CN104281983A - 配电网应急抢修所需资源调度方法与系统 - Google Patents

配电网应急抢修所需资源调度方法与系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种配电网应急抢修所需资源调度方法与系统，获取台风数据和配电网数据，并对其进行解析，配电网的承灾体基础数据，根据这些数据对台风灾害对配电网的损失进行预测，获取配电网损失预测结果，再计算当前所需抢修资源数据，根据当前所需抢修资源数据，对台风灾害下的配电网应急抢修所需资源进行调度。整个过程中，对抢修资源进行合理配置，从而提高配电网应急抢修决策反应速度，实现抢修资源高效配置，由被动管理转向主动管理，有效保障供电局的生产安全，最大程度减少员工伤亡和财产损失。

Description

配电网应急抢修所需资源调度方法与系统
技术领域
本发明涉及电力电网技术领域，特别是涉及配电网应急抢修所需资源调度方法与系统。
背景技术
对电网来说，台风灾害造成的损失居各种自然灾害之首。广东省地处台风灾害多发地带，每年台风对电网设备造成巨大破坏，影响全社会用电。2013年最大台风“天兔”导致损失电量5764万千瓦时，2012年最大“韦森特”导致损失电量477.11万千瓦时，2011年台风“纳沙”导致损失电量349.33万千瓦时。
随着用户对灾后复电要求的不断提高，能否实现灾后快速复电，直接影响用户满意度和企业社会形象。目前灾后抢修资源需求的确定需要派人员巡视以定位故障位置和故障类型，然后进行人力、物力的调拨，延长了抢修复电时间，降低了资源配置的效率。
因此，建立一套科学有效的自然灾害应急资源预测模型，根据受灾信息预测抢修资源需求，对抢修时抢修资源需求合理调度，提高抢修决策反应速度，实现抢修资源高效配置的需求越来越迫切。
发明内容
基于此，有必要针对目前尚无一种针对配电网应急抢修所需资源调度方式对配电网应急抢修资源进行良好协调、调度以便实现抢修资源高效配置的问题，提供一种能够对配电网应急抢修进行良好协调、调度的配电网应急抢修所需资源调度方法与系统，以便实现抢修资源高效配置。
一种配电网应急抢修所需资源调度方法，包括步骤：
获取台风数据和配电网数据，解析所述台风数据和所述配电网数据，获得配电网的承灾体基础数据；
根据所述台风数据以及所述配电网的承灾体基础数据，预测台风灾害对配电网造成的损失，获取配电网损失预测结果；
根据所述配电网中线路损失预测结果、所述台风数据以及配电网的承灾体基础数据，计算当前所需抢修资源数据，其中，所述所需抢修资源数据包括抢修人员数据和抢修车辆数据；
根据当前所需抢修资源数据，对台风灾害下的配电网应急抢修所需资源进行调度。
一种配电网应急抢修所需资源调度系统，包括：
基础数据分析模块，用于获取台风数据和配电网数据，解析所述台风数据和所述配电网数据，获得配电网的承灾体基础数据；
配电网损失预测结果模块，用于根据所述台风数据以及所述配电网的承灾体基础数据，预测台风灾害对配电网造成的损失，获取配电网损失预测结果；
当前所需抢修资源数据计算模块，用于根据所述配电网中线路损失预测结果、所述台风数据以及配电网的承灾体基础数据，计算当前所需抢修资源数据，其中，所述所需抢修资源数据包括抢修人员数据和抢修车辆数据；
调度模块，用于根据当前所需抢修资源数据，对台风灾害下的配电网应急抢修所需资源进行调度。
本发明配电网应急抢修所需资源调度方法与系统，获取台风数据和配电网数据，并对其进行解析，配电网的承灾体基础数据，根据这些数据对台风灾害对配电网的损失进行预测，获取配电网损失预测结果，再整合基础数据和配电网损失预测结果，计算当前所需抢修资源数据(例如抢修车辆数据和抢修人员数据)，根据当前所需抢修资源数据，对台风灾害下的配电网应急抢修所需资源进行调度。整个过程中，根据采集到的台风数据和配电网数据，分析、预测计算出受灾信息预测抢修资源需求，再根据计算出的当前所需抢修资源数据，对抢修资源进行合理配置，从而提高配电网应急抢修决策反应速度，实现抢修资源高效配置，由被动管理转向主动管理，有效保障供电局的生产安全，最大程度减少员工伤亡和财产损失。
