CN112132327A - 面向多源数据融合的配电网智能规划*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力***技术领域，尤其涉及一种面向多源数据融合的配电网智能规划***，包括数据采集模块、区域划分模块、现状分析模块、负荷预测模块、电力平衡模块、单元制规划模块、方案比选模块和规划项目库模块，充分利用先进信息通信技术，打造图数一体、在线交互、智能高效的配电网智能规划***，实现智能区域统计、智能诊断分析、智能方案校核、智能方案推荐，推动实现配电网单元制规划全业务流程可视化、在线化和智慧化作业，提升规划工作的效率和质量；通过规划算法，以配电网供电单元为口径将电网资源、地理地形、廊道资源、环境专题、地方规划、城市布局等信息进行广泛融合，统筹考虑和综合计算，提高配电网规划的科学性和合理性。

Description

面向多源数据融合的配电网智能规划***

技术领域

本发明涉及电力***技术领域，尤其涉及一种面向多源数据融合的配电网智能规划***。

背景技术

随着社会经济不断发展，配电网的规模日益庞大复杂，供电区域重叠、边界模糊、接线混乱、联络无序、供电交叉迂回等问题逐渐凸显，越来越难以满足不同区域、不同用电性质、不同用户、不同供电可靠性要求的供电需求，如何实现差异化规划是配电网规划的关键，对规划理念和规划软件提出了更高的要求。

同时，当前经济形态也正发生迅速变化，大数据、物联网、云计算、人工智能等一批新型互联网技术高速发展，与传统产业正在产生深度融合，给配电网建设发展带来了重要发展机遇，同时对配电网规划工作提出了巨大挑战。

目前，配电网规划业务的开展，仍然存在诸多不足。配电网规模日益庞大复杂，各地区社会经济发展差异化明显，越来越难以满足不同区域、不同用电性质、不同用户、不同供电可靠性要求的供电需求，采取网格化单元制规划是实现差异化规划配电网的关键；配电网规划工作繁重，传统工作方式仅仅能提供部分定量分析计算，规划方案主要依赖规划人员的知识、经验制定，耗时耗力且工作质量难以保证，迫切需要创新思维，加快实现规划业务在线化；配网规划工作未综合统筹考虑到廊道资源、地理地形、敏感区域、地方规划、城市布局等各方面的信息，自动化和智能化水平较低，难以支撑规划工作的进一步提升。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种面向多源数据融合的配电网智能规划***。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

面向多源数据融合的配电网智能规划***，包括数据采集模块、区域划分模块、现状分析模块、负荷预测模块、电力平衡模块、单元制规划模块、方案比选模块和规划项目库模块；

所述数据采集模块用于根据配电网单元制规划业务要求，借助于配电网规划资源集市导入单元制规划所需要的数据；

所述区域划分模块用于在现行各供电企业的供电范围内以行政区划为边界，对辖区内的电网设备、电力用户进行维护管理，并进一步划分为供电分区、供电网格和供电单元三个层次；

所述现状分析模块用于结合配电网的特征，对电网结构、设备水平、供电能力和智能化及绿色发展进行分类分体系的诊断分析，从各项分析查找现状电网存在的问题，并且以问题分级原则，对现状分析环节中发现的问题进行归纳和总结，建立现状问题库；

所述负荷预测模块用于针对配电网单元制规划的特点，采取适合单元负荷预测的方法，对近中期负荷采取自然增长率结合新增点负荷的方法进行预测；

所述电力平衡模块用于基于近期负荷预测结果，确定电源容量需求和线路条数；

所述单元制规划模块用于进行配电网供电单元网架规划，具体为基于现状网架，考虑现有通道资源和远期可行的通道资源，结合变电站布点和空间负荷预测结果，根据不同供电区域的不同要求，形成可实施、差异化、标准化的目标网架；

所述方案比选模块用于对单元制规划形成的各个规划方案进行比选评价，基于配电网仿真计算，从供电能力、供电可靠性、运行效率、经济性方面，进行规划方案适应性评估，通过技术经济比选智能评价各方案优劣，并推荐最优方案，自动形成图册和规划文本；

所述规划项目库模块用于通过规划方案中各电网设备与项目的关联，并且按项目重要性进行排序，在目标网架展示、定位分年度的规划项目。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的一种面向多源数据融合的配电网智能规划***，充分利用先进信息通信技术，打造图数一体、在线交互、智能高效的面向多源数据融合的配电网智能规划***，实现智能区域统计、智能诊断分析、智能方案校核、智能方案推荐，推动实现配电网单元制规划全业务流程可视化、在线化和智慧化作业，提升规划工作的效率和质量；通过规划算法，以配电网供电单元为口径将电网资源、地理地形、廊道资源、环境专题、地方规划、城市布局等信息进行广泛融合，统筹考虑和综合计算，提高配电网规划的科学性和合理性；强调发现问题、分析问题、处理问题、优化方案的闭环管理，通过建立问题分类分级体系，并精准定位到各个单元，从规划源头上避免投资效益不高，实现项目投资向精准投资转变。

