CN110059913A - 一种计及未来态的停电计划的量化评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种计及未来态的停电计划的量化评估方法，包括如下步骤：S1，确定停电计划影响因素的数据集并确定影响程度的级别；S2，根据停电计划两种影响因素，确定停电计划评估指标为安全指标和经济指标，并分别建立安全指标和经济指标的评估函数；S3,未来态停电计划安全指标和经济指标的分类与量化，将安全指标和经济指标分为多个类别并对应设定量化值区间；S4,对量化评估结果进行排序，选择量化评估值最大的停电计划作为最优停电计划。本发明在综合分析未来态停电计划的影响因素基础上，不仅兼顾了停电计划的安全性，同时考虑了其经济性，从而使得方案的评估更加全面合理，增强了方案的可行性。

Description

一种计及未来态的停电计划的量化评估方法

技术领域

本发明涉及地区电网停电计划领域，具体涉及停电计划的量化评估方法。

背景技术

输电网停电计划的编制需要兼顾考虑设备停电时间优化、负荷转移、不同停电任务之间的互斥性与协调性，以及停电计划编制过程中电网的安全约束和作业单位的作业能力等因素。这对于月计划编制是一个相对复杂的过程，需要考虑停电设备特性及设备之间的关系等因素，而对已编制的停电计划的评估需要对停电计划业务的深入了解及长期处理相关事务的经验，这对计划审核人员的业务能力提出了很高要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种计及未来态的停电计划的量化评估方法，使得方案的评估更加全面合理，增强了方案的可行性。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种计及未来态的停电计划的量化评估方法，包括如下步骤：

S1，确定停电计划影响因素的数据集并确定影响程度的级别，其中，停电计划影响因素分为安全类和经济类两种影响因素,且两种影响因素中每个影响因素均划分为至少两个等级；

S2，根据停电计划两种影响因素，确定停电计划评估指标为安全指标和经济指标，并分别建立安全指标和经济指标的评估函数；

S3,未来态停电计划安全指标和经济指标的分类与量化，将安全指标和经济指标分为多个类别并对应设定量化值区间；

S4,对量化评估结果进行排序，选择量化评估值最大的停电计划作为最优停电计划。

优选的，安全类影响因素包括：未来态电网运行方式、未来态电网出力、检修前后潮流转移以及重要负荷用电需求量，分别定义为：v_{1_i}，其中i＝1,2,...4。

优选的，经济类影响因素包括：停电检修时间内的损失负荷经济值、检修操作工作人力成本以及检修设备成本；分别定义为：v_{2_i}，其中i＝1,2,3。

优选的，每个影响因素根据影响程度的不同共分为三个等级。

优选的，步骤S2包括；假设有K种停电计划，则停电检修时停电计划影响因素为K种状态，依次对K种状态的影响因素进行经济评估和安全评估，

(1)未来态停电计划的经济性评估函数影响停电计划的经济性的主要因素是停电检修时间内的损失负荷经济值、检修操作工作人力成本以及检修设备成本，则第k种(k＝1,2,...K)停电计划中得经济评估公式为：

式中，C为停电检修计划消耗的总成本，单位为元，P_{k_loss}为第k种停电计划下停电检修损失的负荷功率，T_k为第k种停电计划下检修计划总时间，P_price为检修人员的单位时间成本，v_{k_}2_{_}3为第k种停电计划下检修设备成本；

(2)未来态停电计划的安全评估函数影响停电计划的安全性的因素主要是电网运行及负荷情景中的各个要素，因此，安全评估模型表示为：

S＝f(v_{1_1},v_{1_2},v_{1_3},v_{1_4}) (2)。

优选的，v_{1_i}与S之间映射关系采用循环神经网络的方法来实现。

优选的，步骤S3中经济性及安全性评估分类及量化如下表

优选的，步骤S3为了评估出停电计划的两类指标中每个指标的4个分类等级区间，采用SVM结构模型，4个分类等级构造3个SVM子分类器，两类指标共需构造6个子分类器，在构造第i个SVM子分类器时，i＝1,2,....6，将属于第i等级风险的样本数据标记为正类，不属于i等级风险的样本数据标记为负类，对输入数据利用分类决策函数分别计算各个子分类器的决策函数值，并选取函数值最大所对应的类别为停电计划某指标量化评估的等级。

