一种基于设备异动的配电网可靠性经济效益分析方法技术

本发明专利技术涉及一种基于设备异动的配电网可靠性经济效益分析方法，通过获取供电区域设备的异动信息，计算投资成本，并将可靠性投资与预安排停电事件匹配，获取关联关系，根据所述异动信息，建立可靠性投资前后配电网可靠性提升预测模型和配电网可靠性投资经济效益的计算模型，当供电区域设备异动时，采用所述配电网可靠性投资效益的计算模型计算配电网可靠性投资效益。本发明专利技术的技术方案解决了配电网可靠性经济效益分析中投资数据来源问题，以及在宏观层面通过历史停电及可靠性投资数据即可求取配电网可靠性提升量的问题，同时建立了综合的配电网可靠性经济效益分析模型，从而能更精确的反映配电网投资对配电网可靠性的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种基于设备异动的配电网可靠性经济效益分析方法
本专利技术涉及经济效益分析方法，具体涉及一种基于设备异动的配电网可靠性经济效益分析方法。
技术介绍
研究配电网可靠性投资经济效益的计算和评估方法，有利于电网公司根据不同投资水平产生的不同可靠性投资经济效益，对不同配电网建设改造的正效益、负效益、以及综合效益进行评测和考核。为了建立配电网可靠性投资效益分析模型，需要可信度高的配电网可靠性与经济性数据源。目前，电网企业在可靠性管理过程中，会记录电网发生停电事件的时间、停电区域、停电时户数等信息，这些信息通过负荷采集点的自动采集装置自动上传到可靠性管理系统，拥有足够的可信度。然而经济性数据源的获取因项目施工时间跨度大、项目分包混乱等原因，导致投资数据收资困难。目前，国家电网公司在线运行的与配电网可靠性、经济性相关的系统主要为设备(资产)运维精益管理系统(PMS2.0)、电能质量在线监测系统。就信息和数据结构、元件设备组成、数据库输入输出变量而言，上述两个系统均存在信息不对称、变量关系紊乱、开发平台不统一等不利因素。如何根据上述两套在线运行的数据库信息，寻找和发现相关数学物理统计规律和计算方法，探索可靠性投资与经济效益之间的关联关系，是一项具有挑战性的工作因此，迫切需要一种配电网可靠性投资经济效益分析方法，将可靠性投资与经济效益之间的关联起来，建立可靠性投资经济效益计算模型。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的上述不足，本专利技术提供一种基于设备异动的配电网可靠性经济效益分析方法。所述分析方法包括：步骤1：获取所述供电区域设备的异动信息；步骤2：依据异动的设备，计算投资成本；步骤3：将投资成本与预安排停电事件匹配，获取关联关系；步骤4：根据所述异动信息，建立可靠性投资前后配电网可靠性提升预测模型；步骤5：建立配电网可靠性投资效益的计算模型；步骤6：当供电区域设备异动时，采用所述配电网可靠性投资效益的计算模型计算配电网可靠性投资效益。优选的，所述步骤3的施工与配电网停电数据信息的关联关系如下式所示：式中，A1反映单位投资引起的缺供电量；d为当月天数，mi为当日停电的缺供电量总和，Cinvest为通过设备异动计算的可靠性投资；A2反映单位投资引起的停电时户数；zi为当日停电的停电时户数总和。优选的，所述步骤4配电网可靠性提升预测模型通过对最小二乘支撑向量机采用拉格朗日乘子法和卡罗需‐库恩‐塔克条件共同作用下得到。优选的，所述的配电网可靠性提升预测模型如下式所示：式中，λi：拉尔朗日乘子，b：偏执量，K(xi,xj)表示从样本输入空间，通过非线性映射到高维特征空间的核函数，i＝1,...,l，j＝1,...,l。优选的，所述最小二乘支持向量按下式计算：y＝f(x)＝ω·φ(x)+b(4)对所述最小二乘支持向量机采用拉格朗日乘子法如下式所示：所述卡罗需‐库恩‐塔克条件如下式所示：式中，训练样本集{(xi,yi)}，i＝1,...,n，n为训练样本的容量，xi∈Rn为样本输入，yi∈R为样本输出值；ω为权向量，b是偏执量；φ(x)为从低维空间到高维空间的映射；ei为误差，e∈Rl×1为误差向量；λ：拉格朗日乘子，λ∈Rl×1；λ＝[λ1,λ2,...λl]T，E＝[1,1,...1]T为l×1维列向量，Y＝[y1,y2,...,yl]T，I为单位矩阵，K为适宜的核函数，且优选的，所述步骤5的配电网可靠性经济效益分析与评估模型如下式所示：式中，A3为综合的配电网可靠性综合效益指标，(RS-2)i+1为通过配电网可靠性提升预测模型预测的供电可靠性指标，(RS-2)i为投资的上一周期的可靠性指标，h为区域供电总户数，Cinvest为预测周期的投资金额，A2为单位投资导致的预安排停电时户数。优选的，所述步骤2的设备异动的投资成本按下式计算：配电网建设投资总金额＝基价+人工费×153.1％+设备费×107.51％(8)式中，不同设备的基价、人工费、设备费依据实际情况定。一种基于设备异动的配电网可靠性经济效益分析装置，所述装置包括：依次连接的数据库模块、数据处理模块、输入模块、分析模块和输出模块；所述数据库模块用于收集并存储供电区域设备的异动信息；所述数据处理模块用于计算异动的设备的投资成本，并将所述投资成本与预安排停电事件匹配，获取关联关系；所述输入模块用于将数据处理模块处理的数据传输至所述分析模块；所述分析模块根据故障停电信息建立可靠性投资前后配电网可靠性提升预测模型，预测故障停电的可靠性，并根据所述输入模块传输的数据，通过配电网可靠性投资效益的计算模型，得到配电网可靠性投资效益；所述输出模块用于输出配电网可靠性投资效益值。与最接近的现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术基于传统配电网可靠性经济效益分析中投资数据不可信的问题，由PMS2.0系统设备异动信息，建立了配电网可靠性投资的计算模型，从而解决了配电网可靠性经济效益分析中投资数据来源问题。(2)本专利技术提出一种在配电网拓扑结构未知的情况下，通过历史数据，预测一定时间段内配电网可靠性的方法，从而可解决在宏观层面通过历史停电及可靠性投资数据即可求取配电网可靠性提升量的问题。(3)本专利技术考虑预安排停电，建立了综合的配电网可靠性经济效益分析模型，从而使模型能更精确的反映配电网投资对配电网可靠性的影响。附图说明图1为本专利技术的配电网可靠性投资经济效益分析方法流程图；图2为本专利技术的PMS2.0系统与电能质量在线监测系统匹配示意图；图3为本专利技术的故障停电对配电网可靠性预测流程图。具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面结合说明书附图和实例对本专利技术的内容做进一步的说明。本专利技术提供一种基于设备异动的配电网可靠性经济效益分析方法，所述方法包括如下步骤：步骤1：获取所述供电区域设备的异动信息设备(资产)运维精益管理系统(PMS2.0)是面向运维检修部门的统一设备(资产)运维精益管理系统，覆盖运维检修业务和生产管理过程。实现设备(资产)从规划、安装、运行、退役、再利用直至报废的资产全寿命管理。PMS2.0系统中记录有设备(资产)的变更信息，包括设备物理参数信息(设备类别、设备类型、电压等级)、设备变更信息(设备增加方式、投运时间)等。将PMS2.0数据按照站房、间隔单元、架空线路、电缆线路、配电站内一次设备的分类依据，分别以excel的形式导出各月设备异动表。电网可靠性数据存放于电能质量在线监测系统中，其中“停电结束时间”、“停电性质”、“停电时户数”均为结构化数据。将某供电区域配电网可靠性数据以excel的形式导出，并对其进行数据预处理，将停电数据按停电性质分为预安排停电数据与故障停电数据。步骤2：依据异动的设备，计算投资成本依据异动设备的物理参数信息与《20kV及以下配电网工程建设预算编制与计算标准》、《国网电力物资预算价格》两份文件的相关规定，计算设备异动的投资成本。根据《20kV及以下配电网工程建设预算编制与计算标准》文件的有关规定，配电网建设成本由安装工程费、设备购置费、其他费用和动态费用构成。各项费用内容与计算公式详见表1。表1配电网建设投资成本各项费用内容与计算公式详表综合表1中的计算公式，可以通过如下公式计算得到因设备异动引起的配电网可靠性投资总额。公式如下：配电网建设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于设备异动的配电网可靠性经济效益分析方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1：获取所述供电区域设备的异动信息；步骤2：依据异动的设备，计算投资成本；步骤3：将投资成本与预安排停电事件匹配，获取关联关系；步骤4：根据所述异动信息，建立可靠性投资前后配电网可靠性提升预测模型；步骤5：建立配电网可靠性投资效益的计算模型；步骤6：当供电区域设备异动时，采用所述配电网可靠性投资效益的计算模型计算配电网可靠性投资效益。

