CN115062443B - 一种配电网在现状网架中归一化利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种配电网在现状网架中归一化利用方法，包括以下步骤：对配电网设备、地块、供电分区、供电单元进行建模；分析现状电网的拓扑，将备选通路分为站间通路、同站通路、辐射线通路、孤立拓扑岛通路这四种类型，分别对这四种类型的通路分析出主干部分并计算出主干长度；通过生成好的供电单元与备选通路之间的映射，计算供电单元在利用备选通路时的映射效益，将最佳的效益作为该供电单元利用现状电网的对应关系；通过将所有的供电单元与现状电网分析之后得到的经济性最佳的方案作为在远景网架中利用的最终方案。对现状电网的归一化利用，已经充分考虑了远景网架的供电单元接入最佳成本，避免出现反复利用的浪费。

Description

一种配电网在现状网架中归一化利用方法
技术领域
本发明属于电网规划技术领域，具体涉及一种配电网在现状网架中归一化利用方法。
背景技术
随着经济技术的发展，电能已经成为了人们生产和生活中比不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。随着电网中源、荷、储设备的多样化及其交互作用，配电网运行的不确定性和随机性越来越强，运行场景日益复杂。
现有配电网规划中，对于现状电网的利用还停留在人工阶段，没有信息化智能算法进行支撑，现状电网利用的合理性严重依赖规划人员的经验。人工首先分析现状电网存在的问题，然后在分析出问题的基础上对电网进行分流或者切改等手段。人工在规划的时候无法从远景网架的角度去对现状电网进行改造和利用，造成对现状电网拆了又重建的反复浪费的投资。
发明内容
本发明的目的在于提供一种配电网在现状网架中归一化利用方法，克服了现有技术的不足，对现状电网的归一化利用，已经充分考虑了远景网架的供电单元接入最佳成本，从而实现了对现状电网的一次利用，避免出现反复利用的浪费。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：
一种配电网在现状网架中归一化利用方法，包括以下步骤：
步骤一、对配电网设备、地块、供电分区、供电单元进行建模；
步骤二、分析现状电网的拓扑，将备选通路分为站间通路、同站通路、辐射线通路、孤立拓扑岛通路这四种类型，分别对这四种类型的通路分析出主干部分并计算出主干长度；
步骤三、通过生成好的供电单元与备选通路之间的映射，计算供电单元在利用备选通路时的映射效益，将最佳的效益作为该供电单元利用现状电网的对应关系；
步骤四、通过将所有的供电单元与现状电网分析之后得到的经济性最佳的方案作为在远景网架中利用的最终方案。
进一步，步骤二中所述站间通路由两条联络馈线组成，且两馈线所属变电站不同，所述同站通路由两条联络馈线组成，且两馈线所属变电站相同，所述辐射线通路为由一条辐射馈线组成的同站通路，所述孤立拓扑岛通路由一个孤立拓扑岛组成。
进一步，所述分别对这四种类型的通路分析出主干部分并计算出主干长度，具体步骤包括
(1)基于现状网架做拓扑分析，将所有拓扑点加入待搜索队列，判断搜索队列是否为空，若为是则结束输出结果，若为不是则进入(2)；
(2)队列中取出一个拓扑点，判断该拓扑点被标记为已搜索，若为是则循环进入(1)，若为不是则进入(3)；
(3)判断拓扑点是否有所属馈线，若为是则进入(6)，若为不是则进入(4)；
(4)拓扑点属于一个孤立拓扑岛通路，搜索拓扑岛，找到距离最远的两拓扑点，将两点间的路径作为主干路径，并进入(5)；
