CN112991089A - 一种配网不停电作业点选取与设备投入的优化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及配网作业技术领域，公开了一种配网不停电作业点选取与设备投入优化方案，包括构建作业点选取顺序优化模块和旁路设备投入方案优化模块，作业点选取顺序优化模块基于大数据分析方法预测出各作业点配电网负荷数据信息、各作业点之间交通网络信息以及各作业点不停电作业时长信息，作业点选取顺序优化模块基于各作业点不停电作业的开始时刻和各作业点作业时段内的供电压力水平选取出作业点最优排序方案，旁路设备投入方案优化模型基于选取的作业点最优排序方案，结合设备日常运行维护成本、人工成本和设备运行可行性的基础上，测算不停电作业旁路设备投入方案；本发明具有提高安全性、降低作业难度、降低投入成本的特点。

Description

一种配网不停电作业点选取与设备投入的优化方法
技术领域
本发明涉及配网作业技术领域，具体涉及一种配网不停电作业点选取与设备投入的优化方法。
背景技术
配网不停电作业是指工作人员在专业工具设备辅助下，在线路上开展带电作业，旨在有效提升配电网供电可靠性；但由于带电作业存在操作难度大，作业项目繁多等问题，若缺乏合理作业流程优化机制，其配网不停电作业过程中的电源点接入安全问题将遭受巨大挑战。
为此，有必要在考虑交通网络信息以及不停电作业时长的基础上，结合配网负荷数据预测结果，针对不同作业点选取顺序下的配网带电作业难度开展评估工作，以提高不停电作业过程电源接入安全，降低带电作业过程作业难度，并在综合考虑作业点负荷水平以及关键技术设备投入可行性与经济性的基础上，针对不同作业点分别确定最优设备投入方案，在保障电网供电可靠性水平的基础上，最小化不停电作业过程综合成本投入。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种配网不停电作业点选取与设备投入的优化方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：第一方面，本发明提供一种配网不停电作业点选取的优化方法，包括以下步骤：
第一步，构建作业点选取优化模型；
第二步，基于大数据分析方法通过作业点选取优化模型预测出各作业点配电网负荷数据信息、各作业点之间交通网络信息以及各作业点不停电作业时长信息；
第三步，基于各作业点不停电作业时长信息通过作业点选取优化模型测算出各作业点不停电作业的开始时刻；
第四步，基于各作业点配电网负荷数据信息通过作业点选取优化模型测算出各作业点作业时段内的负荷水平的评估结果；
第五步，基于各作业点作业时段内的负荷水平的评估结果，以不停电作业供电压力最小为条件，通过作业点选取优化模型排序各作业点，选取作业点最优排序方案。
进一步的，所述各作业点不停电作业开始时刻的计算方法为：
ts(k)＝tf(k-1)+tdri(k,k-1,tf(k-1))
其中，k定义为作业点名称，k-1定义为k作业点的上一作业点，ts(k)表示作业班组抵达k作业点时刻，tf(k-1)表示k作业点的上一作业点k-1作业点对应的不停电作业的结束时刻，tdri(k,k-1,tf(k-1))表示基于各作业点之间交通网络信息测算出的k-1作业点前往k作业点的行驶耗时。
进一步的，所述各作业点作业时段内的负荷水平的评估结果的计算方法为：
Figure BDA0002935469430000021
其中，k定义为作业点名称，p定义为作业点名称，l(k,p)表示p作业点选取方案下k作业点不停电作业的负荷水平评估结果，P(k,p)表示p作业点选取方案下k作业点不停电的作业时段内最大负荷预测值，Pmax(k)表示一天内k作业点不停电作业的对应最大负荷预测值；
P(k,p)的计算方法为：
P(k,p)＝max[P(k,p,t0)、P(k,p,t0+1)、…、P(k,p,t0+tdur)]
其中，k定义为作业点名称，p定义为作业点名称，P(k,p,t0)、P(k,p,t0+1)、…、P(k,p,t0+tdur)分别表示p作业点选取方案下k作业点不停电作业下各时刻对应的负荷预测结果，t0表示p作业点选取方案下k作业点不停电作业的开始时刻，tdur表示p作业点选取方案下k作业点不停电作业的持续时长；
