一种电网远景网架建设逐年时序分配方法

摘要

本发明涉及一种电网远景网架建设逐年时序分配方法，包括以下步骤：对配电网网架、变电站、路网、廊道等信息进行建模，在生成的远景网架中通过拓扑分析与现状电网网架进行映射融合；按优先级对现状电网中重载线路进行分流；将重载线路和轻载线路拆分成单辐射线路重新组合生成优化组合方案；对非标接线的拓扑岛中的线路进行分解，为组合成标准接线做准备；对辐射线路中的重载线路与非重载线路，组合成新的标准接线；将大分支先通过接入其他馈线，若不具备接入条件再接入自身馈线，通过切改的方式解决大分支问题。通过信息化结合智能算法进行过渡方案的生成，在生成过渡方案过程中，通过精准量化的指标比选出接入成本最佳、指标最优秀的方案。

说明书

技术领域

本发明属于电网规划技术领域，具体涉及一种电网远景网架建设逐年时序分配方法。

背景技术

当前在生成远景网架之后，会依据逐年的变电站建设时序，根据现状电网生成过渡网架方案。在此生成过程中没有信息化手段通过相关的算法进行自动生成过渡网架方案。

由此带来以下缺点：

1、人工生成的过渡网架只考虑解决局部问题，不能统筹全局资源进行优化配置；

2、生成的过渡网架缺乏定量的指标，难以在不同的方案之间进行必选；

3、人工生成的过渡网架往往与远景网架差异较大，难以在生成最终远景网架的时候考虑其经济性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电网远景网架建设逐年时序分配方法，克服了现有技术的不足，通过信息化结合智能算法进行过渡方案的生成，既兼顾现状电网的网架以及管廊条件也参考了远景网架，在变电站的不同建设时序中，体现了充分利用现状资源，在生成过渡方案过程中，通过精准量化的指标比选出接入成本最佳、指标最优秀的方案。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：

一种电网远景网架建设逐年时序分配方法，包括以下步骤：

对配电网网架、变电站、路网、廊道等信息进行建模，在生成的远景网架中通过拓扑分析与现状电网网架进行映射融合；

按优先级对现状电网中重载线路进行分流；

将重载线路和轻载线路拆分成单辐射线路重新组合生成优化组合方案；

对非标接线的拓扑岛中的线路进行分解，为组合成标准接线做准备；

对辐射线路中的重载线路与非重载线路，在考虑现状、路网与廊道的接入经济性最佳下组合成新的标准接线；

将大分支先通过接入其他馈线，若不具备接入条件再接入自身馈线，通过切改的方式解决大分支问题。

进一步，所述对配电网网架、变电站、路网、廊道等信息进行建模，在生成的远景网架中通过拓扑分析与现状电网网架进行映射融合，包括

(1)分别建立现状电网的所有馈线队列queue status和空的存放带主干和分支的馈线队列queue current；

(2)基于远景网架中，连接两两变电站的馈线主干通路，形成馈线队列queue；

(3)从馈线队列queue中取出一个馈线F，判断馈线队列queue是否为空，若是则进入(13)，若不是则进入(4)；

(4)形成馈线F的主干节点集合，并初始化集合位置变量i＝0；

(5)判断馈线F的主干节点集合的数量是否大于集合位置变量i，若是则进入(6)，若不是则进入(12)；

(6)从馈线F的主干节点集合中获取集合位置变量i对应的主干节点，从对应的主干节点为起始节点，从主干的分支节点开始对现状电网线路做BFS遍历搜索；

(7)判断在BFS过程中是否搜索到现状电网的不同馈线的出线开关，若是则进入(8)，若不是则进入(11)；

(8)将搜索到的现状电网的不同馈线加入到馈线队列queue的末尾；

(9)取出主干节点和主干的分支节点之间的双端设备，并将双端设备设置成退役设备；

(10)将馈线F加入不在空的存放带主干和分支的馈线队列queue current，同时集合位置变量i加1，并循环进入(5)；

(11)在BFS过程中搜索到现状电网的联络开关或者退役设备为止，将搜索到的分支设备加入到馈线F范围中，并进入(10)；

(12)将馈线F从馈线队列queue中删除，并进入(3)；

(13)将出现在现状电网的馈线队列queue status中，并且不在空的存放带主干和分支的馈线队列queue current的馈线存入队列queue diff中；将队列queue diff中的馈线加入不在空的存放带主干和分支的馈线队列queue current中，并进入下一步骤。

