CN107977903A - 一种基于配电网gis的供电质量校核方法 - Google Patents

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张贺
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唐中柱
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夏东风
张欢欢
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Abstract

本发明公开了一种基于配电网GIS的供电质量校核方法，包括如下步骤：(1)供电区域数据准备；(2)计算供电质量相关参数所占比重；(3)供电质量可视化；(4)供电质量校核结果分析。本发明的有益效果为：基于多个指标量化供电质量，为可视化显示提供支持；自动、快速地计算各指标的贡献率，结果相对客观、准确；供电质量依托供电区域显示，为供电区域内电网设备的合理规划提供有效指导。

Description

一种基于配电网GIS的供电质量校核方法
技术领域
本发明涉及GIS和智能配电系统综合应用技术领域，尤其是一种基于配电网GIS的供电质量校核方法。
背景技术
现有的配电网GIS系统中，配电网系统与GIS系统的融合明显不足，GIS强大的空间分析能力并未真正融合到配电网应用中，大多是对配电设备的可视化显示和关联查询，数据利用不够充分。在探索配电网GIS的应用场景时发现，供电区域的供电质量衡量指标过多，难以在配电网GIS系统中量化，可视化表达更是没有数据基础。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于配电网GIS的供电质量校核方法，能够为可视化显示提供支持，计算结果准确客观。
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于配电网GIS的供电质量校核方法，包括如下步骤：
(1)供电区域数据准备；供电区域作为地理要素存储在配电网GIS中，以FID序列化编码唯一标识，将供电质量相关参数录入配电网GIS系统的相应供电区域中；
(2)计算供电质量相关参数所占比重；基于主成分分析思想，筛选部分供电区域作为样本，取其各参数值构成原始分析矩阵，经过标准化和协方差矩阵求得特征向量，进而得到各相关参数的供电质量贡献率，即所占比重；
(3)供电质量可视化；按各参数所占比重计算每个供电区域的综合供电质量，设置供电区域基于供电质量的显示样式，对供电区域进行分类着色，得到供电区域供电质量的可视化结果；
(4)供电质量校核结果分析；用户直观获取供电区域的供电质量，质量低的供电区域在配电网GIS中直接查看相关参数值，确定供电质量的主要影响因素。
优选的，步骤(1)中，供电质量相关参数包括用户平均停电时间、平均供电可用率、缺供电量和平均年停运时间。
优选的，步骤(2)中，基于主成分分析方法，构建供电质量计算矩阵，横列为供电质量参数，竖列为各样本，经过归一化并求得X的协方差矩阵求得C的特征向量P＝[p1 p2 p3]，p1、p2、p3即为各参数的供电质量贡献率。
优选的，供电质量参数有平均停运负荷、平均故障停运率和平均停运持续时间。
优选的，步骤(3)中，基于步骤(2)中得到的贡献率矩阵P，计算各供电区域的综合供电质量Y＝PX＝[y1 y2 y3 y4 …]，然后对供电区域依据供电质量分类着色。
优选的，步骤(4)中，供电质量越低的区域颜色越深，供电质量越高的区域颜色越浅。
本发明的有益效果为：基于多个指标量化供电质量，为可视化显示提供支持；自动、快速地计算各指标的贡献率，结果相对客观、准确；供电质量依托供电区域显示，为供电区域内电网设备的合理规划提供有效指导。
附图说明
图1为本发明的方法流程示意图。
图2为本发明的供电质量相关参数比重计算过程示意图。
图3为本发明的供电质量校核结果示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种基于配电网GIS的供电质量校核方法，包括如下步骤：
(1)供电区域数据准备；供电区域作为地理要素存储在配电网GIS中，以FID序列化编码唯一标识，将供电质量相关参数录入配电网GIS系统的相应供电区域中；
(2)计算供电质量相关参数所占比重；基于主成分分析思想，筛选部分供电区域作为样本，取其各参数值构成原始分析矩阵，经过标准化和协方差矩阵求得特征向量，进而得到各相关参数的供电质量贡献率，即所占比重；
(3)供电质量可视化；按各参数所占比重计算每个供电区域的综合供电质量，设置供电区域基于供电质量的显示样式，对供电区域进行分类着色，得到供电区域供电质量的可视化结果；
(4)供电质量校核结果分析；用户直观获取供电区域的供电质量，质量低的供电区域在配电网GIS中直接查看相关参数值，确定供电质量的主要影响因素。
采用唯一标识符FID建立供电区域地理要素，方便配电网GIS统一的数据管理。采用主成分分析法自动计算各供电质量参数的比重，计算结果可另选样本验证，比较准确、可靠。综合多个供电质量影响因素，对供电质量降维，并量化表示供电质量，为供电质量的可视化表达提供了数据基础。供电质量校核结果直观、准确，可深入分析供电质量低的区域的主要影响因素，从而有效指导供电区域内电网设备的合理规划。
图2是供电质量相关参数比重计算过程图。在供电区域中选择部分样例，样例个数可根据实际供电区域数量适当调整；将选择的供电区域的供电质量影响参数行列式排列构建原始矩阵；对矩阵进行标准化，并构建协方差矩阵，求解该协方差矩阵的最大特征向量，通过特征向量计算的贡献率即为供电质量相关参数的影响比重。
基于主成分分析方法，构建供电质量计算矩阵，横列为供电质量参数，竖列为各样本，经过归一化并求得X的协方差矩阵求得C的特征向量P＝[p1 p2 p3]，p1、p2、p3即为各参数的供电质量贡献率。供电质量参数有平均停运负荷、平均故障停运率和平均停运持续时间。
基于贡献率矩阵P，计算各供电区域的综合供电质量Y＝PX＝[y1 y2 y3 y4 …]，然后对供电区域依据供电质量分类着色。供电质量越低的区域颜色越深，供电质量越高的区域颜色越浅。
图3是供电质量校核结果图。基于供电区域的供电质量参数计算得到最终的供电质量量化结果，图中的校核结果只是样例结果，实际深色供电区域不会出现这么多，可调整供电质量阈值得到不同的着色结果。供电质量越低的供电区域颜色越深，可重点分析影响该供电区域供电质量的主要参数，依此提出针对性解决方案。
本发明基于配电网GIS系统，综合各供电质量影响因素计算供电区域的供电质量，并以地理可视化的形式展示，能够方便查找影响供电区域供电质量的主要因素，从而针对性的提出解决措施，这在电网设备改造升级中，有着重要的实践指导意义。
尽管本发明就优选实施方式进行了示意和描述，但本领域的技术人员应当理解，只要不超出本发明的权利要求所限定的范围，可以对本发明进行各种变化和修改。