【技术特征摘要】
1.一种基于设备异动的配电网可靠性经济效益分析方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1：获取所述供电区域设备的异动信息；步骤2：依据异动的设备，计算投资成本；步骤3：将投资成本与预安排停电事件匹配，获取关联关系；步骤4：根据所述异动信息，建立可靠性投资前后配电网可靠性提升预测模型；步骤5：建立配电网可靠性投资效益的计算模型；步骤6：当供电区域设备异动时，采用所述配电网可靠性投资效益的计算模型计算配电网可靠性投资效益。2.如权利要求1所述的配电网可靠性经济效益分析方法，其特征在于，所述步骤3的施工与配电网停电数据信息的关联关系如下式所示：式中，A1反映单位投资引起的缺供电量；d为当月天数，mi为当日停电的缺供电量总和，Cinvest为通过设备异动计算的可靠性投资；A2反映单位投资引起的停电时户数；zi为当日停电的停电时户数总和。3.如权利要求1所述的配电网可靠性经济效益分析方法，其特征在于，所述步骤4配电网可靠性提升预测模型通过对最小二乘支撑向量机采用拉格朗日乘子法和卡罗需‐库恩‐塔克条件共同作用下得到。4.如权利要求3所述的配电网可靠性经济效益分析方法，其特征在于，所述的配电网可靠性提升预测模型如下式所示：式中，λi：拉尔朗日乘子，b：偏执量，K(xi,xj)表示从样本输入空间，通过非线性映射到高维特征空间的核函数，i＝1,...,l，j＝1,...,l。5.如权利要求3所述的配电网可靠性经济效益分析方法，其特征在于，所述最小二乘支持向量按下式计算：y＝f(x)＝ω·φ(x)+b(4)对所述最小二乘支持向量机采用拉格朗日乘子法如下式所示：

【专利技术属性】
技术研发人员：盛万兴，刘科研，刁赢龙，刘杨涛，胡丽娟，苏娟，何开元，贾东梨，董伟杰，叶学顺，黄仁乐，王存平，杜松怀，刘博，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国网北京市电力公司，
类型：发明
国别省市：北京,11