一种城市智能配电网的评估优化系统及其优化方法与流程

1.本发明涉及电网配电系统技术领域，特别涉及一种城市智能配电网的评估优化系统及其优化方法。


背景技术：

2.现有技术下，在对城市智能配电网进行评估优化时往往存在以下缺陷：
3.1、在对城市智能配电网进行评估优化前，往往需要对配电网相关数据进行处理分析，然而系统在进行处理分析时，往往对算法和规则缺少及时的迭代更新，从而可能导致对城市智能配电网进行评估优化时带来准确性缺失。
4.2、系统在对评估结果进行方案制定时，往往需要人工进行调整，从而使得优化方案指定的效率较低，缺少一定的智能制定方案和复核的途径。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种城市智能配电网的评估优化系统及其优化方法，具有评估规则迭代更新快以及优化方案可行性、优化效果强的优点，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种城市智能配电网的评估优化系统，包括应用层、实时调度层、实时控制层和电子设备；
7.所述应用层用于生成转向控制数据并发送信号，实现通信以及人机界面交互功能；
8.所述实时调度层用于实时运行所述应用层的控制数据信号，并实时调度所述实时控制层上的操作指令，对城市智能配电网进行评估和优化操作；
9.所述实时控制层用于对实时调度层生成的优化方案进行执行，完成优化操作指令；
10.所述电子设备用于对应用层、实时调度层和实时控制层系统进行储存、运行和实施，当电子设备工作时，运行应用层、实时调度层和实时控制层并实现城市智能配电网的评估优化系统。
11.进一步的，所述应用层包括人机交互模块、i/o组态模块和数据接口模块；
12.所述人机交互模块用于生成人机交互界面，通过人机交互模块对实时调度层和实时控制层的实时操控信息以及操作指令实时情况进行显示，同时操作者通过人机交互模块对实时调度层和实时控制层进行实时操控，从而实现对城市智能配电网的评估优化；
13.所述i/o组态模块用于信号数字化，配置模拟组态信息并将组态信息发送至实时调度层进行处理；
14.所述数据接口模块用于将应用层产生的操作指令译制成实时调度层可读数据格式。
15.进一步的，所述实时调度层包括数据获取单元、智能评估单元和系统优化单元；
16.其中，所述数据获取单元用于获取待评估智能配电网的物理空间多源数据和改造区域内的历史用电数据；
17.所述智能评估单元用于根据数据获取单元获取的相关数据对城市智能配电网进行供电综合性能评估，得出并输出评估结果；
18.所述系统优化单元用于根据智能评估单元生成的评估结果及数据生成优化方案，并将所述优化方案发送至实时控制层。
19.进一步的，所述智能评估单元包括计算规则模块、数据计算模块、阈值设定模块和计算评估模块；
20.其中，所述计算规则模块用于对各项数据的计算规则及公式进行储存，计算规则模块通过互联网与云端进行网络连接，对数据计算规则及公式进行定期更新；
21.所述数据计算模块用于根据数据获取单元获取的数据对用电量、用电需求、成本、收益及收益比进行计算，计算时引用计算规则模块中的各项数据的计算规则及公式；
22.所述阈值设定模块用于对不同区域的不同配电相关数据进行阈值设定，设定的阈值供计算评估模块进行评估对比使用；
23.所述计算评估模块用于将数据计算模块计算的数据以及阈值设定模块内设定的阈值进行对比，进行数据评估并生成评估结果。
24.进一步的，所述系统优化单元包括评估定位模块、优化逻辑模块和方案生成模块；
25.其中，所述评估定位模块用于根据智能评估单元输出的评估结果对评估进行定位，并根据评估结果的定位在优化逻辑模块内部进行优化方案匹配；
26.所述优化逻辑模块用于存储不同定位的评估结果处理方案，处理方案用于与评估定位模块生成的定位结果生成优化方案；
27.所述方案生成模块用于结合评估定位模块及优化逻辑模块，生成针对不同评估结果的优化方案。
28.进一步的，所述实时控制层包括指令发送模块和逻辑实施模块；
29.其中，所述指令发送模块用于对实时调度层生成的优化方案进行指令发送；
30.所述逻辑实施模块用于对指令发送模块发送的优化方案指令进行逻辑实施。
31.进一步的，所述智能评估单元包括：
32.确定模块，用于获取城市智能配电网在标准电网环境中每个性能评估指标对应的评估值，并根据所述评估值确定各个性能评估指标的分布特征；
33.拟合模块，用于根据数据库中的预设分布特征，对所述分布特征进行拟合，剔除相关系数小于预设阈值的性能评估指标，得到目标性能评估指标；
