一种输电线路山火应急救援方法及调度系统与流程

1.本技术涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种输电线路山火应急救援方法及调度系统。


背景技术：

2.近年来山火灾害频发，造成输点线路山火跳闸事件时有发生，严重影响输电线路安全稳定运行。受祭祖、烧荒等人为用火习俗影响，山火易在高发期集中大规模爆发，而通常情况下救援装备有限，无法同一时间对每处山火均进行救援，因此需制定输电线路山火最优应急救援方案，将电网山火风险降到最低。
3.由于山火数量和救援装备数量均较多，候选应急救援方案数量庞大，加上电网状态分析所需时间长，易产生维数灾问题，例如，当有50个火点和20台灭火装备时，共有约1.15
×
1032种可能的方案，不满足实际电网的应急需求，在短时间内无法最快选择出的最优救援方案，进而造成电网损失大。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供了一种输电线路山火应急救援方法及调度系统，能快速、准确地制定输电线路山火最优应急救援调配策略，进而减少电网损失。
5.一种输电线路山火应急救援方法，包括：
6.获取各灭火装备和各火点的经纬度信息；
7.根据所述经纬度信息计算得到各灭火装置和各火点之间的距离值；
8.获取各火点影响线路的电压等级风险值；
9.根据所述电压等级风险值及所述距离值计算得灭火装置救援火点的到效益值；
10.根据所述效益值构建得到效益矩阵；
11.通过预设算法计算得到最优应急救援方案。
12.优选地，所述获取各灭火装备和各火点的经纬度信息包括，
13.统计电网中灭火装备的数量m和火点的数量n；
14.获取灭火装备的位置坐标(xi，yi)(i＝1,2,3,...,n)；以及
15.获取火点的位置坐标(xj，yj)(j＝1,2,3,...,m)。
16.优选地，所述根据所述经纬度信息计算得到各灭火装置和各火点之间的距离值包括，
17.将所述灭火装备的位置坐标值和所述火点的位置坐标值，输入预设公式中，计算获得各灭火装置到各火点之间的距离值。
18.优选地，所述获取各火点影响线路的电压等级风险值包括，根据电压等级不同，设置对应的风险值vj(j＝1,2,3,...,m)，其中，电压等级越大，风险值越大。
19.优选地，所述根据所述电压等级风险值及所述距离值计算得灭火装置救援火点的
到效益值包括，
20.根据来计算灭火装备i和救援火点j的效益值r
ij
(i＝1,2,3,...,n；j＝1,2,3,...,m)。
21.优选地，所述根据所述效益值构建得到效益矩阵包括，列出n行、m列的效益矩阵c＝{r
ij
}。
22.优选地，所述通过预设算法计算得到最优应急救援方案包括:
23.s1.将各行、各列都减去当前各行、各列中最小元素，得到的新矩阵中，每行每列都出现零元素；
24.s2.找出独立的零元素，用第一标记将该零元素标记，然后将被标记的零元素所在的列的其它未被标记的零元素用第二标记标记；
25.若独立零元素个数等于矩阵阶数，则得到最优解；
26.若独立零元素个数小于矩阵阶数，继续执行下一步；
27.s3.作最少的直线覆盖所有的零元素：
28.对所有没有被标记的零元素的行打第三标记；
29.在打第三标记的行中，所有零元素所在的列打第三标记；
30.在所有的打第三标记的列中，对被标记的零元素所在的行打第三标记；
31.s4.重复s2、s3，直到不能进一步打第三标记为止。
32.s5.对未打第三标记的每一行划一直线，对已打第三标记的每一列划一纵线，得到覆盖当前零元素的最少直线数；
33.s6.在没有被直线覆盖部分中，找到最小元素，没有被直线覆盖的行中各元素分别减去该最小元素，被直线覆盖的列中各元素分别加上该最小元素；
34.s7.返回s2。
35.一种调度系统，所述调度系统用于执行上述的输电线路山火应急救援方法。
36.优选地，所述调度系统包括数据采集单元，用于采集所述灭火装备和所述火点的相关数据；
37.计算单元，用于基于所述数据采集单元采集的数据，采用预设算法计算出最优应急救援方案；
38.配置单元，用于基于所述最优应急救援方案，配置相关救援任务；
39.执行单元，用于基于所述配置单元的配置结果，将相应的配置信息发送给相应的终端进行配置。
