面向配电网多点故障的抢修任务分配方法及系统与流程

本发明涉及配电网，特别是面向配电网多点故障的抢修任务分配方法及系统。

背景技术：

1、随着城市化进程的加速和经济的快速发展，配电网作为电力系统的重要组成部分，承担着为居民生活和工业生产提供可靠电力供应的重要职责；近年来由于各种自然灾害频繁发生，对配电网的安全稳定运行带来了严峻挑战；自然灾害往往会导致配电网线路老化和设备故障的问题，引发严重的电力中断，从而对社会生产和居民生活造成负面影响，甚至可能引发次生灾害，造成更大的损失；然而在灾后紧急抢修状态下，抢修人员和物资相对匮乏，因此如何合理调配有限的人力物力资源，制定高效的抢修方案，及时有效地抢修故障点，尽快恢复配电网的正常运行是确保电网稳定、保障居民用电和维持工业生产的关键环节；目前针对配电网的故障抢修任务分配策略的研究主要集中在实现抢修小队和故障点之间的最佳分配，并在完成抢修小队和故障点的分配后对各个抢修小队的抢修顺序进行优化，进而结合抢修队伍人员数量和资源情况制定合理的抢修分配方案和故障抢修顺序，最大限度地缩短用户停电时间，将损失降至最低。

2、但目前常见的解决方案存在诸多缺点，包括：现有技术在制定故障抢修方案时主要依赖管理人员的主观经验，缺乏对故障信息和人力物力因素的系统化定量分析，难以保证制定的抢修计划的合理性和高效性，进而导致资源浪费；当发生多处故障时，人工决策方案难以快速制定高效的抢修任务分配方案和故障抢修顺序，进而造成重要故障被滞后处理和资源配置不当的问题，从而影响整体的故障抢修效率；故障抢修通常需要多个抢修小队的紧密配合，但现有技术缺乏对各个抢修小队的高效协同调度，导致人力和物力资源的利用率低下。

技术实现思路

1、鉴于对配电网多点故障进行抢修任务分配时，现有技术中缺乏对故障信息和人力物力因素的系统化定量分析，难以快速制定高效的抢修任务分配方案和故障抢修顺序，影响整体的故障抢修效率，导致人力和物力资源的利用率低下等问题，提出了本发明。

2、因此，本发明所要解决的问题在于如何提供一种面向配电网多点故障的抢修任务分配方法，利用抢修能力、抢修效率和物资供给水平描述配电网故障抢修任务和抢修小队之间的匹配程度，实现故障任务的最优分配，并对各个抢修小队的抢修顺序进行优化计算的方法。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

4、第一方面，本发明实施例提供了面向配电网多点故障的抢修任务分配方法，其包括采集配电网故障抢修数据并对故障抢修指标进行分析；基于分析结果构建配电网多点故障任务分配模型，制定故障抢修任务分配策略；基于所述故障抢修任务分配策略构建配电网多点故障的抢修顺序优化模型，得到故障抢修顺序。

5、作为本发明所述面向配电网多点故障的抢修任务分配方法的一种优选方案，其中：所述故障抢修指标包括抢修能力、抢修效率和物资供给水平；所述对故障抢修指标进行分析包括以下步骤：基于配电网多点故障利用专家评分法选择评价指标，对每个评价指标进行计算，得到对应的评价等级，并利用分值表示评价等级的标准；对配电网多点故障进行分析和评价，确定评价指标的分值并利用乘法评分法进行计算，得到抢修能力、抢修效率和物资供给水平的总分值；抢修能力的评分模型的计算公式如下：

6、

7、其中，wa,l为抢修小队a抢修故障点l的抢修能力指标的总分值；n为参与评分的专家数目；wi为参与评分的各个专家对抢修小队a抢修故障点l的能力的评分值。

8、作为本发明所述面向配电网多点故障的抢修任务分配方法的一种优选方案，其中：在多个抢修小队同时进行配电网多点故障抢修的情况下，利用资源利用率表示故障点和抢修小队之间的匹配程度；所述故障点和抢修小队之间的匹配程度的计算公式如下：

