配网运行规划综合评价及投资效益分析方法与流程

1.本公开涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种配网运行规划综合评价及投资效益分析方法。


背景技术：

2.近年来，冀北公司配电网规模、网架结构和智能化水平方面得到了稳步提升，但由于改造投资缺乏科学依据，资金分布不均衡，导致局部城市配电网和广大农村配电网相对落后、网架结构存在薄弱环节，不仅造成资金浪费，还直接影响客户体验。为做好做优电网“最后一公里”，本专利基于统一的配网网架拓扑图，从技术性能、经济效益和社会效益维度出发，构建分层分级的配网运行及规划综合评价指标体系，准确定位配电网运行薄弱环节、提高配电网投资效率、加强配网服务能力。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本公开的目的在于提出一种配网运行规划综合评价及投资效益分析方法。
4.基于上述目的，本公开提供了配网运行规划综合评价及投资效益分析方法：
5.(1)基于营销业务系统、地理信息系统、生产管理系统、用电信息采集系统业务系统，采用sg-cim模型、知识图谱、ai技术构建统一的配网网架拓扑图；
6.(2)基于统一的配网网架拓扑图，从技术能力、社会效益、经济效益维度出发，构建配网运行规划综合评价指标体系；
7.(3)基于配网运行规划综合评价指标体系，采用som聚类、层次分析法、熵权法、topsis方法量化评估配网运行状况，准确定位配网薄弱环节；
8.(4)基于配网运行规划状态综合评价结果，进行投资效益分析，指导配网投资规划建设，赋能电网转型升级。
9.从上面所述可以看出，本公开提供的配网运行规划综合评价及投资效益分析方法，通过深化配网运行及投资效益分析应用，研究配网可靠性、经济性分析模型，构建分层分级的配电网运行规划综合评价指标体系，从技术性能、经济效益和社会效益维度，评估配电网运行状况、投资成效及影响因素，准确定位配电网运行薄弱环节及相关问题，为提高配网投资效率、加强配网运行提供支撑，赋能电网转型升级。
附图说明
10.为了更清楚地说明本公开或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
11.图1为根据本公开实施例提供的配网运行规划综合评价及投资效益分析模型流程
图；
12.图2为根据本公开实施例提供的统一配网网架拓扑图的构建流程图；
13.图3为根据本公开实施例提供的配网运行规划综合评价指标体系；
14.图4为根据本公开实施例提供的配电网运行规划量化评估模型流程图；
15.图5为根据本公开实施例提供的配网运行规划投资效益分析模型流程图。
具体实施方式
16.为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
17.需要说明的是，除非另外定义，本公开实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
18.下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
19.配网运行规划综合评价及投资效益分析模型流程图如附图1所示，其中：
20.1.统一配网网架拓扑图的构建
21.如图2所示，基于营销业务应用、pms2.0、gis多源系统数据，采用sg-cim、人工智能及知识图谱技术，构建统一的配网网架拓扑图，形成配网“站-线-变-箱-表-户”一张图，并进行营配数据质量核查规则配置及功能优化，从而实现配网网架结构智能识别、网架差异动态感知，支撑配网运行感知及规划策略研究。
22.2.配网运行规划综合评价指标体系的构建
23.如图3所示，构建综合评价指标体系关键是确定评价关键要素，电网企业作为公共事业单位，在关注经济绩效的同时更注重生产安全以及肩负的社会使命，因此评价指标体系要既能反映整体规划方案的技术、经济水平又能反映对社会的贡献程度。项目从技术性能、社会效益和经济效益维度出发，构建分层分级的配电网运行规划综合评价指标体系，其中一级指标3个，包括技术性能、社会效益、经济效益，其中，技术性能指标包括配变重过载次数、配变平均负载率、线路平均负载率，社会效益指标包括配变低电压次数、供电电压合格率、用户平均停电时间、用户平均停电次数、95598服务满意率，经济效益指标包括同期线损率、配变功率因数合格率、单位供电成本、单位资产增供电量。
24.表1配网运行规划综合评价指标体系计算明细
[0025][0026][0027]
3.配网运行规划综合评价模型的构建
[0028]
配电网运行规划综合评价分析模型的构建：
①
基于营销业务系统、生产管理系统、gis业务系统，构建配电网运行规划综合评价指标体系；
②
由于低压配电网台区广泛分布在各个地区，所处的地域不同，配电网建设的环境、时间、级也各不相同，因此，不应该以单一的标准对其运行情况进行评判。所以，有必要先对冀北地区所有台区通过som网络算法聚成几个大类，后续对每个大类的配网运行规划进行量化评估；
③
配网运行规划量化评估模型思路(如图4所示)：首先，采用熵权法、topsis分别计算二级指标的客观权重和评价得分，两者的加权组合即为一级指标综合得分；然后，采用ahp计算一级指标主观权重；最后，基于一级指标综合得分和一级指标主观权重，两者加权组合即为配电网运行规划综合评价得分。
[0029]
其中，熵权法计算步骤如下：
[0030]
①
数据标准化处理，转换公式如下：
[0031][0032]
②
计算第j个指标(数据标准化后)下第i个观察点的指标值的比重：
[0033]
[0034]
③
计算第j个指标的熵值：
[0035][0036]
