一种配网检修计划资源消耗的预测与优化方法

摘要

本发明提出了一种配网检修计划资源消耗的预测与优化方法，包括：根据配网检修计划建立关联网络拓扑，基于关联网络拓扑确定资源消耗点；确定资源消耗点的影响因素，对每个资源消耗点的资源消耗量与影响因素进行关联分析，根据分析结果计算每个资源消耗点的标准消耗量；根据标准消耗量分别对检修步骤进行水平预测和横向预测，对水平预测和横向预测集成处理，得到资源消耗点的资源消耗预测结果；将资源消耗预测结果超过标准消耗量的资源消耗点作为待优化资源消耗点，根据待优化资源消耗点的类型进行删除或替代。本发明对检修计划的进行拆分，并分别对检修步骤中的资源消耗点进行对应的影响因素分析，提高检修计划资源消耗预测与优化的准确性。

说明书

技术领域

本发明属于配网检修技术领域，尤其涉及一种配网检修计划资源消耗的预测与优化方法。

背景技术

配网检修是电网运行过程中必不可少的一部分，且随着电网规模的不断扩大，配网检修的频率和次数也在不断增加。而伴随着检修次数的不断增加，需要配备的资源消耗也处于不断增加的状况中。为了更加合理地利用资源，需要对检修计划的资源消耗进行准确合理的预测与优化。但在检修过程中由于检修对象和作业内容的不同，其资源消耗的影响因素也不同，且资源消耗和各影响因素之间的关系难以通过简单的线性关系进行表述。若无法提前获取资源消耗，则可能造成配网检修工作无法正常进行，配网运行的可靠性和安全性也无法得到保障。现如今对于配网检修的资源消耗预测常通过经验估算进行，这种方法存在较大误差，无法保证预测结果的准确性，进而影响配网检修计划的优化效果。

发明内容

为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本发明提出了一种配网检修计划资源消耗的预测与优化方法，包括：

根据配网检修计划建立关联网络拓扑，基于关联网络拓扑确定资源消耗点；

确定资源消耗点的影响因素，对每个资源消耗点的资源消耗量与影响因素进行关联分析，根据分析结果计算每个资源消耗点的标准消耗量；

根据标准消耗量分别对检修步骤进行水平预测和横向预测，对水平预测和横向预测集成处理，得到资源消耗点的资源消耗预测结果；

将资源消耗预测结果超过标准消耗量的资源消耗点作为待优化资源消耗点，根据待优化资源消耗点的类型进行删除或替代。

可选的，所述根据配网检修计划建立关联网络拓扑，基于关联网络拓扑确定资源消耗点，包括：提取配网检修计划中的检测步骤，以检测步骤中的最小基本作业单元为对象，分解出资源消耗点，建立检修步骤和资源消耗的关联网络拓扑。