34.构建模块，用于根据所述目标性能评估指标，构建性能评估模型；所述性能评估模型包括：输出层、规则层和指标层；所述输出层中的元素为性能评估结果；所述规则层的元素包括节点供电电压、支路有功功率、支路无功功率、城市智能配电网网损、潮流计算的计算参数；所述指标层中的元素为目标性能评估指标；
35.去噪模块，用于对根据数据获取单元获取的相关数据进行去噪处理，得到目标数据；
36.评估模块，用于将所述目标数据输入性能评估模型中，基于指标层中的目标性能评估指标，获取对应的目标参数；所述目标参数基于规则层进行潮流计算，最后基于输出
层，确定匹配的评估结果。
37.进一步的，所述优化逻辑模块，包括：
38.存储模块，用于存储不同定位的评估结果处理方案；
39.计算模块，用于：
40.在所述存储模块存储不同定位的评估结果处理方案中，计算在预设时间段内触发的分类存储请求数：
[0041][0042]
其中，s(x,ti)为分类存储请求数；ε(
·
)为单位阶跃函数；m为预设时间段内到达存储模块的评估结果处理方案的数量；ti为存储模块在存储过程中基于第i个评估结果处理方案生成的存储事项单的存在时长；xi为第i个评估结果处理方案的下一个评估结果处理方案到达存储模块的时间间隔；在xi≤ti时，表示下一个评估结果处理方案到达存储模块时，第i个评估结果处理方案生成的存储事项单还存在，不会产生新的分类存储请求；反之，会产生新的分类请求；
[0043]
计算在预设时间段内，ti值与所有评估结果处理方案到达存储模块的时间间隔的总差值，并计算出平均差值：
[0044][0045]
其中，ta为平均差值；
[0046]
报警模块，用于判断所述平均差值是否预设在预设范围内，在确定所述平均差值不在预设范围内时，发出报警提示。
[0047]
进一步的，所述电子设备包括至少一个处理器、计算机程序模块以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，存储器内设有计算机可读存储介质；
[0048]
所述计算机程序模块中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述的城市智能配电网的评估优化系统被实现；
[0049]
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令，使得所述装置执行所述的城市智能配电网的评估优化系统；
[0050]
所述计算机可读存储介质用于存储指令，当所述指令被执行时，使所述的城市智能配电网的评估优化系统被实现。
[0051]
本发明要解决的另一技术问题是提供一种城市智能配电网的评估优化系统的优化方法，包括如下步骤：
[0052]
步骤一：通过人机交互模块对系统进行操控；
[0053]
步骤二：数据获取单元获取待评估智能配电网的物理空间多源数据和改造区域内的历史用电数据，智能评估单元根据数据获取单元获取的相关数据对城市智能配电网进行供电综合性能评估，得出并输出评估结果；
[0054]
步骤三：系统优化单元根据评估结果及数据生成优化方案，并将所述优化方案发送至实时控制层；
[0055]
步骤四：指令发送模块对实时调度层生成的优化方案进行指令发送，逻辑实施模块对优化方案指令进行逻辑实施。
[0056]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0057]
1.现有技术下，在对城市智能配电网进行评估优化前，往往需要对配电网相关数据进行处理分析，然而系统在进行处理分析时，往往对算法和规则缺少及时的迭代更新，从而可能导致对城市智能配电网进行评估优化时带来准确性缺失，而本发明的计算规则模块通过互联网与云端进行网络连接，计算规则模块通过互联网与云端无线网络交互连接，从而可以定时对计算规则及公式信息进行迭代更新，使得计算规则模块中的规则信息长期处于更新状态，从而使得系统可以更加准确有效的做出决策或得出分析结果，提高系统工作效率和效果。
[0058]
2.现有技术下，系统在对评估结果进行方案制定时，往往需要人工进行调整，从而使得优化方案指定的效率较低，缺少一定的智能制定方案和复核的途径，而本发明的优化逻辑模块用于存储不同定位的评估结果处理方案，处理方案用于与评估定位模块生成的定位结果生成优化方案，优化逻辑模块的设置使得在对评估结果进行优化方案制定时，可以根据预设的方案进行匹配，将存在问题的评估结果根据其类型进行分类，从而可以提高系统在对优化方案生成时的准确性，同时优化方案可以通过智能评估单元进行评估后在进行实施，提高了优化方案的可行性和后期优化效果。
附图说明
[0059]
图1为本发明的整体系统模块示意图；
[0060]