(5)根据此拓扑范围内的节点、设备、主干路径创建一个备选通路，加入备选通路数组；
(6)判断拓扑点是否有联络馈线，若为是则进入(7)，若为不是则进入(8)；
(7)拓扑点属于一条辐射线通路，以馈线出线开关为起点，搜索出一条最长路径，作为主干路径，并进入(5)；
(8)遍历联络馈线，判断是否有所属变电站与当前馈线不同的联络馈线，若为是则进入(11)，若为不是则进入(9)；
(9)当前馈线与每条联络馈线都可以组成一个同站备选通路，计算出当前馈线与每条联络馈线组成的备选通路主干长度，并进入(10)；
(10)取主干路径最长的馈线组合创建一个备选通路，加入备选通路数组；
(11)优先取异站馈线形成站间通路，当前馈线与每条联络馈线都可以组成一个站间备选通路，计算出当前馈线与每条异站联络馈线组成的备选通路主干长度，并进入(10)。
进一步，步骤三的具体步骤包括
(1)将所有备选通路加入升序队列，判断升序队列是否为空，若为是则结束输出结果，若为不是则进入(2)；
(2)取出升序队列中位于队首的通路P，开始遍历供电单元，判断供电单元是否遍历完，若为是则进入(5)，若为不是则进入(3)；
(3)取当前遍历到的供电单元U，对于通路P上的所有点，找到各自在供电单元U上的最近节点，如AA’、BB’、CC’、CD’，供电单元U上的节点取最近的点建立映射AA’、BB’、CC’，取供电单元的最长被映射长度Len＝AB+BC，判断映射长度是否小于1KM，若为是则循环进入(2)，若为不是则进入(4)；
(4)计算映射的建设成本Cost1＝AA’+CC’，计算分支接入的成本：计算供电单元U到通路映射部分的平均距离Cost2＝ave，计算供电单元U利用通路P的映射效益Benefit＝Len-Cost1-Cost2，记录映射效益最大且大于0的单元为Optimal U，并循环进入(2)；
(5)取单元Optimal U利用通路P，单元Optimal U中映射部分标记为已使用；P中已映射的部分切除，基于删除后的通路生成新的通路对象加入排序队列，并循环进入(1)。
进一步，所述升序队列中的通路按照其主干长度从小大的顺序排列。
本发明与现有技术相比较，具有以下有益效果：
本发明通过对现状电网的归一化利用，已经充分考虑了远景网架的供电单元接入最佳成本，从而实现了对现状电网的一次利用，避免出现反复利用的浪费。通过建立供电单元的映射长度、映射的建设成本以及映射效益等公式，能够量化的计算在供电单元负荷在接入现状电网时的成本，从而能够在不同的接入方案之间进行比选，最终生成经济性最佳的利用现状电网的接入方案。
本发明节省了配电网的大量投资，能够有效避免配电网建设过程中的大量资源浪费，成效显著。
附图说明
图1为一种配电网在现状网架中归一化利用方法的流程示意图。
图2为一种配电网在现状网架中归一化利用方法中步骤二的流程示意图。
图3为一种配电网在现状网架中归一化利用方法中步骤三的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-图3所示，本发明所述一种配电网在现状网架中归一化利用方法，包括以下步骤：
步骤一、对配电网设备、地块、供电分区、供电单元进行建模。
步骤二、分析现状电网的拓扑，将备选通路分为站间通路(由两条联络馈线组成，且两馈线所属变电站不同)、同站通路(由两条联络馈线组成，且两馈线所属变电站相同)、辐射线通路(由一条辐射馈线组成组成的同站通路)、孤立拓扑岛通路(由一个孤立拓扑岛组成)这四种类型，分别对这四种类型的通路分析出主干部分并计算出主干长度；
具体步骤包括
