一种满足差异化可靠性需求的配电网供电恢复系统和方法

技术领域

本发明涉及配电网供电恢复方法，尤其是指一种满足差异化可靠性需求的配电网供电恢复系统和方法。

背景技术

配电网是直面电力用户的重要公共基础设施，目前在进行配电网规划建设和运行管理时都以改善区域平均供电可靠性水平作为主要目标之一，通过对供电区域进行分区以及网格化管理来逐步实现面向不同用电规模的区域之间的差异化以及精益化管理。

但从用户角度来说，现行规定和方法对配电网整体发展的支撑相对粗放，精益化水平有待进一步提升。现行供电区域的划分也不够细致，即使是相同供电区域内的用户，其对于供电可靠性的需求也是不同的，但现推行的配电网管理方法中并不能依照具体的用户情况进行配电网规划。在进行配电网供电恢复时，现在大多以区域为单位进行供电恢复，不能满足区域内的用户单元的需求，这对于一些企业的工作运行也会带来很大的影响。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的缺点，提供一种满足差异化可靠性需求的配电网供电恢复系统和方法。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：

一种满足差异化可靠性需求的配电网供电恢复方法，包括以下步骤：

步骤一，获取用电数据，所述用电数据包括配电网供电数据和用户用电需求数据；

步骤三，根据用电数据获取量化指标，根据量化指标的数量建立维度，并对量化指标的所有维度进行平均值计算，并对计算得到的所有维度的平均值进行从高到低的排序；

步骤四，获取所有量化指标的最高平均值并进行结合，形成最高优先级计算值；

步骤五，计算每个用户的量化指标与最高优先级计算值的差值，所述差值即为供电可靠性优先级计算值；

步骤六，对所有用户的供电可靠性优先级计算值进行聚类分析，直至得到的聚类结果符合正态分布，并根据聚类结果划分每个用户的供电可靠性优先级；

步骤七，在配电网供电和恢复时以供电可靠性优先级高低确定配电网供电和恢复顺序。

由于不同用户对于供电可靠性的需求不同，所以在进行供电恢复时，需要考虑到用户的需求来安排供电恢复的顺序，所以在用电数据内加入用户用电需求数据以完善用电数据的内容。将用电数据作为供电和恢复的措施的依据，使得措施的制定可以考虑到用户的需求和用户的用电习惯等，实施供电和恢复时，定制的供电和恢复的顺序更加符合实际。且对用电数据进行量化处理以获取量化指标，为后续供电可靠性优先级的计算和实际使用提供数据基础。在对用户的供电可靠性优先级划分时，对供电可靠性优先级计算值进行聚类分析，可以有效的对数据进行合理分段。若是对所有用户都进行排序并按顺序进行恢复，工作量过大，难以实现，所以才进行分段，且同一分段内的供电可靠性优先级相同。通过对每个用户的供电可靠性需求进行进一步处理，来进行供电恢复顺序安排，使得配电网规划和运行管理过程更加精细，更加贴近事实。

进一步的，步骤三中在根据用电数据中的供电可靠性需求获取量化指标前，先对每个用户的用电数据内的计划性停电接受意愿进行判断，若用户的计划性停电接受意愿为不接受计划性停电，则直接将该用户的供电可靠性优先级划分为最高等级；若用户的计划性停电接受意愿为接受计划性停电，则再执行对该用户的供电可靠性需求进行量化指标获取的步骤。

在进行量化指标获取前先对用户的计划性停电接受意愿进行判断，由于不接受计划性停电的用户对于供电可靠性的需求均很高，所以直接将不接受计划性停电的用户划分为最高等级，在后续进行供电和恢复时优先进行此类用户的供电恢复，并减少了后续在进行量化指标获取时的计算量。

进一步的，对未获取到用电数据的用户，根据未获取到用电数据的用户的用电性质进行用电类别划分，并根据已获取的同用电类别用户的供电可靠性需求的优先级对该用户进行认定，将未获取到用电数据的用户的供电可靠性需求的优先级认定为同用电类别用户的供电可靠性需求的优先级。

