吳淑菊 曹越

雞西市郊區(qū)農(nóng)電局

引言

根據(jù)配變的歷史負(fù)荷信息、天氣信息、用電客戶信息等相關(guān)資料，統(tǒng)計(jì)分析了配變重過載的主要影響因素。首先根據(jù)互信息概念及對(duì)策理論算法計(jì)算所有特征變量對(duì)配變重過載情況發(fā)生的相對(duì)重要性，然后使用貝葉斯和全概率公式計(jì)算配變重過載概率與特征變量之間的關(guān)系，最后根據(jù)重過載概率與特征變量問的關(guān)系對(duì)配變進(jìn)行編碼分類。分析結(jié)果表明:配變重過載主要因素為行業(yè)類別、用電類別、日平產(chǎn)行業(yè)，鄉(xiāng)村重過載率要高于城鎮(zhèn)重過載率;大部分配變重過載發(fā)生于溫度較高和較低時(shí)，少量的配變重過載發(fā)生在溫度適宜時(shí)。配變月重過載天數(shù)與配變分類情況相吻合。

一、基本思路

天氣情況、用電人口數(shù)量以及配電變壓器屬性都直接影響著配電變壓器重過載情況，根據(jù)電采集系統(tǒng)中的配電變壓器數(shù)據(jù)，用負(fù)荷值作為關(guān)鍵變量，結(jié)合配電變壓器日負(fù)荷量、用電客戶以及配電變壓器屬性的輸入值，再考慮溫度、濕度及節(jié)假日用電人口數(shù)量等外部影響因素，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與分析，建立適用的數(shù)學(xué)模型，使用互信息方法，研究智能電網(wǎng)的配電變壓器重過載影響因素，探究每個(gè)特征變量的相對(duì)重要性。當(dāng)自變量與因變量或者自變量之間的關(guān)系較弱或不相關(guān)時(shí)表示特征自變量的相對(duì)重要性，在傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)學(xué)中可以用一些簡單的指標(biāo)來表示，但對(duì)于配電變壓器重過載的影響因素來講，配電變壓器過載因素與日平均溫度、月平均溫度、用電人口數(shù)量以及配電變壓器屬性之間都存在相關(guān)性，因此，不能用傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)學(xué)法中簡單的指標(biāo)來表示自變量的相對(duì)重要性，要用通信理論中的互信息法以及對(duì)策理論法來表示配電變壓器屬性之間存在的相關(guān)性對(duì)智能電網(wǎng)的配電變壓器重過載影響因素，按照相關(guān)性的強(qiáng)弱順序?qū)μ卣髯兞窟M(jìn)行排序，清除不相關(guān)或相關(guān)性小的特征變量。

二、數(shù)據(jù)預(yù)處理

為了更好的構(gòu)建配電變壓器重過載影響因素的數(shù)學(xué)模型，首先要進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，要確定配電變壓器中特征變量的數(shù)值。配電變壓器重過載主要的影響因素為溫度、濕度、氣候、天氣狀況以及日期等外界天氣干擾因素，配電變壓器的種類、自身屬性、冷卻與保護(hù)方式以及配電變壓器客戶用電的負(fù)載等配電變壓器內(nèi)部干擾因素，用電人口數(shù)量與配電變壓器生產(chǎn)規(guī)模與質(zhì)量等外界人為干擾因素。將日平均溫度與月平均溫度分為極低溫、低溫、中溫、較高溫與高溫五類。將配電變壓器種類分為正常、重載以及過載三類。將配電變壓器自身屬性分為首次運(yùn)行日期、配電變壓器變動(dòng)容量、配電變壓器保護(hù)與冷卻方式、配電變壓器生產(chǎn)日期以及配電變壓器主要具備的性質(zhì)五類。將配電變壓器用電客戶分定義為，所用配電變壓器的用戶分類、所用配電變壓器的行業(yè)分類以及用電類別、負(fù)載性質(zhì)耗能產(chǎn)業(yè)類別、節(jié)假日、重要性等級(jí)等。

