CN109473971B - 基于gis的保电备品调度方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及配电***维护技术领域，具体涉及基于GIS的保电备品调度方法。基于GIS的保电备品调度方法，其特征在于，包括以下步骤：A)导入电网拓扑结构和保电任务，采用溯源法获得保电目标设备集合；B)导入备品站库存备品；C)计算每个保电目标设备的备品备足率；D)将备品备足率低于设定阈值的保电目标设备的备品调度到保电车辆上；E)将载有备品的保电车辆调度到最佳位置。本发明的实质性效果是：通过评估备品备足率和低备足率备品车载的方式，改善了备品管理混乱的情况，使低备足率备品能够快速调度。

Description

基于GIS的保电备品调度方法

技术领域

本发明涉及配电***维护技术领域，具体涉及基于GIS的保电备品调度方法。

背景技术

在电力***中，需要对重要的客户进行综合保电，如果为了满足解决需要长期保电需求，往往会在初期进行设计规划，实现保障电力供应及用电需求。而对于某些需要临时保电的客户，例如奥运保电、互联网大会保电、峰会保电或其他重大活动保电。以上这些大型活动都具有一些共同特点，即时效性、临时性、工作量大、任务艰巨以及需要保质保量的完成保电任务。临时保电任务作为一项具有重大影响力的供电任务，严峻考验着供电公司供电***的安全性、可靠性和应急处理能力。而对供电设备的及时抢修离不开及时提供备品的能力。因而对备品的管理和调度对于完成保电任务具有重要作用。

中国专利号CN 106651644 A，公开日2017年5月10日，变电设备备品备件信息管理***，公开了一种变电设备备品备件信息管理***，包括***登录模块，查询统计模块，设备管理模块，添加设备模块，***设置模块。***登录模块用于登录变电设备备品备件信息管理***；查询统计模块用于对变电设备备品备件信息进行实时查询；设备管理模块用于对已录入变电设备备品备件信息管理***中的变电设备备品备件信息进行管理；添加设备模块用于录入新的变电设备备品备件信息；***设置模块用于对变电设备备品备件信息管理***进行设置。其能够对变电设备备品备件进行实时、方便、全面、有效的管理，改善了备品备件管理混乱等情况，提高了工作效率，保证了维修质量。但其不能为保电车辆携带备品提供参考，不能提高备品到达故障设备的速度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：目前的保电***缺乏对备品的调度方法，备品调度由人工指定，不能发挥备品的最大作用。提出了一种评估备品备足率的提高备品机动性的基于GIS的保电备品调度方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：基于GIS的保电备品调度方法，包括以下步骤：A)导入电网拓扑结构和保电任务，采用溯源法获得保电目标设备集合；B)导入备品站库存备品；C)计算每个保电目标设备的备品备足率；D)将备品备足率低于设定阈值的保电目标设备的备品调度到保电车辆上；E)将载有备品的保电车辆调度到最佳位置。其中采用溯源法获得保电目标设备集合的方法为：采用广度优先的穷举法，一级一级的将保电任务客户的供电线路找出，而后将保电任务客户供电线路上的全部供电设备纳入保电目标设备集合。设定阈值与保电任务等级有关，设定阈值推荐取值范围为80％～95％，保电任务等级越高则取其中的大值。推荐最高等级保电任务取95％，最低等级的保电任务取80％，其他等级的保电任务取中间值。

作为优选，所述计算每个保电目标设备的备品备足率包括以下步骤：CA1)选择一个保电目标设备，依照选定保电目标设备型号，在备品站库存备品中查找相同型号的备品和可替代型号的备品，记录找到的备品数量为N_A1；CA2)依照选定保电目标设备型号，在保电目标设备集合中查找相同型号的保电目标设备，记录找到的保电目标设备数量为N_A2；CA3)计算选定保电目标设备的备品备足率ξ，计算式如下：

其中a为小于1的设定常数，其值与保电目标设备型号的额定功率大小和历史故障率有关，额定功率和历史故障率越大则相应的a取更大值；CA4)重复步骤CA1-CA3直到全部保电目标设备被遍历。其中，a的值与额定功率大小和历史故障率成正比，与全部保电目标设备额定功率的平均值成反比。