由于在获取用电数据时，并不能保证可以联系到所有用户，所以针对未获取到用电数据的用户，将其按照用电类型进行划分，相同用电类型的用户对于供电可靠性的需求大多一致，所以采用相同用电类型的用户供电可靠性优先级来对未获取到用电数据的用户进行划分，保证每个用户的供电可靠性需求都被考虑到。

进一步的，所述用电类别包括居民生活用电、商业用电、办公用电、大工业用电、小型工业用电和中小学教学用电。

进一步的，在获取用电数据时，还获取用户的经济补偿供电可靠性需求，若用户存在经济补偿供电可靠性需求，则对该用户的供电可靠性优先级划分为最低等级。

由于相关政策的推行，若用户接受供电可靠性优先级降为最低，则该用户可以获取一定的经济补偿，所以在进行用户的供电可靠性优先级划分前，也对用户的经济补偿供电可靠性需求进行判断，一旦用户接受了经济补偿供电可靠性需求，则直接将其供电可靠性的优先级降为最低，减小了后续计算的工作量。

进一步的，采用移动端设备、WEB端设备和电话问询方式获取用电数据。

尽可能的获取全部用户的用电数据，在根据用电数据进行供电可靠性需求优先级划分时，可以有更多更全面的数据予以支持。

进一步的，所述每个用户的量化指标与最高优先级计算值的差值通过欧式距离计算法进行计算。

由于量化指标存在多维数据，所以采用了欧式距离计算法进行计算，保证计算结果的准确性。

进一步的，步骤六中对供电可靠性优先级计算值进行分段时，分段数量根据用户数量进行调整，且所述分段数量最小为三段，最高为七段。

由于供电和恢复的时间需要保持在一定的时间范围内，所以无法将分段分的过于细致，所以在进行分段时将分段数量控制在三段和七段之间，保证即使进行分段也能保证在规定时间内完成供电和恢复，保证了区域内的供电可靠性。

进一步的，一种满足差异化可靠性需求的配电网供电恢复系统，包括数据采集模块、数据处理模块和数据库，所述数据采集模块和数据处理模块均与数据库连接，所述数据采集模块用于获取用电数据，所述数据处理模块用于根据用电数据获取量化指标，所述数据处理模块还用于根据量化指标进行每个用户的供电可靠性优先级计算值以及供电可靠性优先级的计算，所述数据库用于储存用电数据、量化指标、用户的供电可靠性优先级计算值以及用户的供电可靠性优先级数据。

本发明的有益效果是：

将用户的用电数据也考虑到配电网供电和恢复的措施制定中来，直接将用户的供电可靠性需求进行量化以得到量化指标，来进行供电可靠性优先级的计算，使得后续根据供电可靠性优先级制定的配电网供电和恢复的措施更加符合实际，满足用户对供电可靠性的需求，推动了配电网整体效率和效益的提升，也进一步实现了配电网供电的精细化管理。

附图说明

图1是本发明的一种流程示意图；

图2是本发明的一种优先级计算流程图；

图3是本发明的一种结构示意图；

其中：1、数据采集模块，2、数据处理模块，3、数据库。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步描述。

实施例：

一种满足差异化可靠性需求的配电网供电恢复方法，如图1所示包括以下步骤：

步骤一，获取用电数据，所述用电数据包括配电网供电数据和用户用电需求数据；

用电数据内具体包括了用户对故障性停电的敏感程度、用户选择的哪个阶段停电影响最小、用户对于停电频率的接受程度、用户对高可靠性的需求、用户是否属于可中断或可调节负荷用户和用户对电压质量的需求。采用移动端设备、WEB端设备和电话问询方式对用户进行调研来获取用电数据。

