技术领域
[0001] 本发明涉及电网调度技术领域，尤其涉及一种配电网电能优化方法、系统、电子设备及介质。
相关背景技术
[0002] 在电力供应过程中，供电质量问题是影响用户满意度的重要因素之一。为了能够解决和避免这一问题，如今供电企业通常会对用户进行分级、分类，方便给不同的用户提供定制化的电力技术方案，为用户提供具有差异性的供电服务，并将此作为为电力公司创造利益增长点的主要方法，进一步提高电力供应公司的市场竞争能力，满足用户的需求并降低服务成本。
[0003] 现如今，基于用户分类的定制化电力技术方案仍停留在拿到用户分类之后，通过人工一次定制电力技术方案的方式进行用户分类和电能质量成本供给的匹配，该过程虽然做到了用户分类和电能质量成本供应的一对一匹配，但是，目前采用人工定制的方式为每一类用户进行个性化定制的时间成本过高，并对个人经验等主客观因素依赖过高的问题，容易导致电能调度优化精度较低，电力质量成本较高。
具体实施方式
[0052] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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。
[0053] 需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0054] 本发明实施例提供了一种配电网电能优化方法，本发明实施例可适用于对配电网电能优化的情况，该方法可以由配电网电能优化装置来执行，该配电网电能优化装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该配电网电能优化装置可配置于计算机设备中。
[0055] 如图1所示，本发明提供的一种配电网电能优化方法，包括以下步骤S1 S4：~
[0056] 步骤S1、根据用户满意度和电能质量成本的评价系数建立用户满意度评价模型和电能质量成本评价模型。
[0057] 在一些可能实现的示例中，建立用户满意度评价模型的过程包括：
[0058] 步骤S101、确定用户满意度的多个评价系数。
[0059] 用户满意度的评价系数包括停电次数、电能质量和电费。结合历史数据采集设定周期内的用户满意度的评价系数。具体是：从电网历史故障排查数据等确定停电次数，从用户历史缴费信息中获取电费，通过电能质量评价模型获取电能质量。
[0060] 步骤S102、对各评价系数进行归一化处理。
[0061] 步骤S103、利用层次分析法确定归一化处理后的各评价系数的权重。
[0062] 步骤S104、根据用户满意度的多个评价系数以及各评价系数的权重建立用户满意度评价模型，用户满意度评价模型为分段区间模型。
[0063] 其中，用户满意度评价模型为：
[0064]
[0065] 式中， 为用户满意度评价值， 为用户满意度， 为用户满意度最大限值，为隶属度索引， 为隶属度总数；其中，
[0066]
[0067] 式中， 为用户满意度评价系数总数， 为第i个用户满意度评价系数的权重，为第i个用户满意度评价系数。
[0068] 在一些可能实现的示例中，建立电能质量成本评价模型的过程包括：
[0069] 步骤S111、确定电能质量成本的多个评价系数。
[0070] 其中，电能质量成本的评价系数包括网络损耗、停电次数和停电时间。结合历史数据采集设定周期内的电能质量成本评价系数数据具体为：从电网历史故障排查数据等确定停电时间，结合配电网实际运行数据或者电能质量扰动下配电网网络损耗计算模型得到谐波、三相不平衡、电压偏差三种电能质量扰动下配电线路和配电变压器的附加损耗。
[0071] 步骤S112、对各评价系数进行归一化处理；
[0072] 步骤S113、利用层次分析法确定归一化处理后的各评价系数的权重；
[0073] 步骤S114、根据电能质量成本的多个评价系数以及各评价系数的权重建立电能质量成本评价模型，电能质量成本评价模型为分段区间模型。
[0074] 电能质量成本评价模型为：
[0075]
[0076] 式中， 为电能质量成本评价值， 为电能质量成本， 为电能质量成本最大限值；其中，
[0077]
[0078] 式中， 为电能质量成本评价系数总数， 为第i个电能质量成本评价系数的权重， 为第i个电能质量成本评价系数。
[0079] 其中，层次分析法是指将与决策总是有关的元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法。
[0080] 具体地，利用层次分析法确定归一化处理后的各评价系数的权重，包括：
[0081] 步骤S11、根据用户满意度或电能质量成本的各评价系数，建立递阶层次结构。