附图说明
图1为本发明配电网应急抢修所需资源调度方法第一个实施例的流程示意图；
图2为本发明配电网应急抢修所需资源调度方法第二个实施例的流程示意图
图3为本发明配电网应急抢修所需资源调度系统第一个实施例的结构示意图；
图4为本发明配电网应急抢修所需资源调度系统第二个实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下根据附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。
如图1所示，一种配电网应急抢修所需资源调度方法，包括步骤：
S100：获取台风数据和配电网数据，解析所述台风数据和所述配电网数据，获得配电网的承灾体基础数据。
台风数据和配电网数据可以是从历史数据中获取也可以是实时采集数据，又或者是历史数据与实时数据的结合。对于历史数据来说，可以是长期监控某一区域遭受台风灾害时检测到的台风数据以及该地区整个配电网在每次遭受台风灾害前、中、后的相关数据，建立一个长期监控的数据库，根据这个数据库中的数据，可以分析出台风数据以及配电网的承载体基础数据。对于实时采集数据来说，可以是根据实际情况的需要对整个台风发生过程全程进行台风数据以及配电网数据的全程实时采集，再针对这些数据分析出台风数据和配电网的承灾体基础数据。优选的，我们可以综合历史数据和实时数据，以历史数据为依据，以实时数据作为修正，更快、更准确分析配电网的承灾体基础数据。一般来说，台风数据可以包括台风到来时，一定区域内首次出现台风时刻、人为预测台风出现时刻以及在所述首次出现台风时刻与所述预测台风出现时刻的时间区间内台风的最大风速，配电网的承灾体基础数据可以包括配电网线路长度、配电网线路抗风等级、配电网线路运行年限、单位区域内配电网线路总量、单位区域内配电网线路总长度、在所述预测台风出现时刻下配电网中受到影响的线路数量和线路长度、在所述预测台风出现时刻下配电网中受到影响的跳闸线路数量和线路长度。
具体来说，在实例中上述数据的获得具体采用下述方式：
电力电网中线路信息是从供电局收集的基础数据，台风信息(路径、中心风速)是从某一行政区域(例如广东省)气象台获取的实时数据，还有监测风速是从分布在沿海的各气象站点(例如气象部门建的国家气象站和广东电网建设的微气象装置)获取台风期间每小时最大阵风风速。
S200：根据所述台风数据以及所述配电网的承灾体基础数据，预测台风灾害对配电网造成的损失，获取配电网损失预测结果。
分析台风数据和配电网的承灾体基础数据，对预测本次台风灾害对配电网的损失，初步预测本次灾后配电网损失预测结果。非必要的，可以根据台风数据中的台风到来时，一定区域内首次出现台风时刻、人为预测台风出现时刻以及在所述首次出现台风时刻与所述预测台风出现时刻的时间区间内台风的最大风速，以及配电网的承灾体基础数据中预测台风出现时刻下配电网中跳闸线路长度、发生跳闸的线路的运行年限、配电网中线路总长度、台风出现时刻下配电网中受影响的线路数量、配电网线路总数量等数据进行配电网损失预测。
S300：根据所述配电网中线路损失预测结果、所述台风数据以及配电网的承灾体基础数据，计算当前所需抢修资源数据，其中，所述所需抢修资源数据包括抢修人员数据和抢修车辆数据。