在实际调研过程中，电网公司在提前告知用户计划停电的情况下，88％的用户表示能接受，7％的用户勉强可以接受，仅有5％的用户表示不能接受。中小学教学用电对计划性停电的接受度最高，为100％，其次是居民生活用电与大工业用电，均为95％，小型工业用电接受度最低，仅为88％。由于不可控因素(例如自然灾害、外力破坏等)导致的故障性停电，对23％的用户受影响较小，49％的用户影响一般，但是对28％的用户影响较大。故障性停电对中小学教学用电有较大影响，其次是大工业用电，对小型工业用电影响最小。如果电网供电中断，有24％的用户表示晚上影响最小，其次是19％的用户认为早上影响最小。涉及到具体时间段，16％的用户认为在18:00-00:00停电影响最小，其次是15％的用户表示在8:00-12:00之间影响最小。在季节上，34％的用户认为在秋季停电影响最小，其次是在春季为31％。居民生活用电有15.4％认为在晚上停电影响最小，早上、上午、中午相差不大；其他类型用电大多同样表示晚上停电影响最小。具体到时间段上，居民生活用电有15.4％表示在18:00-00:00停电影响最小，其他时间段相差不大；其他类型用电大多同样表示18:00-00:00停电影响最小。在季节上，34.6％的居民生活用电在秋季停电影响最小，其次是31.2％在春季影响最小；商业用电有68.3％认为在夏季影响最小，其他季节相差不大；办公用电与大工业用电等也是大部分认为夏季影响最小。46.4％的用户最长能够忍受连续停电的时长为0.5-2小时，其次是2-4小时有28.9％。居民生活用电有46％表示能够忍受连续停电的时长为0.5-2小时，其次是2-4小时有29.2％，其他类型用电均为一半以上表示能够忍受连续停电的时长为0.5-2小时。78.7％的用户愿意接受分两次停电，一次停30分钟，仅有21.3％的用户能接受一次停电6小时。居民生活用电、商业用电、办公用电与大工业用电四种类型用户愿意接受分两次停电，一次停30分钟均占7成以上。如果可以消除各类停电，但需要增加1倍的电力设施一次性投入本，并支付不超过10％的电费增加，接受与不接受的用户各占一半。商业用电、小型工业用电与中小学教学用电的用户对高可靠性需求的比例最高，大工业用电最低。通过以上数据，可以将对目标用户的供电可靠性需求形成量化指标；从而进一步实施供电可靠性优先级的计算和实际使以满足用户对于供电差异化可靠性的需求。

如图2所示，优先级的计算过程包括步骤三至步骤五的内容，具体为：

步骤三，根据用电数据中的供电可靠性需求获取量化指标，根据量化指标的数量建立维度，并对量化指标的所有维度进行平均值计算，并对计算得到的所有维度的平均值进行从高到低的排序；

步骤四，获取所有量化指标的最高平均值并进行结合，形成最高优先级计算值；

步骤五，计算每个用户的量化指标与最高优先级计算值的差值，所述差值即为供电可靠性优先级计算值；

步骤六，运用SAS软件采用不同方法对所有用户的供电可靠性优先级计算值进行聚类分析，直至得到的聚类结果符合正态分布，并根据聚类结果划分每个用户的供电可靠性优先级；

步骤七，在配电网供电和恢复时以供电可靠性优先级高低确定配电网供电和恢复顺序。

步骤三中在根据用电数据获取量化指标前，先对每个用户的用电数据内的计划性停电接受意愿进行判断，若用户的计划性停电接受意愿为不接受计划性停电，则直接将该用户的供电可靠性优先级划分为最高等级；若用户的计划性停电接受意愿为接受计划性停电，则再执行对该用户的用电数据进行量化指标获取的步骤。

