基于拓扑关系应急资源量化方法、系统、设备和存储介质与流程

本发明涉及电网应急资源管理领域，特别是一种基于拓扑关系应急资源量化方法、系统、设备和存储介质。

背景技术：

1、电力系统是复杂，动态，大规模的电气组件网络。在过去的一个世纪里，电力迅速发展并在现代社会的发展中发挥了突出的作用。电力现在已经成为一种商品，跨州、跨国家、跨洲输送电力的电网是现代社会必不可少的组成部分。这种电网通过向工业、服务和消费者提供可靠的电力，在经济和社会方面发挥着核心作用。经历了数十年的发展，激励措施已将常规电网转变为更复杂，高效和可持续的智能电网。电力系统在运作过程中会出现各种各样的问题，首先，可再生能源的高度普及给电力系统带来了更大的不确定性，例如风能和太阳能，此外，像雷暴天气、紧急线路维修等一些突发事件可能导致的部分输电线断路可能对电网的运行状态造成很大的影响。

2、与此同时，电网专业应急资源种类众多，涉及到的人员及设备广泛，在受到自然灾害破坏时额外需要社会应急资源，例如起重机及消防车，社会应急资源同时涉及到更多人力物力，其中涉及到的运输成本、人力成本不容小觑。

技术实现思路

1、发明目的：本发明的目的是提供一种基于拓扑关系应急资源量化方法，利用拓扑关系解决电网应急管理中，应急资源数据零散，应急资源数据难以管理，应急资源调度的问题，便于对于应急资源进行调度和利用，达到成本最小化和利益最大化，本发明的另一目的是提供一种基于拓扑关系应急资源量化系统、设备和存储介质，提高应急资源调度的效率，还能大大减少由于不合理资源分配导致的额外成本和风险，给电网的安全稳定运行提供了保障。

2、技术方案：本发明所述的一种基于拓扑关系应急资源量化方法，包括：

3、基于收集到的应急资源数据，构建电网应急资源拓扑关系，通过有向图和邻接矩阵表示电网应急资源拓扑关系；

4、基于电网应急资源拓扑关系，得到所需的应急资源，基于所需的应急资源输出电网应急资源成本量化结果。

5、进一步的，通过实地调研获得电网自然灾害下的应急资源数据，对收集到的应急资源数据进行预处理，包括：

6、对重复冗余的数据进行删除：根据灾害时间对数据进行排序，如果时间重合则视为冗余，保留一份重复数据；

7、对数据进行信息提取：利用关键词匹配方法提取有关灾害信息、受损设备信息、应急资源信息、成本信息的数据项；

8、对不全的数据进行修补或者删除：若缺失的数据量较少且对分析结果影响较小，直接删除缺失数据；若缺失的数据较多或者对结果影响较大，使用插值填充方法进行修补。

9、进一步的，对预处理后的应急资源数据进行分类，包括：

10、将应急资源数据分为灾害信息、受损设备信息、应急资源信息和成本信息；

11、其中，所述灾害信息包括灾害种类、恢复时间和灾害持续时间；

12、所述受损设备信息包括输电设备、变电设备、配电设备和特殊用途设备；

13、所述应急资源信息包括专业用途设备和公共用途设备。

14、进一步的，在步骤2中，构建电网应急资源拓扑关系结构具体包括：将分类好的受损设备信息和应急资源信息相对应，利用拓扑结构表现在自然灾害下受损设备和应急资源的关系。

15、进一步的，通过有向图g＝(v，e(s))来描述电网应急资源拓扑关系，其中v为节点集合，e为有向边，s体现边的状态，包括连通与断开。

16、进一步的，将受损设备和应急资源作为节点，通过边s的状态表示某一设备受损时是否对应需求某一应急资源，连通表示需要，断开则表示不需要。

17、进一步的，利用邻接矩阵方法表示的有向图对所需应急资源进行分析，包括：

18、在构建的电网应急资源拓扑关系中共有9个节点，通过邻接矩阵来描述拓扑关系中随机两节点之间存在的连接关系；

19、对任意一边(u，v)，设置a[u][v]＝true，在电网应急资源拓扑关系中，用0表示节点断开，1表示节点连通；

20、利用二维结构图表现2个节点之间的状态，其中黑色实心圆点是关联位，白色空心圆点是无关位。

21、进一步的，利用电网应急资源拓扑关系，将成本信息和所需的应急资源对应，对所需的应急资源通过成本进行量化，具体计算如下：

22、

23、其中，c为总成本，ni对应第i个资源的数量，ci对应第i个资源的成本。

24、本发明还提供一种基于拓扑关系应急资源量化系统，包括数据采集模块、应急资源分类模块、拓扑结构模块和成本量化模块；

25、数据采集模块，用于采集电网自然灾害下的应急资源数据，包括灾害信息、受损设备信息、应急资源信息和成本信息；

26、应急资源分类模块，用于将采集到的应急资源数据进行分类，将灾害信息分为灾害种类、恢复时间和灾害持续时间，将受损设备信息分为输电设备、变电设备、配电设备和特殊用途设备，将应急资源信息分为专业应急资源和公共应急资源；

