CN109409786A - 配电网可靠性的评估方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种配电网可靠性的评估方法及系统，涉及配电网技术领域，包括建模步骤，根据历史数据中各年份的配电网统计数据，建立关联分析模型；计算步骤，将配电网统计数据中的过程管控指标参数，代入关联分析模型中进行计算，得到配电网过程管控指标参数相对应的权重系数；评估步骤，通过关联分析模型，根据权重系数得到配电网规划年的供电可靠性指标的评估结果。通过提供的关联分析模型确定供电可靠性与过程管控指标参数之间的关联程度，能够精确发现存在于大量电力数据中的关联性和相关性，提升了现有对配电网供电可靠性进行分析时的精度。

Description

配电网可靠性的评估方法及系统
技术领域
本发明涉及配电网技术领域，尤其是涉及一种配电网可靠性的评估方法及系统。
背景技术
配电网的可靠性是电力系统的最基本要求之一，供电不可靠造成的停电事故会造成大量的经济损失，严重时甚至导致人员伤亡事故，因此有必要对配电网过程管控指标参数进行分解和控制，得到对供电可靠性影响显著的过程管控指标参数，以便对配电网进行有针对性的管理，可以有效提升配电网的可靠性。
配电网供电可靠性指标按照停电类型分为：故障停电类指标、预安排停电类指标。因此在研究可靠性指标与过程管控指标参数之间的关系时，常将可靠性指标按照故障停电和预安排停电分别进行分析。
常用的故障停电类指标有系统平均故障停电时间(System AverageInterruption Duration Index-Fault,SAIDI-F)和系统平均故障停电频率(SystemAverage Interruption Frequency Index-Fault,SAIFI-F)；常见的预安排停电类指标有系统平均预安排停电时间(System Average Interruption Duration Index–Scheduled,SAIDI-S)和系统用户预安排停电频率(System Average Interruption Frequency Index–Scheduled,SAIFI-S)。
配电网的过程管控指标参数，主要包括：状态检修覆盖率、带电作业率、线路平均分段数、线路联络率、线路可转供电率、线路电缆化率、抢修平均到达时间、配电自动化覆盖率等。
其中与故障类停电有关的过程管控指标参数主要有：抢修平均到达现场时间、线路平均分段数、线路联络率、线路可转供电率、线路电缆化率和配电自动化覆盖率等；与预安排类停电有关的过程管控指标参数主要有：带电作业率、状态检修覆盖率、线路平均分段数、线路联络率、线路可转供电率、线路电缆化率等。
配电网可靠性指标是一项综合性指标，直接影响着配电网的安全运行，也影响着电力企业的经济效益。当前对配电网供电可靠性进行分析时，往往难以直接给出过程管控指标参数与可靠性指标的精确解析模型，难以精确的完成对配电网过程管控指标参数进行分解控制。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种配电网可靠性的评估方法及系统，通过提供的关联分析模型确定供电可靠性与过程管控指标参数之间的关联程度，能够精确发现存在于大量电力数据中的关联性和相关性，提升了现有对配电网供电可靠性进行分析时的精度。
第一方面，本发明实施例提供了一种配电网可靠性评估方法，其中，所述方法包括以下步骤：
建模步骤：根据历史数据中各年份的配电网统计数据，建立关联分析模型；
计算步骤：将配电网统计数据中的过程管控指标参数，代入关联分析模型中进行计算，得到配电网过程管控指标参数相对应的权重系数；
评估步骤：通过关联分析模型，根据权重系数得到配电网规划年中供电可靠性指标的评估结果。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，建模步骤，包括：
根据历史数据中各年份的配电网统计数据，采用如下关联分析算式建立关联分析模型：
其中，为第t年的可靠性指标，i为可靠性指标的种类；
为与可靠性指标相对应的第t年的配电网过程管控指标参数，j代表过程管控指标参数的数量；
为配电网过程管控指标参数相对应的权重系数。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，计算步骤，包括：
将配电网统计数据中的过程管控指标参数，代入关联分析模型中，采用最小二乘法进行计算，得到配电网过程管控指标参数相对应的权重系数；
所述最小二乘法采用矩阵法求解，其中：
所求矩阵的行数为历史数据的年份数量；
所求矩阵的列数为配电网过程管控指标参数的数量。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，评估步骤包括：
根据权重系数以及规划年的配电网的供电可靠性指标，通过关联分析算式，得到规划年的过程管控指标参数分解的结果，规划年的过程管控指标参数分解的结果包括规划年的故障停电类可靠性指标和预安排停电类可靠性指标。