根据计算获得配电网中线路损失预测结果以及台风数据和电网的承灾体基础数据，直接计算出当前所需抢修资源数据，整个抢修资源数据包括但不限于抢修人员数据和抢修车辆数据，其中，抢修人员数据可以包括抢修人员数量、人员组成(分工种和技术层级)，抢修车辆数据可以包括抢修车辆总数据以及抢修车辆类型、每种类型抢修车辆的数量等。
S400：根据当前所需抢修资源数据，对台风灾害下的配电网应急抢修所需资源进行调度。
在计算获得当前所需抢修资源数据，对整个台风灾害下的配电网应急抢修进行全面的指导，根据当前所需抢修资源数据配置各种抢修资源，例如抢修人员资源、抢修车辆资源等，针对台风灾害下的配电网应急抢修的需求预测，实现对抢修资源高效配置，有效保障供电局的生产安全，最大程度减少员工伤亡和财产损失。
本发明配电网应急抢修所需资源调度方法，获取台风数据和配电网数据，并对其进行解析，配电网的承灾体基础数据，根据这些数据对台风灾害对配电网的损失进行预测，获取配电网损失预测结果，再整合基础数据和配电网损失预测结果，计算当前所需抢修资源数据(例如抢修车辆数据和抢修人员数据)，根据当前所需抢修资源数据，对台风灾害下的配电网应急抢修所需资源进行调度。整个过程中，根据采集到的台风数据和配电网数据，分析、预测计算出受灾信息预测抢修资源需求，再根据计算出的当前所需抢修资源数据，对抢修资源进行合理配置，从而提高配电网应急抢修决策反应速度，实现抢修资源高效配置，由被动管理转向主动管理，有效保障供电局的生产安全，最大程度减少员工伤亡和财产损失。
在其中一个实施例中，所述台风数据包括首次出现台风时刻、预测台风出现时刻以及在所述首次出现台风时刻与所述预测台风出现时刻的时间区间内台风的最大风速；
所述配电网的承灾体基础数据包括配电网线路长度、配电网线路抗风等级、配电网线路运行年限、单位区域内配电网线路总量、单位区域内配电网线路总长度、在所述预测台风出现时刻下配电网中受到影响的线路数量和线路长度、在所述预测台风出现时刻下配电网中受到影响的跳闸线路数量和线路长度。
一般来说，配电网的承灾体基础数据与台风数据可以分为三类，分别是时间数据、线路数据以及台风信息数据，其具体如下：
时间数据：台风到来时，一定区域内首次出现台风时刻T1、人为预测时刻T2；
线路数据：线路长度(km)，线路抗风等级(包括支线在内的最小设计风速)，运行年限(包括支线在内的最大运行年限)、某单位区域线路总数量、某单位区域线路总长度(km)、T2时刻受影响的线路数量(条)、T2时刻受影响的线路长度(km)、T2时刻跳闸线路数量(条)、T2时刻跳闸线路长度(km)；
台风信息数据：T1-T2时间段内最大风速(临近气象站风速)。
如图2所示，在其中一个实施例中，所述S200具体包括步骤：
S220：根据所述台风数据和所述配电网的承灾体基础数据，计算配电网故障因子值；
S240：根据所述故障因子值，建立配电网损失模型；
S260：根据所述配电网损失模型，预测台风灾害对配电网造成的损失，获取配电网损失预测结果。
在本实施例中，采用模型构建的方式，计算配电网故障因子值，并且根据计算好的故障因子值，综合考虑整个配电网损失影响因素：线路跳闸比例、线路长度、运行年限、抗风能力、树障隐患、漂浮物隐患，建立配电网损失模型，模型构建使得数据处理简便、且更加能贴近真实情况，使得预测结果更加准确，另外，构建一个统一的模型也便于在后期处理中，对预测结果进行评价、修正以及更新，有利于完善整个电网系统。
下面将详细介绍配电网损失模型建立多种方式的其中一种方式的具体实施例，详细介绍在本实施例中，配电网损失模型构建的过程以及其理论依据。
计算配电网故障因子值，其中，所述配电网故障因子值获取过程如下：
式中，R1为单位区域内配电网中跳闸线路距离比，M1为预测台风出现时刻下配电网中跳闸线路长度，Y为发生跳闸的线路的运行年限，S1为单位区域内配电网中线路总长度；
