本发明涉及配电网事故安全预防及恢复的技术领域，尤其是涉及一种重负荷下配电网事故安全预防及恢复能力评估方法和装置。
背景技术：
随着社会的不断发展，居民及工业等的用电需求在不断地提高，配电网承担的负荷越来越大，然而早期建设时对配电网重视不够，投资不足，导致配电网存在网架薄弱、设备老旧、自然灾害或外部破坏严重、运行人员素质不高、相关技术标准和规范不完善、基础数据管理欠缺等问题，对电网的影响较为重大。一旦发生故障，往往造成整个系统对用户的供电中断，直到配电系统的故障被排除或修复，才能恢复对用户的供电，给人们的生产生活带来极大的不便。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种重负荷下配电网事故安全预防及恢复能力评估方法和装置，以提高重负荷下配电网事故安全预防及恢复能力评估方法的准确度，提高配电网的供电能力。
第一方面，本发明实施例提供了一种重负荷下配电网事故安全预防及恢复能力评估方法，其中，该方法包括：通过预先建立的配电网供电能力的评价体系，采集配电网供电的样本数据；该评价体系中包括多种供电指标；根据评价体系，对供电指标对应的样本数据进行分析处理；根据处理结果，为供电指标设置评价权值；根据评价体系和评价权值，对采集到的配电网供电的供电数据进行评估；根据评估结果，采取对应的预设措施对配电网的网架结构进行优化调整。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，供电指标包括供电可靠性、供电负荷能力、供电质量、短路电流水平、配电网规划经济性和配电网规划灵活性；每个供电指标包括多个子指标。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，根据评价体系，对供电指标对应的样本数据进行分析处理的步骤，包括：对供电指标对应的样本数据进行归一化处理；通过预先建立的电网特性函数，对归一化处理后的样本数据进行关联性分析和偏离度分析，得到供电指标间的关联度分析结果和偏离度分析结果。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，根据处理结果，为供电指标设置评价权值的步骤，包括：根据关联度分析结果和偏离度分析结果，对供电指标进行分级处理，得到每个供电指标的级别；根据供电指标的级别，为每个供电指标设置评价权值。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，预设措施包括改变配电网接线模式、调整主变压器的数量、调整变压器容量、调整电源点布局或调整变电站布局。
第二方面，本发明实施例还提供了一种重负荷下配电网事故安全预防及恢复能力评估装置，包括：数据采集模块，用于通过预先建立的配电网供电能力的评价体系，采集配电网供电的样本数据；评价体系中包括多种供电指标；数据分析模块，用于根据评价体系，对供电指标对应的样本数据进行分析处理；权值设置模块，用于根据处理结果，为供电指标设置评价权值；数据评估模块，用于根据评价体系和评价权值，对采集到的配电网供电的供电数据进行评估；优化调整模块，用于根据评估结果，采取对应的预设措施对配电网的网架结构进行优化调整。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，供电指标包括供电可靠性、供电负荷能力、供电质量、短路电流水平、配电网规划经济性和配电网规划灵活性；每个供电指标包括多个子指标。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，数据分析模块，还用于：对供电指标对应的样本数据进行归一化处理；通过预先建立的电网特性函数，对归一化处理后的样本数据进行关联性分析和偏离度分析，得到供电指标间的关联度分析结果和偏离度分析结果。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，权值设置模块，还用于：根据关联度分析结果和偏离度分析结果，对供电指标进行分级处理，得到每个供电指标的级别；根据供电指标的级别，为每个供电指标设置评价权值。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，预设措施包括改变配电网接线模式、调整主变压器的数量、调整变压器容量、调整电源点布局或调整变电站布局。
本发明实施例带来了以下有益效果：
本发明提供了一种重负荷下配电网事故安全预防及恢复能力评估方法和装置，该方法通过预先建立的配电网供电能力的评价体系，采集配电网供电的样本数据；该评价体系中包括多种供电指标；根据评价体系，对供电指标对应的样本数据进行分析处理；根据处理结果，为供电指标设置评价权值；根据评价体系和评价权值，对采集到的配电网供电的供电数据进行评估；根据评估结果，采取对应的预设措施对配电网的网架结构进行优化调整。本发明可以提高重负荷下配电网事故安全预防及恢复能力评估方法的准确度，从而提高了配电网的供电能力。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本发明的上述技术即可得知。