优选的，将步骤S3所得的停电计划经济指标量化评估值与安全指标量化评估值进行加权求和，求和公式如式(3)所示，权重系数β₁和β₂分别为经济量化评估值和安全指标量化评估值的权重系数，

Y＝f(C,S)＝β₁C+β₂S (3)

对(3)式得到某个停电计划对应的总量化评估值Y，对所有Y值进行取最大值操作即可得到最优的停电计划。

与现有停电计划评估措施相比，本发明在综合分析未来态停电计划的影响因素基础上，不仅兼顾了停电计划的安全性，同时考虑了其经济性，从而使得方案的评估更加全面合理，增强了方案的可行性。另外在对众多影响因素等级评估方面，采用了支持向量机的技术，消除了现有等级分类中的主观影响。

本发明的具体技术方案及其有益效果将会在下面的具体实施方式中结合附图进行详细的说明。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

图1为本发明流程图；

图2为某地区电网结构示意图；

图3为IEEE30节点的电网图。

具体实施方式

计及未来态的停电计划的量化评估方法，包括如下步骤：

S1，确定停电计划影响因素的数据集并确定影响程度的级别

根据停电计划影响因素影响的对象，将众多影响因素分为两种：安全类、经济类；其中安全类影响因素包括：未来态电网运行方式、未来态电网出力、检修前后潮流转移以及重要负荷用电需求量，分别定义为：v_{1_i}(其中，i＝1,2,...4)；经济类影响因素包括：停电检修时间内的损失负荷经济值、检修操作工作人力成本以及检修设备成本；分别定义为：v_{2_i}(其中，i＝1,2,3)。总共确定7个重要影响因素。上述各种安全类影响因素和经济类影响因素在本发明中并无特殊含义，具体理解可以参考现有技术。

进一步的，每个影响因素根据影响程度的不同，各自分为一级、二级和三级共三个等级。

S2，确定停电计划评估指标为安全指标和经济指标，并建立两者的评估函数。

假设有K种停电计划，则停电检修时上述因素为K种状态，依次对K中状态的因素进行经济评估和安全评估。

(1)未来态停电计划的经济性评估函数

影响停电计划的经济性的主要因素是停电检修时间内的损失负荷经济值、检修操作工作人力成本以及检修设备成本。则第k种(k＝1,2,...K)停电计划中得经济评估公式为：

式中，C为停电检修计划消耗的总成本，单位为元。P_{k_loss}为第k种停电计划下停电检修损失的负荷功率，T_k为第k种停电计划下检修计划总时间。P_price为检修人员的单位时间成本，v_{k_2_3}为第k种停电计划下检修设备成本。

(2)未来态停电计划的安全评估函数

影响停电计划的安全性的因素主要是电网运行及负荷情景中的各个要素(以v_{1_i}，i＝1,2,3,4)因此，安全评估模型可表示为：

S＝f(v_{1_1,}v_{1_2}，v_{1_3}，v_{1_4}) (2)

由于v_{1_i}与S的关系复杂多变，且与时间相关，两者之间映射关系采用循环神经网络(RNN)的方法来实现。

循环神经网络模型结构见附图2，分别为输入层(输入变量个数为4)、隐藏层(层数确定为3层)和输出层(输出个数为4)。其中，(v_{1_i}，S)为基于未来态数据的输入(未来态电网运行方式、未来态电网出力、检修前后潮流转移以及重要负荷用电需求量)及其对应的安全指标分类结果(非常安全、较为安全、安全和不安全四者之一)，U、V分别是输入层与中间层、中间层与输出层之间的参数向量。W为前一个时刻的值与当前时刻值之间的参数向量。