R2＝(N1/S2)×100％，式中，R2为单位区域内受影响的线路数量比例，N1为预测台风出现时刻下配电网中受影响的线路数量，S2为单位区域内配电网线路总数量；
F＝R1×R2，式中，F为单位区域内所受台风影响造成的故障所得的故障因子值。
根据所述故障因子值，建立配电网损失模型。
如图2所示，在其中一个实施例中，步骤S300具体包括步骤：
S320：根据台风数据和配电网的承灾体基础数据，计算台风影响因子；
S340：根据所述台风影响因子和所述配电网中线路损失预测结果，构建抢修资源需求预测模型；
S360：根据所述抢修资源需求预测模型，计算当前所需抢修资源数据。
在本实施例中，采用模型构建的方式，基于已获取的数据处理之后建立抢修资源需求预测模型，模型构建使得数据处理简便、且更加能贴近真实情况，使得计算结果更加准确，另外，构建一个统一的模型也便于在后期处理中，对预测结果进行评价、修正以及更新，有利于完善整个电网系统。
下面将详细介绍抢修资源需求预测模型建立多种方式的其中一种方式的具体实施例，详细介绍在本实施例中，抢修资源需求预测模型构建的过程以及其理论依据。
步骤1：计算台风风速、线路抗风能力、运行年限和受影响线路数量所造成的台风影响因子：
temp i = 0 , V m ≤ V i ( V m - V i ) × Y i , V m > V i , 式中tempi为单条线路抗风指数，Vm为首次出现台风时刻与所述预测台风出现时刻的时间区间内台风的最大风速，Vi为单条线路的抗风等级(包括支线在内的最小设计风速)；Yi为单条线路的运行年限；
以某单位区域内供电局为单位，计算该供电局的平均线路抗风指数AVG：
式中AVG为单位区域内供电局的平均线路抗风指数；
在此基础上，计算该供电局的台风影响因子E：
E＝AVG×(N1/S2)，式中E为该供电局的台风影响因子，对其计算结果取整。
步骤2：根据所述评估线路损失模块得出的故障因子F和步骤1得出的台风影响因子E，建立应急人员需求预测模型，对应急人员数量和应急车辆数量进行预测：
预计抢修人数X＝E*K1+F*K2；其中K1＝1.5，K2＝0.5；
预计抢修车辆Q＝F*K3；其中K3＝0.25；
步骤3：预测断杆数量和倒(斜)杆数量：
λ 1 = 0 , V m ≤ V i + 3 ∂ ( V m - V i - 3 ) 3 , V m > V i + 3 , 式中λi为第i条跳闸线路的跳闸因子，其中并对该结果取整后再求取λi的值；Vi为单条跳闸线路的抗风等级(包括支线在内的最小设计风速)；
以单位区域内供电局为单位，计算该供电局所辖范围内所有跳闸线路的跳闸因子式中N2为该供电局跳闸线路总数；
预测断杆数量K＝G/N2；
预测倒(斜)杆数量L＝3×K。
如图2所示，在其中一个实施例中，步骤S400之后还有步骤：
S500：巡检灾后配电网，获取配电网灾后数据，记录受灾中实际支出抢修资源的数据，根据所述配电网灾后数据和所述受灾中实际支出抢修资源的数据修正所述配电网损失模型和所述抢修资源需求预测模型。
根据灾后巡线结果，如中压受损情况、低压受损情况等，反馈修正应急资源需求，将实际出动的抢修人员数量和车辆数量替换所述预测应急人员模块预测线路的抢修人数和车辆数量，用以修正同类线路预测值，即修正配电网损失模型和抢修资源需求预测模型，以不断更新配电网损失模型和抢修资源需求预测模型，使其更加接近真实情况，从而实现预测数据更加准确、高效，确保电网系统的安全高效运行。
如图3所示，一种配电网应急抢修所需资源调度系统，包括：
基础数据分析模块100，用于获取台风数据和配电网数据，解析所述台风数据和所述配电网数据，获得配电网的承灾体基础数据；
配电网损失预测结果模块200，用于根据所述台风数据以及所述配电网的承灾体基础数据，预测台风灾害对配电网造成的损失，获取配电网损失预测结果；
