配电网中设备群运行状态评估方法与流程

1.本发明属于配电网状态评价技术领域，特别涉及配电网中设备群运行状态评估方法、系统、终端设备及存储介质。


背景技术：

2.配电网作为电力系统与用户连接的终端环节，对系统的整体效率和用户的用电质量与可靠性有着直接的影响，多数的用户停电事故是由配电系统故障引起的。配电网设备数量众多、地理位置分散；设备状态多样、状态参量多、评估工作量大，其运行状态对供电可靠性有着重要影响，所以对配网设备进行状态评估十分有必要；在实现过程中，在现有技术中至少存在如下问题：传统的配电设备评价过程仅针对单台配网设备，多数设备自身状态参量在实际应用过程中难以获取，状态评价效率低下，浪费人力物力资源。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明提供了配电网中设备群运行状态评估方法、系统、终端设备及存储介质。建立配电网设备群状态综合评价模型，实现对配电网不同设备群运行风险的可观可控，实现设备利用的最优化，从而有力保障电力系统的安全稳定。
4.本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：本发明中提供了配电网中设备群运行状态评估方法，包括：根据配电网中的设备进行建立配网设备群；针对所述配网设备群采用规则变量分析法，从电网、设备、环境和用户四个方面筛选出对应的最优设备评价指标集；根据所述最优设备评价指标集进行建立配网设备状态的评价指标体系；对所述评价指标体系采用改进熵权法进行客观赋权，并以集对分析理论为指导，建立基于五元联系数的同异反风险评价模型；以所述同异反风险评价模型为基础进行建立配网设备群状态评价模型，通过所述配网设备群状态评价模型对不同设备群的运行状态进行评估。
5.优选的，所述根据配电网中的设备进行建立配网设备群，包括：调研配网设备的物理属性、电网拓扑及应用场景，获得设备数据；根据所述设备数据将配网中的单个设备按照地理层、家族层和类型层等不同层面进行划分；将划分后的同类型单个设备组合成配网设备群。
6.优选的，所述针对所述配网设备群采用规则变量分析法，从电网、设备、环境和用户四个方面筛选出对应的最优设备评价指标集，包括：统计电网、设备、环境和用户的历史运行数据，获得数据集；通过规则变量分析法对所述数据集进行整理，获得数据图表；将所述数据图表与已确定指标标准进行对比，获得对比结果；
根据所述对比结果筛选出对应的最优设备评价指标集。
7.优选的，所述根据所述最优设备评价指标集进行建立配网设备状态的评价指标体系，包括：在所述最优设备评价指标集中选取与主配网协同规划强相关的电网指标，包括供电能力、设备利用效率及网架结构；根据所述供电能力、设备利用效率及网架结构的指标重要性与相关性强弱，设置各指标所占权重；根据所述各指标所占权重进行指标评分，所述指标评分包括正向型指标、负向型指标和适度型指标；通过所述正向型指标、负向型指标和适度型指标构建评价指标体系。
8.优选的，所述对所述评价指标体系采用改进熵权法进行客观赋权，并以集对分析理论为指导，建立基于五元联系数的同异反风险评价模型，包括：对所述评价指标体系进行构建由m个评价指标，n个评价对象组成的判断矩阵；对所述判断矩阵进行馈线状态评价归一化处理；计算第j项指标下第i个所占比重和第j项指标的熵值；确定各指标的权重；改进熵权法；通过改进后的熵权法对评价指标体系进行客观赋权；再通过五元联系数对客观赋权后的评价指标体系建立同异反风险评价模型。
9.本发明提出了配电网中设备群运行状态评估系统，包括：配网设备群建立模块，用于根据配电网中的设备进行建立配网设备群；评价指标集模块，用于针对所述配网设备群采用规则变量分析法，从电网、设备、环境和用户四个方面筛选出对应的最优设备评价指标集；评价指标体系模块，用于根据所述最优设备评价指标集进行建立配网设备状态的评价指标体系；风险评价模型模块，用于对所述评价指标体系采用改进熵权法进行客观赋权，并以集对分析理论为指导，建立基于五元联系数的同异反风险评价模型；运行状态评估模块，用于以所述同异反风险评价模型为基础进行建立配网设备群状态评价模型，通过所述配网设备群状态评价模型对不同设备群的运行状态进行评估；数据统计模块，用于统计电网、设备、环境和用户的历史运行数据，获得数据集和通过规则变量分析法对所述数据集进行整理，获得数据图表。