27、拓扑结构模块，用于将电网自然灾害下的应急资源信息和受损设备信息利用拓扑关系结构相对应，并将拓扑关系结构用有向图和邻接矩阵表示；

28、成本量化模块，用于将受损设备与所需的应急资源对应，并利用成本量化计算公式将应急资源进行成本量化。

29、进一步的，还包括预处理模块，对重复冗余的数据进行删除：根据灾害时间对数据进行排序，如果时间重合则视为冗余，保留一份重复数据；

30、对数据进行信息提取：利用关键词匹配方法提取有关灾害信息、受损设备信息、应急资源信息、成本信息的数据项；

31、对不全的数据进行修补或者删除：若缺失的数据量较少且对分析结果影响较小，直接删除缺失数据；若缺失的数据较多或者对结果影响较大，使用插值填充方法进行修补。

32、本发明还提供一种设备，包括储存器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述基于拓扑关系应急资源量化方法。

33、本发明还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于拓扑关系应急资源量化方法。

34、有益效果：本发明与现有技术相比，其优点是一方面，本发明通过建立和更新拓扑结构，能更准确地反映电网应急资源与受损设备之间的关系；另一方面，本发明将拓扑结构和电网应急资源成本量化相结合，帮助电网应急管理更快速地进行应急决策。本发明法不仅能提高应急资源调度的效率，还能大大减少由于不合理资源分配导致的额外成本和风险，电网系统将更具有应对各种灾害的韧性。

技术特征：

1.一种基于拓扑关系应急资源量化方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于拓扑关系应急资源量化方法，其特征在于，对收集到的应急资源数据进行预处理，包括：

3.根据权利要求2所述的基于拓扑关系应急资源量化方法，其特征在于，对预处理后的应急资源数据进行分类，包括：

4.根据权利要求3所述的基于拓扑关系应急资源量化方法，其特征在于，构建电网应急资源拓扑关系结构具体包括：将分类好的受损设备信息和应急资源信息相对应，利用拓扑结构表现在自然灾害下受损设备和应急资源的关系。

5.根据权利要求4所述的基于拓扑关系应急资源量化方法，其特征在于，通过有向图g＝(v，e(s))来描述电网应急资源拓扑关系，其中v为节点集合，e为有向边，s体现边的状态，包括连通与断开。

6.根据权利要求5所述的基于拓扑关系应急资源量化方法，其特征在于，将受损设备和应急资源作为节点，通过边s的状态表示某一设备受损时是否对应需求某一应急资源，连通表示需要，断开则表示不需要。

7.根据权利要求6所述的基于拓扑关系应急资源量化方法，其特征在于，利用邻接矩阵方法表示的有向图对所需应急资源进行分析，包括：

8.根据权利要求7所述的基于拓扑关系应急资源量化方法，其特征在于，利用电网应急资源拓扑关系，将成本信息和所需的应急资源对应，对所需的应急资源通过成本进行量化，具体计算如下：

9.一种基于拓扑关系应急资源量化系统，其特征在于，包括数据采集模块、应急资源分类模块、拓扑结构模块和成本量化模块；

10.根据权利要求9所述的基于拓扑关系应急资源量化系统，其特征在于，还包括预处理模块，对重复冗余的数据进行删除：根据灾害时间对数据进行排序，如果时间重合则视为冗余，保留一份重复数据；

11.一种设备，包括储存器、处理器及存储在存储器上并可再处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-8中任一项所述的基于拓扑关系应急资源量化方法。

12.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的基于拓扑关系应急资源量化方法。

技术总结
本发明公开了一种基于拓扑关系应急资源量化方法、系统、设备和存储介质，该方法包括：基于收集到的应急资源数据，构建电网应急资源拓扑关系，通过有向图和邻接矩阵表示电网应急资源拓扑关系；基于电网应急资源拓扑关系，得到所需的应急资源，基于所需的应急资源输出电网应急资源成本量化结果；本发明不仅能提高应急资源调度的效率，还能大大减少由于不合理资源分配导致的额外成本和风险，电网系统将更具有应对各种灾害的韧性。

技术研发人员：师惠忠,杨成玥,马明宇,彭启伟,刘嘉华,郝小龙,张伟,郑浩泉,叶楠,吴佳敏,白泽华,吉鸿斌,胡启杨,陈伟清,仲启磊,余磊,曹岑,胥明凯,陶琪
受保护的技术使用者：南京南瑞信息通信科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7