附图说明

图1为本发明的面向多源数据融合的配电网智能规划***的结构示意图；

图2为本发明的面向多源数据融合的配电网智能规划***的区域划分模块的业务流程图；

图3为本发明的面向多源数据融合的配电网智能规划***的问题分级的示意图；

图4为本发明的面向多源数据融合的配电网智能规划***的***分层设计示意图；

标号说明：

1、数据采集模块；2、区域划分模块；3、现状分析模块；4、负荷预测模块；5、电力平衡模块；6、单元制规划模块；7、方案比选模块；8、规划项目库模块。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

为了实现差异化配电网规划，面向多源数据融合的配电网智能规划研究应用采取配电网单元制规划作为智能规划研究应用的核心建设内容，通过对具体供电单元的细致规划，实现配电网整体的精细规划和精益管理，主要涵盖数据采集、区域划分、现状分析、负荷预测、电力平衡、方案设计和比选，以及规划项目库交互和展现等业务点。

请参照图1，本发明提供的一种面向多源数据融合的配电网智能规划***，包括数据采集模块1、区域划分模块2、现状分析模块3、负荷预测模块4、电力平衡模块5、单元制规划模块6、方案比选模块7和规划项目库模块8；

所述数据采集模块1用于根据配电网单元制规划业务要求，借助于配电网规划资源集市导入单元制规划所需要的数据；

在本实施例中，所述数据采集模块中的数据包括台账数据、GIS坐标数据、拓扑数据和运行数据；结合政企数据中台建设项目获取政府远景年控制性详细规划数据。所述数据采集模块还用于数据校核和修复、电网简化及控规图导入，对数据进行匹配治理，形成可持续更新和使用，且满足规划业务需求的配电网规划熟数据。

即为上述数据采集模块的基础功能包括数据导入、控规图导入、数据校核和修复及电网简化。

数据导入，通过数据仓库接入包含网架结构、拓扑信息和地理信息的GIS平台数据，接入除网架结构以外的数据信息，包括台账数据、用采数据、调度状态等数据，通过政企数据中台导入或录入的方式接入国网企业外部数据，如行政区规划数据、电厂数据、社会经济数据等。同时，数据版本可以选择已经导入到***之中历史版本数据为蓝本完成后续规划业务。

数据校验和修复，对接入的数据与电网网架进行匹配和融合，并在融合后对数据进行全面校核和处理。比如数据的对应关系校验、逻辑关系校验、数据属性校验、拓扑校验等校验及相应修复功能。对于校验结果中，修复规则明确的数据采取自动化修复方式完成修复，对于情况复杂需要核实调查的数据提供手动修复方式完成修复。数据融合修复后，形成符合规划所需的现状电网数据。

电网简化,由于规划所需网架结构与现状运行电网关注角度不同，为提高数据展示和分析性能，对规划专业不关心的设备(如接地装置、普通杆塔等设备)进行化简操作。从电网GIS平台抽取后形成规划所需的简化态现状电网。

从以上功能划分可以看出，电网GIS平台的电网网架结构数据是配电网单元制规划所有数据的关键和核心，需要以电网GIS平台已有的电网资源数据为框架对公司各专业业务数据进行全面归集整理，形成可以覆盖配电网单元制规划全业务的熟数据，为电网的进一步高级分析使用打下基础。

所述区域划分模块2用于在现行各供电企业的供电范围内以行政区划为边界，对辖区内的电网设备、电力用户进行维护管理，并进一步划分为供电分区、供电网格和供电单元三个层次；

在本实施例中，配电网供电单元的划分是全局性的***工作，需要在完成配网规划之前实现按照“资源统筹、大小有度、接线清晰、就近供电、过渡有序”地原则进行科学划分，从空间、电网等多个维度进行分析，综合考虑。空间维度是指需要合理的考虑行政区划、地理地势、用地形式、交通道路、管辖范围等客观条件。电网维度是指考虑电网现状、电源分布、供电所管辖范围、网架结构、通道资源等因素，两者相辅相成密不可分。

现行各供电企业的供电范围基本以行政区划为边界，对辖区内的电网设备、电力用户等进行维护管理，在该基础上进一步划分为供电分区、供电网格和供电单元三个层次，主要划分方式如下：

(1)供电分区：供电分区由供电网格组成，一般以行政的城区、县作为一个供电分区。

(2)供电网格：供电网格由供电单元组成，不应跨越供电区域(A-E)，不宜跨越220kV供电分区。为便于建设和维护，按照行政的乡、镇、区划分成独立的供电网格，也可按照供电营业部(供电所)管辖地域范围作为一个供电网格。

(3)供电单元：供电单元的大小原则应该以6-8条线路为适宜，界限清晰不宜跨越供电所管理范围，不应跨越供电分区和供电网格。按照街道、河流、山区等自然地理布局进行合理划分，不宜跨越高速公路、铁路，同种用地性质的区块尽量划分在同一供电单元内。

在本实施例中，配电网供电单元的划分需要结合电网和空间信息，利用可视化引擎，按照“供电分区、供电网格、供电单元”三级来划分，遵守“资源统筹、大小有度、接线清晰、就近供电、过渡有序”的原则，具体功能点包括分区绘制、网格绘制、单元绘制、区域管理、区域修改、删除及拆分合并、区域关系维护。

(一)区域划分依据

1)资源统筹，区域划分应考虑变电站的布点位置、容量大小、间隔资源等影响，必要时可对上级电网规划提出优化建议。此外，应该考虑通道资源的影响，划分结果应根据通道资源的使用情況进行优化调整。

