基于自適應(yīng)匹配模型的停電管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

熊淦輝，黎沛堅(jiān)，徐俊林，劉斯煙，劉 柳

（1.東莞供電局 廣東 東莞 523000；2.廣州海頤軟件有限公司 廣東 廣州 510000）

客戶停電時(shí)間是衡量營銷管理水平和經(jīng)營業(yè)績的重要指標(biāo)[1]。準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)客戶停電時(shí)間是電網(wǎng)公司提高供電可靠性、減少客戶停電時(shí)間的前提和基礎(chǔ)，也是客戶停電管理的一項(xiàng)重要內(nèi)容[2]。目前在停電時(shí)間管理方面，隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的深入以及用電信息的深入挖掘，國內(nèi)營配類系統(tǒng)基本具備了停用電時(shí)間管理功能，但大部分應(yīng)用數(shù)據(jù)來源單一，未綜合多系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)比，導(dǎo)致數(shù)據(jù)精確度不足；另外在停電數(shù)據(jù)分析上，沒有按多個(gè)維度對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行展示及分析，未給管理決策層提供有效支撐。

長期以來，因?yàn)榕潆娮儔浩鞅O(jiān)測(cè)終端和負(fù)荷管理終端覆蓋面小等原因，大部分停電管理系統(tǒng)未達(dá)到信息化理想水平，使得客戶停電時(shí)間統(tǒng)計(jì)自動(dòng)化程度過低。其中某些環(huán)節(jié)還需要人工輸入計(jì)算，無疑會(huì)對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果造成較大誤差，客戶停電時(shí)間統(tǒng)計(jì)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性明顯不足[3]。

客戶停電應(yīng)用管理系統(tǒng)為解決客戶停電時(shí)間統(tǒng)計(jì)自動(dòng)化問題，集成計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)、營銷管理系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)和營配數(shù)據(jù)中心，設(shè)立停電時(shí)間自適應(yīng)匹配模型。提高客戶停電時(shí)間統(tǒng)計(jì)自動(dòng)化水平和準(zhǔn)確性，提高客戶停電時(shí)間的精益化管理水平[4]。最后，系統(tǒng)利用整合分析后的停電數(shù)據(jù)完成各類停電情況分析報(bào)表。

1 停電時(shí)間自適應(yīng)匹配模型

1.1 總體架構(gòu)

客戶停電應(yīng)用管理系統(tǒng)在營配集成高級(jí)應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)方面，建成了跨計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)、營銷管理系統(tǒng)、主、配網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)的停電分析匹配模型。為保證停電時(shí)間統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，采集營銷系統(tǒng)、營配數(shù)據(jù)中心、計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)、生產(chǎn)系統(tǒng)所有的客戶停電事件，獲取停電事件涉及的停電設(shè)備及客戶列表，基于多個(gè)系統(tǒng)的停電事件構(gòu)建停電數(shù)據(jù)匹配模型，通過匹配模型實(shí)現(xiàn)停電數(shù)據(jù)的梳理和整合判斷，在整合后的停電數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上完成各類停電報(bào)表的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，同時(shí)利用先進(jìn)的圖形化展示工具完成各類停電時(shí)間的綜合分析及展示。模型總體架構(gòu)如圖1所示。

1.2 停電時(shí)間自適應(yīng)匹配模型設(shè)計(jì)

1.2.1 停電數(shù)據(jù)采集

圖1 模型總體架構(gòu)Fig.1 The general architecture model

停電數(shù)據(jù)是客戶停電統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了與營配數(shù)據(jù)中心、營銷系統(tǒng)、計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)、主網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)和配網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享，為停電系統(tǒng)提供停電信息原始數(shù)據(jù)。

1）計(jì)量系統(tǒng)停電數(shù)據(jù)采集

通過與計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)集成，采集在停電管理系統(tǒng)中所要求的基本停電信息。通過負(fù)控終端、配變終端進(jìn)行停電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及停電告警信息的采集。并將采集到的停電數(shù)據(jù)解析、入庫，作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)提供用戶查詢及停電統(tǒng)計(jì)。

對(duì)于短時(shí)停電數(shù)據(jù)，計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)推送到營銷系統(tǒng)的短時(shí)停電數(shù)據(jù)中需排除停電時(shí)間少于一分鐘的停電事件。少于10分鐘的停電歸類于轉(zhuǎn)供電操作，作為短時(shí)停電事件。

