε. 2,對于任意模糊信息粒為，i = 1，…，η模糊效用函數(shù)為和/:U,.)分別定 義為
[0059]
[0060]
[0061]
[0062]
[0063]
[0064] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):針對風(fēng)險(xiǎn)評估過程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)不完全或者不精確帶來的確定性問 題，提出軟層次模型，即用層次模型分析風(fēng)險(xiǎn)的來源以及模糊信息粒化算法處理事故發(fā)生 的概率和損失數(shù)據(jù)，并結(jié)合模糊信息粒化算法計(jì)算確定事故下的風(fēng)險(xiǎn);采用模糊排序算法 針對不同地區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)做排序，為風(fēng)險(xiǎn)策略的制定提供理論基礎(chǔ)。
【附圖說明】
[0065] 附圖1是本發(fā)明中離散信息A模糊?；癁槟：畔⒘示意圖。
[0066]附圖2是本發(fā)明方法流程示意圖。
[0067]附圖3是本發(fā)明中間層結(jié)構(gòu)示意圖，著重描述各個(gè)子模型之間的關(guān)系。
[0068]附圖4是本發(fā)明事故類型判斷示意圖。
[0069]附圖5是本發(fā)明繼電保護(hù)發(fā)生故障停電帶來的經(jīng)濟(jì)損失示意圖。
[0070] 附圖6是本發(fā)明實(shí)施例中加拿大工業(yè)、商業(yè)用戶停電損失函數(shù)。
[0071] 附圖7是本發(fā)明實(shí)施例中各地區(qū)風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果排序。
【具體實(shí)施方式】
[0072] 下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
[0073] 實(shí)施例：
[0074] 下面是采用本發(fā)明的具體實(shí)施例的步驟，如下：
[0075] -、獲取各個(gè)地區(qū)的負(fù)荷等級，減供負(fù)荷以及設(shè)備的運(yùn)行年限等各個(gè)參數(shù)。
[0076]二、事故發(fā)生概率的計(jì)算
[0077] 1)事故類型的判斷。參考相關(guān)規(guī)程判斷事故的類型，其中事故類型分為：特大事 故、重大事故、較大事故、一般事故。
[0078] 2)根據(jù)歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算各級事故發(fā)生的概率表達(dá)式為
[0079]
(〇)
[0080] 式中P (i)為統(tǒng)計(jì)年份內(nèi)某一類事故發(fā)生的概率，m為某一類事故在統(tǒng)計(jì)年份內(nèi)發(fā) 生的數(shù)目，nall表示某一地區(qū)各級事故的總數(shù)，i取1···4,分別表示特大事故，重大事故，較大 事故，一般事故這4個(gè)等級。
[0081]二、事故損失的計(jì)算。
[0082]事故損失指發(fā)生停電時(shí)及以后一段時(shí)間內(nèi)電力行業(yè)和電力用戶所承擔(dān)的經(jīng)濟(jì)損 失，其中電力用戶包括工業(yè)用戶，居民用戶以及商業(yè)用戶。
[0083]事故損失的計(jì)算公式為
[0084] C(t)=G(t)+K(t) (0)
[0085] 其中C(t)表示事故發(fā)生帶來的損失，G(t)表示事故發(fā)生后對電力行業(yè)帶來的損 失，K(t)表示事故發(fā)生后對電力用戶帶來的經(jīng)濟(jì)效益損失。其中電力行業(yè)的損失和減供負(fù) 荷相關(guān);本發(fā)明取電力用戶的損失為由于事故發(fā)生造成的停電對商業(yè)用戶以及工業(yè)用戶的 損失。
[0086] 1)電力用戶的經(jīng)濟(jì)效益損失
[0087]停電持續(xù)一定時(shí)間后，損失的主要是電力用戶正常生產(chǎn)使用每kW.h生產(chǎn)產(chǎn)品帶來 的經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明采用停電損失損失函數(shù)描述事故發(fā)生之后對電力用戶的影響，即
[0088] (ΑΔ1? =Pr (0)
[0089] 其中：t為停電持續(xù)時(shí)間，f(t)為停電損失函數(shù)，Pr為用戶每度電生產(chǎn)的產(chǎn)品的平 均效益，單位元/kW.h。
[0090] 對于同類用戶，盡管其生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)率水平不同時(shí)，但其停電損失函數(shù)曲線具 有相似的形狀，二者曲線的系數(shù)之間成常數(shù)倍關(guān)系，即：
