(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211049020.9 (22)申请日 2022.08.30 (71)申请人 国网上海市电力公司 地址 200122 上海市浦东 新区中国 （上海） 自由贸易试验区源深路1 122号 (72)发明人 王婧骅　徐子涵　王越　赵婉茹　 阎荷嫔　段玉玮　张云飞　崔璨　 张娟　 (74)专利代理 机构 上海三和万国知识产权代理 事务所(普通 合伙) 3123 0 专利代理师 蔡海淳 (51)Int.Cl. G06Q 30/02(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06F 17/18(2006.01) (54)发明名称 功率因数调整电费计算规则变化下的电费 模拟测算方法 (57)摘要 本发明的功率因数调整电费计算规则变化 下的电费模拟测算方法基于当前 《功率因数调整 电费办法》 中的力调电费计算规则， 在深入分析 当前功率因数调整电费收取数据及规则的基础 上， 进行数据获取和数据处理， 对功率因数考核 标准分析及构建专业数学分析模 型， 调整功率因 数调整百分数下的力调电费模拟测算并对模型 结果进行分析， 支持对功率因数调整电费计算规 则多维变化对功率因数调整电费影 响的测算； 本 发明为各地区进行功率因数考核标准调整测算 分析， 设计功率因数标准值与适用范围调整测算 方法， 分析其对公司功率因数调整电费收取的影 响， 改善电网公司经营效益以及为政府相关部门 调整 《功率因数调整电费办 法》 提供理论基础。 权利要求书4页 说明书12页 附图1页 CN 115471254 A 2022.12.13 CN 115471254 A 1.功率因数调整电费计算 规则变化下的电费模拟测算方法， 包 含以下步骤： 1)进行数据获取： 1.1)本步骤中的收据获取其具体为全市范围内0.8、 0.85、 0.9这三种功率考核标准下 的所有电力用户的某个连续 三年的历史力调电费月度数据信息； 1.2)步骤1)中的数据获取按每月度进行抽取， 其抽取的信息为： 户号、 电压容量、 用电 类别、 用电单位、 电压等级、 功 率因数考核 标准、 有功总、 无功总、 现实际功 率因数、 参与调整 电费、 功率因数调整百分数、 力率电费调整金额、 时间和供电单位； 2)数据处 理： 本步骤对上述步骤1)获取的数据进行处理， 包含数据处理、 数据对应错误处理、 数据重 构和数据分组汇总， 共4个步骤， 其中： 2.1)数据处 理： 对原始数据进行预处理、 再处理和数据加工， 形成包含功率因数考核标准、 现实际功率 因数、 原功 率因数调整 百分数、 参与调整电费、 原力率调整电费金额的各项字段的电费模拟 测算数据； 2.2)数据对应错 误处理: 原始数据如存在着不同用户功率因数的考核标准映射错误， 在其相关的考核字段会出 现异常的考核标准， 对于这种类型的数据采取 人工纠正的方法给予改正； 2.3)数据重构： 原始数据中， 不同月份的数据是分散的， 需要进行组合重构， 才能继续进行数据分析， 本步骤中采用计算机编程语言python的Pan das库将数据进行重构， 首先利用ExcelFile方 法获取文件对象， 然后利用parse方法进行文件解析， 最后将数据整合到各个文件中去， 便 于后续步骤的数据分析； 2.4)数据分组汇总： 进行功率因数的测算 时， 需要按照一定的标准进行汇总处理， 最后才能进行相关测算， 本步骤中， 使用计算机编程语 言python的gr oupby函数的方法完成数据分组汇总工作， 首先 根据单位、 户号、 容量、 用电类别、 电压等级、 功率因数考核标准的字段进行多级分组， 然后 按照有功总、 无功总、 现实际功 率因数、 参与调整电费、 功 率因数调整 百分数、 力率调整电费 金额的字段进行汇总； 3)功率因数考核标准分析及模型构建： 3.1)首先进行现有功率因数考核标准分析， 本步骤具体为： 根据当前 《功率因数调整电 费办法》 计算规则， 高于或低于规定标准时， 在按照规定的电价计算出其当月电费后， 再按 照功率因数调整电费表所规定的百分数增减电费； 3.2)进行模型构建： 在功率因数考核标准为0.8、 0.85、 0.9下， 将实际功率因数简称为x， 功率因数调整百分 