可选的，所述对每个资源消耗点的资源消耗量与影响因素进行关联分析，根据分析结果计算每个资源消耗点的标准消耗量，包括：

分别对每个资源消耗点，设置其资源消耗量对应的时间序列为X

设置所述资源消耗点对应m个影响因素的时间序列组为X

对资源消耗量的时间序列X

根据计算所得的灰色关联系数计算得到灰色关联度r

根据排序后的影响因素，计算资源消耗点的标准消耗量。

可选的，所述灰色关联系数δ(k)的计算公式为：

其中，Δ

可选的，所述灰色关联度r

可选的，在确定资源消耗点的影响因素之前，所述预测与优化方法还包括：

获取资源消耗量的所有影响因素，确定每个影响因素对资源消耗量的贡献权重，根据贡献权重的高低对影响因素进行筛选。

可选的，所述根据标准消耗量分别对检修步骤进行水平预测和横向预测，包括：

根据步骤操作时间、检修步骤的资源消耗点以及标准消耗量，对每个检修步骤的资源消耗量进行横向预测，基于横向预测的预测参数得到横向预测子序列；

根据检修对象的寿命阶段、检修步骤的资源消耗点以及标准消耗量对每个检修步骤的资源消耗量进行纵向预测，基于纵向预测的预测参数得到纵向预测子序列。

可选的，在得到资源消耗点的资源消耗预测结果之后，所述预测与优化方法还包括：实时获取实施检修计划时每个检修步骤的资源消耗测算结果；

若资源消耗预测结果与资源消耗测算结果的偏差超过预设的波动阈值区间，则获取检修过程数据，对检修过程数据与资源消耗测算结果的关联关系进行分析；

根据分析结果分别对横向预测和纵向预测的预测参数进行优化。

可选的，所述根据资源消耗点的类型进行删除或替代，包括：

判断待优化资源消耗点所在的检修步骤中，是否有相同类型的资源消耗点作为备选资源消耗点；

若没有备选资源消耗点，根据检修作业的内容，对待优化资源消耗点进行删除或保留处理；若有备选资源消耗点，筛选出资源消耗预测结果是否低于待优化资源消耗点的标准消耗量的备选资源消耗点，选择资源消耗预测结果最低的待优化资源消耗点替代待优化资源消耗点；若所有备选资源消耗点均不低于所述标准消耗量，则不对待优化资源消耗点进行处理。

可选的，所述根据检修作业的内容，对待优化资源消耗点进行删除或保留处理，包括：

根据检修作业的内容提取待优化资源消耗点所在检修步骤的检修结果；

判断直接删除待优化资源消耗点对检修结果的影响，若对检修结果的影响在预设可控范围内，则直接删除待优化资源消耗点，否则保留待优化资源消耗点。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

(1)能够对检修计划的检修步骤进行拆分，并分别对检修步骤中的资源消耗点进行对应的影响因素分析，细化资源消耗，并构建资源消耗和检修步骤的关联网络拓扑，分别对每个检修步骤的资源消耗进行预测，提高检修计划的资源消耗预测准确性。在完成资源消耗量预测后，还根据预测结果对关联网络拓扑进行优化，进一步降低检修计划的资源消耗。

(2)通过灰色关联度分析来获取资源消耗和影响因素之间的关联度，能够适应不同情况下，多变的影响因素与资源消耗的关系分析，保证检修步骤的资源消耗预测准确性。

(3)根据资源消耗预测结果进行资源消耗监测，能够对资源消耗的偏移情况进行监测，并在出现偏移情况时，对偏移情况进行分析，并根据其分析结果对预测序列进行参数优化，提高预测准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明实施例提出的一种配网检修计划资源消耗的预测与优化方法的流程示意图；

图2为本发明实施例的某电力设备检修步骤和资源消耗的原始关联网络拓扑图；

图3是本发明实施例的优化后某电力设备检修步骤和资源消耗的关联网络拓扑图。

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。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

应当理解，在本发明的各种实施例中，各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

应当理解，在本发明中，“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。

应当理解，在本发明中，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“包含A、B和C”、“包含A、B、C”是指A、B、C三者都包含，“包含A、B或C”是指包含A、B、C三者之一，“包含A、B和/或C”是指包含A、B、C三者中任1个或任2个或3个。

应当理解，在本发明中，“与A对应的B”、“与A相对应的B”、“A与B相对应”或者“B与A相对应”，表示B与A相关联，根据A可以确定B。根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其他信息确定B。A与B的匹配，是A与B的相似度大于或等于预设的阈值。

取决于语境，如在此所使用的“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

实施例：

如图1所示，本实施例提出了一种配网检修计划资源消耗的预测与优化方法，包括：

S1：根据配网检修计划建立关联网络拓扑，基于关联网络拓扑确定资源消耗点；

S2：确定资源消耗点的影响因素，对每个资源消耗点的资源消耗量与影响因素进行关联分析，根据分析结果计算每个资源消耗点的标准消耗量；

S3：根据标准消耗量分别对检修步骤进行水平预测和横向预测，对水平预测和横向预测集成处理，得到资源消耗点的资源消耗预测结果；

S4：将资源消耗预测结果超过标准消耗量的资源消耗点作为待优化资源消耗点，根据待优化资源消耗点的类型进行删除或替代。

考虑资源消耗包括检修项目投资成本、检修过程中老化设备的替代等类型，因此在本实施例中，所述资源消耗点包括电力设施修理、维护和保护所需设备的备品消耗、设备备品的运输资源消耗和对应的人力资源消耗。