[0091] f2(t)=kfi(t) (0)
[0092] fiUWPfdt)分別為2個(gè)同類用戶停電損失函數(shù)表達(dá)式，單位為元/kW.h，k為常數(shù)。 根據(jù)式子(14,15)可得
[0093]
(0)
[0094] 根據(jù)式子(0)可知，假設(shè)用戶2和用戶1是同類用戶，已知用戶1的損失函數(shù)表達(dá)式， 那么只要確定常數(shù)k就可以計(jì)算用戶2的停電損失函數(shù)表達(dá)式。
[0095] 那么K(t)的表達(dá)式為
[0096] K(t)=tXf(t) (0)
[0097] 其中，t表示停電時(shí)間，f (t)表示用戶停電損失函數(shù)表達(dá)式，單位為元/kW. h
[0098] 本發(fā)明選取加拿大作為參考地區(qū)，利用加拿大的停電損失函數(shù)估計(jì)各個(gè)地區(qū)用戶 停電損失函數(shù)f(t)。
[0099] 其中，加拿大用戶停電損失函數(shù)的表達(dá)式為
[0100] findref = -0.0484t3+l.9953t2+2.4448t+5.3431 (0)
[0101] fCOTref = -0.0638t3+2.5671t2-4.888t+10.2653 (0)
[0102] 商業(yè)用戶和工業(yè)用戶每kW.h電力生產(chǎn)的產(chǎn)品平均效益為
[0103] (0)
[0104] (0)
[0105] 本發(fā)明取工業(yè)用戶的平均效益為10.53元/kW.h，商業(yè)用戶的平均效益為8.32元/ kW.h。
[0106] 根據(jù)式子(〇)(〇)可得1^(1 = 2.1792泳_=0.69，則用戶停電損失函數(shù)多項(xiàng)式為
[0107] find = -0.1055t3+4.3482t2+5.3277t+l1.6437 (0)
[0108] fcom=-〇.0440t3+l.7713t2-3.3727t+7.0831 (0)
[0109] 假設(shè)各個(gè)電力用戶停電〇.5h，根據(jù)式子(0)計(jì)算繼電保護(hù)發(fā)生故障帶來的電力用 戶經(jīng)濟(jì)效的損失。
[0110] 2)電力行業(yè)的損失
[0111] 假設(shè)減供負(fù)荷為L，每度電的單價(jià)為Q，停電時(shí)間為t，j = l~4表示工業(yè)、商業(yè)、居民 以及其^ m b米aie由于減供負(fù)荷給電力行業(yè)帶來損失的表達(dá)式為
[0112] (〇)
[0113]四、模糊信息?；幚頂?shù)據(jù)
[0114]為了解決數(shù)據(jù)邊緣的不確定性，本發(fā)明采用模糊信息?；惴ㄌ幚頂?shù)據(jù)。設(shè)事故 發(fā)生的概率為p，損失為c，那么事故發(fā)生的概率的模糊粒為
[0115]
(0)
[0116] 取事故發(fā)生的概率的誤差范圍為(0.001,0.002) JPe1 = O.001，e2 = 0.002。
[0117] 同理，損失的模糊粒為
[0118]
(0)
[0119] 取損失誤差范圍為（1，2)，即Θ3=1，Θ4 = 2。
[0120] 五、風(fēng)險(xiǎn)的計(jì)算
[0121] 風(fēng)險(xiǎn)通常表示為導(dǎo)致這種危害發(fā)生的事故概率和后果嚴(yán)重度的乘積，表達(dá)式為
[0122] R = PXCtotai (0)
[0123] 式中P表示事故發(fā)生的概率，Ctotei為事故發(fā)生后帶來的損失。
[0124] 本發(fā)明取損失為事故發(fā)生后，電力行業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失以及各類用戶的經(jīng)濟(jì)效益損 失;事故發(fā)生的概率即為繼電保護(hù)設(shè)備的故障率。
[0125] 由于繼電保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)主要包括兩個(gè)方面:事故發(fā)生后對設(shè)備造成的損害以及由于繼 電保護(hù)設(shè)備故障對電網(wǎng)的影響。相對電網(wǎng)的損失而言，繼電保護(hù)設(shè)備本身的損失比較小，因 此本發(fā)明以繼電保護(hù)設(shè)備發(fā)生故障對電網(wǎng)的影響為例評估繼電保護(hù)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)。
[0126]六、風(fēng)險(xiǎn)排序