S3，未来态停电计划评价指标的分类与量化

为了对K种停电计划进行优劣比较，需要将公式(1)、(2)所得的经济性和安全性结果进行分类与量化，分类与量化区间如下表所示：

表1安全性及安全性评估分类及量化表

为了评估出停电计划的2类指标中每个指标的4个分类等级区间，可采用SVM结构模型。4个分类等级构造3个SVM子分类器，两个指标共需构造6个子分类器。在构造第i个(i＝1,2,....6)SVM子分类器时，将属于第i等级风险的样本数据标记为正类，不属于i等级风险的样本数据标记为负类。对输入数据利用分类决策函数分别计算各个子分类器的决策函数值，并选取函数值最大所对应的类别为停电计划某指标量化评估的等级。

由于两个评价指标分类量化模型均采用相同的SVM多分类模型。为了加快充分利用计算资源提高处理速度，本发明采用多核并行处理策略。

S4，对量化评估结果进行排序，选择量化评估值最大的停电计划作为最优停电计划。

将S3所得的停电计划经济指标量化评估值与安全指标量化评估值进行加权求和。求和公式如式(3)所示。权重系数β₁和β₂经济量化评估值和安全指标量化评估值的权重系数。

Y＝f(C,S)＝β₁C+β₂S (3)

对(3)式得到某个停电计划对应的总量化评估值Y，对所有Y值进行取最大值操作即可得到最优的停电计划。

为了便于理解本发明所述方法，本节以IEEE30节点的电网(如图3所示)为例提出两个停电计划。两个停电计划点分别位于线路14(定义为计划1)与线路19处(定义为计划2)进行停电检修为例，进行停电计划量化评估。具体过程如下：

S1，确定两个停电计划的主要影响因素及影响等级，具体结果如表1和表2所示。

表1停电检修计划1影响因素及影响等级

表2停电检修计划2影响因素及影响等级

S2，利用S1的影响因素和影响等级，通过经济指标函数和安全指标函数对两个停电计划的经济性指标和安全性指标进行评估。

(1)经济评估。利用下面：

式中，C为停电检修计划消耗的总成本，单位为元。P_{k_loss}为第k种(k＝1,2)停电计划下停电检修损失的负荷功率，T_k为第k种停电计划下检修计划总时间。P_price为检修人员的单位时间成本，v_{k_2_3}为第k种停电计划下检修设备成本。各变量取值如表3和表4所示。

表3停电检修计划1经济指标各变量及取值

表4停电检修计划2经济指标各变量及取值

经过计算可得，两种停电计划得到停电计划1需要损失3873元，停电计划2需要损失4100元。

(2)安全性评估

利用RNN循环神经网络模型，训练完成后，输入变量为停电计划1和停电计划2的：未来态电网运行方式、未来态电网出力、检修前后潮流转移以及重要负荷用电需求量。通过计算得到两个计划的安全评估指标结果，该值与经济性指标综合归一化后如表5所示。

S3，未来态停电计划评价指标的分类与量化

利用本发明所述的SVM模型对计划1和2两个停电计划进行分类与量化，结果如表5所示。

表5停电计划1与2的各指标评估分类结果及量化值

S4，对量化评估结果进行排序，选择量化评估值最大的停电计划作为最优停电计划。

利用加权求和公式(3)分别计算停电计划1和停电计划2的总评估值。

Y＝f(C,S)＝β₁C+β₂S (3)

式中，权重系数β₁和β₂分别取0.35和0.65。计算后的结果如表6所示。

表6停电计划1与2的各指标评估值及总评估值对比

对表6所得的总评估值进行比较可得，计划2的综合评估效果将好于计划1，主要原因是计划2中影响安全性指标的大多情景因素好于计划1，虽然其经济性指标的与计划1相比稍微差一些。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (9)