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施方式，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的一种重负荷下配电网事故安全预防及恢复能力评估方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的另一种重负荷下配电网事故安全预防及恢复能力评估方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的一种重负荷下配电网事故安全预防及恢复能力评估装置的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种重负荷下配电网事故安全预防及恢复能力评估实现装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，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。
目前，从配电网当前的发展形势来看，主网的网架结构不便于进行大面积、大幅度的改造，因此将研究重点放在根据配电网的现状与评估计算确定在安全可靠方面薄弱的环节上，预先对重负荷下可能发生故障的薄弱环节进行调整，提高配电网的供电可靠性。
基于此，本发明实施例提供的一种重负荷下配电网事故安全预防及恢复能力评估方法和装置，该技术可以用于配电网优化调整中。为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种重负荷下配电网事故安全预防及恢复能力评估方法进行详细介绍。
参见图1所示的一种重负荷下配电网事故安全预防及恢复能力评估方法的流程图，该方法包括如下步骤：
步骤S102，通过预先建立的配电网供电能力的评价体系，采集配电网供电的样本数据；评价体系中包括多种供电指标；
上述评价体系是将抽象的研究对象按照其本质属性和特征的某一方面的标识分解成为具有行为化、可操作化的结构，并对指标体系中每一构成元素(即指标)赋予相应权重的过程；利用上述供电指标实现对配电网供电能力的综合评估。
步骤S104，根据评价体系，对供电指标对应的样本数据进行分析处理；
具体的，对供电指标对应的样本数据进行归一化处理，并通过预先建立的电网特性函数，对归一化处理后的样本数据进行关联性分析和偏离度分析，得到供电指标间的关联度分析结果和偏离度分析结果，根据关联度分析结果和偏离度分析结果，对供电指标进行分级处理，得到每个供电指标的级别。
步骤S106，根据处理结果，为供电指标设置评价权值；
具体的，根据上述步骤S104的分级结果，为每个供电指标设置评价权值；根据评价权值可以找到现状配电网指标改善的优先级。
步骤S108，根据评价体系和评价权值，对采集到的配电网供电的供电数据进行评估；
具体的，根据评价体系和评价权值，对当前配电网进行分析，找到当前配电网网架结构的薄弱环节。
步骤S110，根据评估结果，采取对应的预设措施对配电网的网架结构进行优化调整。
具体的，根据找到的薄弱环节及对应的评估结果，采取对应的措施优化调整当前薄弱环节。
本发明实施例提供了一种重负荷下配电网事故安全预防及恢复能力评估方法，通过预先建立的配电网供电能力的评价体系，采集配电网供电的样本数据；该评价体系中包括多种供电指标；根据评价体系，对供电指标对应的样本数据进行分析处理；根据处理结果，为供电指标设置评价权值；根据评价体系和评价权值，对采集到的配电网供电的供电数据进行评估；根据评估结果，采取对应的预设措施对配电网的网架结构进行优化调整。本发明可以提高重负荷下配电网事故安全预防及恢复能力评估方法的准确度，从而提高了配电网的供电能力。
参见图2所示的另一种重负荷下配电网事故安全预防及恢复能力评估方法的流程图，该方法在图1所示的方法的基础上实现，该方法包括如下步骤：
步骤S202，通过预先建立的配电网供电能力的评价体系，采集配电网供电的样本数据；该评价体系中包括多种供电指标；
上述供电指标包括供电可靠性、供电负荷能力、供电质量、短路电流水平、配电网规划经济性和配电网规划灵活性；每个供电指标包括多个子指标。
步骤S204，根据评价体系，对供电指标对应的样本数据进行归一化处理；
上述归一化处理是一种无量纲处理手段，使系统数值的绝对值变成某种相对值关系，用来解决各指标数值可综合性问题，简化计算，缩小量值，更好的对评价体系进行描述和分析。
可采用直线型无量纲化法、折线型无量纲化法或曲线型无量纲化法对供电指标对应的样本数据进行归一化处理。
步骤S206，通过预先建立的电网特性函数，对归一化处理后的样本数据进行关联性分析和偏离度分析，得到供电指标间的关联度分析结果和偏离度分析结果。
(1)对归一化处理后的样本数据进行关联度分析；具体步骤如下：
收集关联度分析法所需要的具体参数；
构建具体电网特性函数；由泰勒展开公式结合运动系统方程，可以简单建立系统某一特性的特性函数方程：
其中，y为因变量，可以表征系统的某种特性，比如供电可靠性、供电能力等；xi为自变量，可以表征与该系统特性相关的指标；ki表示xi这个自变量对y的关联度，即与该特性相关的某一个指标对该特性的关联度；n表示与该特性相关的指标总的个数；
结合数据求解关联度，并进行关联度分析。
(2)对归一化处理后的样本数据进行偏离度分析，
通过下述公式，计算样本数据的偏离度
其中，x是指标的实际值；xN是指标基值，指标基值是在指标一流区间中选取的值；D是偏离度，表示指标与一流区间的指标基值的偏离程度。偏离程度越大，即D越大，说明该指标与指标基值偏离越大，与一流水平还存在很大的差距；偏离程度越小，即D越小，说明该指标与指标基值偏离越小，与一流水平差距较小。把已经达到一流水平的指标的偏离度D定义为0，即未有偏离。