[0127]模糊信息粒經(jīng)過近似計(jì)算后結(jié)果仍然是一個(gè)模糊信息粒，即風(fēng)險(xiǎn)評估的結(jié)果仍然 是模糊信息粒。那么對于多個(gè)風(fēng)險(xiǎn)源而言，需要對風(fēng)險(xiǎn)源做出排序，以確定哪個(gè)風(fēng)險(xiǎn)源最 大，為制定繼電保護(hù)設(shè)備的差異化運(yùn)維策略提供理論依據(jù)。也就是說，在保證不確定性的條 件下，對風(fēng)險(xiǎn)源做出排序，確定最優(yōu)的運(yùn)行維護(hù)計(jì)劃。
[0128] 根據(jù)式子(0)(0)(0)(0)計(jì)算各個(gè)地區(qū)海明距離，定義模糊效用函數(shù)，取模糊效用 函數(shù)結(jié)果的均值作為風(fēng)險(xiǎn)排序的依據(jù)。
[0129] 本發(fā)明中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù) 領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式 替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于模糊信息?；惴ɡ^電保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)評估方法，其特征在于，包括W下步驟： 步驟1，建立繼電保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)評估模型-層次模型，包括基礎(chǔ)層，中間層W及實(shí)用層，具體 是:先從風(fēng)險(xiǎn)的概念出發(fā)，指出影響風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果的因素:事故發(fā)生的概率W及損失，即為 風(fēng)險(xiǎn)評估的基礎(chǔ)層;其次采用狀態(tài)評價(jià)模型計(jì)算事故發(fā)生的概率W及確定事故或事件賦分 法計(jì)算事故發(fā)生后帶來的損失作為繼電保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)評估的中間層，再次采用模糊信息?；?法處理事故發(fā)生的概率W及損失數(shù)據(jù)，量化數(shù)據(jù)邊緣的不確定性，計(jì)算繼電保護(hù)發(fā)生故障 后帶來的風(fēng)險(xiǎn)即為風(fēng)險(xiǎn)評估的實(shí)用層； 步驟2,采用模糊信息?；惴ㄌ幚泶_定事故發(fā)生的概率W及事故發(fā)生之后帶來的損 失； 步驟3, W模糊極大集和模糊極小集為參照基準(zhǔn)，W海明距離為測量工具，定義兩個(gè)新 的模糊效用函數(shù)，取運(yùn)兩個(gè)模糊效用函數(shù)結(jié)果的均值作為模糊排序的依據(jù)，對多個(gè)地區(qū)的 風(fēng)險(xiǎn)做排序。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于模糊信息?；惴ɡ^電保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)評估方法，其特征 在于，所述的步驟2包括Ξ個(gè)子步驟，分別是： 步驟A、事故發(fā)生概率計(jì)算步驟，包括： 步驟A.1，事故類型的判斷;參考相關(guān)規(guī)程判斷事故的類型，其中事故類型分為:特大事 故、重大事故、較大事故、一般事故； 步驟A.2,根據(jù)歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算各級事故發(fā)生的概率表達(dá)式為陽 式中P(i)為統(tǒng)計(jì)年份內(nèi)某一類事故發(fā)生的概率，m為某一類事故在統(tǒng)計(jì)年份內(nèi)發(fā)生的 數(shù)目，nail表示某一地區(qū)各級事故的總數(shù)，i取1···4,分別表示特大事故，重大事故，較大事 故，一般事故運(yùn)4個(gè)等級； 步驟Β、損失的計(jì)算子步驟，包括： 步驟Β.1，事故損失的計(jì)算； 事故損失指發(fā)生停電時(shí)及W后一段時(shí)間內(nèi)電力行業(yè)和電力用戶所承擔(dān)的經(jīng)濟(jì)損失，其 中電力用戶包括工業(yè)用戶，居民用戶W及商業(yè)用戶； 事故損失的計(jì)算公式為 C(t)=G(t)+K(t) (2) 其中C(t)表示事故發(fā)生帶來的損失，G(t)表示事故發(fā)生后對電力行業(yè)帶來的損失，K (t)表示事故發(fā)生后對電力用戶帶來的經(jīng)濟(jì)效益損失;其中電力行業(yè)的損失和減供負(fù)荷相 關(guān);本發(fā)明取電力用戶的損失為由于事故發(fā)生造成的停電對商業(yè)用戶W及工業(yè)用戶的損 失； 步驟B. 2，電力用戶的經(jīng)濟(jì)效益損失的計(jì)算； 停電持續(xù)一定時(shí)間后，損失的主要是電力用戶正常生產(chǎn)使用每kW.h生產(chǎn)產(chǎn)品帶來的經(jīng) 