龔琴

摘要：優(yōu)化計劃停電管理，減少停電對客戶帶來的負面影響，是提高客戶用電感知和滿意度的一項重要舉措。本文主要是從客戶用電負荷大數(shù)據(jù)分析入手，通過客戶用電負荷特征的差異性進行客戶聚類，實現(xiàn)計劃停電管理與客戶用電需求的關(guān)聯(lián)，從而探索以客戶為中心，以“主動、智能、精準、優(yōu)質(zhì)”為服務(wù)目標，制定兼顧客戶用電負荷特性的計劃停電管理策略。

關(guān)鍵詞：用電負荷；聚類分析；計劃停電管理

前言

隨著人們生活水平的日益提高，相應(yīng)的人們生產(chǎn)生活中對于電力能源的可靠供應(yīng)需求也在逐漸上升。供電企業(yè)在進行計劃停電工作管理中應(yīng)充分考慮客戶用電需求的差異性，實現(xiàn)“始于客戶需求、終于客戶滿意”的服務(wù)理念。隨著智能電表安裝的全面覆蓋，依托客戶電能量信息采集系統(tǒng)、營銷業(yè)務(wù)系統(tǒng)，供電企業(yè)掌握了客戶大量的用電數(shù)據(jù)。對用電數(shù)據(jù)進行大數(shù)據(jù)分析，對配電臺區(qū)用電負荷進行差異化聚類，可有效指導(dǎo)供電企業(yè)計劃停電方案的制定，有效降低停電對客戶的負面影響，提升客戶用電感知。

1.計劃停電管理工作開展現(xiàn)狀

供電企業(yè)日常工作進行過程中，停電情況主要是包含了計劃停電、故障停電、欠費停電以及錯峰限電這四個方面。以上停電情況中除計劃停電外其他三類停電都是供電企業(yè)不可控的范圍，所以對計劃停電的管理顯得更加有必要。計劃停電是指按照線路設(shè)備的運行周期進行有計劃的維護，包括停電檢修，線路切改，新設(shè)備投運等情況。目前計劃停電工作安排和統(tǒng)籌管理時會考慮通過帶電作業(yè)、整合停電內(nèi)容等手段來減少停電時間和停電次數(shù)，比如生產(chǎn)檢修與基建、技改、用戶工程相結(jié)合，線路檢修與變電檢修相結(jié)合，同一停電范圍內(nèi)相關(guān)設(shè)備檢修相結(jié)合，用戶檢修與電網(wǎng)檢修相結(jié)合等。供電企業(yè)大力加強計劃停電管理，逐步建立了建設(shè)、改造、運行、檢修、物資工作“五協(xié)同”機制，確保通過統(tǒng)籌安排停電計劃，實現(xiàn)了一停多用和綜合檢修，有效減少和杜絕了非計劃停電、臨時停電、重復(fù)停電等“亂停電”現(xiàn)象。但是目前計劃停電管理并沒有充分考慮客戶的用電需求和負荷特性，所以本文提出將用電負荷聚類分析結(jié)果運用于計劃停電管理，將進一步提高供電企業(yè)在日常計劃停電管理工作中的精益化程度，制定兼顧客戶用電負荷特性的計劃停電管理策略。

2.用電負荷數(shù)據(jù)聚類分析研究

隨著電能量信息采集的全覆蓋，供電企業(yè)實現(xiàn)了對用電客戶日96點負荷的穩(wěn)定采集。隨著負荷采集數(shù)據(jù)的不斷積累，為基于負荷數(shù)據(jù)深度挖掘的用戶聚類分析研究儲備了足夠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2.1聚類分析的一般方法

聚類是將數(shù)據(jù)分類到不同的類或者簇這樣的一個過程，所以同一個簇中的對象有很大的相似性，而不同簇間的對象有很大的相異性。聚類與分類不同，在分類模型中，存在樣本數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)的類標號是已知的，分類的目的是從樣本集中提取出分類規(guī)則，用于對其他未知的對象進行類標識；在聚類中，預(yù)先不知道目標數(shù)據(jù)的有關(guān)類信息，需要以某種度量為標準將所有的數(shù)據(jù)對象劃分到各個簇中。聚類主要包括以下幾個過程：

（1）數(shù)據(jù)準備：包括特征標準化和降維；

（2）特征選擇：從最初的特征中選擇最有效的特征，并將其儲存于向量中；

（3）特征提?。和ㄟ^對所選擇的特征進行轉(zhuǎn)換，形成新的突出特征；

（4）聚類（或分組）：首先選擇合適特征類型的某種距離函數(shù)，進行接近程度的度量，然后執(zhí)行聚類或分組；

（5）聚類結(jié)果評估：對聚類結(jié)果進行評估。

2.2用電負荷聚類分析的通用方法

通用的用電負荷聚類方法分為以下步驟：抽取電力用戶歷史負荷、電量數(shù)據(jù)；對抽取的樣本數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，包括缺失值補齊處理、異常值修正處理等；將日負荷率、峰總比、平總比、谷總比作為計算數(shù)據(jù)分群特征指標（其中日負荷率=日平均負荷/日最大負荷、峰總比=峰時段電量/總電量、平總比=平時段電量/總電量、谷總比=谷時段電量/總電量）；將樣本數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)向量化；利用K-means方法進行負荷曲線聚類。

