CN106855959A - 一种城市配电网抢修驻点设置的优化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种城市配电网抢修驻点设置的优化方法，包含以下步骤：S1、构建驻点抢修能力的评估指标体系，包括：依次进行驻点抢修能力评估和驻点抢修饱和度分析；S2、建立城市配电网中的故障位置点的高斯混合模型；S3、根据S1和S2，对城市配电网中的抢修驻点的设置位置进行优化或更新。本发明可大幅缩短抢修驻点到达故障点的平均到达时间，提高配电网故障抢修的能力和工作效率，提升配电网供电可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种城市配电网抢修驻点设置的优化方法，具体是指一种基于DM(数据挖掘，Data Mining)的城市配电网抢修驻点设置的优化方法，属于配电网技术领域。
背景技术
配电网抢修能力是指配电网在电力用户出现故障后最大限度恢复其供电能力的度量，是衡量配电网供电可靠性的重要指标之一。随着生活水平的日益提高，人们对于配电网抢修能力的要求也越来越高。
但在实际抢修业务中，由于缺乏完备、科学的抢修能力衡量标准，难以了解配电网的抢修能力水平，无法根据实际情况对抢修业务进行整改，造成各区域配电网的抢修能力往往参差不齐，资源配置缺乏科学规划，人力资源缺乏合理统筹，最终导致配电网供电可靠性的水平降低。
基于上述，目前需要研究并建立一个城市配电网抢修驻点优化模型，能够在一定区域范围内抢修驻点数量(资源)固定的前提下，将抢修驻点在该区域内的设置位置作为研究对象，主要针对如何缩短抢修驻点到区域内故障点发生的时间进行研究与分析，收集抢修驻点与故障点的信息，包括坐标、当地气候情况、路况情况，并对这些环境因素及其影响进行分析，基于历史数据提出基于统计聚类的方法对抢修驻点布置进行优化。
发明内容
本发明的目的是提供一种城市配电网抢修驻点设置的优化方法，可大幅缩短抢修驻点到达故障点的平均到达时间，提高配电网故障抢修的能力和工作效率，提升配电网供电可靠性。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种城市配电网抢修驻点设置的优化方法，包含以下步骤：
S1、构建驻点抢修能力的评估指标体系，包括：依次进行驻点抢修能力评估和驻点抢修饱和度分析；
S2、建立城市配电网中的故障位置点的高斯混合模型；
S3、根据S1和S2，对城市配电网中的抢修驻点的设置位置进行优化或更新。
所述的S1中，对于驻点抢修能力评估的方法，具体包含以下步骤：
SA1、统计区域内当前驻点的抢修范围；
SA2、依据配备的交通工具和路况拥堵程度计算到达时间和寻址时间之和；
SA3、根据故障类型计算修复时间；
SA4、对各驻点抢修能力进行计算，驻点抢修能力是指单个驻点每个月的理论抢修工单量；
SA5、返回执行SA1～SA4，计算下一个驻点的抢修能力，直至所有驻点的抢修能力全部计算完毕。
所述的SA4中，驻点抢修能力表示为：
其中，h表示一个班组每天的工作时间；60表示每小时有60分钟；m表示每天工作的总班组数；n表示每个驻点同时的工单处理量；T1表示到达时间和寻址时间之和；T2表示修复时间。
所述的S1中，对于驻点抢修饱和度分析的方法，具体包含以下步骤：
SB1、当计算得到所有驻点的抢修能力后，统计驻点每月工单量，即一年中各驻点每月的工单受理量；
SB2、根据驻点每月工单量，对各驻点每月的抢修工作是否饱和进行核定，计算驻点抢修饱和度；
SB3、将计算得到的各个驻点的抢修饱和度与饱和度指标数进行比对，对城市配电网各个抢修驻点进行饱和度评估；
SB4、对城市配电网各个抢修驻点的饱和度评估结果进行校验，如校验未通过则返回SB2重新计算抢修饱和度。