进一步，所述现状电网中重载线路的优先次序为：先解决有重载线路但能通过N-1的线路，再解决有重载线路又存在大分支的线路，最后解决只有重载的线路。

进一步，所述按优先级对现状电网中重载线路进行分流，包括

(1)分析不在空的存放带主干和分支的馈线队列queue current中所有馈线，将重载馈线存入queue poor队列中，按照先重载并且存在大分支的馈线，再只有重载馈线的次序存入，从queue poor队列中取出第一个记录，得到问题馈线F

(2)判断queue poor队列中是否为空，若是则进入下一步骤，若不是则进入(3)；

(3)计算馈线F

(4)获取馈线F

(5)记ComboF数目为NumF，ComboB数目为NumB，组合ComboF和ComboB的数目为C

(6)获取方案中最大可接入容量的馈线F

(7)将分支B

(8)判断ArrayB中是否还有未接入的分支，若是则循环进入(6)，若不是则进入(11)；

(9)切割B

(10)从ArrayF中去除F

(11)分流后，通过拓扑分析，更新变动馈线的供电范围，并回到(2)。

进一步，所述将重载线路和轻载线路拆分成单辐射线路，包括

(1)初始化queue current队列的位置变量i＝0，判断位置变量i是否小于queuecurrent队列中馈线的数目，若是则进入(2)，若不是进入下一步骤；

(2)计算第i条馈线F

(3)获取Fi的联络开关，并将该联络开关设为退役；

(4)位置变量i加1，并循环进入(2)。

进一步，所述对非标接线的拓扑岛中的线路进行分解，为组合成标准接线做准备，包括

(1)对馈线队列queue current做联通拓扑岛分析，生成岛队列queue island，从岛队列queue island中取出第一个记录，得到岛对象island，判断岛队列queue island是否为空，若是则进入下一步骤，若不是则进入(2)；

(2)从岛对象island中查找所有联络开关，得到联络开关队列queue tie，查找所有关联馈线，得到关联馈线队列queue feeder，初始化queue tie队列位置变量i＝0；

(3)判断queue tie队列位置变量i是否小于岛队列queue island的数量，若是则进入(4)，若不是则进入(8)；

(4)从queue tie队列中获取i对应的联络开关tie，判断tie联络的两条馈线是否属于同一变电站，若是则进入(5)，若不是则进入(7)；

(5)将联络开关tie对象设置成退役，从queue tie队列中删除tie对象，判断联络开关tie退役后是否存在辐射线，若是则进入(6)；

(6)从关联馈线队列queue feeder中删除辐射线对象，并循环进入(3)；

(7)queue tie队列位置变量i加1，并循环进入(3)；

(8)判断关联馈线队列queue feeder数量是否小于等于2，若是则进入(11)，若不是则进入(9)；

(9)判断关联馈线队列queue feeder数量是否小于等于3，若是则进入(10)，若不是则进入(12)；

(10)从关联馈线队列queue feeder中找出可接入容量最大的馈线F

(11)将联络开关island从queue island队列中删除，并循环进入(1)；

(12)对关联馈线队列queue feeder做联通拓扑岛分析，生成岛队列queue islandtmp，并判断岛队列queue island tmp数量是否大于1，若是则进入(13)，若不是则进入(14)；