9、ηl(a)＝θ1aa,l+θ2ba,l+θ3ca,l

10、其中，ηl(a)为资源利用率；aa,l为抢修小队a抢修故障点l的抢修能力；ba,l为抢修小队a抢修故障点l的抢修效率；ca,l为抢修小队a对故障点l的物资供给水平；θ1为抢修能力指标的权重；θ2为抢修效率指标的权重；θ3为物资供给水平指标的权重；利用层次分析法和熵权法分别计算抢修能力指标、抢修效率指标和物资供给水平指标的权重并进行结合，得到最终的指标的权重，所述指标的权重的计算公式如下：

11、w＝αwahp+βwem

12、其中，w为指标权重向量；wahp为层次分析法确定的指标权重向量；wem为熵权法确定的指标权重向量；α为层次分析法的权重比例；β为熵权法的权重比例。

13、作为本发明所述面向配电网多点故障的抢修任务分配方法的一种优选方案，其中：所述配电网多点故障任务分配模型的计算公式如下：

14、

15、其中，f1为所有故障点对应的抢修小队的平均资源利用率；n为故障点总数；ηl为故障点l和对应的抢修小队之间的资源利用率；当多个抢修小队同时抢修多个故障点时，按照资源利用率的高低给每个故障点分配抢修小队，若在为某个故障点分配抢修小队时出现单个抢修小队无法独自完成抢修任务的情况，则需要两个或多个抢修小队合作，共同完成对应故障点的抢修工作；当故障点l由抢修小队a单独抢修时，利用故障点和抢修小队之间的匹配程度的计算公式对资源利用率进行计算；当故障点l由多个抢修小队合作抢修，对资源利用率进行计算时需要使用多个抢修小队的综合抢修能力、综合抢修效率和综合物资供给水平，并在利用指标权重的计算公式进行计算时将多个抢修小队的队员和配置的物资作为整体；当每个抢修小队抢修完一个故障点后，抢修小队的队员体力和物资供给水平均有一定的损耗，利用衰减系数反映抢修小队各项指标的衰减情况；所述抢修小队各项指标的衰减情况的计算公式如下：

16、ηl′(a)＝ηl(a)βr

17、其中，ηl′为抢修小队a抢修完r个其他故障点后再抢修故障点l时的资源利用率；ηl为故障点l和对应的抢修小队之间的资源利用率；β为衰减系数；r为已抢修的故障点数量。

18、作为本发明所述面向配电网多点故障的抢修任务分配方法的一种优选方案，其中：所述制定故障抢修任务分配策略包括以下步骤：挑选出需要多队合作抢修的故障点；对需要多队合作抢修的故障点进行类型判断并进行任务安排，若故障点的类型为单个抢修小队的抢修能力或者物资供给水平不足的情况，则将任意两个抢修小队进行组合，给出组合情况下的综合抢修能力、综合抢修效率和综合物资供给水平；若仅有一种组合情况满足抢修能力或者物资供给水平，则挑选对应的两个抢修小队进行抢修；若有多种组合情况满足抢修能力或者物资供给水平，则挑选抢修能力和抢修效率的加权组合值最高的两个抢修小队进行抢修；若任意两个抢修小队的组合情况均不能满足物资供给水平，则将任意三个抢修小队进行组合，得到各项综合指标并进行类推，直到得到合适的抢修小队进行抢修工作；若故障点的类型为单个抢修小队的抢修效率不足的情况，则给出任意两个抢修小队在组合情况下的综合抢修能力、综合抢修效率和综合物资供给水平，若仅有一种组合情况满足抢修效率，则挑选对应的两个抢修小队进行抢修；若有多种组合情况满足抢修效率，则挑选抢修能力和物资供给水平的加权组合值最高的两个抢修小队对故障点进行抢修；若任意两个抢修小队的组合情况均不能满足抢修效率，则将任意三个抢修小队进行组合，得到各项综合指标并进行类推，直到得到合适的抢修小队进行抢修工作；对其他故障点进行单个抢修小队的任务分配，挑选出资源利用率最高的抢修小队作为最佳方案，并判断在抢修对应故障点时资源利用率第二高的抢修小队和资源利用率第一高的抢修小队之间的差值，若差值小于第一阈值，则资源利用率第一高的抢修小队和资源利用率第二高的抢修小队均可对故障点进行抢修；计算某种任务分配下的平均资源利用率，挑选最佳任务分配方案。

