一种数字化供电所运行效率评估及决策优化方法技术

技术编号:39597292 阅读:9 留言:0更新日期:2023-12-03 19:56
一种数字化供电所运行效率评估及决策优化方法,运用三阶段

【技术实现步骤摘要】
一种数字化供电所运行效率评估及决策优化方法


[0001]本专利技术属于供电所运行规划
,具体涉及一种数字化供电所运行效率评估及决策优化方法


技术介绍

[0002]国家能源局发布的

关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见

指出,到
2030
年,能源系统各环节数字化智能化创新应用体系初步构筑

数据要素潜能充分激活

作为电力企业的最基本单元,供电所是推进数字化转型的前沿阵地

当前,数字化供电所的有效建设运行愈发成为电力企业进一步发展综合业务

助力能源产业升级的战略手段,同时也为供电所自身的运营管理转型升级提供了重要支撑

[0003]各省近年来积极推进数字化供电所建设,致力于打造智慧化作业

融合化业务及便捷化服务,掌握数字化供电所的建设运行情况对河北省的电网数字化转型具有重要意义

具体如公布号为
CN113487203A
的专利技术方案提出了一种涵盖数字化就绪度

应用度及贡献度三个维度的评价方法,为分析供电所的数字化发展质量给出有益参考,但其忽略了效率这一关键指标,未能较好体现数字化供电所资源配置的合理程度以及投入产出的优化空间,无法为数字化供电所的运行规划提供科学的改进方案

[0004]基于此,本专利技术提出一种数字化供电所运行效率评估及决策优化方法<br/>。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中带有的缺陷,本专利技术提出一种数字化供电所运行效率评估及决策优化装置,运用三阶段
DEA
方法剔除外部环境因素与随机扰动项的影响,对数字化供电所运行的技术效率

纯技术效率

规模效率进行测算,有效评估数字化供电所的投入产出情况;针对未能达到
DEA
有效的数字化供电所,构建运行效率改善

成本投入最少

用户满意度最高的多目标决策模型;通过改进多目标粒子群算法,对多目标决策模型进行求解,最终输出数字化供电所运行效率优化的最优规划方案,增强数字化供电所资源配置的合理性,进一步支撑其管理效益的大幅提升,助力电网数字化转型

[0006]本专利技术运用如下的技术方案

[0007]一种数字化供电所运行效率评估及决策优化方法,包括:
[0008]S1
:运用三阶段
DEA
方法评估运行效率;
[0009]S2
:构建多目标决策模型改善运行效率;
[0010]S3
:通过改进多目标粒子群算法求得最优规划方案

[0011]优选地,
S1
具体包括:
[0012]S11
:模型指标选取,选取的模型指标作为样本数据;模型指标包含投入指标

产出指标与环境指标三类;
[0013]S12
:样本数据处理;
[0014]S13
:三阶段
DEA
模型构建;
[0015]S14
:测算结果输出与分析

[0016]优选地,所选取的投入指标包括供电所的员工数量

员工平均薪资

数字基础设施建设费用

可应用的数据产品数量

数字技术研发费用与供电所资产净值;所选取的产出指标包括供电所售电量

供电客户数量

线损率

线上办电率;其中,供电所售电量
E
sales

P
ave
Δ
T

P
ave
为平均负荷功率,
Δ
T
为调度时段;所选取的环境指标包括政策因素与文化因素,其中,政策因素体现为相关政策数量占比,文化因素体现为数字化理念社会认可度

[0017]优选地,
S12
具体包括:
[0018]对模型指标数据进行清洗,该清洗包括对模型指标数据进行数据去重

数据过滤

缺失值填充与异常值处理,并做数据存储

[0019]优选地,
S13
具体包括:
[0020]S131:
第一阶段构建
DEA

BCC
模型;
[0021]S132:
由第一阶段分析得到的投入产出松弛变量受到外部环境因素或随机扰动项的影响,第二阶段构建
SFA
模型对投入变量进行调整;
[0022]S133:
在第三阶段中,将第二阶段
SFA
模型调整后的投入值与原始产出值再次带入到
DEA

BCC
模型进行效率值的运算

[0023]优选地,
S131
具体包括:
[0024]设有
n
个供电所,每个供电所有
m
个投入与
s
个产出;
x
ik
表示第
k
个供电所中第
i
个投入变量;
y
jk
表示第
k
个供电所中第
j
个产出变量
,k

1,2,...,n

i

1,2,...,m

j

1,2,...,s

λ
k
为给第
k
个供电所设定的系数,则有如下形式:
[0025]min
θ
[0026][0027]其中,
θ
为所考察的数字化供电所的总运行效率,
X
k

(x
1k
,x
2k
,...,x
mk
)

Y
k

(y
1k
,y
2k
,...,y
mk
)

s

、s
+
分别表示投入松弛变量的值和产出松弛变量的值,
X
t

Y
t
都是设定的变量

[0028]优选地,
S132
具体包括:
[0029]设第
i
个供电所中第
n
个投入值为
X
ni
,相应的松弛变量为
S
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...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种数字化供电所运行效率评估及决策优化方法,其特征在于,包括:
S1
:运用三阶段
DEA
方法评估运行效率;
S2
:构建多目标决策模型改善运行效率;
S3
:通过改进多目标粒子群算法求得最优规划方案
。2.
根据权利要求1所述的数字化供电所运行效率评估及决策优化方法,其特征在于,
S1
具体包括:
S11
:模型指标选取,选取的模型指标作为样本数据;模型指标包含投入指标