1.一种计及未来态的停电计划的量化评估方法，其特征在于包括如下步骤：

S1，确定停电计划影响因素的数据集并确定影响程度的级别，其中，停电计划影响因素分为安全类和经济类两种影响因素,且两种影响因素中每个影响因素均划分为至少两个等级；

S2，根据停电计划两种影响因素，确定停电计划评估指标为安全指标和经济指标，并分别建立安全指标和经济指标的评估函数；

S3,未来态停电计划安全指标和经济指标的分类与量化，将安全指标和经济指标分为多个类别并对应设定量化值区间；

S4,对量化评估结果进行排序，选择量化评估值最大的停电计划作为最优停电计划。

2.根据权利要求1所述的一种计及未来态的停电计划的量化评估方法，其特征在于：安全类影响因素包括：未来态电网运行方式、未来态电网出力、检修前后潮流转移以及重要负荷用电需求量，分别定义为：v_{1_i}，其中i＝1,2,...4。

3.根据权利要求2所述的一种计及未来态的停电计划的量化评估方法，其特征在于：经济类影响因素包括：停电检修时间内的损失负荷经济值、检修操作工作人力成本以及检修设备成本，分别定义为：v_{2_i}，其中i＝1,2,3。

4.根据权利要求3所述的一种计及未来态的停电计划的量化评估方法，其特征在于：每个影响因素根据影响程度的不同共分为三个等级。

5.根据权利要求4所述的一种计及未来态的停电计划的量化评估方法，其特征在于：步骤S2包括；假设有K种停电计划，则停电检修时停电计划影响因素为K种状态，依次对K种状态的影响因素进行经济评估和安全评估，

(1)未来态停电计划的经济性评估函数

影响停电计划的经济性的主要因素是停电检修时间内的损失负荷经济值、检修操作工作人力成本以及检修设备成本，则第k种(k＝1,2,...K)停电计划中得经济评估公式为：

式中，C为停电检修计划消耗的总成本，单位为元，P_{k_loss}为第k种停电计划下停电检修损失的负荷功率，T_k为第k种停电计划下检修计划总时间，P_price为检修人员的单位时间成本，v_{k_2_3}为第k种停电计划下检修设备成本；

(2)未来态停电计划的安全评估函数

影响停电计划的安全性的因素主要是电网运行及负荷情景中的各个要素，因此，安全评估模型表示为：

S＝f(v_{1_1},v_{1_2},v_{1_3},v_{1_4}) (2)。

6.根据权利要求5所述的一种计及未来态的停电计划的量化评估方法，其特征在于：v_{1_i}与S之间映射关系采用循环神经网络的方法来实现。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的一种计及未来态的停电计划的量化评估方法，其特征在于：步骤S3中经济性及安全性评估分类及量化如下表

8.根据权利要求7所述的一种计及未来态的停电计划的量化评估方法，其特征在于：步骤S3为了评估出停电计划的两类指标中每个指标的4个分类等级区间，采用SVM结构模型，4个分类等级构造3个SVM子分类器，两类指标共需构造6个子分类器，在构造第i个SVM子分类器时，i＝1,2,....6，将属于第i等级风险的样本数据标记为正类，不属于i等级风险的样本数据标记为负类，对输入数据利用分类决策函数分别计算各个子分类器的决策函数值，并选取函数值最大所对应的类别为停电计划某指标量化评估的等级。

9.根据权利要求7所述的一种计及未来态的停电计划的量化评估方法，其特征在于：将步骤S3所得的停电计划经济指标量化评估值与安全指标量化评估值进行加权求和，求和公式如式(3)所示，权重系数β₁和β₂分别为经济量化评估值和安全指标量化评估值的权重系数，

Y＝f(C,S)＝β₁C+β₂S (3)

对(3)式得到某个停电计划对应的总量化评估值Y，对所有Y值进行取最大值操作即可得到最优的停电计划。