Pmax(k)的计算方法为：
Pmax(k)＝max[P(k,0)、P(k,1)、…、P(k,T)]
其中，k定义为作业点名称，P(k,0)、P(k,1)、…、P(k,T)分别对应k作业点一天内各调度时段的负荷预测数据。
另一方面，本发明提供一种基于配网不停电作业点选取的配网不停电作业点设备投入的优化方法，包括以下步骤：
第一步，构建旁路设备投入方案优化模型；
第二步，基于选取的作业点最优排序方案，结合设备日常运行维护成本、人工成本和设备运行可行性的基础上，以作业方案成本最小为条件，通过旁路设备投入方案优化模型测算不停电作业旁路设备投入方案。
进一步的，所述不停电作业旁路设备投入方案的计算方法为：
min＝Cope(k)+Chum(k)
其中，min为不停电作业设备投入成本，k定义为作业点名称，Cope(k)表示k作业点不停电作业投入的旁路设备的日常运行维护成本，Chum(k)表示k作业点不停电作业过程中的人工成本；
Cope(k)的计算方法为：
Cope(k)＝CswiNswi(k)+CconNcon(k)+CcarNcar(k)
其中，k定义为作业点名称，Cswi、Ccon、Ccar分别对应单个旁路开关、电力电缆连接器以及移动电源车的日常运行维护成本，Nswi(k)、Ncon(k)、Ncar(k)分别对应k作业点不停电作业过程中投入的旁路开关、电力电缆连接器以及移动电源车个数；
Chum(k)的计算方法为：
Chum(k)＝ChumNhum(k)
其中，k定义为作业点名称，Chum表示雇佣的单个不停电作业的工作人员所花费的人力成本，Nhum(k)表示k作业点投入的雇佣的不停电作业的工作人员的数目。
进一步的，所述旁路设备投入方案优化模型的约束条件为：
Figure BDA0002935469430000031
其中，k定义为作业点名称，i定义为旁路开关，j定义为电力电缆连接器，ε表示配网不停电作业过程的预留安全裕度，P(k)表示作业点最优排序方案下最优作业点k作业点不停电作业时段内最大负荷预测值，Nswi(k)、Ncon(k)、Ncar(k)分别对应k作业点不停电作业过程中投入的旁路开关、电力电缆连接器以及移动电源车个数，Pcarmax表示可由单台移动电源车供给的最大负荷功率，Pswimax(k,i)、Pconmax(k,j)分别表示在k作业点投入旁路开关i以及电力电缆连接器j后可获得的负荷功率支撑。
进一步的，所述旁路设备投入方案优化模型的约束条件为：
Nswi(k)≤Nswimax(k)
Ncon(k)≤Nconmax(k)
Ncar(k)≤Ncarmax(k)
Nhum(k)≤Nhummax(k)
其中，k定义为作业点名称，Nswi(k)、Ncon(k)、Ncar(k)分别对应k作业点不停电作业过程中投入的旁路开关、电力电缆连接器以及移动电源车个数，Nswimax(k)、Nconmax(k)、Ncarmax(k)分别表示k作业点不停电作业过程中旁路开关、电力电缆连接器以及移动电源车最大可投入个数，Nhum(k)表示k作业点投入的雇佣的不停电作业的工作人员的数目，Nhummax(k)表示当日k作业点可供调配的雇佣的不停电作业的工作人员的数目。
较之现有技术，本发明的优点在于：
本发明通过构建作业点选取顺序优化模型和旁路设备投入方案优化模型，基于大数据分析方法预测出各作业点配电网负荷数据信息、各作业点之间交通网络信息以及各作业点不停电作业时长信息，通过各作业点不停电作业的开始时刻和各作业点作业时段内的供电压力水平选取出作业点最优排序方案，达到了提高不停电作业过程电源接入安全，降低不停电作业难度的目的，之后针对不同不停电作业点的负荷水平，结合设备日常运行维护成本、人工成本、设备运行可行性及选取出的作业点最优排序方案，从而分别确定不同作业点的最优设备投入方案，实现配网不停电作业过程综合成本投入最小化，相较于现有技术，具有提高安全性、降低作业难度、降低投入成本的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明的逻辑框图；
图2为本发明的模型示意图；
图3为本发明中k作业点负荷曲线。