2.3以某城市臺區(qū)負荷為例

配網(wǎng)臺區(qū)，在物理上連接電力生產(chǎn)與電力消費，是電力商品交付用戶的最后一站。因為一個城市城中心區(qū)內(nèi)的臺區(qū)涉及的用電客戶群范圍最廣，所以將城中心區(qū)內(nèi)的臺區(qū)用電負荷特性進行聚類分析，將結(jié)果運用到配網(wǎng)改造工作的臺區(qū)停電安排中，將有效的降低對廣大客戶群的停電影響。用電負荷隨天氣的影響較大，所以聚類分析的數(shù)據(jù)應(yīng)以季節(jié)性數(shù)據(jù)為基本對象，按月度為分析周期，呈現(xiàn)不同的聚類結(jié)果。

本次通過對某城市中心城區(qū)臺區(qū)總表7月負荷采集數(shù)據(jù)的聚類分析，發(fā)現(xiàn)三種典型負荷曲線特征（對于無典型負荷特征的臺區(qū)本文不做進一步探討），將具有典型負荷曲線特征的臺區(qū)歸類為三種類型：晚高峰型臺區(qū)，單峰型臺區(qū)，平穩(wěn)型臺區(qū)。

（1）晚高峰型臺區(qū)

晚高峰型臺區(qū)用電負荷變化曲線存在明顯的一個升降過程，即從早上五點開始，負荷開始上升，截止到中午十二點左右，負荷開始下降，下降原因可能為用戶午休之類的行為。從下午四五點開始，用電負荷開始攀升，上升原因歸結(jié)為用戶下班回家等行為，到家中之后的日?；顒訒?dǎo)致到晚八點左右的用電負荷達到頂峰狀態(tài)。之后的時間段伴隨著用戶的睡眠等行為用電負荷開始下降。晚高峰型臺區(qū)是占比最大的一種類型，從分析中可以看出晚高峰型臺區(qū)的用戶構(gòu)成比較單一，幾近于實際生活中一般居民的用電行為模式。

（2）單峰型臺區(qū)

在單峰型用電曲線中存在一個略微凸起的用電高峰，從整體變化趨勢上看，負荷高峰和低谷用電負荷差別并不大。單峰型臺區(qū)用電高峰的時間段出現(xiàn)在早上9點-11點時間段，最低負荷一般出現(xiàn)在下午2點左右。從此類臺區(qū)的用戶結(jié)構(gòu)上來看，以普通工業(yè)用戶、基建維修等非工業(yè)用戶和辦公行政用戶為主。

（3）平穩(wěn)型臺區(qū)

平穩(wěn)型臺區(qū)用電負荷曲線整體變化趨勢平緩，一天內(nèi)的負荷變化較小，所以稱作平穩(wěn)型臺區(qū)。從實際來看，該類型臺區(qū)的用電負荷變化較為復(fù)雜，只是整體變化趨勢很平穩(wěn)。該類型臺區(qū)用戶的構(gòu)成也比較復(fù)雜，包括：商場、廣場、寫字樓、娛樂場所、居民小區(qū)等多類用戶，出現(xiàn)不間歇運轉(zhuǎn)特性。

3.聚類分析結(jié)果在計劃停電管理中的應(yīng)用

依據(jù)配網(wǎng)臺區(qū)歷史記錄的負荷數(shù)據(jù)與對應(yīng)時間形成的曲線圖進行聚類分析的結(jié)果可以用在計劃停電工作時間安排的策略制定中，合理制定停電時間段，減少停電過程對客戶的負面影響，降低客戶因停電引起投訴的可能性，從而達到提高客戶用電感知和滿意度的目標。

3.1停電時間段選擇的策略

按照歷史年度計劃停電時間分布統(tǒng)計表，日常計劃停電事件小于等于3個小時的停電工作占計劃停電總數(shù)的46%左右，所以將計劃停電事件按照停電時間長短，我們選擇停電3個小時為分界值，分為兩種：一種是3個小時及以下的停電工作，一種是3個小時以上的停電工作。對每一個臺區(qū)可以獲得日96點的負荷數(shù)據(jù)，通過累計平均后得到月度負荷曲線。因為計劃停電工作需要至少提前7天完成申請和得到批準，所以進行計劃停電時間安排時，一般參考往年同期月度負荷曲線數(shù)據(jù)。

停電時間段的確定，我們有以下策略：

方法一：將停電時間安排在低谷負荷時間段。對于晚高峰型臺區(qū)建議選擇早上9點開始工作，對于單峰型臺區(qū)建議選擇下午1點開始工作?？梢詫⒇摵汕€的最低點作為工作時間長度的中點，如果是3個小時及以下的停電工作，可以在負荷最低點前一個半小時開始工作，負荷最低點后一個半小時內(nèi)結(jié)束停電，這樣因為負荷值最低，理論上認為這個時間段用電的客戶群體最小，所以將停電時間計劃安排到非高峰用電時間段可以減小停電影響的客戶群人數(shù)。

方法二：將停電時間安排到負荷均值以下的時間段。對于平穩(wěn)型臺區(qū)建議采用這種方法。在對平穩(wěn)型臺區(qū)進行計劃停電工作時，應(yīng)調(diào)閱該臺區(qū)去年同期月度負荷曲線圖，通過曲線圖的均值線，找到該臺區(qū)負荷均值以下的時間段，且時間段持續(xù)時間相對較長的，最終確定為停電時間段。

4.結(jié)束語

停電工作是一個復(fù)雜、系統(tǒng)的工作任務(wù)，在實際工作中還要考慮很多因素，包括天氣、交通條件、人員技能、施工安全等。本文提出在計劃停電工作充分考慮工作安全性和可實施性的前提下，對客戶負荷曲線進行聚類分析，進一步考慮客戶用電需求，是對計劃停電管理策略制定的一個新思路，是供電企業(yè)為社會和人民提供安全、穩(wěn)定以及可靠的電能服務(wù)，提升客戶滿意程度的一項具體措施，在實際工作中具有一定的指導(dǎo)意義。

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