[发明专利]一种基于气象信息和熵权理论的电缆负荷曲线估算方法

摘要

本发明公开了一种基于气象信息和熵权理论的电缆负荷曲线估算方法，包括以下步骤1)画出气象坐标图，确定基准负荷所对应的气象象限(简称为基准气象象限)；2)确定位于基准气象象限中的代表日；3)基于熵权理论，确定一个季度中各个月份的负荷信息所占权重；4)求取一个季度的电缆基准日负荷曲线。本发明有利于了解各个电缆线路上的负荷波动情况，便于进一步对电缆上的负荷进行合理预测，有利于在现有电缆线路上对负荷进行合理调配，从而实现整个电网的利用率最优，以更经济的方式保证电网的安全稳定运行。

主权项

一种基于气象信息和熵权理论的电缆负荷曲线估算方法，其特征在于，包括以下步骤：1)画出气象坐标图，确定基准负荷所对应的气象象限，简称为基准气象象限，由于电缆的负荷容易受到气象条件的影响，如果想确定电缆一个季度中具有代表性的负荷曲线，就必须要确定一个季度中具有代表性的气象条件，防止突发的天气状况所产生的电缆负荷波动影响基准负荷曲线的准确度，而确定基准气象条件的方法即构建基准气象象限，该基准气象象限能够考虑所有的气象因素；2)确定位于基准气象象限中的代表工作日，将各个工作日的气象信息均标识到基准气象象限中，筛选得到在基准气象象限中的工作日即为代表工作日，进行负荷曲线估算，而在基准气象象限之外的工作日的负荷信息为不参与负荷曲线估算的非代表工作日；3)基于熵权理论，确定一个季度中各个月份的负荷信息所占权重，其中，基准工作日的当日最大负荷与各气象因素之间的相关系数绝对值越小，则认为该日负荷亦越接近基准负荷，则该日负荷曲线在拟合基准负荷曲线时应占据较大权重，如果以月份为单位，即认为同一个月份之中的日负荷与天气的相关关系是相同的，基于这种考虑，采取以日最大负荷与各个气象因素的相关系数作为衡量所选取的代表日负荷对基准负荷曲线贡献程度的衡量指标，并且采用熵权法对此指标进行权重评定，求得各基准负荷日曲线对本季度基准负荷的贡献程度即权重，包括以下步骤：3.1)各季节逐月的综合衡量指标计算通过计算某季度的基准工作日的最大负荷与当日最高气温的相关系数，最大负荷与当日降雨量的相关系数，最大负荷与当日相对湿度的相关系数，采用这三个相关系数的绝对值之和作为衡量每个基准工作日对该季节代表日基准负荷曲线的贡献程度，前者越小，则该基准工作日对该季节代表日基准负荷曲线的贡献程度越大，如下：令Pmax,d,m表示该季度m月的基准工作日d的最大负荷，td,m表示当日最高气温，rd,m表示当日降水量，sd,m表示当日相对湿度，则有：αt,m=|Σd=1Dm(Pmax,d,m-Pmax,m‾)(td,m-tm‾)Σd=1Dm(Pmax,d,m-Pmax,m‾)2Σd=1Dm(td,m-tm‾)2|]]>式中，αt,m表示该季度m月基准工作日最大负荷相对日最高气温的相关系数；Dm代表m月的基准工作日天数；且||表示取绝对值；同理，令αr,m表示该季节m月基准工作日最大负荷相对日降雨量的相关系数，则有：αr,m=|Σd=1Dm(Pmax,d,m-Pmax,m‾)(rd,m-rm‾)Σd=1Dm(Pmax,d,m-Pmax,m‾)2Σd=1Dm(rd,m-rm‾)2|]]>式中，同样，令αs,m表示该季节m月基准工作日最大负荷相对相对湿度的相关系数，则有：αs,m=|Σd=1Dm(Pmax,d,m-Pmax,m‾)(sd,m-sm‾)Σd=1Dm(Pmax,d,m-Pmax,m‾)2Σd=1Dm(sd,m-sm‾)2|]]>式中，因此，令βm,y作为衡量第y年该季度m月基准工作日对该季度代表日基准负荷曲线的贡献程度的指标，αt,m，αr,m和αs,m均省略了表示当年年份的下标y，因此有：βm,y＝αt,m+αr,m+αs,m；3.2)指标的同度量化和坐标平移由于各项指标βm,y的量纲单位相同，且非负，且均为低优指标，因此不需对指标进行同度量化和坐标平移；3.3)计算指标βm,y的比率，即：γm,y=βm,yΣk=1Yβm,k]]>式中，表示在一定历史年份即Y年中相同季节的相同m月的已同度量化和坐标平移的指标βm,k值之和；3.4)计算指标βm,y的熵值，即：em,y=-1lnYΣk=1Y(γm,ylnγm,y)]]>且有em,y∈[0,1]；3.5)计算指标βm,y的差异性系数，即：θm,y＝1‑em,y3.6)计算指标βm,y对应的熵权系数，即：ωm,y=θm,yΣm=13θm,y]]>其中，由于每个季度有三个月份，故有三个指标，故m＝1,2,3；由此，就求得一个季度中三个月份各个月的负荷信息所占权重，显然，由于三个月份的基准负荷曲线构成一个季度的总的基准负荷曲线，故有：4)求取一个季度的电缆基准日负荷曲线由上述计算步骤，最终得到综合了气象因素以及该季度各月份各基准工作日的负荷曲线所得到的该季度电缆基准日负荷曲线为：Py,A,h=Σm=13(ωm,y×Σd=1Dmpy,A,m,d,h)]]>式中，py,A,m,d,h表示第y年A季第m月的基准工作日d的h时刻的负荷值，Py,A,h即为最终求得的该年A季基准负荷估算曲线。