所述的SB2中，驻点抢修饱和度是指驻点每月完成的工单量与驻点抢修能力的比值，其反映了该驻点每月的实际工作压力，表示为：
所述的SB3中，饱和度指标数具体为：抢修饱和度在[0，0.1)范围内时，表示重度欠饱和，抢修能力严重过剩；抢修饱和度在[0.1，0.4)范围内时，表示中度欠饱和，抢修能力偏过剩；抢修饱和度在[0.4，0.6)范围内时，表示轻度欠饱和，抢修能力轻微过剩；抢修饱和度在[0.6，1.0)范围内时，表示正常，抢修能力与实际抢修量相匹配；抢修饱和度在[1.0，1.2)范围内时，表示轻度过饱和，抢修能力轻微不足；抢修饱和度在[1.2，1.5)范围内时，表示中度过饱和，抢修能力偏不足；抢修饱和度≥1.5时，表示重度过饱和，抢修能力严重不足。
所述的S3中，具体包含以下步骤：
S31、分析影响各抢修驻点到达故障点时间的因素，确定每个因素的权重，以表示其对达到时间的影响程度；
S32、将所有故障点分别划分给各个抢修驻点，划分准则是：故障点到达对应抢修驻点的加权距离要比其到达其他抢修驻点的加权距离小；
S33、优化抢修驻点的设置位置，要使所有故障点达到其对应抢修驻点的加权距离总和最小。
综上所述，本发明所述的城市配电网抢修驻点设置的优化方法，对现有抢修能力进行科学评估，提出合理性建议，可以大幅度缩短抢修驻点到达故障点的平均到达时间，提高配电网故障抢修的能力和工作效率，提升配电网供电可靠性，优化配置资源，提高服务质量的目标，对不同配电网的抢修能力对比和竞争以及提升配电网自动化水平具有较好的指导意义。
附图说明
图1是本发明中的驻点抢修能力评估方法的流程图；
图2是本发明中的驻点抢修饱和度分析方法的流程图；
图3是本发明中的城市配电网抢修驻点设置的优化方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图，详细说明本发明的一个优选实施例，以使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解。
如图3所示，本发明所提供的城市配电网抢修驻点设置的优化方法，包含以下步骤：
S1、构建驻点抢修能力的评估指标体系，包括：依次进行驻点抢修能力评估和驻点抢修饱和度分析；
S2、建立城市配电网中的故障位置点的高斯混合模型；
S3、根据S1和S2，对城市配电网中的抢修驻点的设置位置进行优化或更新。
所述的S1中，由于配电网抢修系统是一个十分复杂的故障响应系统，整个过程受到资源、人员和环境等各种条件的影响；根据电力抢修业务的内容和特点，可以通过两个方面来判断电力公司的抢修能力，包括驻点抢修能力评估和驻点抢修饱和度分析。
如图1所示，所述的S1中，对于驻点抢修能力评估的方法，具体包含以下步骤：
SA1、统计区域内当前驻点的抢修范围；
SA2、依据配备的交通工具和路况拥堵程度计算到达时间和寻址时间之和T1；
SA3、根据故障类型计算修复时间T2；
SA4、通过实地调研，结合区域面积、出勤方式、抢修模式等因素，对各驻点抢修能力进行测算；驻点抢修能力定义为单个驻点每个月的理论抢修工单量，表示为：
其中，h表示一个班组每天的工作时间，通常为8小时；60表示每小时有60分钟；m表示每天工作的总班组数，通常为3个班组；n表示每个驻点同时的工单处理量，通常位于市区n取2(驾驶电瓶车抢修，二人抢修，一人待命)，位于郊区n取1(三人一部机动车抢修)；T1表示到达时间和寻址时间之和；T2表示修复时间；
SA5、返回执行SA1～SA4，计算下一个驻点的抢修能力，直至所有驻点的抢修能力全部计算完毕。
如图2所示，所述的S1中，对于驻点抢修饱和度分析的方法，具体包含以下步骤：
SB1、当计算得到所有驻点的抢修能力后，统计驻点每月工单量，即一年中各驻点每月的工单受理量；
SB2、根据驻点每月工单量，对各驻点每月的抢修工作是否饱和进行核定，即计算驻点抢修饱和度；驻点抢修饱和度定义为驻点每月完成的工单量与驻点抢修能力的比值，其反映了该驻点每月的实际工作压力，表示为：
