CN113505951A - 一种配网规划全过程评估管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种配网规划全过程评估管理系统，涉及电力系统技术领域，包括前期数据收集单元、数据校验与纠错单元、评估与分析单元，所述前期数据收集单元包括供电营业区情况、电网资产规模及电力供需水平，其主要是通过把握配电网供电营业区情况、电网资产规模及电力供需水平方面的信息，为下一步进行配电网规划做好基础，该配网规划全过程评估管理系统，一方面通过引导建立指标数据库，逐步积累覆盖配电企业的各项管理和业务的指标数据，能够为配电网规划提供条件，另一方面将其作为评价配电网统一规划成效的工具，及时对规划实施效果进行检验，能够为配电网的建设改造提供依据。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，具体为一种配网规划全过程评估管理系统。
背景技术
配电网是电网重要的组成部分，配电网具有结构复杂、设备数量庞大、改造建设频繁等特点，在进行配电网规划时，准确的现状网评估与分析是必不可少的基础环节，通过详细的分析与评估计算，能有效发现配电网现存的问题，以便在规划中有的放矢，合理高效地提出解决方案。
我国目前的现状网评估分析工作主要是人工完成，不仅耗时长且准确率低，造成了资金的巨大浪费，再加上缺乏对统计错误的校验机制，使得配电网的评估与分析存在诸多问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种配网规划全过程评估管理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种配网规划全过程评估管理系统，包括前期数据收集单元、数据校验与纠错单元及评估与分析单元，所述前期数据收集单元包括供电营业区情况、电网资产规模及电力供需水平，其主要是通过把握配电网供电营业区情况、电网资产规模及电力供需水平方面的信息，为下一步进行配电网规划做好基础，所述数据校验与纠错单元包括提前分析相关数据、各种数据的结合、数据分析实体构建、设备运行状态研究分析、接收数据处理、数字特征的选择、数据分析合理化及各种数据管理的合理具体化，其基于配电网的分层拓扑辨识模型，采用分层模型对配电网拓扑进行描述，将区域与一般区段分别对待，将区域作为一个整体进行处理，通过计算对应区间中间层相邻顶点的数据信息状态组合情况，重新确定校验区段所属的更小区间，逐步压缩校验区段的所属区间，以实现纠错的快速定位，对每个数据字段建立数据完整性规则，建立数据字段间的关联和依存规则，对导入到数据库中的数据依据规则进行校验和纠错，所述评估与分析单元包括网络结构水平、负荷供应能力及装备技术水平，其根据建立的评估体系，对配电网分层级进行单项评估、综合分析，得出配电网的网架特征和问题所在。
作为本发明的一种优选技术方案，所述供电营业区情况包括供电人口、供电面积、用电户数及供电区GDP，所述电网资产规模包括配电网变电站座数、配电网主变台数、配电网变电容量、电缆线路长度及年末净资产总额，所述电力供需水平包括全社会最大用电量、网供最大用电量、全社会最大负荷、网供最大负荷及负荷密度。
作为本发明的一种优选技术方案，所述提前分析相关数据是对相关的功能进行提前测试并记录数据，制定故障排除以及设备监测的初始特征量矩阵构建区域数据的预备处理，各种数据的结合是对空间上的单电气特征量在检测工作状态进行融合构成单时段电气特征量的状态监测矩阵，在时间序列上合成一个高维度时空的状态监测矩阵。
作为本发明的一种优选技术方案，所述数据分析实体构建是对数据的多维度尺度分析，对高维度的时空状态监测矩阵进行工作处理，所述设备运行状态研究分析是处于对高维时空的处理技术的监测状态，再进行相应的数据统计和处理。
作为本发明的一种优选技术方案，所述接收数据处理是明确对各个节点和区城之间的关联，对数据进行检测和规范化状态，所述数字特征的选择是对不同数据的特征量进行融合处理构建海量的完整数据模型。
作为本发明的一种优选技术方案，所述数据分析合理化是在建立数据统计和数据计划的条件下，将数据转化为二维的矩阵加以分析处理，所述各种数据管理的合理具体化是将多种信息会进行融合与管理，建立信息提取的信息互相操作模型。