40.综上，本技术所公开的输电线路山火应急救援方法及调度系统，考虑电网中各灭火装备和火点的数量、经纬度信息，将应急救援的寻优问题转化为的电压等级风险值与各灭火装置和各火点之间的距离值的最优匹配问题，根据效益值的构建得到效益矩阵，再通过预设算法得到最优解，从而可快速、准确地得到最优应急救援方案，指导灭火装备实施最优山火救援，使电网损失降到最低。
附图说明
41.图1是本发明实施例中输电线路山火应急救援方法的流程示意图；
42.图2是本发明实施例中通过预设算法计算得到最优应急救援方案的流程示意图；
43.图3是本发明实施例中效益矩阵c＝{r
ij
}的矩阵图；
44.图4是本发明实施例中步骤s1的矩阵图；
45.图5是本发明实施例中步骤s2的矩阵图；
46.图6是本发明实施例中步骤s3中，作最少的直线覆盖所有的零元素的矩阵图；
47.图7是本发明实施例步骤s3中，在打第三标记的行中，所有零元素所在的列打第三标记的矩阵图；
48.图8是本发明实施例步骤s3中，在所有的打第三标记的列中，对被标记的零元素所在的行打第三标记的矩阵图；
49.图9是本发明实施例中步骤s5的矩阵图；
50.图10是本发明实施例中步骤s6的矩阵图；
51.图11是本发明实施例中步骤s7的矩阵图。
具体实施方式
52.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
53.如图1所示，本发明实施例公开一种输电线路山火应急救援方法，包括获取各灭火装备和各火点的经纬度信息；根据所述经纬度信息计算得到各灭火装置和各火点之间的距离值；获取各火点影响线路的电压等级风险值；根据所述电压等级风险值及所述距离值计算得灭火装置救援火点的到效益值；根据所述效益值构建得到效益矩阵；通过预设算法计算得到最优应急救援方案。本技术所公开的输电线路山火应急救援方法及调度系统，考虑电网中各灭火装备和火点的数量、经纬度信息，将应急救援的寻优问题转化为的电压等级风险值与各灭火装置和各火点之间的距离值的最优匹配问题，根据效益值的构建得到效益矩阵，再通过预设算法得到最优解，从而可快速、准确地得到最优应急救援方案，指导灭火装备实施最优山火救援，使电网损失降到最低。
54.本技术提供的实施例中，输电线路山火应急救援方法包括，
55.获取各灭火装备和各火点的经纬度信息，统计电网中灭火装备的数量m和火点的数量n；获取灭火装备的位置坐标(xi，yi)(i＝1,2,3,...,n)；以及获取火点的位置坐标(xj，yj)(j＝1,2,3,...,m)；
56.根据所述经纬度信息计算得到各灭火装置和各火点之间的距离值，将所述灭火装备的位置坐标值和所述火点的位置坐标值，输入预设公式中，计算获得各灭火装置到各火点之间的距离值，其中，在计算各灭火装备和各火点的距离时，距离值可以按照实际情况，将距离值的单位设为50km、60km或者100km，单位的设置可根据实际情况选取。
57.获取各火点影响线路的电压等级风险值，根据电压等级不同，设置对应的风险值
vj(j＝1,2,3,...,m)，其中，电压等级越大，风险值越大。
58.根据所述电压等级风险值及所述距离值计算得灭火装置救援火点的到效益值，根据来计算灭火装备i和救援火点j的效益值r
ij
(i＝1,2,3,...,n；j＝1,2,3,...,m)；
59.根据所述效益值构建得到效益矩阵，列出n行、m列的效益矩阵c＝{r
ij
}；
60.s1.将各行、各列都减去当前各行、各列中最小元素，得到的新矩阵中，每行每列都出现零元素；
61.s2.找出独立的零元素，用第一标记将该零元素标记，然后将被标记的零元素所在的列的其它未被标记的零元素用第二标记标记；
62.若独立零元素个数等于矩阵阶数，则得到最优解；
63.若独立零元素个数小于矩阵阶数，继续执行下一步。
64.s3.作最少的直线覆盖所有的零元素：
65.对所有没有被标记的零元素的行打第三标记；
66.在打第三标记的行中，所有零元素所在的列打第三标记；
67.在所有的打第三标记的列中，对被标记的零元素所在的行打第三标记。
68.s4.重复s2、s3，直到不能进一步打第三标记为止。
69.s5.对未打第三标记的每一行划一直线，对已打第三标记的每一列划一纵线，得到覆盖当前零元素的最少直线数；