(13)将岛队列queue island tmp追加到岛队列queue island中，进入(11)；

(14)获取岛队列queue island tmp的岛对象island tmp，并判断岛对象islandtmp的馈线数量是否大于4，若是则进入(15)，若不是则进入(16)；

(15)从岛对象island tmp拆分出4条馈线，并从岛对象island tmp中删除这4条馈线，相关的联络开关设置为退役，循环进入(14)；

(16)判断岛对象island tmp的馈线数量是否大于2，若是则进入(17)，若不是则进入(11)；

(17)从island_tmp拆分出2条馈线，并从island_tmp中删除这2条馈线，相关的联络开关设置为退役，循环进入(16)。

进一步，所述对辐射线路中的重载线路与非重载线路，在考虑现状、路网与廊道的接入经济性最佳下组合成新的标准接线，包括

(1)从queue current馈线队列中获取重载辐射线路队列queue overloaded和非重载线路队列queue non overloaded，从重载辐射线路队列queue overloaded中取出第一个记录，得到重载线路F

(2)找出网架中所有变电站，判断变电站是否遍历完，若是则进入(6)，若不是则进入(3)；

(3)取出当前遍历到的变电站S，判断变电站S剩余间隔数量是否大于0，若是则进入(4)，若不是则循环进入(2)；

(4)判断接入后变电站S的负债率是否小于70％，若是则进入(5)，若不是则循环进入(2)；

(5)从F

(6)D list容器按照距离从小到大排序，取得前3个最短距离对应的变电站，结合实际路网，分别计算3个变电站到线路的最短距离，从中找到一个最小值，生成F

(7)记重载辐射线路队列queue overloaded数目为M，非重载线路队列queue nonoverloaded数目为N，将重载线路与非重载线路进行组合数目为C

(8)取第i个组合，记重载馈线为F

(9)结合路网，将集合p

(10)记录此组合以及对应的成本到组合队列combination list，进入(11)；

(11)组合位置i加1，并进入(7)；

(12)初始化组合队列combination list的位置i＝0，判断组合队列combinationlist的位置i是否小于组合队列combination list数量，若是则进入(13)，若不是则进入(14)；

(13)取出两点，线路经过两点考虑成本最优进行连接，在循环进入(12)；

(14)更新变电站负载率信息，在重载辐射线路队列queue overloaded和非重载辐射线路队列queue non overloaded中删除已连接的线路，判断重载辐射线路队列queueoverloaded是否为空，若是则进入下一步骤，若不是则进入(15)；

(15)重载辐射线路队列queue overloaded按照最小接入成本从小到大排序，开始遍历重载辐射线路队列queue overloaded，判断重载辐射线路队列queue overloaded是否遍历完，若是则进入下一步骤，若不是则进入(16)；

(16)取当前遍历到的线路F

(17)变电站接入后，判断S

(18)F

(19)找出F

进一步，所述将大分支先通过接入其他馈线，若不具备接入条件再接入自身馈线，通过切改的方式解决大分支问题，包括

(1)分析queue current馈线队列大分支问题，生成大分支队列queue branch，初始化大分支队列queue branch位置i＝0，判断位置i是否小于大分支队列queue branch数量，若是则进入(2)，若不是则进入(7)；

(2)获取i对应的大分支branch，做半径1.5公里的凸包寻找城市线路，做半径3公里的凸包寻找城市线路，判断是否找到满足条件的单环，若是则进入(3)，若不是则进入(6)；