2)大小有度，供电分区按照城区、郊区和县市大的行政区划边界进行划分；供电网格按照行政(区、镇、乡)边界进行划分；供电单元的划分在发达区域配电网供电单元大小以6～8回线为宜，欠发达区域配电网供电单元可以以行政(村、街道)边界进行划分。

3)界限清晰，供电分区和网格应与市政规划分区分片相协调，供电网格不宜跨越市政分区分片，不应跨越控规边界；供电单元要按照街巷、桥梁、河流、山丘、湖泊等自然地理布局进行合理划分，不宜跨越高速公略、铁略、河流。

4)就近供电，以电气距离作为判断电源远近的依据。

5)过渡有序，区域划分应按照远景一次划定，如无控制性详细规划、上级电源点变化，一般不做调整。对于供电单元，需要结合经济性和供电可靠性要求，兼顾配电网规划建设的平滑过渡，可整合部分供电单元，统筹考虑规划建设方案。

(二)业务流程架构

如图2所示，各级供电区域的划分是个***科学的工程，以供电单元的划分流程为例实际划分流程分为三个阶段，分别是准备阶段、划分阶段和校验阶段。

1)准备阶段，主要是对区域现状进行通道规划，形成初步目标网架；

2)划分阶段，依据划分原则对区域进行单元划分，形成初步划分结果；

3)校验阶段，通过负荷校验，校验初步划分的科学性，最后完成配电网供电单元划分。

本项目需要在实际操作流程中充分理解各个阶段工作，提供以下主体功能完成各级供电区域的划分。

(三)主体功能描述

1)区域绘制，包括了分区绘制、网格绘制、单元绘制，需要创建相应模型，主要包括供电分区、供电网格、供电单元，利用可视化引擎制定相关绘图规范、图元样式规范(包括边界线样式、填充样式、透明度等)，并提供网格绘制工具，包括捕捉、录入(录入时需对网格关系进行校验，如不能交叉、重叠、嵌套等)、关系维护(对供电网格录入维护与所属供电分区的关系，供电单元需维护所属供电网格的关系等)、电网关系处理(所录入供电网格包含的电网设备)等。

2)区域管理，梳理行政区域、供电分区、供电网格、供电单元、现状网架等之间的关系，且创建相互之间的关系，包括包含、能否相交、重叠、嵌套等，并通过相关关系进行各区域之间关联维护、查询、管理等，形成供电分区、供电网格、供电单元三级树状管理结构。

3)区域修改

对绘制好的分区、网格和单元进行编辑操作，包括边界编辑、性质变化、关系维护等。

4)区域拆分

对特定分区、网格和单元进行拆分操作，生成2个以上同类型区域，支持在区域中进行切线或者捕捉地理背景街道、河流、高铁划分，划分后，按切线缓冲范围(缓冲值可设定)生成区域间距，需考虑切线的各种情况，如在交点处、边线处等。

5)区域合并

对选中的两个同级别区域进行合并操作，考虑区域的性质、相邻等实际情况，对区域的合并进行逻辑判断，对应符合合并条件的区域，生成新区域，并按照特定条件赋予新区域属性。

6)区域删除

对分区、网格和单元进行删除操作，删除时考虑区域(如供电网格与供电单元的包含关系等)之间的关系，网格与电网的关系维护等。

在所有功能操作中需要维护好各个供电分区、供电网格和供电单元的名称、性质和面积。

所述现状分析模块3用于结合配电网的特征，对电网结构、设备水平、供电能力和智能化及绿色发展进行分类分体系的诊断分析，从各项分析查找现状电网存在的问题，并且以问题分级原则，对现状分析环节中发现的问题进行归纳和总结，建立现状问题库；现状分析需要结合地理信息可视化引擎，进行智能高级应用——智能区域统计和智能诊断分析。

在本实施例中，现状分析以数据精准和问题精准为目标，依据已经完成数据采集和电网简化后的熟数据，对现状电网进行全面摸底和诊断，采用定量分析与定性分析相结合，定量为主，定性为辅的方法，发现现状电网的薄弱环节，并在地图上对诊断结果进行多维度展示，基础功能分为三个部分：汇总统计，分析诊断和问题汇总，利用智能化和自动化技术建设智能规划功能，包括智能区域统计和智能诊断分析，对问题进行分级排列，形成按轻重缓急分类的问题库。

(1)汇总统计

基础部分：对区域内基本数据进行归集统计形成区域概况信息，此类信息的原始数据从数据仓库中获取。主要信息既应该涵盖区域环境、社会经济、常住人口、城镇化率等基本信息，又应该包括涵盖区域内电网规模数据，包括区域内电源情况、现状负荷、配变容量个数、线路长度条数等电网信息。

智能部分：对于配电网供电单元内的电网规模实现智能动态统计，统计信息主要是区域内电源情况、现状负荷、配变容量个数、线路长度条数，既可以在图上直接选择已有供电单元完成统计，又可以通过可视化引擎提供的多边形选择工具绘制自定义区域进行统计。

(2)分析诊断

分析诊断考虑在电网结构、设备水平、供电能力和智能化及绿色发展等方面入手，***评估电网现状，诊断电网薄弱环节。对供电单元所处地域不同发展水平制定差异化评价指标，分析存在问题，并自动生成分级问题库、管理问题库。