(1)基于现状网架做拓扑分析，将所有拓扑点加入待搜索队列，判断搜索队列是否为空，若为是则结束输出结果，若为不是则进入(2)；
(2)队列中取出一个拓扑点，判断该拓扑点被标记为已搜索，若为是则循环进入(1)，若为不是则进入(3)；
(3)判断拓扑点是否有所属馈线，若为是则进入(6)，若为不是则进入(4)；
(4)拓扑点属于一个孤立拓扑岛通路，搜索拓扑岛，找到距离最远的两拓扑点，将两点间的路径作为主干路径，并进入(5)；
(5)根据此拓扑范围内的节点、设备、主干路径创建一个备选通路，加入备选通路数组；
(6)判断拓扑点是否有联络馈线，若为是则进入(7)，若为不是则进入(8)；
(7)拓扑点属于一条辐射线通路，以馈线出线开关为起点，搜索出一条最长路径，作为主干路径，并进入(5)；
(8)遍历联络馈线，判断是否有所属变电站与当前馈线不同的联络馈线，若为是则进入(11)，若为不是则进入(9)；
(9)当前馈线与每条联络馈线都可以组成一个同站备选通路，计算出当前馈线与每条联络馈线组成的备选通路主干长度，并进入(10)；
(10)取主干路径最长的馈线组合创建一个备选通路，加入备选通路数组；
(11)优先取异站馈线形成站间通路，当前馈线与每条联络馈线都可以组成一个站间备选通路，计算出当前馈线与每条异站联络馈线组成的备选通路主干长度(取两馈线出线开关之间的路径作为主干路径)，并进入(10)。
步骤三、通过生成好的供电单元与备选通路之间的映射，计算供电单元在利用备选通路时的映射效益，将最佳的效益作为该供电单元利用现状电网的对应关系；
具体步骤包括
(1)将所有备选通路加入升序队列(按照其主干长度从小大的顺序排列)，判断升序队列是否为空，若为是则结束输出结果，若为不是则进入(2)；
(2)取出升序队列中位于队首的通路P，开始遍历供电单元，判断供电单元是否遍历完，若为是则进入(5)，若为不是则进入(3)；
(3)取当前遍历到的供电单元U，对于通路P上的所有点，找到各自在供电单元U上的最近节点，如AA’、BB’、CC’、CD’，供电单元U上的节点取最近的点建立映射AA’、BB’、CC’，取供电单元的最长被映射长度Len＝AB+BC，判断映射长度是否小于1KM，若为是则循环进入(2)，若为不是则进入(4)；
(4)计算映射的建设成本Cost1＝AA’+CC’，计算分支接入的成本：计算供电单元U到通路映射部分的平均距离Cost2＝ave(平均距离需要计算通路的被映射部分A’C’上所有节点到U的最近距离，取平均值)，计算供电单元U利用通路P的映射效益Benefit＝Len-Cost1-Cost2，记录映射效益最大且大于0的单元为Optimal U，并循环进入(2)；
(5)取单元Optimal U利用通路P，单元Optimal U中映射部分标记为已使用；P中已映射的部分切除，基于删除后的通路生成新的通路对象加入排序队列，并循环进入(1)。
步骤四、通过将所有的供电单元与现状电网分析之后得到的经济性最佳的方案作为在远景网架中利用的最终方案。
综上，本发明所述一种配电网在现状网架中归一化利用方法，对现状电网的归一化利用，已经充分考虑了远景网架的供电单元接入最佳成本，从而实现了对现状电网的一次利用，避免出现反复利用的浪费。通过建立供电单元的映射长度、映射的建设成本以及映射效益等公式，能够量化的计算在供电单元负荷在接入现状电网时的成本，从而能够在不同的接入方案之间进行比选，最终生成经济性最佳的利用现状电网的接入方案。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (4)