其中，
[0037]
④
计算第j个指标的差异系数：
[0038]gj
＝1-ej(j＝1,2,
…
,n)
[0039]
⑤
计算各指标的熵值权重系数：
[0040][0041]
层次分析法ahp的核心步骤如下：
[0042]
①
建立层次结构模型
[0043]
该结构图一般分为三层，最上面为目标层，最下面为方案层，中间是准则层或指标层。
[0044]
②
构造成对比较矩阵
[0045]
从第二层开始用成对比较矩阵和1～9标度(如下表所示)。若上层的每个因素都支配着下一层的所有因素，或被下一层所有因素影响，称为完全层次结构，否则称为不完全层次结构。
[0046]
表2判断矩阵a
ij
的标度方法
[0047][0048]
设某层有n个因素，x＝{x1,x2,
……
,xn}，要比较它们对上一层某一准则(或目标)的影响程度，确定在该层中相对于某一准则所占的比重，即把n个因素对上层某一目标的影响程度排序。
[0049]
上述比较是两两因素之间进行的比较，比较时取1～9标度。用a表示第i个因素相对于第j个因素的比较结果，则a称为成对比较矩阵。
[0050][0051]
③
判断矩阵一致性检验
[0052][0053]
其中，(λ
max
为判断矩阵最大特征值)为一致性指标，ri为随机一致性指标，cr为随机一致性比率。如果cr《0.1，则认为该判断矩阵通过一致性检验，否则就不具有满意一致性，需要重新构造成对比较矩阵。
[0054]
④
权重计算
[0055]
a中每行元素连乘并开m次方，得到向量其中，
[0056]
对w
*
做归一化处理，得到权重向量w
(a)
＝(w1,w2…
wm)
t
，其中，
[0057]
topsis基本步骤如下：
[0058]
①
计算各评价对象到理想解的距离和到负理想解之间的距离
[0059][0060][0061]
其中，x
ij
为数据标准化后的指标数据，为指标数据最优解，为指标最差解。
[0062]
②
计算各评价对象的相对贴近度c
ij
(计算公式如下)，用相对贴近度反映各评价对象靠近理想解远离负理想解的程度，c
ij
值越大，表征评价对象越优。
[0063][0064]
4.配网运行规划投资效益分析
[0065]
如图5所示，配网运行规划投资效益分析模型构建：首先，基于配电网运行状况综合得分，计算配网投资效益评价指标；其次，判断配网投资效益评价指标正负性，为正，则配网投资成效“好”，反之，变“坏”；然后，计算配网运行子项指标得分变化情况，准确定位配网规划运行薄弱环节，指导配网投资建设。
[0066]
配网投资效益评价指标＝(投资后配网运行状况综合得分-投资前配网运行状况综合得分)/投资前配网运行状况综合得分。
[0067]
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的效结构或效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内
[0068]
需要说明的是，本公开实施例的方法可以由单个设备执行，例如一台计算机或服务器。本实施例的方法也可以应用于分布式场景下，由多台设备相互配合来完成。在这种分布式场景的情况下，这多台设备中的一台设备可以只执行本公开实施例的方法中的某一个或多个步骤，这多台设备相互之间会进行交互以完成所述的方法。
[0069]
需要说明的是，上述对本公开的一些实施例进行了描述。其它实施例在所附权利
要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于上述实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
[0070]
本实施例的计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。
[0071]
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本公开实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
[0072]
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本公开实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(ic)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本公开实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本公开实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本公开的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本公开实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
[0073]
尽管已经结合了本公开的具体实施例对本公开进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态ram(dram))可以使用所讨论的实施例。
[0074]
本公开实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本公开实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进，均应包含在本公开的保护范围之内。