图2为本发明的应用层模块示意图；
[0061]
图3为本发明的实时调度层模块示意图；
[0062]
图4为本发明的智能评估单元模块示意图；
[0063]
图5为本发明的系统优化单元模块示意图；
[0064]
图6为本发明的实时控制层模块示意图；
[0065]
图7为本发明的电子设备模块示意图。
[0066]
图中：1、应用层；11、人机交互模块；12、i/o组态模块；13、数据接口模块；2、实时调度层；21、数据获取单元；22、智能评估单元；2201、计算规则模块；2202、数据计算模块；2203、阈值设定模块；2204、计算评估模块；23、系统优化单元；2301、评估定位模块；2302、优化逻辑模块；2303、方案生成模块；3、实时控制层；31、指令发送模块；32、逻辑实施模块；4、电子设备；41、处理器；42、计算机程序模块；43、存储器；44、计算机可读存储介质。
具体实施方式
[0067]
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。
[0068]
请参阅图1，一种城市智能配电网的评估优化系统，包括应用层1、实时调度层2、实时控制层3和电子设备4；
[0069]
其中，应用层1用于生成转向控制数据并发送信号，实现通信以及人机界面交互功能；实时调度层2用于实时运行所述应用层1的控制数据信号，并实时调度所述实时控制层3上的操作指令，对城市智能配电网进行评估和优化操作；实时控制层3用于对实时调度层2生成的优化方案进行执行，完成优化操作指令；电子设备4用于对应用层1、实时调度层2和实时控制层3系统进行储存、运行和实施，当电子设备4工作时，运行应用层1、实时调度层2和实时控制层3并实现城市智能配电网的评估优化系统。
[0070]
请参阅图2，应用层1包括人机交互模块11、i/o组态模块12和数据接口模块13；
[0071]
其中，人机交互模块11用于生成人机交互界面，通过人机交互模块11对实时调度层2和实时控制层3的实时操控信息以及操作指令实时情况进行显示，同时操作者通过人机交互模块11对实时调度层2和实时控制层3进行实时操控，从而实现对城市智能配电网的评估优化；i/o组态模块12用于信号数字化，配置模拟组态信息并将组态信息发送至实时调度层2进行处理；数据接口模块13用于将应用层1产生的操作指令译制成实时调度层2可读数据格式。
[0072]
具体的，i/o组态模块12和数据接口模块13的设置可以对人机交互模块11发出的操控指令进行转化配置模拟组态，使得可以更灵活、更开放地进行转向或者控制方式。
[0073]
请参阅图3，实时调度层2包括数据获取单元21、智能评估单元22和系统优化单元23；
[0074]
其中，数据获取单元21用于获取待评估智能配电网的物理空间多源数据和改造区域内的历史用电数据；智能评估单元22用于根据数据获取单元21获取的相关数据对城市智能配电网进行供电综合性能评估，得出并输出评估结果；系统优化单元23用于根据智能评估单元22生成的评估结果及数据生成优化方案，并将所述优化方案发送至实时控制层3。
[0075]
为了解决在对城市智能配电网进行评估优化前，往往需要对配电网相关数据进行处理分析，然而系统在进行处理分析时，往往对算法和规则缺少及时的迭代更新，从而可能导致对城市智能配电网进行评估优化时带来准确性缺失的技术问题，请参阅图4，本实施例提供以下技术方案：
[0076]
智能评估单元22包括计算规则模块2201、数据计算模块2202、阈值设定模块2203和计算评估模块2204；
[0077]
其中，计算规则模块2201用于对各项数据的计算规则及公式进行储存，计算规则模块2201通过互联网与云端进行网络连接，对数据计算规则及公式进行定期更新；数据计算模块2202用于根据数据获取单元21获取的数据对用电量、用电需求、成本、收益及收益比进行计算，计算时引用计算规则模块2201中的各项数据的计算规则及公式；阈值设定模块2203用于对不同区域的不同配电相关数据进行阈值设定，设定的阈值供计算评估模块2204进行评估对比使用；计算评估模块2204用于将数据计算模块2202计算的数据以及阈值设定模块2203内设定的阈值进行对比，进行数据评估并生成评估结果。
[0078]
具体的，计算规则模块2201通过互联网与云端无线网络交互连接，从而可以定时对计算规则及公式信息进行迭代更新，使得计算规则模块2201中的规则信息长期处于更新状态，从而使得系统可以更加准确有效的做出决策或得出分析结果，提高系统工作效率和效果。
[0079]
为了解决系统在对评估结果进行方案制定时，往往需要人工进行调整，从而使得