作为本发明的一种优选技术方案，所述网络结构水平包括用户平均停电频率、用户平均停电时间、供电可靠率及综合电压合格率。
作为本发明的一种优选技术方案，所述负荷供应能力包括主变N-1通过率、线路N-1通过率、变电容载比、输配电网变电容量比、线路平均装接配变容量、主变负载率及配变负载率。
作为本发明的一种优选技术方案，所述装备技术水平包括无油化断路器比例、有载调压装置覆盖率、配电网清洁能源接入率、智能变电站比例、配电自动化终端覆盖率、线路电缆化率、架空线路绝缘化率、高损耗配变比例及设备运行年限分布。
与现有技术相比，本发明提供了一种配网规划全过程评估管理系统，具备以下有益效果：
1、该配网规划全过程评估管理系统，采用处理分析巨量数据的智能电网进行使用与工作，平台以及大数据分析会使得电力问题的分析、电力设备检修、电力装置信息系统的检测有完备的技术支持，实现数据库录入数据的数值与拓扑校验，尽可能保证原始统计信息的正确性，实现基于数据库的网架拓扑分析和接线模式识别，完成现状网评价中相关指标的计算，并生成标准化的分析报表，方便配电网规划人员的使用。
2、该配网规划全过程评估管理系统，基于逻辑关系构建的开关函数的维度大幅减小，结构大幅简化，采用分层定位的方法明显降低了数据校验的运算维度，有效弥补智能算法故障辨识结果不稳定的缺陷，分层结构模型和智能校验算法在具有较好的容错性和稳定性的同时，极大简化了数据辨识模型和提高了校验效率。
3、该配网规划全过程评估管理系统，一方面通过引导建立指标数据库，逐步积累覆盖配电企业的各项管理和业务的指标数据，能够为配电网规划提供条件，另一方面将其作为评价配电网统一规划成效的工具，及时对规划实施效果进行检验，能够为配电网的建设改造提供依据。
附图说明
图1为本发明提出的一种配网规划全过程评估管理系统的架构图；
图2为本发明提出的一种配网规划全过程评估管理系统的前期数据收集单元架构图；
图3为本发明提出的一种配网规划全过程评估管理系统的评估与分析单元架构图；
图4为本发明提出的一种配网规划全过程评估管理系统的矩阵降维公式图。
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。
请参阅图1-图3，一种配网规划全过程评估管理系统，包括前期数据收集单元、数据校验与纠错单元及评估与分析单元，所述前期数据收集单元包括供电营业区情况、电网资产规模及电力供需水平，其主要是通过把握配电网供电营业区情况、电网资产规模及电力供需水平方面的信息，为下一步进行配电网规划做好基础，采用处理分析巨量数据的智能电网进行使用与工作，平台以及大数据分析会使得电力问题的分析、电力设备检修、电力装置信息系统的检测有完备的技术支持，实现数据库录入数据的数值与拓扑校验，尽可能保证原始统计信息的正确性，实现基于数据库的网架拓扑分析和接线模式识别，完成现状网评价中相关指标的计算，并生成标准化的分析报表，方便配电网规划人员的使用，所述数据校验与纠错单元包括提前分析相关数据、各种数据的结合、数据分析实体构建、设备运行状态研究分析、接收数据处理、数字特征的选择、数据分析合理化及各种数据管理的合理具体化，其基于配电网的分层拓扑辨识模型，采用分层模型对配电网拓扑进行描述，将区域与一般区段分别对待，将区域作为一个整体进行处理，通过计算对应区间中间层相邻顶点的数据信息状态组合情况，重新确定校验区段所属的更小区间，逐步压缩校验区段的所属区间，以实现纠错的快速定位，对每个数据字段建立数据完整性规则，建立数据字段间的关联和依存规则，对导入到数据库中的数据依据规则进行校验和纠错，基于逻辑关系构建的开关函数的维度大幅减小，结构大幅简化，采用分层定位的方法明显降低了数据校验的运算维度，有效弥补智能算法故障辨识结果不稳定的缺陷，分层结构模型和智能校验算法在具有较好的容错性和稳定性的同时，极大简化了数据辨识模型和提高了校验效率，所述评估与分析单元包括网络结构水平、负荷供应能力及装备技术水平，其根据建立的评估体系，对配电网分层级进行单项评估、综合分析，得出配电网的网架特征和问题所在，一方面通过引导建立指标数据库，逐步积累覆盖配电企业的各项管理和业务的指标数据，能够为配电网规划提供条件，另一方面将其作为评价配电网统一规划成效的工具，及时对规划实施效果进行检验，能够为配电网的建设改造提供依据。