[0082] 示例性地，以用户满意度的递阶层次结构为例，递阶层次结构包括：目标层、准则层和方案层。
[0083] 目标层、准则层和方案层按它们之间的相互关系分为最高层、中间层和最低层，绘出层次结构图。
[0084] 其中，用户满意度的递阶层次结构的目标层为用户满意度，准则层包括性价比、故障响应速度和用电性能。方案层包括停电次数、电能质量和电费。
[0085] 步骤S12、建立递阶层次结构的各结构层的比较矩阵；
[0086] 步骤S13、对比比较矩阵中两两评价系数之间的相对重要性程度，确定各评价系数的重要量化标度。
[0087] 步骤S14、根据各评价系数的重要量化标度构建各结构层的判断矩阵。
[0088] 其中，相对重要性程度的比较准则采用Saaty 1～9标度法，如表1所示，表1列出9个重要性等级及其赋值，按两两比较结果构成的矩阵称作判断矩阵，判断矩阵具有如下性质：
[0089]
[0090] 式中， 为评价系数i和j之间的相对重要性程度。
[0091]
[0092] 步骤S15、根据各结构层的判断矩阵对各评价系数进行层次单排序；
[0093] 需要说明的是，可以通过判断矩阵中同一层次相应因素对于上一层次某因素相对重要性的排序权值，这一过程称为层次单排序。
[0094] 步骤S16、对层次单排序结果进行一致性检验；
[0095] 其中，通过平均随机一致性指标对层次单排序结果进行一致性检验。
[0096] 步骤S17、若对层次单排序结果进行一致性检验通过，则根据层次单排序结果进行层次总排序，并对层次总排序结果进行一致性检验，若检验通过，则根据层次总排序权值作为各评价系数的权重。
[0097] 其中，通过判断矩阵中不同层次之间的相对重要性的排序权值，这一过程称为层次总排序。
[0098] 步骤S2、根据用户满意度评价模型和电能质量成本评价模型，确定最大化用户满意度以及最小化电能质量成本为优化目标。
[0099] 步骤S3、根据优化目标建立配电网电能调度的目标函数。
[0100] 其中，目标函数为多目标函数，即最大化用户满意度以及最小化电能质量成本的加和，目标函数表示为：
[0101] F=f1+f2
[0102] 式中，F为目标函数值， ， 。
[0103] 步骤S4、对目标函数进行寻优求解，根据最优解确定当前用户分类下的电能供给优化策略。
[0104] 需要说明的是，用户分类是指基于用户供电规模进行分类，类别包括企业用电、居民用电和工业用电等，电能供给优化策略是指对每一类用户的电能供给，策略包括针对每一类用户的电能供给出力。其中，电能供给出力分别与用户满意度的评价系数和电能质量成本的评价系数相关，可以通过机器学习算法训练并构建电能供给出力分别与用户满意度的评价系数和电能质量成本的评价系数的映射关系，即通过用户满意度的评价系数和电能质量成本的评价系数确定每一类用户的电能供给出力。
[0105] 在一些实施例中，利用探路者灰狼算法对目标函数进行寻优求解。
[0106] 探路者灰狼算法（Pathfinder Grey Wolf Optimizer, PGWO）是灰狼优化算法（Grey Wolf Optimizer, GWO）的扩展，旨在解决特定类型的优化问题。灰狼优化算法本身是一种受灰狼社会结构和捕猎行为启发的元启发式优化算法。GWO通过模拟灰狼群体中的领导者（Alpha）、副领导者（Beta）和追随者（Delta）的角色，以及它们的狩猎行为，来进行优化搜索。
[0107] 需要说明的是，本发明通过用户满意度评价模型和电能质量成本评价模型来确定用户满意度以及电能质量成本，并基于此构建最大化用户满意度以及最小化电能质量成本为优化目标的目标函数，求解目标函数得到当前用户分类下的电能供给优化策略，从而代替人工定制，避免了因人工定制导致的个性化定制的时间成本过高及匹配度对个人经验等主客观因素依赖过高的问题，并降低了电力质量成本，提高了用户满意度。
[0108] 本发明实施例还提供了一种配电网电能优化系统，如图2所示，本系统包括：
[0109] 模型建立模块100，用于根据用户满意度和电能质量成本的评价系数建立用户满意度评价模型和电能质量成本评价模型；
[0110] 优化确定模块200，用于根据用户满意度评价模型和电能质量成本评价模型，确定最大化用户满意度以及最小化电能质量成本为优化目标；
[0111] 目标建立模块300，用于根据优化目标建立配电网电能调度的目标函数；
[0112] 寻优模块400，用于对目标函数进行寻优求解，根据最优解确定当前用户分类下的电能供给优化策略。
[0113] 在其中一些实施例中，模型建立模块100用于建立用户满意度评价模型的过程包括：
[0114] 确定用户满意度的多个评价系数；