基础部分：

1)电网结构分析

以供电单元为单位进行电网结构分析，主要分析以下内容：单主变变电站、单电源进线变电站、单幅射中压线路、线路联络情况、供电半径情况、线路N-1通过情况。

对电网结构进行诊断分析时需要考虑以下因素：正常运行时，各变电站应有相互独立的供电区域，供电区不交叉、不重叠，故障或检修时，变电站之间应有一定比例的负荷转供能力；在同一供电区域内，变电站中压出线长度及所带负荷宜均衡，应有合理的分段和联络；故障或检修时，中压线路应具有转供非停运段负荷的能力；接入一定容量的分布式电源时，应合理选择接入点，控制短路电流及电压水平；高可靠性的配电网结构应具有网络重构能力，便于实现故障自动隔离。

对接线方式进行分析时需要考虑联络点设置应满足如下要求，其中中压配电网主要接线方式有单辐射、双辐射、多分段适度联络、单环式、双环式和多供一备等方式。架空线路的接线方式根据周边电源情况和线路负载大小确定，一般一条线路不超过3个联络点，联络点应设置于主干线上，且每个分段不超过—个联络点；电缆网一般采取双环单环网结构，单环网尚未形成时，可与现有架空线路暂时手拉手；联络点不应该设置在首端，这是由于设置在首端时该线路发生故障后，与其联络的线路无法发挥转供作用。同杆架设线路之间不宜进行联络。同杆架设的线路发生故障或者检修时同杆线路会同时停电，联络后，实际运行过程中难以发挥转供作用。

2)设备水平分析

以供电单元为单位进行设备水平分析，是分析供电单元内的线路和配电变压器的设备水平，主要内容包括：中压线路截面截面情况、在运设备投运年限情况、高损耗配电变压器情况。

3)供电能力分析

以供电单元为单位进行供电能力分析，是分析供电单元内的主变、线路和配电变压器的运行水平，主要内容包括：中压线路负载情况、变电站负载情况、配电变压器负载情况。

4)智能化及绿色发展分析

以供电单元为单位的智能化及绿色发展分析需要分析清洁能源消纳情况、配电自动化覆盖情况和配电变压器信息采集覆盖情况，这部分分析依赖于数据仓库对相关数据的获取情况，当数据获取存在问题时，可以不进行该部分分析。

5)主要展示方式

通过表格方式查看各项分析的详细结果，通过图形方式定位具体设备，通过不同主题渲染方式标记出分析结果的详细情况。

智能部分：

1)智能诊断分析

通过自动化处理技术，对需要完成的分析工作进行拆分和合并处理，既可以通过单项分析的方式对电网结构、设备水平、供电能力和智能化及绿色发展进行分析，也可以对一揽子分析进行一键集成分析，实现现状自动分析。

在组织形式上，建立清晰的层次结构分解复杂指标，采用定量分析与定性分析相结合的“多维度、多层级”分析方式，全面诊断和分析电网发展在速度、质量、效率和效益等方面的状况，找出薄弱环节，为电网发展方向和投资重点提供依据。

(3)问题汇总

现状电网诊断分析的主要目的是通过清晰明确，尽量可量化的指标找出电网存在的问题，并以问题为导向，对问题分级处理，对现状分析环节中发现的问题进行归纳和总结。

基础部分：

1)电网结构

在电网结构分析的基础上，找出电网结构中存在的问题，主要有单主变变电站、单辐射线路、中压线路分段小于3段、不通过N-1校验线路、供电半径超标线路。

2)设备水平

对供电单元内设备水平分析，涉及的相关问题有导线截面偏小、卡脖子、老旧设备、高损耗配电变压器等几类。

3)供电能力

基于供电能力分析的结果，主要找出设备中负载水平存在异常的情况，涉及到主变、配变和和中压线路的过载、重载和轻载等问题。

4)主要展示方式

通过表格方式查看问题数据，通过图形方式定位存在问题的具体设备，通过不同主题渲染方式标记出问题分布情况。

智能部分：

1)问题自动分级

对所有问题进行问题自动分级是指由于现状电网存在的问题种类繁多，配电网现状问题种类较多，要全部解决需要大规模的电网投资，将电网现状问题进行分级排序便于统筹安排资金和项目，有针对性地进行电网建设。

通过预设模板和建立分类体系的方法，将问题按照其紧急的程度分为三级，分别为一级、二级和三级，其中一级的紧急程度最轻，三级的紧急程度最重。通过对现状问题进行分级，在将来可实现对规划项目的排序，投资过程中优先安排级别高的问题与项目。

问题分级的主要原则和方式如图3所示。

2)智能诊断建议

根据预设模板和建立电网发展诊断经验库，智能提出发展诊断建议，提高数据收集整理效率和诊断分析质量，为科学高效规划电网发展给出合理精准指导。

所述负荷预测模块4用于针对配电网单元制规划的特点，采取适合单元负荷预测的方法，对近中期负荷采取自然增长率结合新增点负荷的方法进行预测；

在本实施例中，自然增长率是指对供电单元内的现有负荷特性及发展情况，结合历史增长规律和经济发展趋势，设定增长率，从而得到现有负荷的自然发展情况。对用户远景饱和负荷及建成投产时间，预测用户中间年负荷。对远景年的负荷采取空间负荷密度法进行预测，利用从市政部门收集的详细控制规划信息，结合负荷密度指标的设置和各个区块的面积，计算基于图形分布的远景年负荷预测结果。