作为本实施例的一种具体技术方案，所述供电营业区情况包括供电人口、供电面积、用电户数及供电区GDP，所述电网资产规模包括配电网变电站座数、配电网主变台数、配电网变电容量、电缆线路长度及年末净资产总额，所述电力供需水平包括全社会最大用电量、网供最大用电量、全社会最大负荷、网供最大负荷及负荷密度，电力供需进行电力电量测试，通过接入时间计算公式如下：
tex＝Nex×TC，其中，tex为测点的接入时间，Nex为测点的接入数据数目，TC为测点的采集周期，进行电量数据计算，接着进行实时电量的计算，且具体计算公式如下：
实时电量＝(BCoti-BCot(i-1))×LC ，其中，BCoti、BCot(i-1)分别为i时刻及其上一时刻的上传表底值，LC为该测点的倍率；
对于测点电力数据进行计算，进而通过电量信息判定电力供需水平。
本实施方案中，通过把握配电网供电营业区情况、电网资产规模及电力供需水平方面的信息，为下一步进行配电网规划做好基础，对于政府类数据，一般需要供电企业与政府规划管理部门进行长期合作，及时获取政府部门发布的有关经济社会发展规划信息，积极参与地方控制性详细规划的编制及评审工作，将配电网发展规划、电力设施布局规划及时纳人城市发展总体规划及控制性详细规划，收集此类规划数据重点需建立政府规划信息跟踪机制，按行政区域建立数据档案，并根据政府调整控制性详细规划时间节点及时更新相关数据，对于客户类数据，按供电企业获得客户信息时间最早原则进行收集，重点对供电企业受邀参加收府组织的社会项目方案审查，用户用电征询、接人系统研究等环节进行信息收集并建档管理，及时掌握社会新增用电需求，做好负荷预测工作，对于住宅小区供电方案、专变用户供电方案等信息应按行政区域分类建档管理，便于规划配电网新建项目立项需求，对于供电企业类数据，按照配电网规划编制需求进行分层收集与管理，供电企业类数据根据配网规划设计功能不同可分为四个层级，依次为配网基础台账数据、配网运行工况数据、分析评估数据及辅助决策数据，政府类数据、客户类数据、供电企业类数据三大类数据是编制配电网规划的基础数据，只有建立完善的数据管理平台，根据数据来源落实维护职责，系统持续开展数据收集、分析及统计，才能为配电网规划编制的科学性打下良好基础，才能使配电网规划真正符合电网与社会的实际需求。
作为本实施例的一种具体技术方案，所述提前分析相关数据是对相关的功能进行提前测试并记录数据，制定故障排除以及设备监测的初始特征量矩阵构建区域数据的预备处理，各种数据的结合是对空间上的单电气特征量在检测工作状态进行融合构成单时段电气特征量的状态监测矩阵，在时间序列上合成一个高维度时空的状态监测矩阵。
本实施方案中，在进行配电网工作之前，对于相关的功能进行提前的测试，记录下来数据，对实际的工作效果进行判断，使得工作可以比较快速而且高效的完成，为了更好的进行设备状态的监测，以及设备工作环节效率的保证，对于数据的融合必须要着手进行准备。
作为本实施例的一种具体技术方案，所述数据分析实体构建是对数据的多维度尺度分析，对高维度的时空状态监测矩阵进行工作处理，所述设备运行状态研究分析是处于对高维时空的处理技术的监测状态，再进行相应的数据统计和处理。
本实施方案中，紧跟着数据分析的就是对数据的多维度尺度分析，对高维度的时空状态监测矩阵进行工作处理，利用多维尺度降维方法将高维监测矩阵降维至二维空间，具体的步骤如下：
利用欧氏距离公式得到高维状态监测矩阵各元素间的距离矩阵；其中，距离矩阵distance每一行代表一个样本的j个特征，即各区段；每一列代表某个特征的i个样本，具体公式请参考图4所示，计算距离矩阵的内积矩阵并对内积矩阵进行特征值分解，取两个大于零的特征值并求其对应的特征向量记为v1和v2，则高维状态监测矩阵降维至二维空间平面上的公式表示为Y＝{v1 v2}，使得各种数据以及工作的状态在不变的情况下可以使得低维度的空间也可以显示高维度的数据，这样就把数据分析的难度大大降低了。
作为本实施例的一种具体技术方案，所述接收数据处理是明确对各个节点和区城之间的关联，对数据进行检测和规范化状态，所述数字特征的选择是对不同数据的特征量进行融合处理构建海量的完整数据模型。