附图标记：1、作业点选取优化模型；2、旁路设备投入方案优化模型。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：请参照图1和图2，第一方面，本发明提供一种配网不停电作业点选取的优化方法，包括以下步骤：
第一步，构建作业点选取优化模型1，创建相对应的优化算法；
第二步，基于大数据分析方法通过作业点选取优化模型1预测出各作业点配电网负荷数据信息、各作业点之间交通网络信息以及各作业点不停电作业时长信息；
第三步，基于各作业点不停电作业时长信息通过作业点选取优化模型1测算出各作业点不停电作业的开始时刻，各作业点不停电作业开始时刻的计算方法为：
ts(k)＝tf(k-1)+tdri(k,k-1,tf(k-1))
其中，k定义为作业点名称，k-1定义为k作业点的上一作业点，ts(k)表示作业班组抵达k作业点时刻，tf(k-1)表示k作业点的上一作业点k-1作业点对应的不停电作业的结束时刻，tdri(k,k-1,tf(k-1))表示基于各作业点之间交通网络信息测算出的k-1作业点前往k作业点的行驶耗时；
第四步，基于各作业点配电网负荷数据信息通过作业点选取优化模型1测算出各作业点作业时段内的负荷水平的评估结果，各作业点作业时段内的负荷水平的评估结果的计算方法为：
Figure BDA0002935469430000061
其中，k定义为作业点名称，p定义为作业点名称，l(k,p)表示p作业点选取方案下k作业点不停电作业的负荷水平评估结果，P(k,p)表示p作业点选取方案下k作业点不停电的作业时段内最大负荷预测值，Pmax(k)表示一天内k作业点不停电作业的对应最大负荷预测值；
P(k,p)的计算方法为：
P(k,p)＝max[P(k,p,t0)、P(k,p,t0+1)、…、P(k,p,t0+tdur)]
其中，k定义为作业点名称，p定义为作业点名称，P(k,p,t0)、P(k,p,t0+1)、…、P(k,p,t0+tdur)分别表示p作业点选取方案下k作业点不停电作业下各时刻对应的负荷预测结果，t0表示p作业点选取方案下k作业点不停电作业的开始时刻，tdur表示p作业点选取方案下k作业点不停电作业的持续时长；
Pmax(k)的计算方法为：
Pmax(k)＝max[P(k,0)、P(k,1)、…、P(k,T)]
其中，k定义为作业点名称，P(k,0)、P(k,1)、…、P(k,T)分别对应k作业点一天内各调度时段的负荷预测数据；
请参照图3，图3中斜线部分表示p作业点选取方案下的不停电作业时段；此条件下，不停电作业点k的作业时段内最大负荷预测值，以及一天内不停电作业点k的对应最大负荷预测值分别如图3中P(k,p)、Pmax(k)所示；
同时，为保证作业方案留有足够时间裕度以应对突发情况，不同作业方案下各作业点作业时段，其长度应由作业点所用设备的可行的运行方案作业时间的最大值来确定；
第五步，基于各作业点作业时段内的负荷水平的评估结果，以不停电作业供电压力最小为条件，通过作业点选取优化模型1排序各作业点，作业点选取优化模型1排序各作业点的方式为累加各作业点作业时段内的负荷水平的评估结果，从而选取作业点最优排序方案。
为进一步说明作业点选取顺序优化模块排序各作业点的动作流程，结合下表1进行阐述；
表1不同作业点选取方案各作业点负荷水平评估结果
Figure BDA0002935469430000071
表1涉及3个作业点的配网不停电作业点选取顺序方案，其一共包含6种可行作业点排序，根据表1列示的总评估结果，这3个作业点的最优选取排序为3→2→1，因此，作业点选取优化模型1会选取3→2→1方案作为作业点最优排序方案。
另一方面，本发明提供一种基于配网不停电作业点选取的配网不停电作业点设备投入的优化方法，包括以下步骤：
第一步，构建旁路设备投入方案优化模型2；
第二步，基于选取的作业点最优排序方案，结合设备日常运行维护成本、人工成本和设备运行可行性的基础上，以作业方案成本最小为条件，通过旁路设备投入方案优化模型2测算不停电作业旁路设备投入方案，不停电作业旁路设备投入方案的计算方法为：
min＝Cope(k)+Chum(k)
其中，min为不停电作业设备投入成本，k定义为作业点名称，Cope(k)表示k作业点不停电作业投入的旁路设备的日常运行维护成本，Chum(k)表示k作业点不停电作业过程中的人工成本；