配电网供电单元负荷预测，分为近中期负荷预测和远景年负荷预测。实际规划业务流程，先进行远景年负荷预测，再进行近中期的负荷预测。

(1)远景年负荷预测

远景年负荷预测需要利用政企数据中台建设项目采集从当地政府收集到的市政规划资料。当规划单元有地块控制性详细规划时，在空间负荷预测时采用建筑面积负荷密度指标法，否则采用占地面积负荷密度指标法。

空间负荷密度指标法进行负荷预测时，需要采用“自下而上”的预测思路，先计算出各个供电单元内每个地块的负荷，在考虑需用系数的情况下，叠加计算得到各街区负荷；街区负荷在考虑负荷间同时率的情况下，叠加计算得到供电单元饱和年总的负荷值。其中，进行街区饱和负荷预测的目的是为了确定配电变压器台数和容量配置。采用此预测方式，需要在图形空间上展示出各个地块、街区、供电单元的负荷分布情况。

远景年负荷预测主要包括以下功能点。

1)控规图导入

从政企数据中台建设项目中获取市政部门详细用地规划，导入用地性质、占地面积、容积率等详细信息，建立空间分区。当前数据比较难获取时，考虑通过手动录入的方式建立空间分区，并且需要提供录入地块详细信息的工具。

2)空间分区绘制

利用可视化引擎制定的相关绘图规范、图元样式规范(包括边界线样式、填充样式、透明度等)，录入地块和街区，包括捕捉、录入(录入时需对空间分区关系进行校验，如不能交叉、重叠、嵌套等)、关系维护(对地块录入维护与所属街区的关系，街区需维护所属供电单元的关系等)等。

空间分区绘制时，需要能够自动获取空间的占地面积，修改和录入用地性质、占地面积、容积率、建筑面积(也可以根据占地面积和容积率自动换算)等信息。

空间分区绘制完毕后，可以修改分区边界，删除分区，修改分区信息。

3)计算参数设置

负荷密度指标设置，分为占地面积负荷密度指标设置和建筑面积负荷密度指标设置。提供负荷密度指标设置界面，默认给出各用地性质下典型值。由于负荷密度指标跨度大，为了负荷当地实际情况，需要对本地区不同类型负荷密度情况进行调研，总结提炼出规划区单位建筑面积负荷密度指标和占地面积负荷密度指标，一旦设置后可以保存在***内以供下次使用。

需求系数设置，需用系数是一个经验数据，具体值因每个城市电网而不同，该值在采取建筑面积密度指标法进行计算时使用，需要提供按不同用地性质分类的录入界面，默认给出典型值，一旦设置后可以保存在***内以供下次使用。

同时率设置，提供界面设置街区与街区之间的同时率，一般默认值为0.8，设置单元与单元之间的同时率，一般默认值为0.9。

4)预测计算

建筑面积负荷密度指标法计算，根据建筑面积负荷密度指标法按照“自下而上”的方式，分级计算汇总，最终得到供电单元负荷值和总负荷值。计算完毕后，在图形上按照负荷密度分布情况使用冷暖色调渲染。

占地面积负荷密度指标法计算，计算方法和步骤同建筑面积负荷密度指标法，只是参数采用建筑面积相关的指标和建筑面积，计算时无需考虑需用系数。

(2)近中期负荷预测

近中期负荷预测需要从数据仓库获取营销部所收集的大用户报装资料，包括用户名称、负荷性质、计划用电时间、报装容量和地理位置等信息，获取供电单元内配电变压器的历史负荷。

近中期负荷预测采取“现有负荷自然增长+新增点负荷S曲线”法，结合单元建设阶段、发展环境等因素，逐年计算单元现有负荷和新增负荷的增长情况。

近中期负荷预测主要包括以下功能点：

1)现有负荷增长率设置与计算

利用现状分析时所收集的配电变压器负荷信息，若存在历史年配变负荷信息，自动计算历史年平均增长率，作为近中期负荷增长率。否者，提供设置界面录入增长率。增长率的设置，应该考虑既可以单独设置某个配变的负荷增长率，也可以批量设置区块内的多个配变的负荷增长率。

2)现有负荷近中期预测

考虑供电单元的经济发展水平、单元建设阶段和自然环境等特征，使用设置的增长率计算出现有配变近中期逐年的负荷值。

3)点负荷的录入

当从数据仓库中收集的数据存在地理信息时，采取自动成图方式自动在地图上绘制出点负荷。否者，使用点负荷录入工具，手动在地图上点击负荷位置录入负荷，同时需要录入负荷的用户名称、负荷性质、计划用电时间、报装容量等信息。

4)点负荷的修改

对地图上既定位置的负荷,提供修改和删除工具。点负荷的修改可以通过地图上移动点负荷的方式，修改点负荷位置；通过属性窗口，修改用户名称、负荷性质、计划用电时间、报装容量等信息。