10.本发明提出了一种终端设备，所述终端设备包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的配电网中设备群运行状态评估程序，实现如上所述的配电网中设备群运行状态评估方法的步骤。
11.本发明提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有配电网中设备群运行状态评估程序，其中所述配电网中设备群运行状态评估程序被处理器执行时，实现如上所述的配电网中设备群运行状态评估方法的步骤。
12.本发明的有益效果是：本发明中首先提取来自于设备端与用户端的计量数据，然后对配网设备的地理、家族、类型信息进行设备群划分，从电网、设备、环境和用户四个层面
制定设备评价指标集，筛选出最优指标后对各类指标进行客观赋权，并建立基于五元联系数的设备群风险评价模型，以区分正常及异常状态，从而实现对设备群的运行状态评估与态势感知，提取配网设备的地理、家族、类型信息进行设备群划分，从电网、设备、环境和用户四个层面选取设备评价指标集并进行客观赋权，实现对设备群的运行状态评估，建立配电网设备群状态综合评价模型，实现对配电网不同设备群运行风险的可观可控，实现设备利用的最优化，从而有力保障电力系统的安全稳定，现对于配电网不同设备群的风险级别和风险走势的准确把握，同时也为设备的提前检修和运维策略的制定提供技术支撑，避免单台排查，减轻工作量，提高状态评价效率。
附图说明
13.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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；图1示出了本发明实施例一种终端设备的结构图；图2示出了本发明实施例配电网中设备群运行状态评估方法的流程图；图3示出了本发明实施例配电网中设备群运行状态评估系统的结构图。
实施方式
14.下面结合附图对本发明进行详细说明：为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
15.参照图1，图1为本发明实施例方案中涉及的一种终端设备的结构图。本发明实施例中，终端设备包括处理器101（例如cpu），通信总线102，用户接口103，网络接口104，存储器105。其中，通信总线102用于实现这些组件之间的连接通信；用户接口103可以包括显示屏（display）、输入单元比如键盘（keyboard）；网络接口104可选的可以包括标准的有线接口、无线接口（如wi-fi接口）；存储器105可以是高速ram存储器，也可以是稳定的存储器（non-volatilememory），例如磁盘存储器，存储器105可选的还可以是独立于前述处理器101的存储装置。
16.本领域技术人员可以理解，图1中示出的硬件结构并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
17.继续参照图1，图1中作为一种计算机可读存储介质的存储器105可以包括操作系统、网络通信模块以及配电网中设备群运行状态评估程序。
18.在图1中，网络通信模块主要用于连接服务器，与服务器进行数据通信；而处理器101可以调用存储器105中存储的配电网中设备群运行状态评估程序，并执行本发明实施例提供的配电网中设备群运行状态评估方法。
19.本发明实施例提供了配电网中设备群运行状态评估方法；如图2所示，图2为本发
明配电网中设备群运行状态评估方法的流程图。
20.本实施例中，配电网中设备群运行状态评估方法包括以下步骤，但不限定于以下步骤：s1、根据配电网中的设备进行建立配网设备群；包括：调研配网设备的物理属性、电网拓扑及应用场景，获得设备数据；根据所述设备数据将配网中的单个设备按照地理层、家族层和类型层等不同层面进行划分；将划分后的同类型单个设备组合成配网设备群。
21.具体的，首先提取来自于设备端与用户端的计量数据，然后对配网设备的地理、家族、类型信息进行设备群划分，从电网、设备、环境和用户四个层面制定设备评价指标集，筛选出最优指标后对各类指标进行客观赋权，并建立基于五元联系数的设备群风险评价模型，以区分正常及异常状态，从而实现对设备群的运行状态评估与态势感知。提取配网设备的地理、家族、类型信息进行设备群划分，从电网、设备、环境和用户四个层面选取设备评价指标集并进行客观赋权，实现对设备群的运行状态评估。