Cope(k)的计算方法为：
Cope(k)＝CswiNswi(k)+CconNcon(k)+CcarNcar(k)
其中，k定义为作业点名称，Cswi、Ccon、Ccar分别对应单个旁路开关、电力电缆连接器以及移动电源车的日常运行维护成本，Nswi(k)、Ncon(k)、Ncar(k)分别对应k作业点不停电作业过程中投入的旁路开关、电力电缆连接器以及移动电源车个数；
Chum(k)的计算方法为：
Chum(k)＝ChumNhum(k)
其中，k定义为作业点名称，Chum表示雇佣的单个不停电作业的工作人员所花费的人力成本，Nhum(k)表示k作业点投入的雇佣的不停电作业的工作人员的数目。
为保证作业方案的可行性，旁路设备投入方案优化模型2的约束条件为：
Figure BDA0002935469430000081
其中，k定义为作业点名称，i定义为旁路开关，j定义为电力电缆连接器，ε表示配网不停电作业过程的预留安全裕度，P(k)表示作业点最优排序方案下最优作业点k作业点不停电作业时段内最大负荷预测值，Nswi(k)、Ncon(k)、Ncar(k)分别对应k作业点不停电作业过程中投入的旁路开关、电力电缆连接器以及移动电源车个数，Pcarmax表示可由单台移动电源车供给的最大负荷功率，Pswimax(k,i)、Pconmax(k,j)分别表示在k作业点投入旁路开关i以及电力电缆连接器j后可获得的负荷功率支撑。
为保证作业方案的可行性，旁路设备投入方案优化模型2的约束条件为：
Nswi(k)≤Nswimax(k)
Ncon(k)≤Nconmax(k)
Ncar(k)≤Ncarmax(k)
Nhum(k)≤Nhummax(k)
其中，k定义为作业点名称，Nswi(k)、Ncon(k)、Ncar(k)分别对应k作业点不停电作业过程中投入的旁路开关、电力电缆连接器以及移动电源车个数，Nswimax(k)、Nconmax(k)、Ncarmax(k)分别表示k作业点不停电作业过程中旁路开关、电力电缆连接器以及移动电源车最大可投入个数，Nhum(k)表示k作业点投入的雇佣的不停电作业的工作人员的数目，Nhummax(k)表示当日k作业点可供调配的雇佣的不停电作业的工作人员的数目。
以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (7)

1.一种配网不停电作业点选取的优化方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步，构建作业点选取优化模型(1)；
第二步，基于大数据分析方法通过作业点选取优化模型(1)预测出各作业点配电网负荷数据信息、各作业点之间交通网络信息以及各作业点不停电作业时长信息；
第三步，基于各作业点不停电作业时长信息通过作业点选取优化模型(1)测算出各作业点不停电作业的开始时刻；
第四步，基于各作业点配电网负荷数据信息通过作业点选取优化模型(1)测算出各作业点作业时段内的负荷水平的评估结果；
第五步，基于各作业点作业时段内的负荷水平的评估结果，以不停电作业供电压力最小为条件，通过作业点选取优化模型(1)排序各作业点，选取作业点最优排序方案。
2.根据权利要求1所述的一种配网不停电作业点选取的优化方法，其特征在于：所述各作业点不停电作业开始时刻的计算方法为：
ts(k)＝tf(k-1)+tdri(k,k-1,tf(k-1))
其中，k定义为作业点名称，k-1定义为k作业点的上一作业点，ts(k)表示作业班组抵达k作业点时刻，tf(k-1)表示k作业点的上一作业点k-1作业点对应的不停电作业的结束时刻，tdri(k,k-1,tf(k-1))表示基于各作业点之间交通网络信息测算出的k-1作业点前往k作业点的行驶耗时。
3.根据权利要求1所述的一种配网不停电作业点选取的优化方法，其特征在于：所述各作业点作业时段内的负荷水平的评估结果的计算方法为：
Figure FDA0002935469420000011
其中，k定义为作业点名称，p定义为作业点名称，l(k,p)表示p作业点选取方案下k作业点不停电作业的负荷水平评估结果，P(k,p)表示p作业点选取方案下k作业点不停电的作业时段内最大负荷预测值，Pmax(k)表示一天内k作业点不停电作业的对应最大负荷预测值；