1.一种配电网在现状网架中归一化利用方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、对配电网设备、地块、供电分区、供电单元进行建模；
步骤二、分析现状电网的拓扑，将备选通路分为站间通路、同站通路、辐射线通路、孤立拓扑岛通路这四种类型，分别对这四种类型的通路分析出主干部分并计算出主干长度；
步骤三、通过生成好的供电单元与备选通路之间的映射，计算供电单元在利用备选通路时的映射效益，将最佳的效益作为该供电单元利用现状电网的对应关系；
步骤三的具体步骤包括
(1)将所有备选通路加入升序队列，判断升序队列是否为空，若为是则结束输出结果，若为不是则进入(2)；
(2)取出升序队列中位于队首的通路P，开始遍历供电单元，判断供电单元是否遍历完，若为是则进入(5)，若为不是则进入(3)；
(3)取当前遍历到的供电单元U，对于通路P上的所有点，找到各自在供电单元U上的最近节点，如AA’、BB’、CC’、CD’，供电单元U上的节点取最近的点建立映射，取供电单元的最长被映射长度Len＝AB+BC，判断映射长度是否小于1KM，若为是则循环进入(2)，若为不是则进入(4)；
(4)计算映射的建设成本Cost1＝AA’+CC’，计算分支接入的成本：计算供电单元U到通路映射部分的平均距离Cost2＝ave，计算供电单元U利用通路P的映射效益Benefit＝Len-Cost1-Cost2，记录映射效益最大且大于0的单元为Optimal U，并循环进入(2)；
(5)取单元Optimal U利用通路P，单元Optimal U中映射部分标记为已使用；P中已映射的部分切除，基于删除后的通路生成新的通路对象加入排序队列，并循环进入(1)；
步骤四、通过将所有的供电单元与现状电网分析之后得到的经济性最佳的方案作为在远景网架中利用的最终方案。
2.根据权利要求1所述的一种配电网在现状网架中归一化利用方法，其特征在于：步骤二中所述站间通路由两条联络馈线组成，且两馈线所属变电站不同，所述同站通路由两条联络馈线组成，且两馈线所属变电站相同，所述辐射线通路为由一条辐射馈线组成的同站通路，所述孤立拓扑岛通路由一个孤立拓扑岛组成。
3.根据权利要求2所述的一种配电网在现状网架中归一化利用方法，其特征在于：所述分别对这四种类型的通路分析出主干部分并计算出主干长度，具体步骤包括
(1)基于现状网架做拓扑分析，将所有拓扑点加入待搜索队列，判断搜索队列是否为空，若为是则结束输出结果，若为不是则进入(2)；
(2)队列中取出一个拓扑点，判断该拓扑点被标记为已搜索，若为是则循环进入(1)，若为不是则进入(3)；
(3)判断拓扑点是否有所属馈线，若为是则进入(6)，若为不是则进入(4)；
(4)拓扑点属于一个孤立拓扑岛通路，搜索拓扑岛，找到距离最远的两拓扑点，将两点间的路径作为主干路径，并进入(5)；
(5)根据此拓扑范围内的节点、设备、主干路径创建一个备选通路，加入备选通路数组；
(6)判断拓扑点是否有联络馈线，若为是则进入(7)，若为不是则进入(8)；
(7)拓扑点属于一条辐射线通路，以馈线出线开关为起点，搜索出一条最长路径，作为主干路径，并进入(5)；
(8)遍历联络馈线，判断是否有所属变电站与当前馈线不同的联络馈线，若为是则进入(11)，若为不是则进入(9)；
(9)当前馈线与每条联络馈线都可以组成一个同站备选通路，计算出当前馈线与每条联络馈线组成的备选通路主干长度，并进入(10)；
(10)取主干路径最长的馈线组合创建一个备选通路，加入备选通路数组；
(11)优先取异站馈线形成站间通路，当前馈线与每条联络馈线都可以组成一个站间备选通路，计算出当前馈线与每条异站联络馈线组成的备选通路主干长度，并进入(10)。
4.根据权利要求1所述的一种配电网在现状网架中归一化利用方法，其特征在于：所述升序队列中的通路按照其主干长度从小大的顺序排列。
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Denomination of invention: A Normalized Utilization Method for Distribution Networks in Current Network Structures

Granted publication date: 20230815

Pledgee: Hangzhou United Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Huafeng sub branch

Pledgor: HANGZHOU YOUTH INFORMATION TECHNOLOGY CO.,LTD.

Registration number: Y2024980005262

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