70.s6.在没有被直线覆盖部分中，找到最小元素，没有被直线覆盖的行中各元素分别减去该最小元素，被直线覆盖的列中各元素分别加上该最小元素；
71.s7.返回s2。
72.一种调度系统，该调度系统用于执行上述的输电线路山火应急救援方法。
73.调度系统，包括数据采集单元，用于采集所述灭火装备和所述火点的相关数据；计算单元，用于基于所述数据采集单元采集的数据，采用预设算法计算出最优应急救援方案；配置单元，用于基于所述最优应急救援方案，配置相关救援任务；执行单元，用于基于所述配置单元的配置结果，将相应的配置信息发送给相应的终端进行配置。
74.综上，本技术所公开的输电线路山火应急救援方法及调度系统，考虑电网中各灭火装备和火点的数量、经纬度信息，将应急救援的寻优问题转化为的电压等级风险值与各灭火装置和各火点之间的距离值的最优匹配问题，根据效益值的构建得到效益矩阵，再通过预设算法得到最优解，从而可快速、准确地得到最优应急救援方案，指导灭火装备实施最优山火救援，使电网损失降到最低。
75.为了更清楚的说明本发明的技术方案，以电网中共有5台灭火装备和5个火点，即m＝5，n＝5为例，来解释本技术提供的输电线路山火应急救援方法的具体步骤；
76.统计电网中灭火装备的数量m＝5和火点的数量n＝5，获取灭火装备的位置坐标(xi，yi)(i＝1,2,3,...,5)，以及获取火点的位置坐标(xj，yj)(j＝1,2,3,...,5)；
77.将灭火装备的位置坐标值(xi，yi)(i＝1,2,3,...,5)和火点的位置坐标值(xj，yj)(j＝1,2,3,...,5)，输入预设公式中，计算获得各灭火装置到各火点之间的距离值，其中，各坐标值的单位选取为100km；
78.获取各火点影响线路的电压等级风险值vj(j＝1,2,3,...,5)，如表一所示，将电压等级根据实际情况划分为10kv、35kv、110kv、220kv、500kv、1000kv；
79.表一
80.电压等级10kv35kv110kv220kv500kv1000kv风险值123456
81.根据来计算灭火装备i和救援火点j的效益值r
ij
(i＝1,2,3,...,5；j＝1,2,3,...,5)；
82.请参见图3，列出n行、m列的效益矩阵c＝{r
ij
}；
83.将上述得到效益矩阵c＝{r
ij
}通过预设算法求解得到最优应急救援方案；
84.s1.请如图4所示，将各行、各列都减去当前各行、各列中最小元素，得到的新矩阵中，每行每列都出现零元素；
85.s2.请如图5所示，找出独立的零元素，用第一标记将该零元素标记，然后将被标记的零元素所在的列的其它未被标记的零元素用第二标记标记；若独立零元素个数等于矩阵阶数，则得到最优解；若独立零元素个数小于矩阵阶数，继续执行下一步，第一标记为
○
，第二标记为
×
；
86.s3.请如图6所示，作最少的直线覆盖所有的零元素：
87.对所有没有被标记的零元素的行打第三标记，第三标记为√；
88.请如图7所示，在打第三标记的行中，所有零元素所在的列打第三标记；
89.请如图8所示，在所有的打第三标记的列中，对被标记的零元素所在的行打第三标记；
90.s4.重复s2、s3，直到不能进一步打第三标记为止。
91.s5.请如图9所示，对未打第三标记的每一行划一直线，对已打第三标记的每一列划一纵线，得到覆盖当前零元素的最少直线数；
92.s6.请如图10所示，在没有被直线覆盖部分中，找到最小元素，没有被直线覆盖的行中各元素分别减去该最小元素，被直线覆盖的列中各元素分别加上该最小元素，采用的三角形符号将最小元素进行标记。
93.s7.请如图11所示，返回s2，直至在s2得出最优解，进而获得最优应急救援方案。
94.此时矩阵中独立零元素个数等于矩阵阶数，即得到了最优解：灭火装备1——火点2；灭火装备2——火点4；灭火装备3——火点5；灭火装备4——火点3；灭火装备5——火点1。
95.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
96.以上仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、