结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，规划年的供电可靠性指标评估结果，为规划年的故障停电类可靠性指标与预安排停电类可靠性指标之和。
第二方面，本发明实施例提供了一种配电网可靠性评估系统，其中，所述系统包括以下单元：
建模单元，用于根据历史数据中各年份的配电网统计数据，建立关联分析模型；
计算单元，用于将配电网统计数据中的过程管控指标参数，代入关联分析模型中进行计算，得到配电网过程管控指标参数相对应的权重系数；
评估单元，用于通过关联分析模型，根据权重系数得到配电网规划年中供电可靠性指标的评估结果。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，建模单元，包括：
根据历史数据中各年份的配电网统计数据，采用如下关联分析算式建立关联分析模型：
其中，为第t年的可靠性指标，i为可靠性指标的数量；
为与可靠性指标相对应的第t年的配电网过程管控指标参数，j代表过程管控指标参数的数量；
为配电网过程管控指标参数相对应的权重系数。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，计算单元，包括：
将配电网统计数据中的过程管控指标参数，代入关联分析模型中，采用最小二乘法进行计算，得到配电网过程管控指标相对应的权重系数；
所述最小二乘法采用矩阵法求解，其中：
所求矩阵的行数为所述历史数据的年份数量；
所求矩阵的列数为所述配电网过程管控指标参数的数量。
结合第二方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，评估单元包括：
根据权重系数以及规划年的配电网的供电可靠性指标，通过关联分析算式，得到规划年的过程管控指标参数分解的结果，规划年的过程管控指标参数分解的结果包括规划年的故障停电类可靠性指标和预安排停电类可靠性指标。
结合第二方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，规划年的供电可靠性指标评估结果，为规划年的故障停电类可靠性指标与预安排停电类可靠性指标之和。
本发明实施例带来了以下有益效果：
本发明提供了一种配电网可靠性的评估方法及系统，包括以下步骤：建模步骤，根据历史数据中各年份的配电网统计数据，建立关联分析模型；计算步骤，将所述配电网统计数据中的过程管控指标参数，代入所述关联分析模型中进行计算，得到配电网过程管控指标参数相对应的权重系数；评估步骤，通过所述关联分析模型，根据所述权重系数得到配电网规划年的供电可靠性指标的评估结果。通过提供的关联分析模型确定供电可靠性与过程管控指标参数之间的关联程度，能够精确发现存在于大量电力数据中的关联性和相关性，提升了现有对配电网供电可靠性进行分析时的精度。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供一种配电网可靠性的评估方法流程图；
图2为本发明实施例提供一种配电网可靠性的评估系统示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
配电网的可靠性是电力系统的最基本要求之一，供电不可靠造成的停电事故会造成大量的经济损失，严重时甚至导致人员伤亡事故，因此有必要对配电网过程管控指标参数进行分解和控制，得到对供电可靠性影响显著的过程管控指标参数，以便对配电网进行有针对性的管理，可以有效提升配电网的可靠性。
配电网供电可靠性指标按照停电类型分为：故障停电类指标、预安排停电类指标。因此在研究可靠性指标与过程管控指标参数之间的关系时，常将可靠性指标按照故障停电和预安排停电分别进行分析。
常用的故障停电类指标有系统平均故障停电时间(System AverageInterruption Duration Index–Fault，简称SAIDI-F)和系统平均故障停电频率(SystemAverage Interruption Frequency Index–Fault，简称SAIFI-F)；常见的预安排停电类指标有系统平均预安排停电时间(System Average Interruption Duration Index–Scheduled，简称SAIDI-S)和系统用户预安排停电频率(System Average InterruptionFrequency Index–Scheduled，简称SAIFI-S)。
配电网的过程管控指标参数，主要包括：状态检修覆盖率、带电作业率、线路平均分段数、线路联络率、线路可转供电率、线路电缆化率、抢修平均到达时间、配电自动化覆盖率等。
其中与故障类停电有关的过程管控指标参数主要有抢修平均到达现场时间、线路平均分段数、线路联络率、线路可转供电率、线路电缆化率和配电自动化覆盖率等；与预安排类停电有关的过程管控指标参数主要有带电作业率、状态检修覆盖率、线路平均分段数、线路联络率、线路可转供电率、线路电缆化率等。