作为优选，所述计算每个保电目标设备的备品备足率包括以下步骤：CB1)对全部保电目标设备进行重要性分级，重要性级别为1至3级，级数越高则重要性越高；CB2)选择一个保电目标设备，依照选定保电目标设备型号，在备品站库存备品中查找相同型号的备品和可替代型号的备品，记录找到的备品数量为N_C1；CB3)依照选定保电目标设备型号，在保电目标设备集合中查找相同型号的保电目标设备，将找到的保电目标设备和选定保电目标设备加入到同型号集合G；CB4)计算选定保电目标设备的备品备足率ξ，计算式如下：

其中b为小于1的设定常数，其值与保电目标设备型号的额定功率大小和历史故障率有关，额定功率和历史故障率越大则相应的b取更大值，E表示保电目标设备，I_E为保电目标的重要性级别；CB5)重复步骤CB2-CB4直到全部保电目标设备被遍历。其中，b的值与额定功率大小和历史故障率成正比，与全部保电目标设备额定功率的平均值成反比。

作为优选，所述将载有备品的保电车辆调度到最佳位置包括以下步骤：EA1)将全部保电目标设备按重要性划分重要性等级，重要性等级分为三级，保电目标设备等级越高表示保电目标设备越重要；EA2)统计保电车辆所携带的全部备品型号，将型号包含在备品型号内和可替换型号包含在备品型号内的全部保电目标设备，以等于其重要性等级的次数重复纳入配型集合；EA3)将保电车辆调度到与配型集合距离最短的位置。

作为优选，所述将保电车辆调度到与配型集合距离最短的位置包括以下步骤：E’A1)将保电车辆置入公路网随机位置，计算保电车辆与配型集合中每个保电目标设备之间的最短公路长度

计算总和

g∈G，其中G为配型集合；E’A2)取一正实数值作为控制参数T的初始值T₀，计数N置为0；E’A3)随机移动保电车辆，计算移动后总和M′的值与移动前总和M的值的差值ΔM，若ΔM<0，则接受移动后的位置作为新的保电车辆调度位置，并将N的值置为0，否则计算概率p，

取区间[0，1)内的随机值ε与p比较，若p>ε，则接受移动后的可移动节点位置作为新解并将N的值置为0，否则维持移动前的解并将N的值加1；E’A4)计算新的控制参数T的值T′，T′＝T-lnT；E’A5)判断是否满足终止条件，终止条件为T≤1且N≥20，若不满足终止条件则将T′作为控制参数T的值重复步骤E’A3-E’A4，若满足终止条件则结束计算，将当前保电车辆的位置作为与配型集合距离最短的保电车辆调度位置。其中控制参数T的值应足够大，作为推荐取T>1000。

作为优选，所述将保电车辆调度到与配型集合距离最短的位置包括以下步骤：E’B1)将保电车辆置入公路网随机位置，计算保电车辆与配型集合中每个保电目标设备之间的最短公路长度

计算总和

g∈G，其中G为配型集合，k_g为保电目标设备g的权重；E’B2)取一正实数值作为控制参数T的初始值T₀，计数N置为0；E’B3)随机移动保电车辆，计算移动后总和M′的值与移动前总和M的值的差值ΔM，若ΔM<0，则接受移动后的位置作为新的保电车辆调度位置，并将N的值置为0，否则计算概率p，

取区间[0，1)内的随机值ε与p比较，若p>ε，则接受移动后的可移动节点位置作为新解并将N的值置为0，否则维持移动前的解并将N的值加1；E’B4)计算新的控制参数T的值T′，T′＝T-lnT；E’B5)判断是否满足终止条件，终止条件为T≤1且N≥20，若不满足终止条件则将T′作为控制参数T的值重复步骤E’B3-E’B4，若满足终止条件则结束计算，将当前保电车辆的位置作为与配型集合距离最短的保电车辆调度位置。其中控制参数T的值应足够大，作为推荐取T>1000。

作为优选，所述计算保电车辆与保电目标设备g之间的最短公路长度

的方法为：

依据公路网，穷举保电车辆到达保电目标设备g的全部路线并计算公路长度L_x，x∈X，其中X为全部路线的集合，取L_x的最小值作为保电车辆与保电目标设备g之间的最短公路长度