5)点负荷S曲线法计算

对于S曲线负荷增长参数提供界面进行维护，按照不同年份不同用地性质进行设置。设置完成后，根据用户远景年饱和负荷以及建成投产时间，回推用户中间年负荷情况。

6)近中期负荷预测

在完成供电单元内现有负荷近中期预测和新增点负荷的逐年负荷预测后，两者汇总便是供电单元的近中期负荷预测值。

所述电力平衡模块5用于基于近期负荷预测结果，确定电源容量需求和线路条数；所述电源容量需求的计算方法为根据供电单元的容载比为1.8～2.2，结合现有变电容量，确定所需新增的变电容量；所述线路条数的计算方法为根据配电网供电单元网供负荷及每条线路所带负荷，计算得到各单元的线路条数。

在本实施例中，电力平衡是根据近期负荷发展水平确定配电网供电单元近期中压设备的需求，包括电源容量需求和线路条数需求。电力平衡需要的数据有现状电网电源容量情况和线路分布情况，以及近期的负荷预测结果。

电力平衡的计算，首先要根据单元近中期负荷预测结果，按照平衡表计算公式逐年计算单元中压网供负荷；然后根据设定的容载比，分析比较网供负荷和现有电源容量的差额，确定电源容量逐年的需求情况；最后依据导线截面、接线方式确定单回馈线供电能力，进而逐年计算单元所需馈线条数：用所需馈线条数减去现有馈线条数，即得单元需要新建的馈线条数。在确定单元现有馈线条数时，若存在某些线路同时为两个及以上单元供电，则应按照供电路径最优等原则将其归到某个单元，统计其他单元馈线数量时不再计及。

电力平衡主要包括以下功能点：

(1)中压网供负荷计算

中压网供负荷的计算需要采集中压专线用户负荷和接入公用电网低压电源供电负荷等数据，当这些数据缺失时提供录入界面录入逐年值。在配电网供电单元总负荷扣除35kV及以上电压等级直供负荷，扣除中压专线用户负荷，扣除接入公用电网低压电源供电负荷之后，剩余的负荷即为中压网供负荷。

(2)容载比设置

提供界面设置容载比，由于城市发展水平和发展阶段不同，容载比默认值设置在1.8～2.2之间。容载比的设置能够单个供电单元单独设置，也可以批量多个供电单元同时设置。

(3)电源容量需求计算

根据网供负荷预测的结果，结合容载比，分析中压新增变电容量需求。

(4)线路条数计算

根据配电网供电单元网供负荷及每条线路所带负荷来确定目标年各单元的馈线条数。不同的网架网架结构，线路的供电能力将不一样，设计界面设置考虑N-1输送能力，默认值设置为4000MW。新增线路条数自动计算，供电单元内目标年与现状年线路条数的差值即为需要新增的线路条数。

上述计算均需要计算各中间年结果。

所述单元制规划模块6用于进行配电网供电单元网架规划，具体为基于现状网架，考虑现有通道资源和远期可行的通道资源，结合变电站布点和空间负荷预测结果，根据不同供电区域的不同要求，形成可实施、差异化、标准化的目标网架；在此过程中，需要根据局部网架调整智能校核接入方案的合理性和可行性。

在本实施例中，单元制规划是在结合现状电网诊断和分析结果、空间负荷预测分布情况、电力平衡电源和线路需求之后，对规划网架进行设计和设施布局。需要的数据除了上述各分析之后的结果数据之外，还需要从数据仓库采集通道资源数据，变电站10kV(20kV)侧出线间隔数据，新建电源点数据，以往规划方案数据。

单元制规划首先对已有通道资源进行排查，充分利用现有通道资源和远期可行的通道资源，结合变电站不点及出线规划需求，形成具有一定实施基础的远景通道规划；然后基于远景年空间负荷分布和市政功能分区，确定出线方向和位置，形成出线规划，与远景通道规划相结合构建远景年网架规划；最后，根据变电站近中期建设时序，结合近中期负荷预测及电力平衡结果，确定近中期出线方向和位置，在此过程中需要基于现状电网存在问题和相关需求采取针对性解决策略，形成过渡方案，制定过渡年网架规划。

单元制规划主要包括以下功能点：

基础部分：

(1)基础数据版本选择；

(2)通道资源录入与维护；

(3)新建变电站录入与维护；

(4)新建线路录入与维护；

(5)站房的录入与维护；

(6)变电站、站房模板的定制与维护；

(7)项目与设备的关联和维护；

(8)多方案多年份电网版本管理；

智能部分：

智能方案校核，是指基于场景模拟的可视化网架规划设计，对于供电单元内局部接入方案的调整能够迅速进行负荷估算，导线截面和供电半径校验，快速地校核是否能够满足初步的可靠性目标要求。

所述方案比选模块7用于对单元制规划形成的各个规划方案进行比选评价，基于配电网仿真计算，从供电能力、供电可靠性、运行效率、经济性方面，进行规划方案适应性评估，通过技术经济比选智能评价各方案优劣，并推荐最优方案，自动形成图册和规划文本；

在本实施例中，对单元制规划形成的各个规划方案进行短路计算、N-1分析和可靠性分析等仿真计算，初步筛选方案的科学性和合理性，通过技术经济比选智能评价各方案优劣，并推荐最优方案。