配电网可靠性指标是一项综合性指标，直接影响着配电网的安全运行，也影响着电力企业的经济效益。当前对配电网供电可靠性进行分析时，往往难以直接给出过程管控指标参数与可靠性指标的精确解析模型，难以精确的完成对配电网过程管控指标参数进行分解控制。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种配电网可靠性的评估方法及系统进行详细介绍。
实施例一：
图1是本发明实施例提供一种配电网可靠性的评估方法流程图，包括以下步骤：
步骤S100：根据历史数据中各年份的配电网统计数据，建立关联分析模型。
以某地A为例，在获取n年前的配电网统计历史数据中，配电网的过程管控指标参数主要包括：状态检修覆盖率、带电作业率、线路平均分段数、线路联络率、线路可转供电率、线路电缆化率、抢修平均到达时间、配电自动化覆盖率等。
配电网供电可靠性指标包括：故障停电类指标有系统平均故障停电时间(SystemAverage Interruption Duration Index–Fault，简称SAIDI-F)和系统平均故障停电频率(System Average Interruption Frequency Index-Fault，简称SAIFI-F)；预安排停电类指标有系统平均预安排停电时间(System Average Interruption Duration Index–Scheduled，简称SAIDI-S)和系统用户预安排停电频率(System Average InterruptionFrequency Index–Scheduled，简称SAIFI-S)。
本实施例中，与故障类停电有关的过程管控指标参数主要有抢修平均到达现场时间、线路平均分段数、线路联络率、线路可转供电率、线路电缆化率和配电自动化覆盖率，共6项；与预安排类停电有关的过程管控指标参数主要有带电作业率、状态检修覆盖率、线路平均分段数、线路联络率、线路可转供电率、线路电缆化率，共6项。在其他实施方式中，上述与故障类停电有关的过程管控指标参数和与预安排类停电有关的过程管控指标参数，并不限定于本实施例中提供的6项。
关联分析模型，采用关联分析算式进行建模，所述关联分析算式如下所示：
其中，为第t年的可靠性指标，i为可靠性指标的数量；
为与可靠性指标相对应的第t年的配电网过程管控指标参数，j代表过程管控指标参数的数量；
为配电网过程管控指标参数相对应的权重系数。
关联分析模型包括以下两种关联模型：
配电网过程管控指标参数与故障类停电可靠性指标的关联模型；
配电网过程管控指标参数与预安排类停电可靠性指标的关联模型。
上述两种模型分别用于步骤S200中，用来分别计算两种模型中的权重系数。
步骤S200：将所述配电网统计数据中的历史年过程管控指标参数，代入所述关联分析模型中进行计算，得到配电网过程管控指标参数相对应的权重系数。
以某地A的n年之内的配电网系统故障类停电可靠性指标为例，包括系统平均故障停电时间指标SAIDI-F和系统平均故障停电频率SAIFI-F。
首先计算系统平均故障停电时间指标SAIDI-F的模型权重系数，假设历史年记为从第1年到第n年，通过已建立的配电网特性参数与故障停电类可靠性指标的关联分析模型得到如下方程组：
其中，分别为第1年至n年的系统平均停电时间指标RSAIDI-F，分别为第1年至第n年的6个与系统平均停电时间指标有关的配电网过程管控指标参数(抢修平均到达现场时间、线路平均分段数、线路联络率、线路可转供电率、线路电缆化率和配电自动化覆盖率)，分别为上述6个配电网过程管控指标参数相对于系统平均停电时间指标的权重系数WSAIDI-F。
上式可简写为
[RSAIDI-F]＝[G]T[WSAIDI-F]
采用最小二乘法求解以上算式，可得到
[G][RSAIDI-F]＝[G][G]T[WSAIDI-F]
进一步，可得到
[WSAIDI-F]＝([G][G]T)-1[G][RSAIDI-F]
由此得到系统平均故障停电时间指标SAIDI-F的模型权重系数同上步骤得到系统平均故障停电频率指标SAIFI-F的模型权重系数
同理可得，系统预安排停电类指标中，系统平均预安排停电时间指标SAIDI-S的模型权重系数系统用户预安排停电频率指标SAIFI-S的模型权重系数
步骤S300：通过所述关联分析模型，根据所述权重系数得到配电网规划年的供电可靠性指标的评估结果。
以系统平均故障停电时间指标参数为例，在得到配电网过程管控指标参数相对应的权重系数后，根据目标年的配电网可靠性指标得到目标年SAIDI-F对应的配电网过程管控指标参数RSAIDI-F；同理得到SAIFI-F对应的配电网过程管控指标参数RSAIFI-F。
根据上述思路，得到A地在目标年SAIDI-S对应的配电网过程管控指标参数RSAIDI -S；同理得到SAIFI-S对应的配电网过程管控指标参数RSAIFI-S。
将上述得到的故障停电类可靠性指标与预安排停电类可靠性指标进行综合累加，得到A地在目标年的可靠性指标评估结果。