(3)馈线按距离升序排列，找到能通过N-1的单环，判断是否能找到通过N-1且不重载的馈线，若是则进入(4)，若不是则进入(5)；

(4)接入大分支，且位置i加1，循环进入(1)；

(5)按照负载率120％重新校验N-1且单条馈线负载率不超过70％，判断是否通过N-1，若是则进入(4)，若不是则进入(6)；

(6)切改到自身线路上；

(7)计算所有大分支末端到主干的经济最优点，判断是否存在有一个经济最优点接入大分支数目大于1，若是则进入(8)，若不是则进入(14)；

(8)大分支层号最大节点到主干的经济最优切割点，在原线上寻找新的开断点，判断原线是否形成新的大分支，若是则进入(9)，若不是则进入(10)；

(9)调整开断点，循环进入(8)；

(10)判断是否找到满足条件的开断点，若是则进入(12)，若不是则进入(11)；

(11)按减少配变方向移动切割点，判断是否找到新的分割点，若是则进入(8)；

(12)计算大分支末端点接入成本和末端前配变的接入成本，判断成本比值是否小于1.4，若是则进入(13)，若不是则进入(14)；

(13)接入末端点，并进入(14)；

(14)接入大分支，并输出结果，

(15)接入末端前配变点，并进入(14)。

本发明与现有技术相比较，具有以下有益效果：

本发明通过信息化结合智能算法进行过渡方案的生成，既兼顾现状电网的网架以及管廊条件也参考了远景网架，在变电站的不同建设时序中，体现了充分利用现状资源，在生成过渡方案过程中，通过精准量化的指标比选出接入成本最佳、指标最优秀的方案。

本发明能大幅提升过渡方案生成的效率以及合理性，提高电网的规划水平。

附图说明

图1为一种电网远景网架建设逐年时序分配方法的流程示意图。

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所示，本发明所述一种电网远景网架建设逐年时序分配方法，包括以下步骤：

步骤一、对配电网网架、变电站、路网、廊道等信息进行建模，在生成的远景网架中通过拓扑分析与现状电网网架进行映射融合；

(1)分别建立现状电网的所有馈线队列queue status和空的存放带主干和分支的馈线队列queue current；

(2)基于远景网架中，连接两两变电站的馈线主干通路，形成馈线队列queue；

(3)从馈线队列queue中取出一个馈线F，判断馈线队列queue是否为空，若是则进入(13)，若不是则进入(4)；

(4)形成馈线F的主干节点集合，并初始化集合位置变量i＝0；

(5)判断馈线F的主干节点集合的数量是否大于集合位置变量i，若是则进入(6)，若不是则进入(12)；

(6)从馈线F的主干节点集合中获取集合位置变量i对应的主干节点，从对应的主干节点为起始节点，从主干的分支节点开始对现状电网线路做BFS遍历搜索；

(7)判断在BFS过程中是否搜索到现状电网的不同馈线的出线开关，若是则进入(8)，若不是则进入(11)；

(8)将搜索到的现状电网的不同馈线加入到馈线队列queue的末尾；

(9)取出主干节点和主干的分支节点之间的双端设备，并将双端设备设置成退役设备；

(10)将馈线F加入不在空的存放带主干和分支的馈线队列queue current，同时集合位置变量i加1，并循环进入(5)；

(11)在BFS过程中搜索到现状电网的联络开关或者退役设备为止，将搜索到的分支设备加入到馈线F范围中，并进入(10)；

(12)将馈线F从馈线队列queue中删除，并进入(3)；

(13)将出现在现状电网的馈线队列queue status中，并且不在空的存放带主干和分支的馈线队列queue current的馈线存入队列queue diff中；将队列queue diff中的馈线加入不在空的存放带主干和分支的馈线队列queue current中，并进入下一步骤。

步骤二、按优先级对现状电网中重载线路进行分流，现状电网中重载线路的优先次序为：先解决有重载线路但能通过N-1的线路，再解决有重载线路又存在大分支的线路，最后解决只有重载的线路；

(1)分析不在空的存放带主干和分支的馈线队列queue current中所有馈线，将重载馈线存入queue poor队列中，按照先重载并且存在大分支的馈线，再只有重载馈线的次序存入，从queue poor队列中取出第一个记录，得到问题馈线F