Claims (6)

1.一种基于配电网GIS的供电质量校核方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)供电区域数据准备；供电区域作为地理要素存储在配电网GIS中，以FID序列化编码唯一标识，将供电质量相关参数录入配电网GIS系统的相应供电区域中；
(2)计算供电质量相关参数所占比重；基于主成分分析思想，筛选部分供电区域作为样本，取其各参数值构成原始分析矩阵，经过标准化和协方差矩阵求得特征向量，进而得到各相关参数的供电质量贡献率，即所占比重；
(3)供电质量可视化；按各参数所占比重计算每个供电区域的综合供电质量，设置供电区域基于供电质量的显示样式，对供电区域进行分类着色，得到供电区域供电质量的可视化结果；
(4)供电质量校核结果分析；用户直观获取供电区域的供电质量，质量低的供电区域在配电网GIS中直接查看相关参数值，确定供电质量的主要影响因素。
2.如权利要求1所述的基于配电网GIS的供电质量校核方法，其特征在于，步骤(1)中，供电质量相关参数包括用户平均停电时间、平均供电可用率、缺供电量和平均年停运时间。
3.如权利要求1所述的基于配电网GIS的供电质量校核方法，其特征在于，步骤(2)中，基于主成分分析方法，构建供电质量计算矩阵，横列为供电质量参数，竖列为各样本，经过归一化并求得X的协方差矩阵求得C的特征向量P＝[p1 p2 p3]，p1、p2、p3即为各参数的供电质量贡献率。
4.如权利要求3所述的基于配电网GIS的供电质量校核方法，其特征在于，供电质量参数有平均停运负荷、平均故障停运率和平均停运持续时间。
5.如权利要求1所述的基于配电网GIS的供电质量校核方法，其特征在于，步骤(3)中，基于步骤(2)中得到的贡献率矩阵P，计算各供电区域的综合供电质量Y＝PX＝[y1 y2 y3 y4…]，然后对供电区域依据供电质量分类着色。
6.如权利要5所述的基于配电网GIS的供电质量校核方法，其特征在于，步骤(4)中，供电质量越低的区域颜色越深，供电质量越高的区域颜色越浅。
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