产出指标与环境指标三类;
S12
:样本数据处理;
S13
:三阶段
DEA
模型构建;
S14
:测算结果输出与分析
。3.
根据权利要求2所述的数字化供电所运行效率评估及决策优化方法,其特征在于,所选取的投入指标包括供电所的员工数量

员工平均薪资

数字基础设施建设费用

可应用的数据产品数量

数字技术研发费用与供电所资产净值;所选取的产出指标包括供电所售电量

供电客户数量

线损率

线上办电率;其中,供电所售电量
E
sales

P
ave
Δ
T

P
ave
为平均负荷功率,
Δ
T
为调度时段;所选取的环境指标包括政策因素与文化因素,其中,政策因素体现为相关政策数量占比,文化因素体现为数字化理念社会认可度;
S12
具体包括:对模型指标数据进行清洗,该清洗包括对模型指标数据进行数据去重

数据过滤

缺失值填充与异常值处理,并做数据存储
。4.
根据权利要求2所述的数字化供电所运行效率评估及决策优化方法,其特征在于,
S13
具体包括:
S131:
第一阶段构建
DEA

BCC
模型;
S132:
由第一阶段分析得到的投入产出松弛变量受到外部环境因素或随机扰动项的影响,第二阶段构建
SFA
模型对投入变量进行调整;
S133:
在第三阶段中,将第二阶段
SFA
模型调整后的投入值与原始产出值再次带入到
DEA

BCC
模型进行效率值的运算
。5.
根据权利要求4所述的数字化供电所运行效率评估及决策优化方法,其特征在于,
S131
具体包括:设有
n
个供电所,每个供电所有
m
个投入与
s
个产出;
x
ik
表示第
k
个供电所中第
i
个投入变量;
y
jk
表示第
k
个供电所中第
j
个产出变量,
k
=1,2,
...

n

i
=1,2,
...

m

j
=1,2,
...

s

λ
k
为给第
k
个供电所设定的系数,则有如下形式:
min
θ
其中,
θ
为所考察的数字化供电所的总运行效率,
X
k

(x
1k

x
2k

...

x
mk
)

Y
k

(y
1k

y
2k

...

y
mk
)

s

、s
+
分别表示投入松弛变量的值和产出松弛变量的值,
X
t

Y
t
都是设定的变量;
S132
具体包括:设第
i
个供电所中第
n
个投入值为
X
ni
,相应的松弛变量为
S
ni
,且
S
ni

X
ni

X
n
λ
>0,
n
=1,2,
...

N

i
=1,2,
...

I

λ
为设定的系数,
N

I
都是正整数,外部环境因素与差额变量的关系如下:
S
ni

f(Z
i

β
n
)+V
ni
+U
ni
其中,
Z
i
表示第
i
个供电所的外部环境因素,其包括相关政策数量占比和数字化理念社会认可度两个方面,
f(Z
i

β
n
)
则表示外部环境因素对投入松弛变量
S
ni
所产生的影响,
V
ni
、U
ni
分别表示第
i
个供电所中第
n
个投入值的随机扰动项与管理无效率;利用
SFA
模型的回归结果对投入值进行调整以消除外部环境因素与随机扰动项的影响,从而得到严格反映管理水平的运行效率值,调整过程如下:其中,
X
ni

分别表示调整前后的投入值,表示将所有供电所置于相同的外部环境下,表示使得所有供电所面临的随机误差相同
。6.
根据权利要求4所述的数字化供电所运行效率评估及决策优化方法,其特征在于,
S14
具体包括:
DEA

BCC
模型将输出三类效率值,分别为技术效率
TE、
纯技术效率
PTE
与规模效率
SE
,三者关系符合等式:
TE

PTE
×
SE
技术效率
TE
是对数字化供电所运行效率的综合评价;若
TE
=1,则表示该数字化供电所的资源投入产出在技术与规模两方面同时有效,即
DEA
有效;纯技术效率
PTE
体现了供电所数字化管理水平和技术创新等因素所影响的运行效率水平;若
PTE
=1,则表示在供电所当前数字技术应用水平下资源的投入使用是有效率的,在此情况下仍未实现综合有效则说明其规模无效,需作出相应决策以更好地发挥规模效益
。7.
根据权利要求1所述的数字化供电所运行效率评估及决策优化方法,其特征在于,
S2
具体包括:
S21
:构建运行效率改善的目标函数;
S22
:构建成本投入最少的目标函数;
S23
:构建用户满意度最高的目标函数;
S21
具体包括:以
S1
中的三阶段
DEA
方法为基础展开分析,
θ

为优化后所考察的数字化供电所的总运行效率,则有:
f1=
min
θ


θ

θ

≤1
其中,
f1为运行效率改善的目标函数,
X

k

(x

1k
,<...

【专利技术属性】
技术研发人员:汪洋李宏胜张旭东张欣葛云龙王兰涛郭兴媛柳长发
申请(专利权)人:国网河北省电力有限公司国家电网有限公司
类型:发明
国别省市:

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