P(k,p)的计算方法为：
P(k,p)＝max[P(k,p,t0)、P(k,p,t0+1)、…、P(k,p,t0+tdur)]
其中，k定义为作业点名称，p定义为作业点名称，P(k,p,t0)、P(k,p,t0+1)、…、P(k,p,t0+tdur)分别表示p作业点选取方案下k作业点不停电作业下各时刻对应的负荷预测结果，t0表示p作业点选取方案下k作业点不停电作业的开始时刻，tdur表示p作业点选取方案下k作业点不停电作业的持续时长；
Pmax(k)的计算方法为：
Pmax(k)＝max[P(k,0)、P(k,1)、…、P(k,T)]
其中，k定义为作业点名称，P(k,0)、P(k,1)、…、P(k,T)分别对应k作业点一天内各调度时段的负荷预测数据。
4.一种基于权利要求1-3所述的配网不停电作业点选取的配网不停电作业点设备投入的优化方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步，构建旁路设备投入方案优化模型(2)；
第二步，基于选取的作业点最优排序方案，结合设备日常运行维护成本、人工成本和设备运行可行性的基础上，以作业方案成本最小为条件，通过旁路设备投入方案优化模型(2)测算不停电作业旁路设备投入方案。
5.根据权利要求4所述的一种配网不停电作业点设备投入的优化方法，其特征在于：所述不停电作业旁路设备投入方案的计算方法为：
min＝Cope(k)+Chum(k)
其中，min为不停电作业设备投入成本，k定义为作业点名称，Cope(k)表示k作业点不停电作业投入的旁路设备的日常运行维护成本，Chum(k)表示k作业点不停电作业过程中的人工成本；
Cope(k)的计算方法为：
Cope(k)＝CswiNswi(k)+CconNcon(k)+CcarNcar(k)
其中，k定义为作业点名称，Cswi、Ccon、Ccar分别对应单个旁路开关、电力电缆连接器以及移动电源车的日常运行维护成本，Nswi(k)、Ncon(k)、Ncar(k)分别对应k作业点不停电作业过程中投入的旁路开关、电力电缆连接器以及移动电源车个数；
Chum(k)的计算方法为：
Chum(k)＝ChumNhum(k)
其中，k定义为作业点名称，Chum表示雇佣的单个不停电作业的工作人员所花费的人力成本，Nhum(k)表示k作业点投入的雇佣的不停电作业的工作人员的数目。
6.根据权利要求4所述的一种配网不停电作业点选取的配网不停电作业点设备投入的优化方法，其特征在于：所述旁路设备投入方案优化模型(2)的约束条件为：
Figure FDA0002935469420000031
其中，k定义为作业点名称，i定义为旁路开关，j定义为电力电缆连接器，ε表示配网不停电作业过程的预留安全裕度，P(k)表示作业点最优排序方案下最优作业点k作业点不停电作业时段内最大负荷预测值，Nswi(k)、Ncon(k)、Ncar(k)分别对应k作业点不停电作业过程中投入的旁路开关、电力电缆连接器以及移动电源车个数，Pcarmax表示可由单台移动电源车供给的最大负荷功率，Pswimax(k,i)、Pconmax(k,j)分别表示在k作业点投入旁路开关i以及电力电缆连接器j后可获得的负荷功率支撑。
7.根据权利要求6所述的一种配网不停电作业点选取的配网不停电作业点设备投入的优化方法，其特征在于：所述旁路设备投入方案优化模型(2)的约束条件为：
Nswi(k)≤Nswimax(k)
Ncon(k)≤Nconmax(k)
Ncar(k)≤Ncarmax(k)
Nhum(k)≤Nhummax(k)
其中，k定义为作业点名称，Nswi(k)、Ncon(k)、Ncar(k)分别对应k作业点不停电作业过程中投入的旁路开关、电力电缆连接器以及移动电源车个数，Nswimax(k)、Nconmax(k)、Ncarmax(k)分别表示k作业点不停电作业过程中旁路开关、电力电缆连接器以及移动电源车最大可投入个数，Nhum(k)表示k作业点投入的雇佣的不停电作业的工作人员的数目，Nhummax(k)表示当日k作业点可供调配的雇佣的不停电作业的工作人员的数目。
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