[0115] 对各评价系数进行归一化处理；
[0116] 利用层次分析法确定归一化处理后的各评价系数的权重；
[0117] 根据用户满意度的多个评价系数以及各评价系数的权重建立用户满意度评价模型，用户满意度评价模型为分段区间模型。
[0118] 其中，用户满意度评价模型为：
[0119]
[0120] 式中， 为用户满意度评价值， 为用户满意度， 为用户满意度最大限值，为隶属度索引， 为隶属度总数；其中，
[0121]
[0122] 式中， 为用户满意度评价系数总数， 为第i个用户满意度评价系数的权重，为第i个用户满意度评价系数。
[0123] 在其中一些实施例中，模型建立模块100用于建立电能质量成本评价模型的过程包括：
[0124] 确定电能质量成本的多个评价系数；
[0125] 对各评价系数进行归一化处理；
[0126] 利用层次分析法确定归一化处理后的各评价系数的权重；
[0127] 根据电能质量成本的多个评价系数以及各评价系数的权重建立电能质量成本评价模型，电能质量成本评价模型为分段区间模型。
[0128] 其中，电能质量成本评价模型为：
[0129]
[0130] 式中， 为电能质量成本评价值， 为电能质量成本， 为电能质量成本最大限值；其中，
[0131]
[0132] 式中， 为电能质量成本评价系数总数， 为第i个电能质量成本评价系数的权重， 为第i个电能质量成本评价系数。
[0133] 在其中一些实施例中，利用层次分析法确定归一化处理后的各评价系数的权重，包括：
[0134] 根据用户满意度或电能质量成本的各评价系数，建立递阶层次结构；
[0135] 建立递阶层次结构的各结构层的比较矩阵；
[0136] 对比比较矩阵中两两评价系数之间的相对重要性程度，确定各评价系数的重要量化标度；
[0137] 根据各评价系数的重要量化标度构建各结构层的判断矩阵；
[0138] 根据各结构层的判断矩阵对各评价系数进行层次单排序；
[0139] 对层次单排序结果进行一致性检验；
[0140] 若对层次单排序结果进行一致性检验通过，则根据层次单排序结果进行层次总排序，并对层次总排序结果进行一致性检验，若检验通过，则根据层次总排序权值作为各评价系数的权重。
[0141] 在一些实施例中，寻优模块400还用于利用探路者灰狼算法对目标函数进行寻优求解。
[0142] 如图3所示，本发明还提供了一种电子设备10，包括存储器20及处理器30，存储器20中储存有计算机程序，计算机程序被处理器30执行时，使得处理器30执行如上述任一实施例中的配电网电能优化方法的步骤。
[0143] 本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被执行时实现如上述任一实施例中的配电网电能优化方法的步骤。
[0144] 所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，电子设备和计算机存储介质的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0145] 在本发明所提供的几个实施例中，可以理解的是，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意的是，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。
[0146] 在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，电子设备，计算机存储介质和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0147] 所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0148] 另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0149] 所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以通过一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（英文全称：Read‑Only Memory，英文缩写：ROM）、随机存取存储器（英文全称：Random Access Memory，英文缩写：RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0150] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