当前所需抢修资源数据计算模块300，用于根据所述配电网中线路损失预测结果、所述台风数据以及配电网的承灾体基础数据，计算当前所需抢修资源数据，其中，所述所需抢修资源数据包括抢修人员数据和抢修车辆数据；
调度模块400，用于根据当前所需抢修资源数据，对台风灾害下的配电网应急抢修所需资源进行调度。
本发明配电网应急抢修所需资源调度系统，基础数据分析模块100获取台风数据和配电网数据，并对其进行解析，配电网的承灾体基础数据，配电网损失预测结果模块200根据这些数据对台风灾害对配电网的损失进行预测，获取配电网损失预测结果，当前所需抢修资源数据计算模块300整合基础数据和配电网损失预测结果，计算当前所需抢修资源数据(例如抢修车辆数据和抢修人员数据)，调度模块400根据当前所需抢修资源数据，对台风灾害下的配电网应急抢修所需资源进行调度。整个过程中，根据采集到的台风数据和配电网数据，分析、预测计算出受灾信息预测抢修资源需求，再根据计算出的当前所需抢修资源数据，对抢修资源进行合理配置，从而提高配电网应急抢修决策反应速度，实现抢修资源高效配置，由被动管理转向主动管理，有效保障供电局的生产安全，最大程度减少员工伤亡和财产损失。
如图4所示，在其中一个实施例中，所述配电网损失预测结果模块200具体包括：
电网故障因子值计算单元220，用于根据所述台风数据和所述配电网的承灾体基础数据，计算配电网故障因子值；
电网损失模型构建单元240，用于根据所述故障因子值，建立配电网损失模型；
电网损失预测结果获取单元260，用于根据所述配电网损失模型，预测台风灾害对配电网造成的损失，获取配电网损失预测结果。
如图4所示，在其中一个实施例中，所述配电网损失预测结果模块300具体包括：
台风影响因子计算单元320，用于根据所述台风数据和配电网的承灾体基础数据，计算台风影响因子；
抢修资源需求预测模型构建单元340，用于根据所述台风影响因子和所述配电网中线路损失预测结果，构建抢修资源需求预测模型；
当前所需抢修资源数据计算单元360，用于根据所述抢修资源需求预测模型，计算当前所需抢修资源数据。
如图4所示，在其中一个实施例中，所述配电网应急抢修所需资源调度系统还包括：
修正模块500，用于巡检灾后配电网，获取配电网灾后数据，记录受灾中实际支出抢修资源的数据，根据所述配电网灾后数据和所述受灾中实际支出抢修资源的数据修正所述配电网损失模型和所述抢修资源需求预测模型。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种配电网应急抢修所需资源调度方法，其特征在于，包括步骤：
获取台风数据和配电网数据，解析所述台风数据和所述配电网数据，获得配电网的承灾体基础数据；
根据所述台风数据以及所述配电网的承灾体基础数据，预测台风灾害对配电网造成的损失，获取配电网损失预测结果；
根据所述配电网中线路损失预测结果、所述台风数据以及配电网的承灾体基础数据，计算当前所需抢修资源数据，其中，所述所需抢修资源数据包括抢修人员数据和抢修车辆数据；
根据当前所需抢修资源数据，对台风灾害下的配电网应急抢修所需资源进行调度。
2.根据权利要求1所述的配电网应急抢修所需资源调度方法，其特征在于，所述根据所述台风数据以及所述配电网的承灾体基础数据，预测台风灾害对配电网造成的损失，获取配电网损失预测结果具体包括步骤：
根据所述台风数据和所述配电网的承灾体基础数据，计算配电网故障因子值；
根据所述故障因子值，建立配电网损失模型；
根据所述配电网损失模型，预测台风灾害对配电网造成的损失，获取配电网损失预测结果。
3.根据权利要求1所述的配电网应急抢修所需资源调度方法，其特征在于，所述根据所述配电网中线路损失预测结果、所述台风数据以及配电网的承灾体基础数据，计算当前所需抢修资源数据具体包括步骤：
