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摘要：优化计划停电管理，减少停电对客户带来的负面影响，是提高客户用电感知和满意度的一项重要举措。本文主要是从客户用电负荷大数据分析入手，通过客户用电负荷特征的差异性进行客户聚类，实现计划停电管理与客戶用电需求的关联，从而探索以客户为中心，以“主动、智能、精准、优质”为服务目标，制定兼顾客户用电负荷特性的计划停电管理策略。
关键词：用电负荷；聚类分析；计划停电管理
前言
随着人们生活水平的日益提高，相应的人们生产生活中对于电力能源的可靠供应需求也在逐渐上升。供电企业在进行计划停电工作管理中应充分考虑客户用电需求的差异性，实现“始于客户需求、终于客户满意”的服务理念。随着智能电表安装的全面覆盖，依托客户电能量信息采集系统、营销业务系统，供电企业掌握了客户大量的用电数据。对用电数据进行大数据分析，对配电台区用电负荷进行差异化聚类，可有效指导供电企业计划停电方案的制定，有效降低停电对客户的负面影响，提升客户用电感知。
1.计划停电管理工作开展现状
供电企业日常工作进行过程中，停电情况主要是包含了计划停电、故障停电、欠费停电以及错峰限电这四个方面。以上停电情况中除计划停电外其他三类停电都是供电企业不可控的范围，所以对计划停电的管理显得更加有必要。计划停电是指按照线路设备的运行周期进行有计划的维护，包括停电检修，线路切改，新设备投运等情况。目前计划停电工作安排和统筹管理时会考虑通过带电作业、整合停电内容等手段来减少停电时间和停电次数，比如生产检修与基建、技改、用户工程相结合，线路检修与变电检修相结合，同一停电范围内相关设备检修相结合，用户检修与电网检修相结合等。供电企业大力加强计划停电管理，逐步建立了建设、改造、运行、检修、物资工作“五协同”机制，确保通过统筹安排停电计划，实现了一停多用和综合检修，有效减少和杜绝了非计划停电、临时停电、重复停电等“乱停电”现象。但是目前计划停电管理并没有充分考虑客户的用电需求和负荷特性，所以本文提出将用电负荷聚类分析结果运用于计划停电管理，将进一步提高供电企业在日常计划停电管理工作中的精益化程度，制定兼顾客户用电负荷特性的计划停电管理策略。
2.用电负荷数据聚类分析研究
随着电能量信息采集的全覆盖，供电企业实现了对用电客户日96点负荷的稳定采集。随着负荷采集数据的不断积累，为基于负荷数据深度挖掘的用户聚类分析研究储备了足够的数据基础。
2.1聚类分析的一般方法
聚类是将数据分类到不同的类或者簇这样的一个过程，所以同一个簇中的对象有很大的相似性，而不同簇间的对象有很大的相异性。聚类与分类不同，在分类模型中，存在样本数据，这些数据的类标号是已知的，分类的目的是从样本集中提取出分类规则，用于对其他未知的对象进行类标识；在聚类中，预先不知道目标数据的有关类信息，需要以某种度量为标准将所有的数据对象划分到各个簇中。聚类主要包括以下几个过程：
（1）数据准备：包括特征标准化和降维；
（2）特征选择：从最初的特征中选择最有效的特征，并将其储存于向量中；
（3）特征提取：通过对所选择的特征进行转换，形成新的突出特征；
（4）聚类（或分组）：首先选择合适特征类型的某种距离函数，进行接近程度的度量，然后执行聚类或分组；
（5）聚类结果评估：对聚类结果进行评估。
2.2用电负荷聚类分析的通用方法
通用的用电负荷聚类方法分为以下步骤：抽取电力用户历史负荷、电量数据；对抽取的样本数据进行预处理，包括缺失值补齐处理、异常值修正处理等；将日负荷率、峰总比、平总比、谷总比作为计算数据分群特征指标（其中日负荷率=日平均负荷/日最大负荷、峰总比=峰时段电量/总电量、平总比=平时段电量/总电量、谷总比=谷时段电量/总电量）；将样本数据进行数据向量化；利用K-means方法进行负荷曲线聚类。
2.3以某城市台区负荷为例
配网台区，在物理上连接电力生产与电力消费，是电力商品交付用户的最后一站。因为一个城市城中心区内的台区涉及的用电客户群范围最广，所以将城中心区内的台区用电负荷特性进行聚类分析，将结果运用到配网改造工作的台区停电安排中，将有效的降低对广大客户群的停电影响。用电负荷随天气的影响较大，所以聚类分析的数据应以季节性数据为基本对象，按月度为分析周期，呈现不同的聚类结果。