2）生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集

通過主網(wǎng)、配網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)的集成，采集各類計(jì)劃停電、故障停電、錯(cuò)峰停電及臨時(shí)停電的停電設(shè)備信息，利用營配數(shù)據(jù)中心電網(wǎng)拓?fù)潢P(guān)系，分析最終影響的停電客戶信息。

其中預(yù)安排停電、臨時(shí)停電、短時(shí)停電事件營配一體化系統(tǒng)實(shí)時(shí)推送到停電系統(tǒng)，故障和錯(cuò)峰停電事件每天推送一次到停電系統(tǒng)。

3）營銷系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集

通過與營銷系統(tǒng)集成，采集客戶的基本檔案信息、欠費(fèi)停電及違約停電信息。并將采集過來的停電事件自動(dòng)分發(fā)至停電管理功能進(jìn)行處理。

4）營配數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)采集

與營配數(shù)據(jù)中心集成，通過數(shù)據(jù)鏈方式實(shí)時(shí)獲取營配數(shù)據(jù)中心的電網(wǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)及設(shè)備對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)，采集電網(wǎng)設(shè)備臺(tái)帳、站－線－變－低壓出線－用戶－表計(jì)拓?fù)鋽?shù)據(jù)，和計(jì)劃停電、故障停電、強(qiáng)制錯(cuò)峰停電、臨時(shí)停電的停電設(shè)備列表以及停電影響的用戶信息。

1.2.2 停電數(shù)據(jù)匹配分析模型

當(dāng)停電應(yīng)用系統(tǒng)采集計(jì)量系統(tǒng)、生產(chǎn)系統(tǒng)、營銷系統(tǒng)和營配數(shù)據(jù)中心的各類相關(guān)停電數(shù)據(jù)保存后，停電應(yīng)用系統(tǒng)將根據(jù)自適應(yīng)匹配模型，通過營配數(shù)據(jù)中心拓?fù)浜驮O(shè)備對(duì)應(yīng)關(guān)系，進(jìn)行停電數(shù)據(jù)匹配分析。對(duì)于不一致或無法匹配的數(shù)據(jù)自動(dòng)生成異常數(shù)據(jù)清單，由業(yè)務(wù)人員進(jìn)行排查及確認(rèn)。

匹配模型采取兩兩相比較的原則，分別設(shè)定配網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)和主網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行匹配比較，營銷系統(tǒng)和計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)匹配比較。

系統(tǒng)獲取的主要停電時(shí)間數(shù)據(jù)總共有4種：

1）配網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)停電開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間：停電開始時(shí)間用TPwstart表示、停電結(jié)束時(shí)間用TPwEnd表示；

2）主網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)停電開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間：停電開始時(shí)間用TZwStrat表示、停電結(jié)束時(shí)間用TZwEnd表示；

3）營銷系統(tǒng)停電開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間：停電開始時(shí)間用TYxStart表示、停電結(jié)束時(shí)間用TYXEnd表示；

4）計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的多組停電數(shù)據(jù)分別取最小開始時(shí)間和最大結(jié)束時(shí)間：停電開始時(shí)間用 Min（TJIStart1，TJIStart2，…）表示、停電結(jié)束時(shí)間用 Max（TJIEnd1，TJIEnd2，…）表示。

具體匹配實(shí)現(xiàn)過程為：

1）配網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)和主網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行匹配，即TPwstart和TZwStrat、TPwEd和TZwEnd， 以配網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)停電數(shù)據(jù) TPwStart和 TPwEnd為基準(zhǔn)，允許誤差變量為α。判斷條件為：

當(dāng)同時(shí)滿足式（1）和（2）時(shí)，判斷為同一停電事件，取配網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)停電開始時(shí)間TPwStart和結(jié)束時(shí)間TZwEnd為最終結(jié)果時(shí)間。如不滿足則為異常情況，交由異常數(shù)據(jù)處理中心處理。

2）營銷系統(tǒng)和計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)匹配，以計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù) Min（TJIStart1，TJIStart2，…）和 Max（TJIEnd1，TJIEnd2，…）為基準(zhǔn)， 根據(jù)停電性質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)匹配， 即TYxStart和Min（TJIStart1，TJIStart2，…）、TYxEnd和 Max（TJIEnd1，TJIEnd2，…），允許誤差為 β。判斷條件為：