三、數(shù)學(xué)建模

在實(shí)際應(yīng)用互信息研究智能電網(wǎng)的配電變壓器重過載影響因素中，自變量與因變量或者自變量之間大多都存在著相關(guān)性，不能直接且準(zhǔn)確得出特征自變量的相對(duì)重要性，要想解決這一問題，必須討論與研究所有不同組合中的特征自變量的相對(duì)重要性，該方法的原理為互信息方法以及對(duì)策理論法。對(duì)策理論的具體算法為，將自變量按照順序依次進(jìn)入模型，分別計(jì)算自變量與因變量的互信息，第一個(gè)自變量所得互信息為第一個(gè)在變量的貢獻(xiàn)值，再引入第一個(gè)自變量的基礎(chǔ)上，在相繼引入其他的自變量為聯(lián)合貢獻(xiàn)值，第二個(gè)自變量與第一個(gè)自變量之間的差值就為第二個(gè)自變量的單獨(dú)貢獻(xiàn)值，以此類推。

在實(shí)際應(yīng)用互信息研究智能電網(wǎng)的配電變壓器重過載影響因素中，可用全概率公式進(jìn)行分析與探討，計(jì)算出在取值不同的情況下，配電變壓器特征變量的相對(duì)重要性。全概率公式基本原理為將所遇到的復(fù)雜問題事件概率轉(zhuǎn)化為不同情況下發(fā)生的簡單小問題的事件概率，在求簡單小問題事件概率的總和即為所遇復(fù)雜問題事件概率，該公式是概率論中重要的公式。

四、試驗(yàn)分析

本文通過對(duì)哈爾濱市某電網(wǎng)公司今年1月份至5月份的配電變壓器負(fù)荷情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析，運(yùn)用R語言工具，輸入日平均溫度、月平均溫度、天氣狀況、星期、月份、季度、是否為節(jié)假日、重點(diǎn)用戶標(biāo)識(shí)、配電變壓器銘牌容量、配電變壓器主要具備性質(zhì)、配電變壓器冷卻與保護(hù)方式、配電變壓器生產(chǎn)日期、配電變壓器變動(dòng)容量、配電變壓器啟動(dòng)時(shí)間、重要性等級(jí)、用戶分類、用電類別、行業(yè)分類、生產(chǎn)班次、運(yùn)行容量、耗能產(chǎn)業(yè)類別、負(fù)荷性質(zhì)以及廠休日等22大配電變壓器的特征變量，根據(jù)互信息和對(duì)策理論計(jì)算出配電變壓器發(fā)生重過載情況時(shí)自變量的相對(duì)重要性，得出面對(duì)智能電網(wǎng)的配電變壓器重過載影響因素的相關(guān)結(jié)論。

結(jié)語：行業(yè)類別、用電類別、日平均溫度、月平均溫度4個(gè)因素對(duì)配變重過載影響最大，且行業(yè)類別因素影響率超過一半。工業(yè)、制造業(yè)、服務(wù)業(yè)等生產(chǎn)行業(yè)配變重過載概率較大。鄉(xiāng)村配變重過載概率大于城鎮(zhèn)配變重過載概率，且集中在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、大工業(yè)用電和生活用電等方面。由于冬季供暖與夏季空調(diào)負(fù)荷增加等原因，配變重過載多發(fā)生于氣溫較高和氣溫較低時(shí)節(jié)。但是對(duì)于少量的露天場所，溫度適宜時(shí)游客數(shù)量較多，用電量增加，故此類配變多在春秋季節(jié)溫度適宜時(shí)發(fā)生重過載情況。將根據(jù)本文得到的配變重過載影響因素建立分類模型對(duì)配變進(jìn)行重過載預(yù)測，提前做好相應(yīng)的部署。

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