本次通过对某城市中心城区台区总表7月负荷采集数据的聚类分析，发现三种典型负荷曲线特征（对于无典型负荷特征的台区本文不做进一步探讨），将具有典型负荷曲线特征的台区归类为三种类型：晚高峰型台区，单峰型台区，平稳型台区。
（1）晚高峰型台区
晚高峰型台区用电负荷变化曲线存在明显的一个升降过程，即从早上五点开始，负荷开始上升，截止到中午十二点左右，负荷开始下降，下降原因可能为用户午休之类的行为。从下午四五点开始，用电负荷开始攀升，上升原因归结为用户下班回家等行为，到家中之后的日常活动会导致到晚八点左右的用电负荷达到顶峰状态。之后的时间段伴随着用户的睡眠等行为用电负荷开始下降。晚高峰型台区是占比最大的一种类型，从分析中可以看出晚高峰型台区的用户构成比较单一，几近于实际生活中一般居民的用电行为模式。
（2）单峰型台区
在单峰型用电曲线中存在一个略微凸起的用电高峰，从整体变化趋势上看，负荷高峰和低谷用电负荷差别并不大。单峰型台区用电高峰的时间段出现在早上9点-11点时间段，最低负荷一般出现在下午2点左右。从此类台区的用户结构上来看，以普通工业用户、基建维修等非工业用户和办公行政用户为主。
（3）平稳型台区
平稳型台区用电负荷曲线整体变化趋势平缓，一天内的负荷变化较小，所以称作平稳型台区。从实际来看，该类型台区的用电负荷变化较为复杂，只是整体变化趋势很平稳。该类型台区用户的构成也比较复杂，包括：商场、广场、写字楼、娱乐场所、居民小区等多类用户，出现不间歇运转特性。 3.聚类分析结果在计划停电管理中的应用
依据配网台区历史记录的负荷数据与对应时间形成的曲线图进行聚类分析的结果可以用在计划停电工作时间安排的策略制定中，合理制定停电时间段，减少停电过程对客户的负面影响，降低客户因停电引起投诉的可能性，从而达到提高客户用电感知和满意度的目标。
3.1停电时间段选择的策略
按照历史年度计划停电时间分布统计表，日常计划停电事件小于等于3个小时的停电工作占计划停电总数的46%左右，所以将计划停电事件按照停电时间长短，我们选择停电3个小时为分界值，分为两种：一种是3个小时及以下的停电工作，一种是3个小时以上的停电工作。对每一个台区可以获得日96点的负荷数据，通过累计平均后得到月度负荷曲线。因为计划停电工作需要至少提前7天完成申请和得到批准，所以进行计划停电时间安排时，一般参考往年同期月度负荷曲线数据。
停电时间段的确定，我们有以下策略：
方法一：将停电时间安排在低谷负荷时间段。对于晚高峰型台区建议选择早上9点开始工作，对于单峰型台区建议选择下午1点开始工作。可以将负荷曲线的最低点作为工作时间长度的中点，如果是3个小时及以下的停电工作，可以在负荷最低点前一个半小时开始工作，负荷最低点后一个半小时内结束停电，这样因为负荷值最低，理论上认为这个时间段用电的客户群体最小，所以将停电时间计划安排到非高峰用电时间段可以减小停电影响的客户群人数。
方法二：将停电时间安排到负荷均值以下的时间段。对于平稳型台区建议采用这种方法。在对平稳型台区进行计划停电工作时，应调阅该台区去年同期月度负荷曲线图，通过曲线图的均值线，找到该台区负荷均值以下的时间段，且时间段持续时间相对较长的，最终确定为停电时间段。
4.结束语
停电工作是一个复杂、系统的工作任务，在实际工作中还要考虑很多因素，包括天气、交通条件、人员技能、施工安全等。本文提出在计划停电工作充分考虑工作安全性和可实施性的前提下，對客户负荷曲线进行聚类分析，进一步考虑客户用电需求，是对计划停电管理策略制定的一个新思路，是供电企业为社会和人民提供安全、稳定以及可靠的电能服务，提升客户满意程度的一项具体措施，在实际工作中具有一定的指导意义。
参考文献：
[1]罗开军.综合停电管理在供电企业客户服务中的运用分析[J]. 通讯世界，2015，（15）：102-103.
[2]吴金民.谈如何提高供电可靠性管理[J].中国科技信息，2006，（1）.
[3]王春雷，等.基于用电采集系统的负荷特性曲线聚类分析[J]. 浙江电力，2014，（7）：6-10.