濟(jì)效益;本發(fā)明采用停電損失損失函數(shù)描述事故發(fā)生之后對電力用戶的影響，即巧 其中：t為停電持續(xù)時(shí)間，f(t)為停電損失函數(shù)，Pr為用戶每度電生產(chǎn)的產(chǎn)品的平均效 益，單位元/kW.h; 對于同類用戶，盡管其生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)率水平不同時(shí)，但其停電損失函數(shù)曲線具有相 似的形狀，二者曲線的系數(shù)之間成常數(shù)倍關(guān)系，即： f2(t)=kfi(t) (4) fi(t)和f2(t)分別為2個(gè)同類用戶停電損失函數(shù)表達(dá)式，單位為元/kW.h，k為常數(shù);根據(jù) 式子(3)(4)可得巧） 根據(jù)式子(4)可知，假設(shè)用戶2和用戶1是同類用戶，已知用戶1的損失函數(shù)表達(dá)式，那么 只要確定常數(shù)k就可W計(jì)算用戶2的停電損失函數(shù)表達(dá)式； 那么K(t)的表達(dá)式為 K(t) = tXf(t) (6) 其中，t表示停電時(shí)間，f(t)表示用戶停電損失函數(shù)表達(dá)式，單位為元/kW.h根據(jù)式子 (2)計(jì)算繼電保護(hù)發(fā)生故障帶來的電力用戶經(jīng)濟(jì)效的損失； 步驟B. 3，電力行業(yè)的損失的計(jì)算； 假設(shè)減供負(fù)荷為L，每度電的單價(jià)為Q，停電時(shí)間為?〇' = 1···4表示工業(yè)、商業(yè)、居民W及 其他用戶類別，事故發(fā)生后由于減供負(fù)荷給電力行業(yè)帶來損失的表達(dá)式為巧 步驟C、采用模糊信息粒化算法處理概率和損失數(shù)據(jù)子步驟，包括： 步驟C.1，根據(jù)不同數(shù)據(jù)來源，確定誤差范圍（ei~62); 步驟C.2,根據(jù)誤差范圍，確定模糊信息粒的確定區(qū)域和擴(kuò)散范圍；將ei視為模糊信息粒 的確定區(qū)域的長度，即b-a = ei;將Θ2與ei之差視為模糊信息粒子的擴(kuò)散范圍的長度，即α+β = e2_ei; 步驟C.3,確定a，b;若A = Aa+(l-A)b(Ae [Ο 1])，貝lJa = A+(A-l)ei，b = A+Aei，特別地，當(dāng) 入二 1/2時(shí),a=A-ei/2,b = A+ei/2,即A為區(qū)域[a,b]的中點(diǎn)； 步驟C.4,確定α，β 的值;若α/β = λ/(1-λ)(λΕ[〇 1])，則α = λ(62-θ?)，β=(1-λ)(62-θ?)， 特別地，當(dāng) λ=1/2時(shí)，a = P=(e2-ei)/2; 步驟C . 5，確定模糊信息粒結(jié)合步驟1~4可得：:^=(/?^λ-1 )。，; 入也-。|)，（?-λ)((-·2-(-?))，特別地，當(dāng) λ = 1 / 2 時(shí)，i= (^1/2的，.4豐 1/2技 1; 1/2 (均- 巧），1:/2 (的-色1)).. 步驟C. 6,設(shè)事故發(fā)生的概率為P，損失為C，那么事故發(fā)生的概率的模糊粒為(8) 取事故發(fā)生的概率的誤差范圍為(0.001,0.002)，即ei = 0.001，e2 = 0.002; 同理，損失的模糊粒為役） 取損失誤差范圍為（1,2)，即63=1，64=2。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于模糊信息粒化算法繼電保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)評估方法，其特征 在于，所述的步驟3包含兩個(gè)子步驟，分別是： 步驟D、風(fēng)險(xiǎn)的計(jì)算步驟，具體是:風(fēng)險(xiǎn)通常表示為導(dǎo)致運(yùn)種危害發(fā)生的事故概率和后 果嚴(yán)重度的乘積，表達(dá)式為 R 二 PXCtotal (10) 式中P表示事故發(fā)生的概率，CtDtal為事故發(fā)生后帶來的損失； 步驟E、風(fēng)險(xiǎn)排序步驟，包括： 步驟E.1，設(shè)有η個(gè)實(shí)數(shù)域的模糊信息粒4，Λ，...Λ，其中模糊極大信息粒和模糊極 小信息粒分別記為IW(X)和Umin(X)，隸屬函數(shù)分別為式中，符號（V)和（八）分別表示取大和取小的廣義模糊算子； 步驟E.2,對于任意模糊信息粒4,，...，《模糊效用函數(shù)為."4)和如分別定義為那么任意模糊信息粒為的排序指標(biāo)函數(shù)表達(dá)式為(16)。
【文檔編號】G06Q50/06GK105844431SQ201610263273
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】龔慶武, 林燕貞, 梁志遠(yuǎn), 李俊雄
【申請人】武漢大學(xué)