SB3、将计算得到的各个驻点的抢修饱和度与饱和度指标数进行比对，对城市配电网各个抢修驻点进行饱和度评估；
SB4、对城市配电网各个抢修驻点的饱和度评估结果进行校验，如校验未通过则返回SB2重新计算抢修饱和度。
所述的SB3中，饱和度指标数为：
| 抢修饱和度区间 | 意义 | 评估 |
| [0，0.1) | 重度欠饱和 | 抢修能力严重过剩 |
| [0.1，0.4) | 中度欠饱和 | 抢修能力偏过剩 |
| [0.4，0.6) | 轻度欠饱和 | 抢修能力轻微过剩 |
| [0.6，1.0) | 正常 | 抢修能力与实际抢修量相匹配 |
| [1.0，1.2) | 轻度过饱和 | 抢修能力轻微不足 |
| [1.2，1.5) | 中度过饱和 | 抢修能力偏不足 |
| ≥1.5 | 重度过饱和 | 抢修能力严重不足 |
根据上述饱和度指标数，能够对各个驻点的抢修饱和度进行评估。
所述的S2中，高斯混合模型(GMM，Gaussian Mixture Model)是单一高斯密度函数的延伸，而高斯密度函数是一种参数化模型；所述的高斯混合模型能够平滑地近似任意形状的密度分布，采用最大期望(EM，Expectation Maximization)算法求解高斯混合模型中的极大似然估计。
所述的S3中，具体包含以下步骤：
S31、分析影响各抢修驻点到达故障点时间的因素，即给每个因素一个权重来表示其对达到时间的影响程度；
S32、将所有故障点分别划分给各个抢修驻点，划分准则是：故障点到达对应抢修驻点的加权距离要比其到达其他抢修驻点的加权距离小；
S33、所有抢修驻点的设置位置要使得所有故障点达到其对应抢修驻点的加权距离总和最小。
本实施例中，通过对某城市供电区A区的配电网中的抢修驻点的设置位置进行优化更新为例进行分析。
A区共有6个驻点，以之前发生的400个故障点作为样本数据，进行抢修驻点设置位置的优化。已知：1)A区现有的6个驻点和400个故障点的城市坐标；2)故障发生时间段，天气是否恶劣(大雪或暴雨)，所在地区(市区或郊区)。优化目标：寻找6个新的抢修驻点，使得6个新的抢修驻点比6个旧的抢修驻点到达400个故障点的平均时间短。
具体优化方案为：首先，分析影响驻点到达故障点时间的因素的重要性，即给每个因素一个权重来表示其对达到时间的影响程度；其次，6个现有驻点将400个故障点分成6份，且每一份中的每个故障点到达对应抢修驻点的加权距离要比到达其他驻点的加权距离小；6个抢修驻点的设置位置要使得所有故障点达到其对应抢修驻点的加权距离总和要最小；从而对抢修驻点的设置位置进行优化。
在进行抢修驻点的设置位置的优化之前，A区6个抢修驻点到400个故障点的平均到达加权距离是3.45km。而在优化之后，A区6个抢修驻点到400个故障点的平均到达加权距离是2.35km，比之前的3.45km缩短很多。
在优化过程中，考虑了道路、天气、时间段的因素，所以最优驻点不仅考虑到了实际物理上的距离，还考虑了道路交通情况，因为交通繁忙时，或交通不便利，或天气恶劣时的故障点的权重较大，所以最优故障点会更多的考虑这些不利情况而将其克服掉，从而得到的是在考虑了多个因素之后的加权距离最短。例如在交通繁忙时，虽然最优的实际物理距离最短，但是因为实际距离没有考虑交通的因素，所以在这种情况下，在路上可能会遇到堵车而使得到达时间反会更长。因为加权距离考虑了时间段上下班高峰因素，所以在这种情况下，虽然同样会遇到堵车情况发生，但是通过加权距离选出来的驻点会更靠近故障点而使得到达时间缩短。