在本实施例中，从作业层、项目层、设备层和资产层四个维度分析影响因素，能够根据检修步骤所涉及维度对每个资源消耗点的影响因素进行分析，使得影响因素的获取能够全面且准确。

在本实施例中，所述根据配网检修计划建立关联网络拓扑，基于关联网络拓扑确定资源消耗点，包括：提取配网检修计划中的检测步骤，以检测步骤中的最小基本作业单元为对象，分解出资源消耗点，建立检修步骤和资源消耗的关联网络拓扑。

本实施例在S2中对每一个资源消耗点的资源消耗量按照与影响因素之间的关联度通过灰色关联度分析获取，所述灰色关联度分析得到标准消耗量的具体过程为：

S21：分别对每个资源消耗点，设置其资源消耗量对应的时间序列为X

S22：设置所述资源消耗点对应m个影响因素的时间序列组为X

S23：对资源消耗量的时间序列X

其中，Δ

S24：根据计算所得的灰色关联系数计算得到灰色关联度r

S25：根据排序后的影响因素，计算资源消耗点的标准消耗量。具体的，可根据影响因素的排序确定其折算系数，排序越靠前，说明该影响因素对资源消耗量的影响越大，为其设置的折算系数越小，计算各个影响因素对应的基础资源消耗量与折算系数的乘积，将所有乘积相加即可视为资源消耗点的标准消耗量。

在本实施例中，还可以在确定资源消耗点的影响因素之前，获取资源消耗量的所有影响因素，确定每个影响因素对资源消耗量的贡献权重，根据贡献权重的高低对影响因素进行筛选，对筛选出的影响因素进行灰色关联度分析。通过对影响因素的筛选能够有效降低后续灰色关联度计算的计算量，进一步提高预测效率和速度。

在本实施例中，能够基于关联网络拓扑中的点线关系，采用分解-集成的方法进行预测，首先对于分解方面，将资源消耗按照关联关系进行序列分解，通过测算每一个资源消耗点与其影响因素之间的消耗量标准值，从而构建分解的标准资源消耗量体系，为每一个检修步骤的资源消耗量预测提供体系支持。而在集成方面，则通过对横向预测结果以及纵向预测结果进行相互修正，将修正后每一个步骤的资源消耗量预测结果进行集成，以获取整体检修计划的资源消耗量预测结果。

考虑到同一个资源消耗点的资源消耗量会随着时间变化而发生波动，例如，同一个检修对象的步骤操作时间越长，或者检修对象的剩余使用寿命越短，都会导致资源消耗量变大。因此在本实施例中，分为横向和纵向两个时间维度对资源消耗量进行分解预测，具体的：根据步骤操作时间、检修步骤的资源消耗点以及标准消耗量，对每个检修步骤的资源消耗量进行横向预测，基于横向预测的预测参数得到横向预测子序列；

根据检修对象的寿命阶段、检修步骤的资源消耗点以及标准消耗量对每个检修步骤的资源消耗量进行纵向预测，基于纵向预测的预测参数得到纵向预测子序列。

所述横向预测和纵向预测均通过已训练好的时序预测模型实现，所述时序预测模型在训练阶段，分别从步骤操作时间、检修对象手段阶段两个时间维度，基于各资源消耗点的历史资源消耗数据进行训练，本实施例采用常规的模型训练手段，此处不再赘述。

在本实施例中，通过机器学习技术中的集成学习方法对对水平预测和横向预测集成处理，可训练一个集成器，将横向预测子序列和纵向预测子序列输入集成器中，对横向预测结果和纵向预测结果进行融合，最终得到集成序列资源消耗点的资源消耗预测结果。

本实施例还包括：在得到资源消耗点的资源消耗预测结果之后，还根据每个步骤的资源消耗量预测结果设定对应的步骤实施时资源消耗量的波动阈值区间，并在每个步骤的实施过程中实时测算资源消耗量，将其与资源消耗量波动阈值区间进行比较，实时检测资源消耗偏差情况。具体的：

实时获取实施检修计划时每个检修步骤的资源消耗测算结果；若资源消耗预测结果与资源消耗测算结果的偏差超过预设的波动阈值区间，则获取检修过程数据，对检修过程数据与资源消耗测算结果的关联关系进行分析；根据分析结果分别对横向预测和纵向预测的预测参数进行优化。同时根据优化后的集成预测序列对波动阈值区间进行修改。