方案比选的主要功能点如下：

基础部分：

(1)仿真计算

提供电网拓扑数据，按单元制调用辅助规划工具计算，集成调用展现。

(2)投资估算

设备单价设置与维护、总投资计算。

(3)图册生成

文本标记、图形标记、打印设置预览、图形导出。

(4)规划文本生成

提供规划成果文字和表格自动导出。

智能部分：

(1)智能方案推荐

在电网结构、设备水平、供电能力和智能化及绿色发展等方面建立指标体系结构，综合评价各个方案优劣，智能推荐最优方案。

所述规划项目库模块8用于通过规划方案中各电网设备与项目的关联，并且按项目重要性进行排序，在目标网架展示、定位分年度的规划项目。

在本实施例中，规划项目库主要包括以下功能点：

(1)对已经投产的历史电网项目进行分布展示，包括的主要信息有项目名称、规划投产时间、实际投产时间、实际规模等。

(2)显示在建项目所影响的设备分布情况。

(3)对进入储备库的项目进行分布展示，并对储备项目的建设优先级进行区分展示。

(4)对规划项目的分布在图上进行展示，包括的主要信息有项目名称、规划投产时间、规划规模等。

(5)项目定位和项目查询。

从***分层设计出发，主要分为视图层、控制层、业务逻辑层、数据服务层、数据访问层、数据传输对象以及一体化基础平台和相关配套服务(包括基础设施层)，具体技术架构如图4所示。

视图层：主要完成用户交互功能。功能菜单通过HTML页面进入，通过Bootstrap框架展示界面，用CSS来规范页面样式，使用JS进行前台业务逻辑和页面控制；向服务器提交的数据以AJAX的方式提交到后台的Action类进行处理。

控制层：包含Controller控制器、异常处理、日志记录、权限控制等功能组件。

Controller控制器使用springMVC的Controller来实现，采用spring4.3.16(安全版本)，它通过内置MVC开发模式，把页面数据处理、页面流转控制、页面生成三者分离开来。本项目主要使用它进行页面流转控制。

业务逻辑层和数据访问层原则上不拦截异常，而是将异常封装后向外抛出并在控制层进行处理。控制层进行异常处理，记录异常日志并拼装出错信息，在前台以统一的形式进行展现。

控制层同时进行权限控制的后台校验，每个controller的方法对应到统一权限中的某个菜单功能或者菜单功能对象。通过基类进行统一的权限校验，防止拼装HTTP请求进行越权操作。

控制层调用业务逻辑层进行业务处理，将所属业务模块的request中的参数传入业务逻辑层中，将业务逻辑层返回的数据转换为JSON格式后写入response。如无特殊情况，request和response不允许传入业务逻辑层。

业务逻辑层：由一系列Service接口以及Service实现组成，主要进行业务处理，每个Service是一组紧密关联的业务功能，这些业务功能调用数据服务层(DAO)接口完成持久化。

业务逻辑层和数据访问层都采用接口实现的方式，采用单例模式，类的初始化和装配工作由Spring IOC容器完成，在Spring配置文件中申明类的初始化，在Controller类或者服务类中通过@autowire的注解来实现类的装配，不需要额外的工厂类或者类的调用代码。

数据库事务控制放在业务逻辑层进行，业务逻辑层的一个方法即一个数据库事务，一个业务逻辑层的方法可以调用一个或者多个DAO方法，甚至于在循环中重复调用DAO方法多次，这些DAO的操作都会在一个事务内。具体的实现方法采用Spring AOP声明式事务，在需要事务控制的方法前面加上@transcational以及相应参数即可。

数据服务层：主要负责访问关系数据库等数据源并把数据转换为Java对象供其它层的程序调用；以及将其他层的Java对象数据固化到数据库内。

数据访问层(DAO)：所有的数据库访问操作都必须在DAO类内完成，包括查询语句的拼装，参数设置以及查询结果的解析等。不建议在业务逻辑层进行SQL的拼装，不允许将ResultSet或者其它数据库操作相关的类/接口传递到业务逻辑层进行操作。所有DAO类继承BaseDaoDboper类，在BaseDaoDboper类内会提供DBOper的两个操作类，DBOper和DBTableOper。

数据传输对象(DTO)：对于***内的数据传输，一般不建议使用Java实体类，DBOper的DBTableObject对象和DBTableRow对象作为DTO可以节省实体类的属性设置代码，并方便的转换为JSON格式。

传递参数和返回值如果是单值，使用类似java.lang.Long的类而不要使用long这样的简单类型；传递的参数如果是复合值(如复杂的过滤条件或数据集合)，可以考虑采用JSONObject或者HashMap对象。不允许将request和response对象传递到业务逻辑层或DAO层进行操作。数据访问层主要负责访问关系数据库等数据源并把数据转换为Java对象，提供给其它层的程序调用，以及将其他层的Java对象数据固化到数据库内。所有的数据库访问操作都必须在DAO类内完成，包括查询语句的拼装，参数设置以及查询结果的解析等。