优化方案指定的效率较低，缺少一定的智能制定方案和复核的途径的技术问题，请参阅图5，本实施例提供以下技术方案：
[0080]
系统优化单元23包括评估定位模块2301、优化逻辑模块2302和方案生成模块2303；
[0081]
其中，所述评估定位模块2301用于根据智能评估单元22输出的评估结果对评估进行定位，并根据评估结果的定位在优化逻辑模块2302内部进行优化方案匹配；优化逻辑模块2302用于存储不同定位的评估结果处理方案，处理方案用于与评估定位模块2301生成的定位结果生成优化方案；方案生成模块2303用于结合评估定位模块2301及优化逻辑模块2302，生成针对不同评估结果的优化方案。
[0082]
具体的，优化逻辑模块2302的设置使得在对评估结果进行优化方案制定时，可以根据预设的方案进行匹配，将存在问题的评估结果根据其类型进行分类，从而可以提高系统在对优化方案生成时的准确性，同时优化方案可以通过智能评估单元22进行评估后在进行实施，提高了优化方案的可行性和后期优化效果。
[0083]
请参阅图6，实时控制层3包括指令发送模块31和逻辑实施模块32；
[0084]
其中，指令发送模块31用于对实时调度层2生成的优化方案进行指令发送；逻辑实施模块32用于对指令发送模块31发送的优化方案指令进行逻辑实施。
[0085]
具体的，在实时调度层2生成优化方案后，实时控制层3会对优化方案进行指令发送，工作人员可以通过人机交互模块11对优化方案和方法进行操作，从而通过逻辑实施模块32对优化方案进行实施。
[0086]
进一步的，所述智能评估单元22包括：
[0087]
确定模块，用于获取城市智能配电网在标准电网环境中每个性能评估指标对应的评估值，并根据所述评估值确定各个性能评估指标的分布特征；
[0088]
拟合模块，用于根据数据库中的预设分布特征，对所述分布特征进行拟合，剔除相关系数小于预设阈值的性能评估指标，得到目标性能评估指标；
[0089]
构建模块，用于根据所述目标性能评估指标，构建性能评估模型；所述性能评估模型包括：输出层、规则层和指标层；所述输出层中的元素为性能评估结果；所述规则层的元素包括节点供电电压、支路有功功率、支路无功功率、城市智能配电网网损、潮流计算的计算参数；所述指标层中的元素为目标性能评估指标；
[0090]
去噪模块，用于对根据数据获取单元21获取的相关数据进行去噪处理，得到目标数据；
[0091]
评估模块，用于将所述目标数据输入性能评估模型中，基于指标层中的目标性能评估指标，获取对应的目标参数；所述目标参数基于规则层进行潮流计算，最后基于输出层，确定匹配的评估结果。
[0092]
上述技术方案的工作原理：标准电网环境为理想的电网环境。确定模块，用于获取城市智能配电网在标准电网环境中每个性能评估指标对应的评估值，并根据所述评估值确定各个性能评估指标的分布特征；分布特征为线性分布。
[0093]
拟合模块，用于根据数据库中的预设分布特征，对所述分布特征进行拟合，剔除相关系数小于预设阈值的性能评估指标，得到目标性能评估指标；便于准确提出一些相关性不高的性能评估指标，进而更加准确的确定目标性能评估指标之间的关联关系，便于构建
性能评估模型。
[0094]
潮流计算的计算参数包括：潮流计算的收敛性及潮流计算的迭代次数。潮流计算指在给定电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量条件下，计算有功功率、无功功率及电压在电力网中的分布。潮流计算是电力系统非常重要的分析计算，用以研究系统规划和运行中提出的各种问题。
[0095]
评估模块，用于将所述目标数据输入性能评估模型中，基于指标层中的目标性能评估指标，获取对应的目标参数；所述目标参数基于规则层进行潮流计算，最后基于输出层，确定匹配的评估结果。基于去噪后的目标数据及构建的性能评估模型，准确输出评估结果。
[0096]
上述技术方案的有益效果：智能评估单元准确确定各个性能评估指标的分布特征，对所述分布特征进行拟合，剔除相关系数小于预设阈值的性能评估指标，得到目标性能评估指标，构建性能评估模型。将所述目标数据输入性能评估模型，综合利用更加准确的性能评估指标，保证评估结果与实际相符，提高了性能评估的准确度。
[0097]
进一步的，所述优化逻辑模块2302，包括：
[0098]
存储模块，用于存储不同定位的评估结果处理方案；
[0099]
计算模块，用于：
[0100]
在所述存储模块存储不同定位的评估结果处理方案时，计算在预设时间段内触发的分类存储请求数：
[0101][0102]
其中，s(x,ti)为分类存储请求数；ε(
·