(2)判断queue poor队列中是否为空，若是则进入下一步骤，若不是则进入(3)；

(3)计算馈线F

(4)获取馈线F

(5)记ComboF数目为NumF，ComboB数目为NumB，组合ComboF和ComboB的数目为C

(6)获取方案中最大可接入容量的馈线F

(7)将分支B

(8)判断ArrayB中是否还有未接入的分支，若是则循环进入(6)，若不是则进入(11)；

(9)切割B

(10)从ArrayF中去除F

(11)分流后，通过拓扑分析，更新变动馈线的供电范围，并回到(2)。

步骤三、将重载线路和轻载线路拆分成单辐射线路重新组合生成优化组合方案；

(1)初始化queue current队列的位置变量i＝0，判断位置变量i是否小于queuecurrent队列中馈线的数目，若是则进入(2)，若不是进入下一步骤；

(2)计算第i条馈线F

(3)获取Fi的联络开关，并将该联络开关设为退役；

位置变量i加1，并循环进入(2)。

步骤四、对非标接线的拓扑岛中的线路进行分解，为组合成标准接线做准备；

(1)对馈线队列queue current做联通拓扑岛分析，生成岛队列queue island，从岛队列queue island中取出第一个记录，得到岛对象island，判断岛队列queue island是否为空，若是则进入下一步骤，若不是则进入(2)；

(2)从岛对象island中查找所有联络开关，得到联络开关队列queue tie，查找所有关联馈线，得到关联馈线队列queue feeder，初始化queue tie队列位置变量i＝0；

(3)判断queue tie队列位置变量i是否小于岛队列queue island的数量，若是则进入(4)，若不是则进入(8)；

(4)从queue tie队列中获取i对应的联络开关tie，判断tie联络的两条馈线是否属于同一变电站，若是则进入(5)，若不是则进入(7)；

(5)将联络开关tie对象设置成退役，从queue tie队列中删除tie对象，判断联络开关tie退役后是否存在辐射线，若是则进入(6)；

(6)从关联馈线队列queue feeder中删除辐射线对象，并循环进入

(3)；

(7)queue tie队列位置变量i加1，并循环进入(3)；

(8)判断关联馈线队列queue feeder数量是否小于等于2，若是则进入(11)，若不是则进入(9)；

(9)判断关联馈线队列queue feeder数量是否小于等于3，若是则进入(10)，若不是则进入(12)；

(10)从关联馈线队列queue feeder中找出可接入容量最大的馈线F

(11)将联络开关island从queue island队列中删除，并循环进入(1)；

(12)对关联馈线队列queue feeder做联通拓扑岛分析，生成岛队列queue islandtmp，并判断岛队列queue island tmp数量是否大于1，若是则进入(13)，若不是则进入(14)；

(13)将岛队列queue island tmp追加到岛队列queue island中，进入(11)；

(14)获取岛队列queue island tmp的岛对象island tmp，并判断岛对象islandtmp的馈线数量是否大于4，若是则进入(15)，若不是则进入(16)；

(15)从岛对象island tmp拆分出4条馈线，并从岛对象island tmp中删除这4条馈线，相关的联络开关设置为退役，循环进入(14)；

(16)判断岛对象island tmp的馈线数量是否大于2，若是则进入(17)，若不是则进入(11)；

(17)从island_tmp拆分出2条馈线，并从island_tmp中删除这2条馈线，相关的联络开关设置为退役，循环进入(16)。

步骤五、对辐射线路中的重载线路与非重载线路，在考虑现状、路网与廊道的接入经济性最佳下组合成新的标准接线；

(1)从queue current馈线队列中获取重载辐射线路队列queue overloaded和非重载线路队列queue non overloaded，从重载辐射线路队列queue overloaded中取出第一个记录，得到重载线路F