技术特征：
1.一种配网运行规划综合评价及投资效益分析方法，其特征在于，所述方法包括：步骤(1)基于营销业务系统、地理信息系统、生产管理系统、用电信息采集系统业务系统，采用sg-cim模型、知识图谱、ai技术构建统一的配网网架拓扑图；步骤(2)基于统一的配网网架拓扑图，从技术能力、社会效益、经济效益维度出发，构建配网运行规划综合评价指标体系；步骤(3)基于配网运行规划综合评价指标体系，采用som聚类、层次分析法、熵权法、topsis方法量化评估配网运行状况，准确定位配网薄弱环节；步骤(4)基于配网运行规划状态综合评价结果，进行投资效益分析，指导配网投资规划建设，赋能电网转型升级。2.根据权利要求1所述的一种配网运行规划综合评价及投资效益分析方法，其特征在于，所述步骤(1)中，基于多源业务系统，采用sg-cim模型、知识图谱、ai技术构建统一的配网网架拓扑图。3.根据权利要求1所述的一种配网运行规划综合评价及投资效益分析方法，其特征在于，所述步骤(2)中，从技术能力、社会效益、经济效益维度出发，构建配网运行规划综合评价指标体系。4.根据权利要求1所述的一种配网运行规划综合评价及投资效益分析方法，其特征在于，所述步骤(3)中，采用som聚类、层次分析法、熵权法、topsis方法量化评估配网运行状况。5.根据权利要求1所述的一种配网运行规划综合评价及投资效益分析方法，其特征在于，所述步骤(4)中，基于配网运行规划状态综合评价结果，进行配网投资效益分析，指导配网投资规划建设。

技术总结
本公开提供一种配网运行规划综合评价及投资效益分析方法，所述方法包括：(1)基于营销业务系统、地理信息系统、生产管理系统、用电信息采集系统多源业务系统，采用SG-CIM模型、知识图谱、AI技术构建统一的配网网架拓扑图；(2)基于统一的配网网架拓扑图，从技术能力、社会效益、经济效益维度出发，构建配网运行规划综合评价指标体系；(3)基于配网运行规划综合评价指标体系，采用SOM聚类、层次分析法、熵权法、TOPSIS方法量化评估配网运行状况，准确定位配网薄弱环节；(4)基于配网运行规划状态综合评价结果，进行配网投资效益分析，指导配网投资规划建设，赋能电网转型升级。赋能电网转型升级。赋能电网转型升级。


技术研发人员：仝翠芝 王冲 王骏 岳虎 高迪 李春超 武文鹏 李顺杰 官仕卿
受保护的技术使用者：国家电网有限公司
技术研发日：2021.10.15
技术公布日：2022/3/8