步骤S208，根据关联度分析结果和偏离度分析结果，对供电指标进行分级处理，得到每个供电指标的级别；
关联度用K表示，偏离度用D表示，采用五分位法分别求出关联度K和偏离度D的两组五分位分段，分段的取值标准可将高可靠性要求下城网供电能力综合评价体系中的指标分级，等级具体划分如下：(1)Ⅰ级指标：K≥第三五分位且D≥第三五分位，该指标不仅关联度很大，而且偏离度也很大，说明该级指标对电网的影响很大，同时还存在很大的差距；(2)Ⅱ级指标：K≥第二五分位且D≥第二五分位或K＝0且D≥第二五分位，该指标基本属于中期水平，还有一定的提升空间，对电网的影响程度较大；(3)剩下的指标均为Ⅲ级指标，该级指标主要是D很小，说明该类指标已经基本达到了一流水平，甚至已经达到一流水平。
步骤S210，根据供电指标的级别，为每个供电指标设置评价权值；
将评价指标分级处理，得到当前对电网评价影响较大且现状较差的指标，从而找到现状电网指标改善的优先级。
步骤S212，根据评价体系和评价权值，对采集到的配电网供电的供电数据进行评估；
为了提高配电网的整体水平，通常需要优先改善和提高影响程度最大的Ⅰ级指标和Ⅱ级指标，有针对性的分析影响程度较大的指标存在差距的原因，并提出改善措施，更快更优的改善配电网的现状水平。
步骤S214，根据评估结果，采取对应的预设措施对配电网的网架结构进行优化调整。
上述预设措施包括改变配电网接线模式、调整主变压器的数量、调整变压器容量、调整电源点布局或调整变电站布局。
本发明实施例通过预先建立的评价体系与计算得出的评价权值，来对当前配电网的运行状况作出评估分析，找到当前配电网的薄弱环节并进行优化调整，避免重负荷下配电网因薄弱环节发生故障而导致整个配电网处于瘫痪的状态，在不对主网架构进行大面积、大幅度调整的情况下，提高了配电网的供电能力，也减少了对配电网建设维护的开支。
对应于上述方法实施例，参见图3所示的一种重负荷下配电网事故安全预防及恢复能力评估装置的结构示意图，包括如下部分：
数据采集模块30，用于通过预先建立的配电网供电能力的评价体系，采集配电网供电的样本数据；评价体系中包括多种供电指标；
数据分析模块31，用于根据评价体系，对供电指标对应的样本数据进行分析处理；
权值设置模块32，用于根据处理结果，为供电指标设置评价权值；
数据评估模块33，用于根据评价体系和评价权值，对采集到的配电网供电的供电数据进行评估；
优化调整模块34，用于根据评估结果，采取对应的预设措施对配电网的网架结构进行优化调整。
上述数据采集模块30，还用于：供电指标包括供电可靠性、供电负荷能力、供电质量、短路电流水平、配电网规划经济性和配电网规划灵活性；每个供电指标包括多个子指标。
上述数据分析模块31，还用于：对供电指标对应的样本数据进行归一化处理；通过预先建立的电网特性函数，对归一化处理后的样本数据进行关联性分析和偏离度分析，得到供电指标间的关联度分析结果和偏离度分析结果。
上述权值设置模块32，还用于：根据关联度分析结果和偏离度分析结果，对供电指标进行分级处理，得到每个供电指标的级别；根据供电指标的级别，为每个供电指标设置评价权值。
本发明实施例提供的重负荷下配电网事故安全预防及恢复能力评估装置，与上述实施例提供的重负荷下配电网事故安全预防及恢复能力评估方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
参见图4，本实施例还提供了一种与上述方法实施例相对应的一种重负荷下配电网事故安全预防及恢复能力评估实现装置的结构示意图，该实现装置包括存储器100和处理器101；其中，存储器100用于存储一条或多条计算机指令，一条或多条计算机指令被处理器执行，以实现上述重负荷下配电网事故安全预防及恢复能力评估方法，该方法可以包括以上方法中的一种或多种。
进一步，图4所示的分布式存储装置还包括总线102和通信接口103，处理器101、通信接口103和存储器100通过总线102连接。
其中，存储器100可能包含高速随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口103(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。总线102可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图4中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
处理器101可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器101中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器101可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器100，处理器101读取存储器100中的信息，结合其硬件完成前述实施例的方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质存储有机器可执行指令，该机器可执行指令在被处理器调用和执行时，机器可执行指令促使处理器实现上述重负荷下配电网事故安全预防及恢复能力评估方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。