作为优选，所述保电目标设备g的权重k_g与其型号额定功率、负载率、巡视占比和历史故障率有关，额定功率、负载率和历史故障率越大的保电目标设备g的权重k_g越大，巡视占比越大的保电目标设备g的权重k_g越小。作为可选，保电目标设备g的权重＝(额定功率/保电目标集合中的最大功率)*负载率*历史故障率*(1-巡视占比)+基本权重。基本权重用于保证保电目标设备具有基础的权重。

作为优选，对全部保电目标设备进行重要性分级包括以下步骤：G1)采用溯源法得出全部保电用户的配电线路；G2)将配电线路划分为两个区段，仅连接一个保电用户的配电线路划入第一区段，连接两个或两个以上保电用户的配电线路划入第二区段；G3)第一区段配电线路上的保电目标设备的重要性等级为2级，第二区段配电线路上的保电目标设备的重要性等级为3级，保电用户内部的保电目标设备的重要性等级为1级。

本发明的实质性效果是：通过评估备品备足率和低备足率备品车载的方式，改善了备品管理混乱的情况，使低备足率备品能够快速调度。

附图说明

图1为基于GIS的保电备品调度方法的流程框图。

图2为将保电车辆调度到与配型集合距离最短位置方法的流程框图。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步具体说明。

如图1所示，为基于GIS的保电备品调度方法的流程框图，包括以下步骤：A)导入电网拓扑结构和保电任务，采用溯源法获得保电目标设备集合；B)导入备品站库存备品；C)计算每个保电目标设备的备品备足率；D)将备品备足率低于设定阈值的保电目标设备的备品调度到保电车辆上；E)将载有备品的保电车辆调度到最佳位置。其中采用溯源法获得保电目标设备集合的方法为：采用广度优先的穷举法，一级一级的将保电任务客户的供电线路找出，而后将保电任务客户供电线路上的全部供电设备纳入保电目标设备集合。

作为推荐的实施例，计算每个保电目标设备的备品备足率包括以下步骤：CA1)选择一个保电目标设备，依照选定保电目标设备型号，在备品站库存备品中查找相同型号的备品和可替代型号的备品，记录找到的备品数量为N_A1；CA2)依照选定保电目标设备型号，在保电目标设备集合中查找相同型号的保电目标设备，记录找到的保电目标设备数量为N_A2；CA3)计算选定保电目标设备的备品备足率ξ，计算式如下：

其中a为小于1的设定常数，其值与保电目标设备型号的额定功率大小和历史故障率有关，额定功率和历史故障率越大则相应的a取更大值；CA4)重复步骤CA1-CA3直到全部保电目标设备被遍历。其中，a的值与额定功率大小和历史故障率成正比，与全部保电目标设备额定功率的平均值成反比。

作为推荐的实施例，计算每个保电目标设备的备品备足率包括以下步骤：CB1)对全部保电目标设备进行重要性分级，重要性级别为1至3级，级数越高则重要性越高；CB2)选择一个保电目标设备，依照选定保电目标设备型号，在备品站库存备品中查找相同型号的备品和可替代型号的备品，记录找到的备品数量为N_C1；CB3)依照选定保电目标设备型号，在保电目标设备集合中查找相同型号的保电目标设备，将找到的保电目标设备和选定保电目标设备加入到同型号集合G；CB4)计算选定保电目标设备的备品备足率ξ，计算式如下：

其中b为小于1的设定常数，其值与保电目标设备型号的额定功率大小和历史故障率有关，额定功率和历史故障率越大则相应的b取更大值，E表示保电目标设备，I_E为保电目标的重要性级别；CB5)重复步骤CB2-CB4直到全部保电目标设备被遍历。其中，b的值与额定功率大小和历史故障率成正比，与全部保电目标设备额定功率的平均值成反比。

作为推荐的实施例，将载有备品的保电车辆调度到最佳位置包括以下步骤：EA1)将全部保电目标设备按重要性划分重要性等级，重要性等级分为三级，保电目标设备等级越高表示保电目标设备越重要；EA2)统计保电车辆所携带的全部备品型号，将型号包含在备品型号内和可替换型号包含在备品型号内的全部保电目标设备，以等于其重要性等级的次数重复纳入配型集合。EA3)将保电车辆调度到与配型集合距离最短的位置。