由于用户的计划性停电接受意愿以及用户用电需求是不断变化的，所以用户对计划性停电接受意愿和用户用电需求都可以在用户申请后延时一段时间再进行变动。

在配电网运行过程中会遇到需要进行计划性停电的情况，但是并不是所有用电用户都能接受计划性停电，如一些中小型企业，由于生产需要所以对于计划性停电大多都是不愿意接受的，所以也需要将用户对于计划性停电的接受意愿也加入供电可靠性优先级划分的过程中，使得后续划分的用户优先级更加贴合用户的需求。

对未获取到用电数据的用户，根据未获取到用电数据的用户的用电性质进行用电类别划分，并根据已获取的同用电类别用户的供电可靠性优先级对该用户进行认定，将未获取到用电数据的用户的供电可靠性优先级认定为同用电类别用户的供电可靠性优先级。

所述用电类别包括居民生活用电、商业用电、办公用电、大工业用电、小型工业用电和中小学教学用电。

在获取用电数据时，还获取用户的经济补偿供电可靠性需求，若用户存在经济补偿供电可靠性需求，则对该用户的供电可靠性优先级划分为最低等级。

对于用电高峰期，部分区域需要限电，如果有客户愿意主动降低负荷或者拉停，电力公司会给与一定的经济补偿，在此情况下，在调研过程中可以发现，有51％的用户表示愿意。在愿意主动降低负荷或者拉停的3489用户中，有36,8％的用户认为补偿20元/kWH以上，认为补偿3-10元/kWH与10-15元/kWH的用户比例均为25.9％。对于用电高峰期，部分区域需要限电，如果有客户愿意主动降低负荷或者拉停，电力公司会给与一定的经济补偿，在此情况下，除了商业用电，其他类型用电均有一半以上表示愿意。在愿意主动降低负荷或者拉停的办公用电、大工业用电与中小学教学用电用户中，超过一半的用户认为20元/kWH以上，小型工业用电认为补偿15-20元/kWH的比例最高为60％，样本量占大头的居民生活用电有36.7％认为补偿20元/kWH以上。在有精密仪器(设备)的395用户中，有58％的用户要求低电压，21.3％的用户要求高电压。居民生活用电、大工业用电与小型工业用电有超过一半的用户要求低电压，商业用电与办公用电有四成的用户要求高电压。事先有通知的停电会对29％的用户造成损失，对71％的用户没有损失。在有损失的用户中，49.3％的用户会损失100-1000元，其次是24.1％的用户损失在100元以下。事先没有通知的停电会对69.6％的用户造成损失，对30.4％的用户没有损失。在有损失的用户中，46.9％的用户会损失100-1000元，其次是22.8％的用户会损失1000-10000元。在事先有通知停电的情况下，商业用电与办公用电超过4成的用户会有损失，损失额度集中在100-1000元。在事先没有通知停电的情况下，除居民生活用电外，其他类型用电均超过7成的用户会有损失，损失额度集中在100-1000元。由调研可知，如果采用了补偿机制和事先通知机制，可以有效降低电网运行供电停止的损失，用户通过损失补偿也能接受供电停止的操作。

若用户之前存在经济补偿供电可靠性的需求，但是在经过申请后放弃了经济补偿供电可靠性的需求，则需要对该用户的供电可靠性优先级进行重新计算。

所述每个用户的量化指标与最高优先级计算值的差值通过欧式距离计算法进行计算。

步骤六中对供电可靠性优先级计算值进行分段时，分段数量根据用户数量进行调整，且所述分段数量最小为三段，最高为七段。

一种满足差异化可靠性需求的配电网供电恢复系统，如图3所示，包括数据采集模块1、数据处理模块2和数据库3，所述数据采集模块1和数据处理模块2均与数据库3连接，所述数据采集模块1用于获取用电数据，所述数据处理模块2用于根据用电数据获取量化指标，所述数据处理模块2还用于根据量化指标进行每个用户的供电可靠性优先级计算值以及供电可靠性优先级的计算，所述数据库3用于储存用电数据、量化指标、用户的供电可靠性优先级计算值以及用户的供电可靠性优先级数据。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。