数简称为y， x、 y存在以下关系： 3.2a)在功率因数考核标准 为0.8的情况 下： 当x值在[0， 0.55]之间时， x变动0.01， y变化0.02； 当x值在[0.56， 0.6]之间时， y变化 0.01： 当x值在[0.61， 0.80]之间时， x变动0.01， y变化0.005； 当x值在[0.81， 0.9 0]之间时， x 变动0.01， y变化0.001； 当x值在[0.91， 0.92]之间时， x变动0.01， y变化0.0015； ； 当x值在权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115471254 A 2[0.93， 1]之间时， y等于 ‑0.013； 3.2b)在功率因数考核标准 为0.85的情况 下： 当x值在[0， 0.60]之间时， x变动0.01， y变化0.02； 当x值在[0.61， 0.65]之间时， y变化 0.01： 当x值在[0.66， 0.85]之间时， x变动0.01， y变化0.005； 当x值在[0.81， 0.9 0]之间时， x 变动0.01， y变化0.001； 当x值在[0.91， 0.94]之间时， x变动0.01， y变化0.0015； ； 当x值在 [0.95， 1]之间时， y等于 ‑0.011； 3.2c)在功率因数考核标准为0.9的情况下， 当x值在[0， 0.65]之间时， x变动0.01， y变 化0.02； 当x 值在[0.66， 0.70]之间 时， y变化0.01： 当x值在[0.7 1， 0.90]之间时， x变动0.01， y变化0.005； 当x值在[0.81， 0.9 0]之间时， x变动0.01， y变化0.001； 当x值在[0.91， 0.9 5]之 间时， x变动0.01， y变化0.0 015； 当x值在[0.96， 1]之间时， y＝ ‑0.0075； 3.2d)从以上步骤3.2a)～步骤3.2c)中可以看出， x与y呈现分段性线性关系， 由此可以 推算下， 不同考核标准下， x、 y均满足以下公式： y＝α‑β *x 其中： x数值范围为[0， 1]， 变化单位 为0.01； α、 β 分别代表线性关系中的常数项、 变动系数， 当x达到一定数值范围时， β 为0， 此时， y 值等于α； 根据力调电费金额等于参与调整电费乘以功率因数变动百分数， 构建适应于不同考核 标准下的力调电费测算模型， 具体如下 所示： 其中： S代表力调电费金额； i代表功率因数考核标准； A代表i标准下的参与调整电费金 额； x代表 i标准下的不同实际功率因数， 数值范围为[0， 1]， 变化单位为0.01； α、 β 分别对应i 标准下， 不同线性关系中的常数项、 变动系数； 力调电费总金额 等于各个功率因数考核标准下的力调电费金额之和； 4)功率因数调整电费计算 规则变化下的电费模拟测算： 本步骤基于上述步骤3)中所构建的电费测算模型， 通过采取提高考核标准、 细分考核 标准和调整部 分用户功 率因数变动百分比的方式， 开展不同计算规则下的力调电费模拟测 算分析， 其具体为： 4.1)提高考核标准下的力调电费模拟测算： 提高考核标准是指在当前三种功率因数考核标准的基础上均提高一个标准， 即， 将现 有的功率因数考核标准0.8、 0.85、 0.9依次提高到0.85、 0.9、 0.95， 对参与考核标准的用户 进行力调电费进行模拟测算， 得出调整后的标准下 的连续三年内的力调电费奖惩情况、 奖 惩比及变化的趋势、 电网的总体收益变化情况； 4.2)细分考核标准下的力调电费模拟测算： 现有的功率因数考核标准为0.8、 0.85、 0.9均以0.05的考核标准递增， 考核标准比较单 一， 本步骤将考核标准进 行细化， 以0.01的考核变化量递增， 确认实际功 率因数与功 率因数 调整百分数之间的关系， 模拟细分标准下， 力调电费金额的变化情况， 然后进行分别对比， 当原考核标准均提高0.01时， 即， 采取0.81、 0.86、 0.91的考核 标准后， 统计连续三年内的电 网力调电费金额、 电网电费增收金额并计算连续三年的平均奖惩比、 平均每年经济 收入增权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115471254 A 3