本实施方案中，接收数据处理的特征具有不确定性和区域分差性，选取合适的参考对象，不仅能提高数据接收的能力与强度，还能加快数据的预处理，选取合适的特征状态，对网络的矩阵关联也有一定的处理运用。
作为本实施例的一种具体技术方案，所述数据分析合理化是在建立数据统计和数据计划的条件下，将数据转化为二维的矩阵加以分析处理，所述各种数据管理的合理具体化是将多种信息会进行融合与管理，建立信息提取的信息互相操作模型。
本实施方案中，在不影响大数据整体合理性的前提下，将数据密度可以加大，并且在离散程度加大的情况下，不仅能将距离定义为对象与之外的数字合理承包在大数据之中，之后再确定各个数据的局部进行整体的理论分析，再运用二维空间的矩阵，基于密度的局部因子提高其合理的灵敏性，在智能电网建立与管理的工程中，多种信息会进行融合与管理，建立可以方便于信息提取的信息互相操作模型，与传统的电网相比，智能电网的数据类型比较复杂，所包含的类型也非常的丰富，我们需要综合利用统计方法，支持合理的理论进行融合与处理，研究异构数据融合以及挖掘数据的方式。
作为本实施例的一种具体技术方案，所述网络结构水平包括用户平均停电频率、用户平均停电时间、供电可靠率及综合电压合格率。
本实施方案中，用户平均停电频率表示在统计期内为供电用户平均停电的次数，用户平均停电时间为供电用户在统计期内的平均停电小时数，供电可靠率用于定量衡量供电网络向用户可靠供电的程度，综合电压合格率用于衡量向用户供电的质量，在满足电网供电安全性准则的前提下，对用户连续供电的可靠程度，通过电压水水平来衡量供电企业管理水平。
作为本实施例的一种具体技术方案，所述负荷供应能力包括主变N-1通过率、线路N-1通过率、变电容载比、输配电网变电容量比、线路平均装接配变容量、主变负载率及配变负载率。
本实施方案中，主变N-1通过率和线路N-1通过率均用来检验配电网结构的强度和运行方式的合理性，变电容载比是说明地区总变电容量对负荷增长适应程度的宏观性控制指标，输配电网变电容量比用来评估高压配电网与上一级主干网在变电容量方面的协调性，线路平均装接配变容量用来表示平均每条中压线路装接的配变容量，主变负载率用来描述某一电压等级各台主变年最大负载率情况，配变负载率用来描述中压配变年最大负载率情况，配电网负荷的波动性以及负荷预测的不准确性，要求配电网能够对未来负荷具有一定的弹性，对负荷增长的预期保持一定的适应性。
作为本实施例的一种具体技术方案，所述装备技术水平包括无油化断路器比例、有载调压装置覆盖率、配电网清洁能源接入率、智能变电站比例、配电自动化终端覆盖率、线路电缆化率、架空线路绝缘化率、高损耗配变比例及设备运行年限分布。
本实施方案中，配电自动化终端覆盖率用来分析配电自动化与设备利用的关系，线路电缆化率用来反映配电网的发展阶段和建设水平，架空线路绝缘化率用来反映配电线路的绝缘化水平，高损耗配变比例用来反映节能降耗政策执行情况，设备运行年限分布用来说明变压器、线路、开关等主要设备自投运年至统计年的运行时间分布情况，充分发挥配电资产寿命期内自身价值，实现企业优质供电、提升企业服务效率。
本发明的工作原理及使用流程：在使用时，采用处理分析巨量数据的智能电网进行使用与工作，平台以及大数据分析会使得电力问题的分析、电力设备检修、电力装置信息系统的检测有完备的技术支持，实现数据库录入数据的数值与拓扑校验，尽可能保证原始统计信息的正确性，实现基于数据库的网架拓扑分析和接线模式识别，完成现状网评价中相关指标的计算，并生成标准化的分析报表，方便配电网规划人员的使用，基于逻辑关系构建的开关函数的维度大幅减小，结构大幅简化，采用分层定位的方法明显降低了数据校验的运算维度，有效弥补智能算法故障辨识结果不稳定的缺陷，分层结构模型和智能校验算法在具有较好的容错性和稳定性的同时，极大简化了数据辨识模型和提高了校验效率。