當(dāng)同時(shí)滿足式（3）和（4）時(shí)，判斷為同一停電事件，取計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)停電開始時(shí)間 Min（TJIStart1，TJIStart2，…）和結(jié)束時(shí)間Max（TJIEnd1，TJIEnd2，…）為最終結(jié)果時(shí)間。如不滿足則為異常情況，交由異常數(shù)據(jù)處理中心處理。

3）在步驟2）和3）的結(jié)果上根據(jù)停電性質(zhì)進(jìn)行匹配，以步驟2）的產(chǎn)生結(jié)果數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，允許產(chǎn)生誤差γ，超過誤差則產(chǎn)生異常。判斷條件為：

當(dāng)同時(shí)滿足式（5）和（6）時(shí)，判斷為同一停電事件，取計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)停電開始時(shí)間 Min（TJIStart1，TJIStart2，…）和結(jié)束時(shí)間Max（TJIEnd1，TJIEnd2，…）為最終結(jié)果時(shí)間。如不滿足則為異常情況，交由異常數(shù)據(jù)處理中心處理。

2 停電系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)

停電應(yīng)用管理系統(tǒng)功能架構(gòu)主要分為3層:數(shù)據(jù)層、邏輯層和業(yè)務(wù)應(yīng)用層。其中，數(shù)據(jù)層主要是對(duì)停電數(shù)據(jù)管理，而業(yè)務(wù)應(yīng)用層主要實(shí)現(xiàn)對(duì)停電數(shù)據(jù)展示、查詢等功能等，邏輯層作為數(shù)據(jù)層和業(yè)務(wù)應(yīng)用層的銜接層。系統(tǒng)功能架構(gòu)如圖2所示。

圖2 停電系統(tǒng)功能架構(gòu)Fig.2 The functional architecture of power outage system

2.1 基于IEEE1366的統(tǒng)計(jì)分析

客戶停電應(yīng)用系統(tǒng)，除了具有本地特色的統(tǒng)計(jì)信息外，還遵循國際標(biāo)準(zhǔn)，添加基于IEEE1366（《配電可靠性指標(biāo)導(dǎo)則》）標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)計(jì)報(bào)表分析功能。

IEEE1366標(biāo)準(zhǔn)，為了把配電系統(tǒng)日常的供電可靠性水平反應(yīng)出來，提出重大事件日概念，并對(duì)重大事件日嚴(yán)格定義，提高了配電系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的可比性。但是此項(xiàng)定義在國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)中還沒有[5]。

停電系統(tǒng)中，遵循IEEE1366標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算日常客戶平均停電時(shí)間超過閾值TMED的日期指標(biāo)，以TMED更好的揭示可能被重大事件統(tǒng)計(jì)效果隱藏的日常操作的趨勢(shì)。TMED計(jì)算公式如式（7）所示。

式（7）中，k為至少近5年以上的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)集的每一天，x取集合k中SAIDI值不為0的子集，N為子集個(gè)數(shù)。

停電系統(tǒng)基于IEEE1366標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)IEEE 1366統(tǒng)計(jì)分析功能，包括IEEE1366日停電查詢與統(tǒng)計(jì)、IEEE1366月報(bào)表統(tǒng)計(jì)查詢功能和重大停電事件日閥值維護(hù)功能等。

IEEE1366日停電查詢與統(tǒng)計(jì)：大致內(nèi)容與“日停電查詢與統(tǒng)計(jì)”相同，但增加一個(gè)選項(xiàng)“電網(wǎng)原因”或“非電網(wǎng)原因”。只有“電網(wǎng)原因”的停電事件才納入IEEE1366統(tǒng)計(jì)。增加重大停電事件日選擇功能，點(diǎn)擊后出現(xiàn)重大停電日期選擇。

IEEE1366月報(bào)表統(tǒng)計(jì)查詢:以“電網(wǎng)原因”的停電事件，統(tǒng)計(jì)客戶停電月報(bào)表，分為計(jì)入“重大停電事件日”和不計(jì)入“重大停電事件日”來統(tǒng)計(jì)指標(biāo)。

重大停電事件日閥值維護(hù):確定了重大停電事件日閥值后，大于等于此停電閥值的視為重大停電日，在進(jìn)行IEEE1366統(tǒng)計(jì)時(shí)有所區(qū)分。

停電事件IEEE1366原因維護(hù):

以停電原因維護(hù)：對(duì)系統(tǒng)現(xiàn)有的各類停電原因展示出來，提供人工維護(hù)功能，可將各類停電原因選擇分類為“電網(wǎng)原因”或“非電網(wǎng)原因”。