[0022] s2、针对所述配网设备群采用规则变量分析法，从电网、设备、环境和用户四个方面筛选出对应的最优设备评价指标集；包括：统计电网、设备、环境和用户的历史运行数据，获得数据集；通过规则变量分析法对所述数据集进行整理，获得数据图表；将所述数据图表与已确定指标标准进行对比，获得对比结果；根据所述对比结果筛选出对应的最优设备评价指标集。
[0023]
具体的，将健康度和重要度作为风险评价定级的一级指标，针对实际业务需要，灵活选取不同指标进行叠加分析，建立起设备群风险评估模型，实现对设备风险的等级划分。
[0024]
以设备群状态评价结果为基础评估设备的健康度，从用户损失和电网损失两方面选择能够表征停电损失的具有最小冗余度的风险指标，评估设备跳闸停电造成后果的重要度，将健康度和重要度作为风险评价定级的一级指标，针对实际业务需要，灵活选取不同指标进行叠加分析，建立起设备群风险评估模型，实现对设备风险的等级划分。
[0025]
进一步的，以设备群状态评价结果为基础评估设备的健康度，从用户损失和电网损失两方面选择能够表征停电损失的最小冗余的重要度指标，将健康度和重要度作为风险评价定级的一级指标，建立设备群风险评估模型，实现对设备风险的等级划分。
[0026] s3、根据所述最优设备评价指标集进行建立配网设备状态的评价指标体系；包括：在所述最优设备评价指标集中选取与主配网协同规划强相关的电网指标，包括供电能力、设备利用效率及网架结构；根据所述供电能力、设备利用效率及网架结构的指标重要性与相关性强弱，设置各指标所占权重；根据所述各指标所占权重进行指标评分，所述指标评分包括正向型指标、负向型指标和适度型指标；通过所述正向型指标、负向型指标和适度型指标构建评价指标体系。
[0027]
具体的，基于设备群运行状态评价结果和历史故障数据建立配网设备故障概率模型，是对当前配网风险评价方法的补充和完善，从用户损失和电网损失多方面评估停电损
失可以更加全面及标准化地考量故障后果，结合健康度和重要度对配网设备进行停电风险评定，有助于制定更加精细化的排障策略，提高供电安全性和可靠性。
[0028] s4、对所述评价指标体系采用改进熵权法进行客观赋权，并以集对分析理论为指导，建立基于五元联系数的同异反风险评价模型；包括：对所述评价指标体系进行构建由m个评价指标，n个评价对象组成的判断矩阵；对所述判断矩阵进行馈线状态评价归一化处理；计算第j项指标下第i个所占比重和第j项指标的熵值；确定各指标的权重；改进熵权法；通过改进后的熵权法对评价指标体系进行客观赋权；再通过五元联系数对客观赋权后的评价指标体系建立同异反风险评价模型。
[0029]
值得说明的是，传统的集对分析法在进行多指标评价研究时，多采取专家经验法或主观判断法设定各项评价指标权重，未能考虑到不同指标在竞争意义上的相对重要性，从而导致评价结果与客观事实相背离。而熵值赋权法是一种根据各项指标值的变异程度，利用信息熵计算出各指标权重的客观赋权法，能在一定程度上避免主观意识造成的不合理性。
[0030]
另外，熵值在信息论中又称为平均信息量，是信息无序度的度量。熵权法是根据各个目标值的差异程度,利用熵值确定客观权重的方法，即一个指标在各评估对象之间的差异越大,其包含的信息越多,其熵就越小，权重也就越大。其基本原理是：对多指标决策问题，如何从个可行方案中选最优方案，取决于这个可行方案的各个指标向决策者提供的决策信息。谁提供决策的确定信息量大，谁对决策做的贡献就大，从而该指标的权重值也就越大。
[0031]
值得注意的是,当指标熵值时,其相互间的微小差别就可能引起不同指标的熵权间成倍数变化，此显然是不合理的。根据熵权原理,若不同指标的熵值差异不多则意味着其提供的有用信息量基本相同,即相应熵权也应基本一致。
[0032] s5、以所述同异反风险评价模型为基础进行建立配网设备群状态评价模型，通过所述配网设备群状态评价模型对不同设备群的运行状态进行评估。
[0033]
进一步的，对于集对分析多元联系数法，集对分析是一种处理不确定性问题的综合系统方法。该方法在环境评价、工程技术中得到广泛应用，本项目采用基于集对分析的五元联系数法进行风险等级的评定。

技术特征：