基础设施层是本***基于统一权限平台进行开发。

统一权限平台提供以下公共功能：

统一认证：给用户提供了一次登录后在所有业务***都能使用的支持。***使用统一登录提供的接口验证当前用户是否登录，如果用户未登录则转向统一登录的登录页面。

组织机构：***的业务组织机构维护在统一权限平台中完成，并自动同步到***数据库中；提供接口给业务***查询数据。

用户管理：项目中的用户由统一权限平台提供，通过为用户配置业务组织角色，达到用户使用本项目的目的。

菜单管理：项目的菜单全部注册在统一权限平台，用户通过登录统一权限平台来访问本项目。

角色管理：提供角色组/企业角色/业务组织角色的维护和人员角色分配，并提供接口给业务***查询数据；

权限管理：***将菜单和功能按钮注册到统一权限平台后，在统一权限平台上进行授权；用户登录后从统一权限平台的菜单进入***；提供接口给业务***查询权限。

综上所述，本发明提供的一种面向多源数据融合的配电网智能规划***，充分利用先进信息通信技术，打造图数一体、在线交互、智能高效的面向多源数据融合的配电网智能规划***，实现智能区域统计、智能诊断分析、智能方案校核、智能方案推荐，推动实现配电网单元制规划全业务流程可视化、在线化和智慧化作业，提升规划工作的效率和质量；通过规划算法，以配电网供电单元为口径将电网资源、地理地形、廊道资源、环境专题、地方规划、城市布局等信息进行广泛融合，统筹考虑和综合计算，提高配电网规划的科学性和合理性；强调发现问题、分析问题、处理问题、优化方案的闭环管理，通过建立问题分类分级体系，并精准定位到各个单元，从规划源头上避免投资效益不高，实现项目投资向精准投资转变。通过上述信息化建设，可以提高辅助规划的工作效率和规划质量。通过维护国标企标、用户手册、典型设计等资料的知识库，有助于专业技术人员减少研究时间、做出正确的决策，以适应规划业务需求和方法的快速变迁。通过建立协同工作模块，方便了规划项目管理流程中人员之间交流和协同工作，提高跨部门人员管理和业务沟通的效率。通过利用大数据技术，从配网资源集市和管理模块中挖掘、统计、分析核心数据并形成可视化图表，便于管理部门开展整体规划工作，减少了人工手动方式，大大提高了工作效率。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.面向多源数据融合的配电网智能规划***，其特征在于，包括数据采集模块、区域划分模块、现状分析模块、负荷预测模块、电力平衡模块、单元制规划模块、方案比选模块和规划项目库模块；

所述数据采集模块用于根据配电网单元制规划业务要求，借助于配电网规划资源集市导入单元制规划所需要的数据；

所述区域划分模块用于在现行各供电企业的供电范围内以行政区划为边界，对辖区内的电网设备、电力用户进行维护管理，并进一步划分为供电分区、供电网格和供电单元三个层次；

所述现状分析模块用于结合配电网的特征，对电网结构、设备水平、供电能力和智能化及绿色发展进行分类分体系的诊断分析，从各项分析查找现状电网存在的问题，并且以问题分级原则，对现状分析环节中发现的问题进行归纳和总结，建立现状问题库；

所述负荷预测模块用于针对配电网单元制规划的特点，采取适合单元负荷预测的方法，对近中期负荷采取自然增长率结合新增点负荷的方法进行预测；

所述电力平衡模块用于基于近期负荷预测结果，确定电源容量需求和线路条数；

所述单元制规划模块用于进行配电网供电单元网架规划，具体为基于现状网架，考虑现有通道资源和远期可行的通道资源，结合变电站布点和空间负荷预测结果，根据不同供电区域的不同要求，形成可实施、差异化、标准化的目标网架；

所述方案比选模块用于对单元制规划形成的各个规划方案进行比选评价，基于配电网仿真计算，从供电能力、供电可靠性、运行效率、经济性方面，进行规划方案适应性评估，通过技术经济比选智能评价各方案优劣，并推荐最优方案，自动形成图册和规划文本；

所述规划项目库模块用于通过规划方案中各电网设备与项目的关联，并且按项目重要性进行排序，在目标网架展示、定位分年度的规划项目。

2.根据权利要求1所述的面向多源数据融合的配电网智能规划***，其特征在于，所述数据采集模块中的数据包括台账数据、GIS坐标数据、拓扑数据和运行数据；

所述数据采集模块还用于数据校核和修复、电网简化及控规图导入，对数据进行匹配治理，形成可持续更新和使用，且满足规划业务需求的配电网规划熟数据。

3.根据权利要求1所述的面向多源数据融合的配电网智能规划***，其特征在于，所述供电分区由供电网格组成，以行政的城区、县作为一个供电分区；

所述供电网格由供电单元组成，按照行政的乡、镇、区划分成独立的供电网格；

所述供电单元的大小以6-8条线路为界，按照自然地理布局进行合理划分，同种用地性质的区块划分在同一供电单元内。

4.根据权利要求1所述的面向多源数据融合的配电网智能规划***，其特征在于，所述自然增长率为根据供电单元内的现有负荷特性及发展情况，并结合历史增长规律和经济发展趋势而设定的增长率。

5.根据权利要求1所述的面向多源数据融合的配电网智能规划***，其特征在于，所述电源容量需求的计算方法为根据供电单元的容载比为1.8～2.2，结合现有变电容量，确定所需新增的变电容量；

所述线路条数的计算方法为根据配电网供电单元网供负荷及每条线路所带负荷，计算得到各单元的线路条数。

Images