[4]郑宗安.提高供电可靠性的探讨[J].中国电力，2002，（4）.
[5]成杰，等.基于负荷特性优化停电计划的研究[J].华北电力技术，2013，（10）：18-24.
关键词：用电负荷；聚类分析；计划停电管理
前言
随着人们生活水平的日益提高，相应的人们生产生活中对于电力能源的可靠供应需求也在逐渐上升。供电企业在进行计划停电工作管理中应充分考虑客户用电需求的差异性，实现“始于客户需求、终于客户满意”的服务理念。随着智能电表安装的全面覆盖，依托客户电能量信息采集系统、营销业务系统，供电企业掌握了客户大量的用电数据。对用电数据进行大数据分析，对配电台区用电负荷进行差异化聚类，可有效指导供电企业计划停电方案的制定，有效降低停电对客户的负面影响，提升客户用电感知。
1.计划停电管理工作开展现状
供电企业日常工作进行过程中，停电情况主要是包含了计划停电、故障停电、欠费停电以及错峰限电这四个方面。以上停电情况中除计划停电外其他三类停电都是供电企业不可控的范围，所以对计划停电的管理显得更加有必要。计划停电是指按照线路设备的运行周期进行有计划的维护，包括停电检修，线路切改，新设备投运等情况。目前计划停电工作安排和统筹管理时会考虑通过带电作业、整合停电内容等手段来减少停电时间和停电次数，比如生产检修与基建、技改、用户工程相结合，线路检修与变电检修相结合，同一停电范围内相关设备检修相结合，用户检修与电网检修相结合等。供电企业大力加强计划停电管理，逐步建立了建设、改造、运行、检修、物资工作“五协同”机制，确保通过统筹安排停电计划，实现了一停多用和综合检修，有效减少和杜绝了非计划停电、临时停电、重复停电等“乱停电”现象。但是目前计划停电管理并没有充分考虑客户的用电需求和负荷特性，所以本文提出将用电负荷聚类分析结果运用于计划停电管理，将进一步提高供电企业在日常计划停电管理工作中的精益化程度，制定兼顾客户用电负荷特性的计划停电管理策略。
2.用电负荷数据聚类分析研究
随着电能量信息采集的全覆盖，供电企业实现了对用电客户日96点负荷的稳定采集。随着负荷采集数据的不断积累，为基于负荷数据深度挖掘的用户聚类分析研究储备了足够的数据基础。
2.1聚类分析的一般方法
聚类是将数据分类到不同的类或者簇这样的一个过程，所以同一个簇中的对象有很大的相似性，而不同簇间的对象有很大的相异性。聚类与分类不同，在分类模型中，存在样本数据，这些数据的类标号是已知的，分类的目的是从样本集中提取出分类规则，用于对其他未知的对象进行类标识；在聚类中，预先不知道目标数据的有关类信息，需要以某种度量为标准将所有的数据对象划分到各个簇中。聚类主要包括以下几个过程：
（1）数据准备：包括特征标准化和降维；
（2）特征选择：从最初的特征中选择最有效的特征，并将其储存于向量中；
（3）特征提取：通过对所选择的特征进行转换，形成新的突出特征；
（4）聚类（或分组）：首先选择合适特征类型的某种距离函数，进行接近程度的度量，然后执行聚类或分组；
（5）聚类结果评估：对聚类结果进行评估。
2.2用电负荷聚类分析的通用方法
通用的用电负荷聚类方法分为以下步骤：抽取电力用户历史负荷、电量数据；对抽取的样本数据进行预处理，包括缺失值补齐处理、异常值修正处理等；将日负荷率、峰总比、平总比、谷总比作为计算数据分群特征指标（其中日负荷率=日平均负荷/日最大负荷、峰总比=峰时段电量/总电量、平总比=平时段电量/总电量、谷总比=谷时段电量/总电量）；将样本数据进行数据向量化；利用K-means方法进行负荷曲线聚类。
2.3以某城市台区负荷为例
配网台区，在物理上连接电力生产与电力消费，是电力商品交付用户的最后一站。因为一个城市城中心区内的台区涉及的用电客户群范围最广，所以将城中心区内的台区用电负荷特性进行聚类分析，将结果运用到配网改造工作的台区停电安排中，将有效的降低对广大客户群的停电影响。用电负荷随天气的影响较大，所以聚类分析的数据应以季节性数据为基本对象，按月度为分析周期，呈现不同的聚类结果。