1.配电网中设备群运行状态评估方法，其特征在于，包括：根据配电网中的设备进行建立配网设备群；针对所述配网设备群采用规则变量分析法，从电网、设备、环境和用户四个方面筛选出对应的最优设备评价指标集；根据所述最优设备评价指标集进行建立配网设备状态的评价指标体系；对所述评价指标体系采用改进熵权法进行客观赋权，并以集对分析理论为指导，建立基于五元联系数的同异反风险评价模型；以所述同异反风险评价模型为基础进行建立配网设备群状态评价模型，通过所述配网设备群状态评价模型对不同设备群的运行状态进行评估。2.根据权利要求1所述的配电网中设备群运行状态评估方法，其特征在于，所述根据配电网中的设备进行建立配网设备群，包括：调研配网设备的物理属性、电网拓扑及应用场景，获得设备数据；根据所述设备数据将配网中的单个设备按照地理层、家族层和类型层等不同层面进行划分；将划分后的同类型单个设备组合成配网设备群。3.根据权利要求2所述的配电网中设备群运行状态评估方法，其特征在于，所述针对所述配网设备群采用规则变量分析法，从电网、设备、环境和用户四个方面筛选出对应的最优设备评价指标集，包括：统计电网、设备、环境和用户的历史运行数据，获得数据集；通过规则变量分析法对所述数据集进行整理，获得数据图表；将所述数据图表与已确定指标标准进行对比，获得对比结果；根据所述对比结果筛选出对应的最优设备评价指标集。4.根据权利要求3所述的配电网中设备群运行状态评估方法，其特征在于，所述根据所述最优设备评价指标集进行建立配网设备状态的评价指标体系，包括：在所述最优设备评价指标集中选取与主配网协同规划强相关的电网指标，包括供电能力、设备利用效率及网架结构；根据所述供电能力、设备利用效率及网架结构的指标重要性与相关性强弱，设置各指标所占权重；根据所述各指标所占权重进行指标评分，所述指标评分包括正向型指标、负向型指标和适度型指标；通过所述正向型指标、负向型指标和适度型指标构建评价指标体系。5.根据权利要求4所述的配电网中设备群运行状态评估方法，其特征在于，所述对所述评价指标体系采用改进熵权法进行客观赋权，并以集对分析理论为指导，建立基于五元联系数的同异反风险评价模型，包括：对所述评价指标体系进行构建由m个评价指标，n个评价对象组成的判断矩阵；对所述判断矩阵进行馈线状态评价归一化处理；计算第j项指标下第i个所占比重和第j项指标的熵值；确定各指标的权重；改进熵权法；通过改进后的熵权法对评价指标体系进行客观赋权；再通过五元联系数对客观赋权后的评价指标体系建立同异反风险评价模型。6.配电网中设备群运行状态评估系统，其特征在于，包括：配网设备群建立模块，用于根据配电网中的设备进行建立配网设备群；评价指标集模块，用于针对所述配网设备群采用规则变量分析法，从电网、设备、环境和用户四个方面筛选出对应的最优设备评价指标集；评价指标体系模块，用于根据所述最优设备评价指标集进行建立配网设备状态的评价指标体系；风险评价模型模块，用于对所述评价指标体系采用改进熵权法进行客观赋权，并以集对分析理论为指导，建立基于五元联系数的同异反风险评价模型；运行状态评估模块，用于以所述同异反风险评价模型为基础进行建立配网设备群状态评价模型，通过所述配网设备群状态评价模型对不同设备群的运行状态进行评估。7.根据权利要求6所述的配电网中设备群运行状态评估系统，其特征在于，数据统计模
块，用于统计电网、设备、环境和用户的历史运行数据，获得数据集和通过规则变量分析法对所述数据集进行整理，获得数据图表。8.一种终端设备，其特征在于，所述终端设备包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的配电网中设备群运行状态评估程序，实现如权利要求1至5中任一项所述的配电网中设备群运行状态评估方法的步骤。9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有配电网中设备群运行状态评估程序，其中所述配电网中设备群运行状态评估程序被处理器执行时，实现如权利要求1至5中任一项所述的配电网中设备群运行状态评估方法的步骤。

技术总结
本发明涉及配电网状态评价技术领域，特别涉及配电网中设备群运行状态评估方法；根据配电网中的设备进行建立配网设备群，首先提取来自于设备端与用户端的计量数据，然后对配网设备的地理、家族、类型信息进行设备群划分，筛选出最优指标后对各类指标进行客观赋权，并建立基于五元联系数的设备群风险评价模型，以区分正常及异常状态，从而实现对设备群的运行状态评估与态势感知，从而有力保障电力系统的安全稳定，现对于配电网不同设备群的风险级别和风险走势的准确把握，同时也为设备的提前检修和运维策略的制定提供技术支撑，避免单台排查，减轻工作量，提高状态评价效率。提高状态评价效率。提高状态评价效率。


技术研发人员：詹弘 任国卉 姚巨亚
受保护的技术使用者：国网山西省电力公司运城供电公司
技术研发日：2023.07.17
技术公布日：2023/9/16