综上所述，该配网规划全过程评估管理系统，采用处理分析巨量数据的智能电网进行使用与工作，平台以及大数据分析会使得电力问题的分析、电力设备检修、电力装置信息系统的检测有完备的技术支持，实现数据库录入数据的数值与拓扑校验，尽可能保证原始统计信息的正确性，实现基于数据库的网架拓扑分析和接线模式识别，完成现状网评价中相关指标的计算，并生成标准化的分析报表，方便配电网规划人员的使用；基于逻辑关系构建的开关函数的维度大幅减小，结构大幅简化，采用分层定位的方法明显降低了数据校验的运算维度，有效弥补智能算法故障辨识结果不稳定的缺陷，分层结构模型和智能校验算法在具有较好的容错性和稳定性的同时，极大简化了数据辨识模型和提高了校验效率；一方面通过引导建立指标数据库，逐步积累覆盖配电企业的各项管理和业务的指标数据，能够为配电网规划提供条件，另一方面将其作为评价配电网统一规划成效的工具，及时对规划实施效果进行检验，能够为配电网的建设改造提供依据。
需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种配网规划全过程评估管理系统，包括前期数据收集单元、数据校验与纠错单元及评估与分析单元，其特征在于：所述前期数据收集单元包括供电营业区情况、电网资产规模及电力供需水平，其主要是通过把握配电网供电营业区情况、电网资产规模及电力供需水平方面的信息，为下一步进行配电网规划做好基础，所述数据校验与纠错单元包括提前分析相关数据、各种数据的结合、数据分析实体构建、设备运行状态研究分析、接收数据处理、数字特征的选择、数据分析合理化及各种数据管理的合理具体化，其基于配电网的分层拓扑辨识模型，采用分层模型对配电网拓扑进行描述，将区域与一般区段分别对待，将区域作为一个整体进行处理，通过计算对应区间中间层相邻顶点的数据信息状态组合情况，重新确定校验区段所属的更小区间，逐步压缩校验区段的所属区间，以实现纠错的快速定位，对每个数据字段建立数据完整性规则，建立数据字段间的关联和依存规则，对导入到数据库中的数据依据规则进行校验和纠错，所述评估与分析单元包括网络结构水平、负荷供应能力及装备技术水平，其根据建立的评估体系，对配电网分层级进行单项评估、综合分析，得出配电网的网架特征和问题所在。
2.根据权利要求1所述的一种配网规划全过程评估管理系统，其特征在于：所述供电营业区情况包括供电人口、供电面积、用电户数及供电区GDP，所述电网资产规模包括配电网变电站座数、配电网主变台数、配电网变电容量、电缆线路长度及年末净资产总额，所述电力供需水平包括全社会最大用电量、网供最大用电量、全社会最大负荷、网供最大负荷及负荷密度。
3.根据权利要求1所述的一种配网规划全过程评估管理系统，其特征在于：所述提前分析相关数据是对相关的功能进行提前测试并记录数据，制定故障排除以及设备监测的初始特征量矩阵构建区域数据的预备处理，各种数据的结合是对空间上的单电气特征量在检测工作状态进行融合构成单时段电气特征量的状态监测矩阵，在时间序列上合成一个高维度时空的状态监测矩阵。
4.根据权利要求1所述的一种配网规划全过程评估管理系统，其特征在于：所述数据分析实体构建是对数据的多维度尺度分析，对高维度的时空状态监测矩阵进行工作处理，所述设备运行状态研究分析是处于对高维时空的处理技术的监测状态，再进行相应的数据统计和处理。
5.根据权利要求1所述的一种配网规划全过程评估管理系统，其特征在于：所述接收数据处理是明确对各个节点和区城之间的关联，对数据进行检测和规范化状态，所述数字特征的选择是对不同数据的特征量进行融合处理构建海量的完整数据模型。
6.根据权利要求1所述的一种配网规划全过程评估管理系统，其特征在于：所述数据分析合理化是在建立数据统计和数据计划的条件下，将数据转化为二维的矩阵加以分析处理，所述各种数据管理的合理具体化是将多种信息会进行融合与管理，建立信息提取的信息互相操作模型。
7.根据权利要求1所述的一种配网规划全过程评估管理系统，其特征在于：所述网络结构水平包括用户平均停电频率、用户平均停电时间、供电可靠率及综合电压合格率。
8.根据权利要求1所述的一种配网规划全过程评估管理系统，其特征在于：所述负荷供应能力包括主变N-1通过率、线路N-1通过率、变电容载比、输配电网变电容量比、线路平均装接配变容量、主变负载率及配变负载率。
9.根据权利要求1所述的一种配网规划全过程评估管理系统，其特征在于：所述装备技术水平包括无油化断路器比例、有载调压装置覆盖率、配电网清洁能源接入率、智能变电站比例、配电自动化终端覆盖率、线路电缆化率、架空线路绝缘化率、高损耗配变比例及设备运行年限分布。
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