在完成预测后，在实施过程中判断预测准确性，并实时检测偏差情况，在出现偏差情况时，通过检修过程数据和资源消耗数据间的关联关系来分析出偏差出现原因，和出现偏差的消耗资源种类与数量，从而对集成预测序列进行优化，提高后续资源消耗预测的准确性。

在本实施例中，若有资源消耗的资源消耗预测结果超过标准消耗量，则选择删除或替代其中一种优化处理方式，包括：

判断待优化资源消耗点所在的检修步骤中，是否有相同类型的资源消耗点作为备选资源消耗点；

若没有备选资源消耗点，根据检修作业的内容，对待优化资源消耗点进行删除或保留处理；具体的，根据检修作业的内容提取待优化资源消耗点所在检修步骤的检修结果；判断直接删除待优化资源消耗点对检修结果的影响，若对检修结果的影响在预设可控范围内，则直接删除待优化资源消耗点，否则保留待优化资源消耗点；

若有备选资源消耗点，筛选出资源消耗预测结果是否低于待优化资源消耗点的标准消耗量的备选资源消耗点，选择资源消耗预测结果最低的待优化资源消耗点替代待优化资源消耗点；若所有备选资源消耗点均不低于所述标准消耗量，则不对待优化资源消耗点进行处理。

下面以某电力设备的检修计划为例，检修计划中具体包括4个检修步骤，检修步骤中均存在若干个资源消耗点，根据检修工作内容确定存在资源消耗的资源消耗点，并以确定的资源消耗点为节点，建立检修步骤和资源消耗的原始关联网络拓扑图，所述原始关联网络拓扑图如图2所示。具体的存在资源消耗的资源消耗点分别为：检修步骤一中的资源消耗点A，检修步骤二中的资源消耗点B，检修步骤三中的资源消耗点C，以及检修步骤四中的资源消耗点D、资源消耗点E和资源消耗点F。根据资源消耗预测结果可知，各资源消耗点的资源消耗预测量分别为：资源消耗点A为10，资源消耗点B为10，资源消耗点C为30，资源消耗点D为1、资源消耗点E为15和资源消耗点F为30。而各资源消耗点的标准消耗值均为20，由此可以筛选出资源消耗点C和资源消耗点F为资源消耗量过大的节点。

以资源消耗点C的优化为例，首先确定资源消耗点C消耗的资源类型，同时根据检修步骤三的检修作业内容获取的检修步骤三的检修结果。再对步骤三中其他资源消耗点的资源消耗类型进行判断，筛选出与资源消耗点C同类型的资源消耗点G和资源消耗点H，并根据获取的检修结果确定资源消耗点G的资源消耗预测量为10，资源消耗点H所需的资源消耗预测量为21，虽然资源消耗点H的资源消耗预测量比资源消耗点C的消耗量少，但却高于标准消耗值，因此，此处采用资源消耗点G来代替资源消耗点C对应的节点，实现针对资源消耗点C进行的关联网络拓扑优化。

以资源消耗点F为例，确定资源消耗点F消耗的资源类型，同时根据检修步骤四的检修作业内容获取的检修步骤四的检修结果。再对步骤四中其他资源消耗点的资源消耗类型进行判断，判断出没有与资源消耗点F同类型的资源消耗点。此时，预设删除资源消耗点F，并根据资源消耗点D和资源消耗点E的资源消耗量以及检修作业内容预估步骤四的检修结果，可得删除资源消耗点F后，通过资源消耗点D和资源消耗点E的资源消耗依旧可以获取所需检修结果，因此直接删除资源消耗点F，实现针对资源消耗点F进行的关联网络拓扑优化。

最终，资源消耗点C和资源消耗点F优化后得到的关联网络拓扑如图3所示，由资源消耗量更少的资源消耗点G代替了资源消耗点C，并删去了资源消耗点F。

上述实施例中的各个序号仅仅为了描述，不代表各部件的组装或使用过程中的先后顺序。

以上所述仅为本发明的实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替代、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。