以停電工單維護(hù)：以停電工單號(hào)搜索，支持對(duì)某個(gè)停電工單單獨(dú)設(shè)置為“電網(wǎng)原因”或“非電網(wǎng)原因”。

基于IEEE1366統(tǒng)計(jì)分析功能實(shí)現(xiàn)如圖3所示。

圖3 基于IEEE1366統(tǒng)計(jì)分析功能Fig.3 The statistical analysis function based on IEEE1366

2.2 停電信息綜合展示

停電數(shù)據(jù)分析主要以表格、曲線、餅圖等形式展現(xiàn)客戶停電數(shù)據(jù)的停電原因及停電時(shí)段分布情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)異常停電次數(shù)的分析，并可按時(shí)間、地域、客戶類別、停電性質(zhì)等多個(gè)維度對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行展示，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的逐級(jí)鉆取。

停電數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)查詢是對(duì)各類停電事件按照各種查詢條件進(jìn)行查詢，按照各種統(tǒng)計(jì)口徑進(jìn)行停電信息統(tǒng)計(jì)。自動(dòng)生成各類客戶停電時(shí)間統(tǒng)計(jì)報(bào)表并按時(shí)上報(bào)。保留原來停電系統(tǒng)的所有分析相關(guān)報(bào)表，停電分析相關(guān)報(bào)表必需另單獨(dú)生成。

在進(jìn)行停電數(shù)據(jù)篩選確認(rèn)后，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了各類客戶停電時(shí)間統(tǒng)計(jì)報(bào)表的自動(dòng)生成并按時(shí)上報(bào)。另外除各類統(tǒng)計(jì)報(bào)表外，系統(tǒng)還提供了停電明細(xì)查詢、停電匯總統(tǒng)計(jì)、停電事件統(tǒng)計(jì)、停電事件影響統(tǒng)計(jì)、停電時(shí)間統(tǒng)計(jì)、停電數(shù)據(jù)對(duì)比報(bào)表等便捷的查詢展示功能，可快捷、方便的查詢及監(jiān)控客戶停電事件。停電情況分析如圖4所示。

圖4 停電情況分析Fig.4 The power outage analysis

2.3 異常數(shù)據(jù)處理

對(duì)于匹配停電數(shù)據(jù)過程中無法自動(dòng)匹配的停電數(shù)據(jù)提供人工匹配、異常確認(rèn)等處理功能。

異常數(shù)據(jù)判斷條件根據(jù)1.2.2節(jié)中匹配分析模型來判斷是否為異常數(shù)據(jù)。

對(duì)于營銷管理系統(tǒng)中傳入的停電數(shù)據(jù)和計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)傳入的停電數(shù)據(jù)中，無法進(jìn)行自動(dòng)匹配的異常數(shù)據(jù)；對(duì)于主網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)中傳入的停電數(shù)據(jù)和配網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)中傳入的停電數(shù)據(jù)[6]，無法進(jìn)行自動(dòng)匹配的停電數(shù)據(jù)；對(duì)于最后計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)和配網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)的停電數(shù)據(jù)無法自動(dòng)匹配的，啟動(dòng)異常數(shù)據(jù)處理工作單進(jìn)行閉環(huán)處理，實(shí)現(xiàn)處理工作單的生成、派工、處理、審核歸檔、查詢、管理以及維護(hù)等功能。異常處理功能實(shí)現(xiàn)如圖5所示。

圖5 異常數(shù)據(jù)工單處理Fig.5 The worksheets of abnormal data processing

3 結(jié)束語

客戶停電管理系統(tǒng)充分利用現(xiàn)有營配數(shù)據(jù)中心、生產(chǎn)系統(tǒng)、營銷系統(tǒng)和計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)信息，集成五大系統(tǒng)形成停電時(shí)間自適應(yīng)匹配模型，通過匹配過程自動(dòng)獲取預(yù)安排停電、故障停電、臨時(shí)停電、限電停電、終端停電涉及的停電設(shè)備及對(duì)應(yīng)的停電客戶數(shù)據(jù)，為停電時(shí)間自動(dòng)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)提供準(zhǔn)確、全面的停電基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并形成了停電時(shí)間異常處理機(jī)制及停電時(shí)間統(tǒng)計(jì)分析考核模型。與傳統(tǒng)停電管理系統(tǒng)相比，在準(zhǔn)確性、及時(shí)性方面都有很大提升。

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