一种基于威布尔分布的技改投资规模预测方法及系统与流程

本发明属于电网技改领域，具体涉及一种基于威布尔分布的技改投资规模预测方法及系统。

背景技术：

1、技改投资是电网新旧更替的重要措施，是电网安全稳定、高效经济运行的基础和保障。随着经济的快速发展，电网投资不断加大，电网实物资产规模持续上升，电网运行维护、更新改造任务越来越重，开展电网资产生产技改预测研究，有序合理进行电网资产技改，对提升电网企业资产运维和管理水平，增加电网综合效益，具有重要的现实意义。

2、目前，在技改过程中仍然面临着许多问题，一是缺少准确的技改项目需求预测方法，二是对老旧及逾龄设备存量所需的技改规模缺少认识和处置措施；三是对前期资产规模的扩张式增长带来的资产墙峰值给未来技改风险缺乏认识意识和准确预测。目前的技改投资规模已无法满足逐年增加的老旧设备改造的需要。

3、原有的资产墙平移预测法利用设定的中低高设备寿命作为平移尺度，通过资产墙平移来预测未来年份超过设定寿命的设备规模，该方法忽略了一个基本事实，即资产退役不可能完全基于寿命的到达，存在多种未达到设计寿命即退役报废的原因，即使不考虑因政策性调整、技术标准的提高和意外事故等常见原因，仍存在任何役龄退役的其他原因和可能性，因此考虑报废概率的资产墙预测模型设计和应用具备很强的必要性和现实意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提供一种能够实现技改规模精准预测的一种基于威布尔分布的技改投资规模预测方法及系统。

2、为实现以上目的，本发明的技术方案如下：

3、一种基于威布尔分布的技改投资规模预测方法，依次包括以下步骤：

4、步骤a、基于预测对象各役龄的历史报废量，采用威布尔分布拟合得到预测对象的威布尔报废概率分布，其中，所述预测对象包括输电线路、变电设备、配电线路以及配电设备；

5、步骤b、根据预测对象的威布尔报废概率分布预测其数量更新规模；

6、步骤c、根据数量更新规模统计得到预测对象总的更新价值规模；

7、步骤d、结合技改报废在总报废中的占比以及预测对象总的更新价值规模确定技改投资规模。

8、所述步骤a依次包括以下步骤：

9、步骤a1、通过预测对象各役龄的历史报废量迭代推算出其生存概率曲线；

10、步骤a2、根据生存概率曲线拟合得到预测对象的威布尔报废概率分布。

11、步骤a1中，所述生存概率曲线为kaplan-meier生存概率曲线，其迭代公式为：

12、

13、上式中，s(t)为t役龄下预测对象的生存概率，r(t)为t役龄下预测对象的报废量，num(t)为t役龄下在役预测对象与报废预测对象的总和。

14、所述步骤a2依次包括以下步骤：

15、s1、通过下式将预测对象的生存概率曲线换算成威布尔分布的累计分布函数：

16、

17、f(t)＝1-s(t)

18、

19、上式中，α、β分别为形状、尺度参数，b为位移参数，f(t)为t役龄下预测对象的威布尔报废概率；

20、s2、对所述累计分布函数进行拟合，得到预测对象的威布尔报废概率分布。

21、所述步骤a1还包括生存概率曲线的修正，所述生存概率曲线的修正包括：以预测对象的折旧年限、设计寿命或实际寿命值作为约束对生存概率曲线进行修正。

22、步骤b中，所述数量更新规模根据以下公式计算得到：

23、

24、qw(n,l)＝qw(n-1,l)(1-cdf(l))

25、上式中，q(n+1)为n+1年度预测对象的数量更新规模，cdf(l)为l役龄下预测对象的威布尔报废概率，qw(n,l)为n年度l役龄下预测对象的数量规模资产墙，l为最大役龄数。

26、步骤c中，所述预测对象总的更新价值规模根据以下公式计算得到：

27、

28、上式中，v(n)为n年度预测对象总的更新价值规模，qij(n)为n年度第i个专业第j个电压等级的预测对象的数量更新规模，所述专业包括输电专业、配电专业及变电专业，prij为第i个专业第j个电压等级的预测对象单价。

29、一种基于威布尔分布的技改投资规模预测系统，包括威布尔报废概率分布计算模块、数量更新规模计算模块、总更新价值规模计算模块、技改投资规模计算模块；

30、所述威布尔报废概率分布计算模块用于基于预测对象各役龄的历史报废量，采用威布尔分布拟合得到预测对象的威布尔报废概率分布；

31、所述数量更新规模计算模块用于根据预测对象的威布尔报废概率分布预测其数量更新规模；

32、所述总更新价值规模计算模块用于根据数量更新规模统计得到预测对象总的更新价值规模；

33、所述技改投资规模计算模块用于基于技改报废在总报废中的占比以及预测对象总的更新价值规模计算技改投资规模。

34、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

35、1、本发明一种基于威布尔分布的技改投资规模预测方法先基于预测对象各役龄的历史报废量，采用威布尔分布拟合得到预测对象的威布尔报废概率分布，再根据预测对象的威布尔报废概率分布预测其数量更新规模，并根据数量更新规模统计得到预测对象总的更新价值规模，然后结合技改报废在总报废中的占比以及预测对象总的更新价值规模确定技改投资规模，该方法通过引入生存概率曲线和威布尔报废概率分布曲线，推算出精准的、符合实际需求的报废概率役龄分布，并结合报废概率的役龄分布、技改在报废中的占比和设备单价的计算，改进基于资产墙平移法的技改规模预测方法，实现了未来中长期的技改投资规模的精准预测。

36、2、本发明一种基于威布尔分布的技改投资规模预测方法在推算出预测对象的生存概率曲线后以预测对象的折旧年限、设计寿命或实际寿命值作为约束对生存概率曲线进行了修正，修正后的生存概率曲线在后续的威布尔拟合中会对附近役龄的生存概率有拉扯作用，从而降低了附近役龄的生存概率，增加了附近役龄的设备更新预测量，有效提高了威布尔报废概率分布曲线的表达精度。

技术特征：

1.一种基于威布尔分布的技改投资规模预测方法，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种基于威布尔分布的技改投资规模预测方法，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的一种基于威布尔分布的技改投资规模预测方法，其特征在于：

4.根据权利要求2所述的一种基于威布尔分布的技改投资规模预测方法，其特征在于：

5.根据权利要求2所述的一种基于威布尔分布的技改投资规模预测方法，其特征在于：

6.根据权利要求1所述的一种基于威布尔分布的技改投资规模预测方法，其特征在于：

7.根据权利要求1所述的一种基于威布尔分布的技改投资规模预测方法，其特征在于：

8.一种基于威布尔分布的技改投资规模预测系统，其特征在于：

技术总结
一种基于威布尔分布的技改投资规模预测方法，该方法先基于预测对象各役龄的历史报废量，采用威布尔分布拟合得到预测对象的威布尔报废概率分布，再根据预测对象的威布尔报废概率分布预测其数量更新规模，并根据数量更新规模统计得到预测对象总的更新价值规模，最后结合技改报废在总报废中的占比以及预测对象总的更新价值规模确定技改投资规模。本发明通过引入生存概率曲线和威布尔报废概率分布曲线，实现了未来中长期的技改投资规模的精准预测。

技术研发人员：熊川羽,李智威,唐学军,张赵阳,王巍,马莉,许汉平,蔡杰,廖晓红,熊一,高晓晶,孙利平,周蠡,韩文长,陈然,周英博,乔诗慧,余英,谢程华,舒思睿,李吕满
受保护的技术使用者：国网湖北省电力有限公司经济技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13