在通过历史数据建立的关联分析模型并确定了相应的过程管控指标参数的权重系数后，可通过模型分析供电可靠性与过程管控指标参数之间的关联程度。本实施例中提供的配电网可靠性的评估方法简单实用，能够发现存在于大量电力数据集中的关联性和相关性，而且数据积累越多，关联分析模型就越精确，可有效提升现有配电网供电可靠性分析时的精度。
实施例二：
本发明实施例还提供了一种配电网可靠性的评估系统，如图2所示，该系统包括以下单元：
建模单元210，用于根据历史数据中各年份的配电网统计数据，建立关联分析模型；
计算单元220，用于所述配电网统计数据中的过程管控指标参数，带入所述关联分析模型中进行计算，得到配电网过程管控指标参数相对应的权重系数。
评估单元230，用于通过所述关联分析模型，根据所述权重系数得到配电网规划年中供电可靠性指标的评估结果。
在实施例一中提供的配电网可靠性的评估方法可以由上述装置执行，上述装置可以为计算机等智能终端
本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种配电网可靠性评估方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
建模步骤：根据历史数据中各年份的配电网统计数据，建立关联分析模型；
计算步骤：将所述配电网统计数据中的过程管控指标参数，代入所述关联分析模型中进行计算，得到配电网过程管控指标参数相对应的权重系数；
评估步骤：通过所述关联分析模型，根据所述权重系数得到配电网规划年的供电可靠性指标的评估结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建模步骤，包括：
根据历史数据中各年份的配电网统计数据，采用如下关联分析算式建立关联分析模型：
其中，为第t年的可靠性指标，i为可靠性指标的种类；
为与可靠性指标相对应的第t年的配电网过程管控指标参数，j代表过程管控指标参数的数量；
为配电网过程管控指标参数相对应的权重系数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算步骤，包括：
将所述配电网统计数据中的过程管控指标参数，代入所述关联分析模型中，采用最小二乘法进行计算，得到配电网过程管控指标参数相对应的权重系数；
所述最小二乘法采用矩阵法求解，其中：
所求矩阵的行数为所述历史数据的年份数量；
所求矩阵的列数为所述配电网过程管控指标参数的数量。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述评估步骤包括：
根据权重系数以及规划年的配电网的供电可靠性指标，通过所述关联分析算式，得到规划年的过程管控指标参数分解的结果，所述规划年的过程管控指标参数分解的结果包括规划年的故障停电类可靠性指标和预安排停电类可靠性指标。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述规划年的供电可靠性指标评估结果，为所述规划年的故障停电类可靠性指标与预安排停电类可靠性指标之和。
6.一种配电网可靠性评估系统，其特征在于，所述系统包括以下单元：
建模单元，用于根据历史数据中各年份的配电网统计数据，建立关联分析模型；
计算单元，用于将所述配电网统计数据中的过程管控指标参数，代入所述关联分析模型中进行计算，得到配电网过程管控指标参数相对应的权重系数；
评估单元，用于通过所述关联分析模型，根据所述权重系数得到配电网规划年中供电可靠性指标的评估结果。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述建模单元，包括：
根据历史数据中各年份的配电网统计数据，采用如下关联分析算式建立关联分析模型：
其中，为第t年的可靠性指标，i为可靠性指标的种类；
为与可靠性指标相对应的第t年的配电网过程管控指标参数，j代表过程管控指标参数的数量；
为配电网过程管控指标参数相对应的权重系数。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述计算单元，包括：
将所述配电网统计数据中的过程管控指标参数，代入所述关联分析模型中，采用最小二乘法进行计算，得到配电网过程管控指标参数相对应的权重系数；
所述最小二乘法采用矩阵法求解，其中：
所求矩阵的行数为所述历史数据的年份数量；
所求矩阵的列数为所述配电网过程管控指标参数的数量。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述评估单元包括：
根据权重系数以及规划年的配电网的供电可靠性指标，通过所述关联分析算式，得到规划年的过程管控指标参数分解的结果，所述规划年的过程管控指标参数分解的结果包括规划年的故障停电类可靠性指标和预安排停电类可靠性指标。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述规划年的供电可靠性指标评估结果，为所述规划年的故障停电类可靠性指标与预安排停电类可靠性指标之和。
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