19、作为本发明所述面向配电网多点故障的抢修任务分配方法的一种优选方案，其中：所述构建配电网多点故障的抢修顺序优化模型包括以下步骤：完成故障抢修任务分配之后，各抢修小队将从各自的初始位置开始出发，依次进行故障抢修工作；各抢修小队的故障抢修顺序与失电负荷的重要程度、各故障点的位置、抢修小队、各故障点的车程时间、各故障点之间的车程时间以及各故障点的预计修复时间因素相关，需要综合考虑以上因素，制定故障抢修顺序；所述配电网多点故障的抢修顺序优化模型的计算公式如下：

20、min f2＝max{t(g1),t(g2),...,t(gm)}

21、

22、其中，f2为完成整个抢修过程所用的时间；m为抢修小队的个数；t(gi)为抢修小队gi完成抢修工作的时间；ni为抢修小队gi负责抢修的故障点集合；dtl为故障点l的车程时间；rtl为抢修小队gi抢修故障点l所用的修复时间。

23、作为本发明所述面向配电网多点故障的抢修任务分配方法的一种优选方案，其中：所述故障点l的车程时间包括：当故障点l由单个抢修小队gi进行抢修时，若故障点l为抢修小队gi的第一个抢修点，则故障点l的车程时间dtl为抢修小队gi从初始位置到故障点l的车程时间；若故障点l不为抢修小队gi的第一个抢修点，则故障点l的车程时间dtl为抢修小队gi抢修的上一个故障点到故障点l的车程时间；当故障点l由多个抢修小队合作抢修时，若故障点l为由于单个抢修小队的抢修能力或者物资供给水平不足而需要多队合作，则故障点l的车程时间dtl为最后一个到达的抢修小队所用的车程时间；若故障点l为由于单个抢修小队的抢修效率不足而需要多队合作，则故障点l的车程时间dtl为第一个到达的抢修小队所用的车程时间；所述抢修小队gi抢修故障点l所用的修复时间包括：当故障点l由单个抢修小队gi进行抢修时，若分配给故障点l的抢修小队gi的抢修效率最高，则抢修小队gi抢修故障点l所用的修复时间rtl为预计修复时间time；若分配给故障点l的抢修小队gi的抢修效率不为最高，则抢修小队gi抢修故障点l所用的修复时间rtl为预计修复时间time与比值μ的乘积，比值μ的计算公式如下：

24、

25、其中，μ为比值；bk,l为抢修故障点l最快的抢修小队gk的抢修效率；bi,l为分配给故障点l的抢修小队gi的抢修效率；当故障点l由多个抢修小队合作抢修时，抢修时间的计算公式如下：

26、rtl＝time×λa-1

27、其中，rtl为抢修小队gi抢修故障点l所用的修复时间；time为预计修复时间；λ为时间加速比；a为对故障点l进行合作抢修的抢修小队数量。

28、第二方面，本发明为进一步解决配电网抢修中存在的安全问题，实施例提供了面向配电网多点故障的抢修任务分配系统，其包括：指标分析模块，用于将抢修能力、抢修效率和物资供给水平作为故障抢修指标并进行分析，得到抢修能力、抢修效率和物资供给水平的总分值；任务分配模块，用于根据平均资源利用率构建配电网多点故障任务分配模型，为各个故障点分配抢修小队，制定故障抢修任务分配策略；抢修顺序模块，用于根据抢修时间构建配电网多点故障的抢修顺序优化模型，为抢修小队制定故障抢修顺序。

29、第三方面，本发明实施例提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其中：所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明第一方面所述的面向配电网多点故障的抢修任务分配方法的任一步骤。

30、第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中：所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明第一方面所述的面向配电网多点故障的抢修任务分配方法的任一步骤。

31、本发明有益效果为：本发明针对多点故障的配电网，利用在配电网发生多点故障时的抢修能力、抢修效率和物资供给水平指标，以平均资源利用率为目标函数构建配电网多点故障任务分配模型，实现了抢修小队和故障点之间的合理分配；以抢修时间为目标函数构建配电网多点故障的抢修顺序优化模型，得到每个抢修任务分配下的最佳抢修顺序。