本次通过对某城市中心城区台区总表7月负荷采集数据的聚类分析，发现三种典型负荷曲线特征（对于无典型负荷特征的台区本文不做进一步探讨），将具有典型负荷曲线特征的台区归类为三种类型：晚高峰型台区，单峰型台区，平稳型台区。
（1）晚高峰型台区
晚高峰型台区用电负荷变化曲线存在明显的一个升降过程，即从早上五点开始，负荷开始上升，截止到中午十二点左右，负荷开始下降，下降原因可能为用户午休之类的行为。从下午四五点开始，用电负荷开始攀升，上升原因归结为用户下班回家等行为，到家中之后的日常活动会导致到晚八点左右的用电负荷达到顶峰状态。之后的时间段伴随着用户的睡眠等行为用电负荷开始下降。晚高峰型台区是占比最大的一种类型，从分析中可以看出晚高峰型台区的用户构成比较单一，几近于实际生活中一般居民的用电行为模式。
（2）单峰型台区
在单峰型用电曲线中存在一个略微凸起的用电高峰，从整体变化趋势上看，负荷高峰和低谷用电负荷差别并不大。单峰型台区用电高峰的时间段出现在早上9点-11点时间段，最低负荷一般出现在下午2点左右。从此类台区的用户结构上来看，以普通工业用户、基建维修等非工业用户和办公行政用户为主。
（3）平稳型台区
平稳型台区用电负荷曲线整体变化趋势平缓，一天内的负荷变化较小，所以称作平稳型台区。从实际来看，该类型台区的用电负荷变化较为复杂，只是整体变化趋势很平稳。该类型台区用户的构成也比较复杂，包括：商场、广场、写字楼、娱乐场所、居民小区等多类用户，出现不间歇运转特性。 3.聚类分析结果在计划停电管理中的应用
依据配网台区历史记录的负荷数据与对应时间形成的曲线图进行聚类分析的结果可以用在计划停电工作时间安排的策略制定中，合理制定停电时间段，减少停电过程对客户的负面影响，降低客户因停电引起投诉的可能性，从而达到提高客户用电感知和满意度的目标。
3.1停电时间段选择的策略
按照历史年度计划停电时间分布统计表，日常计划停电事件小于等于3个小时的停电工作占计划停电总数的46%左右，所以将计划停电事件按照停电时间长短，我们选择停电3个小时为分界值，分为两种：一种是3个小时及以下的停电工作，一种是3个小时以上的停电工作。对每一个台区可以获得日96点的负荷数据，通过累计平均后得到月度负荷曲线。因为计划停电工作需要至少提前7天完成申请和得到批准，所以进行计划停电时间安排时，一般参考往年同期月度负荷曲线数据。
停电时间段的确定，我们有以下策略：
方法一：将停电时间安排在低谷负荷时间段。对于晚高峰型台区建议选择早上9点开始工作，对于单峰型台区建议选择下午1点开始工作。可以将负荷曲线的最低点作为工作时间长度的中点，如果是3个小时及以下的停电工作，可以在负荷最低点前一个半小时开始工作，负荷最低点后一个半小时内结束停电，这样因为负荷值最低，理论上认为这个时间段用电的客户群体最小，所以将停电时间计划安排到非高峰用电时间段可以减小停电影响的客户群人数。
方法二：将停电时间安排到负荷均值以下的时间段。对于平稳型台区建议采用这种方法。在对平稳型台区进行计划停电工作时，应调阅该台区去年同期月度负荷曲线图，通过曲线图的均值线，找到该台区负荷均值以下的时间段，且时间段持续时间相对较长的，最终确定为停电时间段。
4.结束语
停电工作是一个复杂、系统的工作任务，在实际工作中还要考虑很多因素，包括天气、交通条件、人员技能、施工安全等。本文提出在计划停电工作充分考虑工作安全性和可实施性的前提下，對客户负荷曲线进行聚类分析，进一步考虑客户用电需求，是对计划停电管理策略制定的一个新思路，是供电企业为社会和人民提供安全、稳定以及可靠的电能服务，提升客户满意程度的一项具体措施，在实际工作中具有一定的指导意义。
参考文献：
[1]罗开军.综合停电管理在供电企业客户服务中的运用分析[J]. 通讯世界，2015，（15）：102-103.
[2]吴金民.谈如何提高供电可靠性管理[J].中国科技信息，2006，（1）.
[3]王春雷，等.基于用电采集系统的负荷特性曲线聚类分析[J]. 浙江电力，2014，（7）：6-10.
[4]郑宗安.提高供电可靠性的探讨[J].中国电力，2002，（4）.
[5]成杰，等.基于负荷特性优化停电计划的研究[J].华北电力技术，2013，（10）：18-24.