(2)找出网架中所有变电站，判断变电站是否遍历完，若是则进入(6)，若不是则进入(3)；

(3)取出当前遍历到的变电站S，判断变电站S剩余间隔数量是否大于0，若是则进入(4)，若不是则循环进入(2)；

(4)判断接入后变电站S的负债率是否小于70％，若是则进入(5)，若不是则循环进入(2)；

(5)从F

(6)D list容器按照距离从小到大排序，取得前3个最短距离对应的变电站，结合实际路网，分别计算3个变电站到线路的最短距离，从中找到一个最小值，生成F

(7)记重载辐射线路队列queue overloaded数目为M，非重载线路队列queue nonoverloaded数目为N，将重载线路与非重载线路进行组合数目为C

(8)取第i个组合，记重载馈线为F

(9)结合路网，将集合p

(10)记录此组合以及对应的成本到组合队列combination list，进入(11)；

(11)组合位置i加1，并进入(7)；

(12)初始化组合队列combination list的位置i＝0，判断组合队列combinationlist的位置i是否小于组合队列combination list数量，若是则进入(13)，若不是则进入(14)；

(13)取出两点，线路经过两点考虑成本最优进行连接，在循环进入(12)；

(14)更新变电站负载率信息，在重载辐射线路队列queue overloaded和非重载辐射线路队列queue non overloaded中删除已连接的线路，判断重载辐射线路队列queueoverloaded是否为空，若是则进入下一步骤，若不是则进入(15)；

(15)重载辐射线路队列queue overloaded按照最小接入成本从小到大排序，开始遍历重载辐射线路队列queue overloaded，判断重载辐射线路队列queue overloaded是否遍历完，若是则进入下一步骤，若不是则进入(16)；

(16)取当前遍历到的线路F

(17)变电站接入后，判断S

(18)F

(19)找出F

步骤六、将大分支先通过接入其他馈线，若不具备接入条件再接入自身馈线，通过切改的方式解决大分支问题；

(1)分析queue current馈线队列大分支问题，生成大分支队列queue branch，初始化大分支队列queue branch位置i＝0，判断位置i是否小于大分支队列queue branch数量，若是则进入(2)，若不是则进入(7)；

(2)获取i对应的大分支branch，做半径1.5公里的凸包寻找城市线路，做半径3公里的凸包寻找城市线路，判断是否找到满足条件的单环，若是则进入(3)，若不是则进入(6)；

(3)馈线按距离升序排列，找到能通过N-1的单环，判断是否能找到通过N-1且不重载的馈线，若是则进入(4)，若不是则进入(5)；

(4)接入大分支，且位置i加1，循环进入(1)；

(5)按照负载率120％重新校验N-1且单条馈线负载率不超过70％，判断是否通过N-1，若是则进入(4)，若不是则进入(6)；

(6)切改到自身线路上；

(7)计算所有大分支末端到主干的经济最优点，判断是否存在有一个经济最优点接入大分支数目大于1，若是则进入(8)，若不是则进入(14)；

(8)大分支层号最大节点到主干的经济最优切割点，在原线上寻找新的开断点，判断原线是否形成新的大分支，若是则进入(9)，若不是则进入(10)；

(9)调整开断点，循环进入(8)；

(10)判断是否找到满足条件的开断点，若是则进入(12)，若不是则进入(11)；

(11)按减少配变方向移动切割点，判断是否找到新的分割点，若是则进入(8)；

(12)计算大分支末端点接入成本和末端前配变的接入成本，判断成本比值是否小于1.4，若是则进入(13)，若不是则进入(14)；

(13)接入末端点，并进入(14)；

(14)接入大分支，并输出结果，

(15)接入末端前配变点，并进入(14)。

综上，本发明所述一种电网远景网架建设逐年时序分配方法，通过信息化结合智能算法进行过渡方案的生成，既兼顾现状电网的网架以及管廊条件也参考了远景网架，在变电站的不同建设时序中，体现了充分利用现状资源，在生成过渡方案过程中，通过精准量化的指标比选出接入成本最佳、指标最优秀的方案。

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。