)为单位阶跃函数；m为预设时间段内到达存储模块的评估结果处理方案的数量；ti为存储模块在存储过程中基于第i个评估结果处理方案生成的存储事项单的存在时长；xi为第i个评估结果处理方案的下一个评估结果处理方案到达存储模块的时间间隔；在xi≤ti时，表示下一个评估结果处理方案到达存储模块时，第i个评估结果处理方案生成的存储事项单还存在，不会产生新的分类存储请求；反之，会产生新的分类请求；
[0103]
计算在预设时间段内，ti值与所有评估结果处理方案到达存储模块的时间间隔的总差值，并计算出平均差值：
[0104][0105]
其中，ta为平均差值；
[0106]
报警模块，用于判断所述平均差值是否预设在预设范围内，在确定所述平均差值不在预设范围内时，发出报警提示。
[0107]
上述技术方案的工作原理：存储模块基于不同定位的评估结果处理方案进行分类存储，提高数据存储的有序性及分类性。
[0108]
计算模块，用于在所述存储模块存储不同定位的评估结果处理方案中，准确计算在预设时间段内触发的分类存储请求数，进而准确计算出在预设时间段内，值与所有评估结果处理方案到达存储模块的时间间隔的总差值，并计算出平均差值。其中，
表示ti值与所有评估结果处理方案到达存储模块的时间间隔的总差值。m-s(x,ti)表示预设时间段内已存储的评估结果处理方案的数量。
[0109]
平均差值的太小，会使得信息分类存储请求数目过大，造成控制器的负载过重。平均差值的太大，导致分类精度不高，分类效果不好。因此需要设置合适的预设范围。
[0110]
报警模块，用于判断所述平均差值是否预设在预设范围内，在确定所述平均差值不在预设范围内时，发出报警提示，便于及时调整平均差值，提高存储的可靠性。
[0111]
上述技术方案的有益效果：基于上述公式准确计算出在所述存储模块存储不同定位的评估结果处理方案时，计算在预设时间段内触发的分类存储请求数，进而准确计算出值与所有评估结果处理方案到达存储模块的时间间隔的总差值，并计算出平均差值，便于准确判断平均差值是否预设在预设范围，在确定所述平均差值不在预设范围内时，发出报警提示，便于及时调整平均差值，提高存储的可靠性，保证存储速率及分类存储效果。
[0112]
请参阅图7，电子设备4包括至少一个处理器41、计算机程序模块42以及与所述至少一个处理器41通信连接的存储器43，存储器43内设有计算机可读存储介质44；
[0113]
其中，计算机程序模块42中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的城市智能配电网的评估优化系统被实现；存储器43存储有可被所述至少一个处理器41执行的指令，所述至少一个处理器41通过执行所述存储器43存储的指令，使得所述装置执行上述的城市智能配电网的评估优化系统；计算机可读存储介质44用于存储指令，当所述指令被执行时，使上述的城市智能配电网的评估优化系统被实现。
[0114]
具体的，这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现指定的功能。
[0115]
为了更好的展现城市智能配电网的评估优化系统，本实施例现提出一种城市智能配电网的评估优化系统的优化方法，包括以下步骤：
[0116]
步骤一：通过人机交互模块11对系统进行操控；
[0117]
步骤二：数据获取单元21获取待评估智能配电网的物理空间多源数据和改造区域内的历史用电数据，智能评估单元22根据数据获取单元21获取的相关数据对城市智能配电网进行供电综合性能评估，得出并输出评估结果；
[0118]
步骤三：系统优化单元23根据评估结果及数据生成优化方案，并将所述优化方案发送至实时控制层3；
[0119]
步骤四：指令发送模块31对实时调度层2生成的优化方案进行指令发送，逻辑实施模块32对优化方案指令进行逻辑实施。
[0120]
综上所述，本城市智能配电网的评估优化系统及其优化方法，计算规则模块2201通过互联网与云端无线网络交互连接，从而可以定时对计算规则及公式信息进行迭代更新，使得计算规则模块2201中的规则信息长期处于更新状态，从而使得系统可以更加准确有效的做出决策或得出分析结果，提高系统工作效率和效果，优化逻辑模块2302的设置使得在对评估结果进行优化方案制定时，可以根据预设的方案进行匹配，将存在问题的评估结果根据其类型进行分类，从而可以提高系统在对优化方案生成时的准确性，同时优化方案可以通过智能评估单元22进行评估后在进行实施，提高了优化方案的可行性和后期优化
效果。
[0121]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。