如图2所示，为将保电车辆调度到与配型集合距离最短的位置方法的流程框图，包括以下步骤：E’A1)将保电车辆置入公路网随机位置，计算保电车辆与配型集合中每个保电目标设备之间的最短公路长度

计算总和

g∈G，其中G为配型集合；E’A2)取一正实数值作为控制参数T的初始值T₀，计数N置为0；E’A3)随机移动保电车辆，计算移动后总和M′的值与移动前总和M的值的差值ΔM，若ΔM<0，则接受移动后的位置作为新的保电车辆调度位置，并将N的值置为0，否则计算概率p，

取区间[0，1)内的随机值ε与p比较，若p>ε，则接受移动后的可移动节点位置作为新解并将N的值置为0，否则维持移动前的解并将N的值加1；E’A4)计算新的控制参数T的值T′，T′＝T-lnT；E’A5)判断是否满足终止条件，终止条件为T≤1且N≥20，若不满足终止条件则将T′作为控制参数T的值重复步骤E’A3-E’A4，若满足终止条件则结束计算，将当前保电车辆的位置作为与配型集合距离最短的保电车辆调度位置。其中控制参数T的值应足够大，作为推荐取T>1000。

作为推荐的实施例，将保电车辆调度到与配型集合距离最短的位置包括以下步骤：E’B1)将保电车辆置入公路网随机位置，计算保电车辆与配型集合中每个保电目标设备之间的最短公路长度

计算总和

g∈G，其中G为配型集合，k_g为保电目标设备g的权重；E’B2)取一正实数值作为控制参数T的初始值T₀，计数N置为0；E’B3)随机移动保电车辆，计算移动后总和M′的值与移动前总和M的值的差值ΔM，若ΔM<0，则接受移动后的位置作为新的保电车辆调度位置，并将N的值置为0，否则计算概率p，

取区间[0，1)内的随机值ε与p比较，若p>ε，则接受移动后的可移动节点位置作为新解并将N的值置为0，否则维持移动前的解并将N的值加1；E’B4)计算新的控制参数T的值T′，T′＝T-lnT；E’B5)判断是否满足终止条件，终止条件为T≤1且N≥20，若不满足终止条件则将T′作为控制参数T的值重复步骤E’B3-E’B4，若满足终止条件则结束计算，将当前保电车辆的位置作为与配型集合距离最短的保电车辆调度位置。其中控制参数T的值应足够大，作为推荐取T>1000。

作为推荐的实施例，计算保电车辆与保电目标设备g之间的最短公路长度

的方法为：依据公路网，穷举保电车辆到达保电目标设备g的全部路线并计算公路长度L_x，x∈X，其中X为全部路线的集合，取L_x的最小值作为保电车辆与保电目标设备g之间的最短公路长度

作为推荐的实施例，保电目标设备g的权重k_g与其型号额定功率、负载率、巡视占比和历史故障率有关，额定功率、负载率和历史故障率越大的保电目标设备g的权重k_g越大，巡视占比越大的保电目标设备g的权重k_g越小。作为可选，保电目标设备g的权重＝(额定功率/保电目标集合中的最大功率)*负载率*历史故障率*(1-巡视占比)+基本权重。基本权重用于保证保电目标设备具有基础的权重。

作为推荐的实施例，对全部保电目标设备进行重要性分级包括以下步骤：G1)采用溯源法得出全部保电用户的配电线路；G2)将配电线路划分为两个区段，仅连接一个保电用户的配电线路划入第一区段，连接两个或两个以上保电用户的配电线路划入第二区段；G3)第一区段配电线路上的保电目标设备的重要性等级为2级，第二区段配电线路上的保电目标设备的重要性等级为3级，保电用户内部的保电目标设备的重要性等级为1级。

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。

Claims (5)