根据所述台风数据和配电网的承灾体基础数据，计算台风影响因子；
根据所述台风影响因子和所述配电网中线路损失预测结果，构建抢修资源需求预测模型；
根据所述抢修资源需求预测模型，计算当前所需抢修资源数据。
4.根据权利要求2所述的配电网应急抢修所需资源调度方法，其特征在于，所述根据所述配电网中线路损失预测结果、所述台风数据以及配电网的承灾体基础数据，计算当前所需抢修资源数据具体包括步骤：
根据所述台风数据和配电网的承灾体基础数据，计算台风影响因子；
根据所述台风影响因子和所述配电网中线路损失预测结果，构建抢修资源需求预测模型；
根据所述抢修资源需求预测模型，计算当前所需抢修资源数据。
5.根据权利要求4所述的配电网应急抢修所需资源调度方法，其特征在于，所述根据当前所需抢修资源数据，对台风灾害下的配电网应急抢修所需资源进行调度之后还有步骤：
巡检灾后配电网，获取配电网灾后数据，记录受灾中实际支出抢修资源的数据，根据所述配电网灾后数据和所述受灾中实际支出抢修资源的数据修正所述配电网损失模型和所述抢修资源需求预测模型。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的配电网应急抢修所需资源调度方法，其特征在于：
所述台风数据包括首次出现台风时刻、预测台风出现时刻以及在所述首次出现台风时刻与所述预测台风出现时刻的时间区间内台风的最大风速；
所述配电网的承灾体基础数据包括配电网线路长度、配电网线路抗风等级、配电网线路运行年限、单位区域内配电网线路总量、单位区域内配电网线路总长度、在所述预测台风出现时刻下配电网中受到影响的线路数量和线路长度、在所述预测台风出现时刻下配电网中受到影响的跳闸线路数量和线路长度。
7.一种配电网应急抢修所需资源调度系统，其特征在于，包括：
基础数据分析模块，用于获取台风数据和配电网数据，解析所述台风数据和所述配电网数据，获得配电网的承灾体基础数据；
配电网损失预测结果模块，用于根据所述台风数据以及所述配电网的承灾体基础数据，预测台风灾害对配电网造成的损失，获取配电网损失预测结果；
当前所需抢修资源数据计算模块，用于根据所述配电网中线路损失预测结果、所述台风数据以及配电网的承灾体基础数据，计算当前所需抢修资源数据，其中，所述所需抢修资源数据包括抢修人员数据和抢修车辆数据；
调度模块，用于根据当前所需抢修资源数据，对台风灾害下的配电网应急抢修所需资源进行调度。
8.根据权利要求7所述的配电网应急抢修所需资源调度系统，其特征在于，所述配电网损失预测结果模块具体包括：
电网故障因子值计算单元，用于根据所述台风数据和所述配电网的承灾体基础数据，计算配电网故障因子值；
电网损失模型构建单元，用于根据所述故障因子值，建立配电网损失模型；
电网损失预测结果获取单元，用于根据所述配电网损失模型，预测台风灾害对配电网造成的损失，获取配电网损失预测结果。
9.根据权利要求8所述的配电网应急抢修所需资源调度系统，其特征在于，所述配电网损失预测结果模块具体包括：
台风影响因子计算单元，用于根据所述台风数据和配电网的承灾体基础数据，计算台风影响因子；
抢修资源需求预测模型构建单元，用于根据所述台风影响因子和所述配电网中线路损失预测结果，构建抢修资源需求预测模型；
当前所需抢修资源数据计算单元，用于根据所述抢修资源需求预测模型，计算当前所需抢修资源数据。
10.根据权利要求9所述的配电网应急抢修所需资源调度系统，其特征在于，还包括：
修正模块，用于巡检灾后配电网，获取配电网灾后数据，记录受灾中实际支出抢修资源的数据，根据所述配电网灾后数据和所述受灾中实际支出抢修资源的数据修正所述配电网损失模型和所述抢修资源需求预测模型。
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