本发明所述的城市配电网抢修驻点设置的优化方法，对现有抢修能力进行科学评估，提出合理性建议，可以大幅度缩短抢修驻点到达故障点的平均到达时间，提高配电网故障抢修的能力和工作效率，提升配电网供电可靠性，优化配置资源，提高服务质量的目标，对不同配电网的抢修能力对比和竞争以及提升配电网自动化水平具有较好的指导意义。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和有益效果。本领域技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由权利要求书界定。
Claims (7)
1.一种城市配电网抢修驻点设置的优化方法，其特征在于，包含以下步骤：
S1、构建驻点抢修能力的评估指标体系，包括：依次进行驻点抢修能力评估和驻点抢修饱和度分析；
S2、建立城市配电网中的故障位置点的高斯混合模型；
S3、根据S1和S2，对城市配电网中的抢修驻点的设置位置进行优化或更新。
2.如权利要求1所述的城市配电网抢修驻点设置的优化方法，其特征在于，所述的S1中，对于驻点抢修能力评估的方法，具体包含以下步骤：
SA1、统计区域内当前驻点的抢修范围；
SA2、依据配备的交通工具和路况拥堵程度计算到达时间和寻址时间之和；
SA3、根据故障类型计算修复时间；
SA4、对各驻点抢修能力进行计算，驻点抢修能力是指单个驻点每个月的理论抢修工单量；
SA5、返回执行SA1～SA4，计算下一个驻点的抢修能力，直至所有驻点的抢修能力全部计算完毕。
3.如权利要求2所述的城市配电网抢修驻点设置的优化方法，其特征在于，所述的SA4中，驻点抢修能力表示为：
其中，h表示一个班组每天的工作时间；60表示每小时有60分钟；m表示每天工作的总班组数；n表示每个驻点同时的工单处理量；T1表示到达时间和寻址时间之和；T2表示修复时间。
4.如权利要求2所述的城市配电网抢修驻点设置的优化方法，其特征在于，所述的S1中，对于驻点抢修饱和度分析的方法，具体包含以下步骤：
SB1、当计算得到所有驻点的抢修能力后，统计驻点每月工单量，即一年中各驻点每月的工单受理量；
SB2、根据驻点每月工单量，对各驻点每月的抢修工作是否饱和进行核定，计算驻点抢修饱和度；
SB3、将计算得到的各个驻点的抢修饱和度与饱和度指标数进行比对，对城市配电网各个抢修驻点进行饱和度评估；
SB4、对城市配电网各个抢修驻点的饱和度评估结果进行校验，如校验未通过则返回SB2重新计算抢修饱和度。
5.如权利要求4所述的城市配电网抢修驻点设置的优化方法，其特征在于，所述的SB2中，驻点抢修饱和度是指驻点每月完成的工单量与驻点抢修能力的比值，其反映了该驻点每月的实际工作压力，表示为：
6.如权利要求4所述的城市配电网抢修驻点设置的优化方法，其特征在于，所述的SB3中，饱和度指标数具体为：
抢修饱和度在[0，0.1)范围内时，表示重度欠饱和，抢修能力严重过剩；
抢修饱和度在[0.1，0.4)范围内时，表示中度欠饱和，抢修能力偏过剩；
抢修饱和度在[0.4，0.6)范围内时，表示轻度欠饱和，抢修能力轻微过剩；
抢修饱和度在[0.6，1.0)范围内时，表示正常，抢修能力与实际抢修量相匹配；
抢修饱和度在[1.0，1.2)范围内时，表示轻度过饱和，抢修能力轻微不足；
抢修饱和度在[1.2，1.5)范围内时，表示中度过饱和，抢修能力偏不足；
抢修饱和度≥1.5时，表示重度过饱和，抢修能力严重不足。
7.如权利要求4所述的城市配电网抢修驻点设置的优化方法，其特征在于，所述的S3中，具体包含以下步骤：
S31、分析影响各抢修驻点到达故障点时间的因素，确定每个因素的权重；
S32、将所有故障点分别划分给各个抢修驻点，划分准则是：故障点到达对应抢修驻点的加权距离要比其到达其他抢修驻点的加权距离小；
S33、优化抢修驻点的设置位置，要使所有故障点达到其对应抢修驻点的加权距离总和最小。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20170616 |