1.基于GIS的保电备品调度方法，其特征在于，

包括以下步骤：

A)导入电网拓扑结构和保电任务，采用溯源法获得保电目标设备集合；

B)导入备品站库存备品；

C)计算每个保电目标设备的备品备足率；

D)将备品备足率低于设定阈值的保电目标设备的备品调度到保电车辆上；

E)导入公路网，将载有备品的保电车辆调度到最佳位置；

所述将载有备品的保电车辆调度到最佳位置包括以下步骤：

EA1)将全部保电目标设备按重要性划分重要性等级，重要性等级分为三级，保电目标设备等级越高表示保电目标设备越重要；

EA2)统计保电车辆所携带的全部备品型号，将型号包含在备品型号内和可替换型号包含在备品型号内的全部保电目标设备，以等于其重要性等级的次数重复纳入配型集合；

EA3)将保电车辆调度到与配型集合距离最短的位置；

所述将保电车辆调度到与配型集合距离最短的位置包括以下步骤：

E’A1)将保电车辆置入公路网随机位置，计算保电车辆与配型集合中每个保电目标设备之间的最短公路长度

计算总和

g∈G或

g∈G，其中G为配型集合，k_g为保电目标设备g的权重；

E’A2)取一正实数值作为控制参数T的初始值T₀，计数N置为0；

E’A3)随机移动保电车辆，计算移动后总和M′的值与移动前总和M的值的差值ΔM，若ΔM<0，则接受移动后的位置作为新的保电车辆调度位置，并将N的值置为0，否则计算概率p，

取区间[0，1)内的随机值ε与p比较，若p>ε，则接受移动后的可移动节点位置作为新解并将N的值置为0，否则维持移动前的解并将N的值加1；

E’A4)若T>1则计算新的控制参数T的值T′，

E’A5)判断是否满足终止条件，终止条件为T≤1且N≥30，若不满足终止条件则将T′作为控制参数T的值重复步骤E’A3-E’A4，若满足终止条件则结束计算，将当前保电车辆的位置作为与配型集合距离最短的保电车辆调度位置。

2.根据权利要求1所述的基于GIS的保电备品调度方法，其特征在于，

所述计算每个保电目标设备的备品备足率包括以下步骤：

CA1)选择一个保电目标设备，依照选定保电目标设备型号，在备品站库存备品中查找相同型号的备品和可替代型号的备品，记录找到的备品数量为N_A1；

CA2)依照选定保电目标设备型号，在保电目标设备集合中查找相同型号的保电目标设备，记录找到的保电目标设备数量为N_A2；

CA3)计算选定保电目标设备的备品备足率ξ，计算式如下：

其中a为小于1的设定常数，其值与保电目标设备型号的额定功率大小和历史故障率有关，额定功率和历史故障率越大则相应的a取更大值；

CA4)重复步骤CA1-CA3直到全部保电目标设备被遍历。

3.根据权利要求1所述的基于GIS的保电备品调度方法，其特征在于，

所述计算每个保电目标设备的备品备足率包括以下步骤：

CB1)对全部保电目标设备进行重要性分级，重要性级别为1至3级，级数越高则重要性越高；

CB2)选择一个保电目标设备，依照选定保电目标设备型号，在备品站库存备品中查找相同型号的备品和可替代型号的备品，记录找到的备品数量为N_C1；

CB3)依照选定保电目标设备型号，在保电目标设备集合中查找相同型号的保电目标设备，将找到的保电目标设备和选定保电目标设备加入到同型号集合G；

CB4)计算选定保电目标设备的备品备足率ξ，计算式如下：

其中b为小于1的设定常数，其值与保电目标设备型号的额定功率大小和历史故障率有关，额定功率和历史故障率越大则相应的b取更大值，E表示保电目标设备，I_E为保电目标的重要性级别；

CB5)重复步骤CB2-CB4直到全部保电目标设备被遍历。

4.根据权利要求1所述的基于GIS的保电备品调度方法，其特征在于，

所述计算保电车辆与保电目标设备g之间的最短公路长度

的方法为：依据公路网，穷举保电车辆到达保电目标设备g的全部路线并计算公路长度L_x，x∈X，其中X为全部路线的集合，取L_x的最小值作为保电车辆与保电目标设备g之间的最短公路长度

5.根据权利要求4所述的基于GIS的保电备品调度方法，其特征在于，

所述保电目标设备g的权重k_g与其型号额定功率、负载率、巡视占比和历史故障率有关，额定功率、负载率和历史故障率越大的保电目标设备g的权重k_g越大，巡视占比越大的保电目标设备g的权重k_g越小。

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