改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。

技术特征：
1.一种输电线路山火应急救援方法，其特征在于，包括：获取各灭火装备和各火点的经纬度信息；根据所述经纬度信息计算得到各灭火装置和各火点之间的距离值；获取各火点影响线路的电压等级风险值；根据所述电压等级风险值及所述距离值计算得灭火装置救援火点的到效益值；根据所述效益值构建得到效益矩阵；通过预设算法计算得到最优应急救援方案。2.根据权利要求1所述的输电线路山火应急救援方法，其特征在于，所述获取各灭火装备和各火点的经纬度信息包括，统计电网中灭火装备的数量m和火点的数量n；获取灭火装备的位置坐标(x
i
，y
i
)(i＝1,2,3,...,n)；以及获取火点的位置坐标(x
j
，y
j
)(j＝1,2,3,...,m)。3.根据权利要求2所述的输电线路山火应急救援方法，其特征在于，所述根据所述经纬度信息计算得到各灭火装置和各火点之间的距离值包括，将所述灭火装备的位置坐标值和所述火点的位置坐标值，输入预设公式中，计算获得各灭火装置到各火点之间的距离值。4.根据权利要求3所述的输电线路山火应急救援方法，其特征在于，所述获取各火点影响线路的电压等级风险值包括，根据电压等级不同，设置对应的风险值v
j
(j＝1,2,3,...,m)，其中，电压等级越大，风险值越大。5.根据权利要求4所述的输电线路山火应急救援方法，其特征在于，所述根据所述电压等级风险值及所述距离值计算得灭火装置救援火点的到效益值包括，根据来计算灭火装备i和救援火点j的效益值r
ij
(i＝1,2,3,...,n；j＝1,2,3,...,m)。6.根据权利要求5所述输电线路山火应急救援方法，其特征在于，所述根据所述效益值构建得到效益矩阵包括，列出n行、m列的效益矩阵c＝{r
ij
}。7.根据权利要求1-6任一项所述的输电线路山火应急救援方法，其特征在于，所述通过预设算法计算得到最优应急救援方案包括:s1.将各行、各列都减去当前各行、各列中最小元素，得到的新矩阵中，每行每列都出现零元素；s2.找出独立的零元素，用第一标记将该零元素标记，然后将被标记的零元素所在的列的其它未被标记的零元素用第二标记标记；若独立零元素个数等于矩阵阶数，则得到最优解；若独立零元素个数小于矩阵阶数，继续执行下一步；s3.作最少的直线覆盖所有的零元素：对所有没有被标记的零元素的行打第三标记；在打第三标记的行中，所有零元素所在的列打第三标记；
在所有的打第三标记的列中，对被标记的零元素所在的行打第三标记。s4.重复s2、s3，直到不能进一步打第三标记为止；s5.对未打第三标记的每一行划一直线，对已打第三标记的每一列划一纵线，得到覆盖当前零元素的最少直线数；s6.在没有被直线覆盖部分中，找到最小元素，没有被直线覆盖的行中各元素分别减去该最小元素，被直线覆盖的列中各元素分别加上该最小元素；s7.返回s2。8.一种调度系统，其特征在于，所述调度系统用于执行如权利要求1-7任一项所述的输电线路山火应急救援方法。9.根据权利要求8所述的调度系统，其特征在于，包括数据采集单元，用于采集所述灭火装备和所述火点的相关数据；计算单元，用于基于所述数据采集单元采集的数据，采用预设算法计算出最优应急救援方案；配置单元，用于基于所述最优应急救援方案，配置相关救援任务；执行单元，用于基于所述配置单元的配置结果，将相应的配置信息发送给相应的终端进行配置。

技术总结
本申请提供一种输电线路山火应急救援方法及调度系统，方法包括获取各灭火装备和各火点的经纬度信息；根据所述经纬度信息计算得到各灭火装置和各火点之间的距离值；获取各火点影响线路的电压等级风险值；根据所述电压等级风险值及所述距离值计算得灭火装置救援火点的到效益值；根据所述效益值构建得到效益矩阵；通过预设算法计算得到最优应急救援方案，本申请提供的输电线路山火应急救援方法及调度系统，能快速、准确地制定输电线路山火最优应急救援调配策略，进而减少电网损失。进而减少电网损失。进而减少电网损失。


技术研发人员：简洲 郭俊 冯涛 蔡泽林
受保护的技术使用者：国网湖南省电力有限公司防灾减灾中心 国家电网有限公司
技术研发日：2021.12.04
技术公布日：2022/3/8