CN108596502B - 用于电网的地理模型到配电网规划业务模型的化简方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于电网的地理模型到配电网规划业务模型的化简方法，包括将电网设备分为站内设备和站外设备并获取所有设备的属性信息；对站外设备和站内设备进行化简从而得到站外或站内设备的简化模型；将得到的站外设备简化模型和站内设备化简模型进行连接，得到最终的电网化简模型。本发明通过对站内和站外设备进行化简，并将化简后的模型进行连接从而得到化简后的电网模型，因此本发明方法能够对站外和站内设备分别进行化简，从而为后续分析提供基础数据模型，而且化简效果好，化简的模型直观准确。

Description

用于电网的地理模型到配电网规划业务模型的化简方法
技术领域
本发明具体涉及一种用于电网的地理模型到配电网规划业务模型的化简方法。
背景技术
随着国家经济技术的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们日常生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。
配电网是由多个站房、架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿电容以及一些附属设施等组成的，在电力网中起重要分配电能作用的网络。电网设备之间非常关键是电网拓扑关系，即从电源、经过线路和开关等供给下游的配电变压器和用户的供电连接关系。配电网规划辅助决策软件用于展示配电网的网架结构和电网设备，支持配电网分析计算，辅助工作人员进行项目编制，完成电网规划。但配电网基础数据来源于调度自动化、生产管理、电网GIS、营销业务(SG186)等多个专业系统，数据量大、来源复杂。其中，电网GIS系统存储着电网设备坐标和拓扑信息，但电网GIS主要面向生产系统服务，存储着全量的电网设备，数据量巨大，拓扑结构复杂，无法直接用于电网规划软件的分析和显示，需要进行数据化简，并同时保证电网拓扑不发生改变且电网电气特性等效。
电网拓扑的国际标准是IEC 61970/61968所定义的CIM(Common InformationModel，公用信息模型)标准，这也是中国电网企业在电网调度系统(EMS系统)所遵循的标准。目前国内配电网规划软件可实现通过CIM文件同电网GIS平台进行数据交换，无法进行化简，造成只能针对站房以及各站房连接关系进行显示和分析，而对于站房内的设备和拓扑结构无法进行显示和分析，这给配电网规划软件后续的电网结构的分析与计算结果带来很大的偏差。
发明内容
本发明的内容在于提供一种能够对站外和站内设备分别进行化简，从而为后续分析提供基础数据模型的用于电网的地理模型到配电网规划业务模型的化简方法。
本发明提供的这种用于电网的地理模型到配电网规划业务模型的化简方法，包括如下步骤：
S1.将电网设备分为站内设备和站外设备，并获取所有站内设备和站外设备的属性信息；
S2.根据步骤S1获取的站外设备的属性信息，对站外设备进行化简从而得到站外设备简化模型；
S3.根据步骤S1获取的站内设备的属性信息，对站内设备进行化简从而得到站内设备简化模型；
S4.将步骤S2得到的站外设备简化模型和步骤S3得到的站内设备化简模型进行连接，从而得到最终的电网化简模型。
所述的用于电网的地理模型到配电网规划业务模型的化简方法，还包括如下步骤：
S5.对化简后的模型进行数据校核，从而保证拓扑关系和电气特征的正确性。
步骤S1所述的对电网设备进行分类，具体为根据电网设备与站房的相对位置将电网设备分为站外设备和站内设备；同时，将站外设备继续分为节点设备、支路设备和附属设备。
所述的节点设备包括杆塔和电缆终端头等。
所述的支路设备包括电缆段和架空导线等。
所述的附属设备包括配电变压器和柱上开关等。
步骤S2所述的对站外设备进行化简，具体为采用如下步骤进行化简：
A.识别可合并的线路；
B.对步骤A得到的可合并线路进行线路坐标合并；
C.对步骤B合并后的线路进行线路拓扑重建；
D.将步骤C得到的重建后的线路进行属性合并；
E.剔除合并前线路的节点设备，从而完成站外设备的化简。
步骤A所述的可合并线路为相邻两段的线路，且线路间的节点设备无附属设备，且节点为非T节点；所述的线路包括电缆段和架空导线。
步骤B所述的线路坐标合并，具体为合并后的线路的坐标集合为合并前两条线路的节点的合集；所述的线路包括电缆段和架空导线。
步骤C所述的线路拓扑重建，具体为合并后的线路的拓扑连接为合并前两条线路两端的拓扑连接，同时去除合并前两条线路的连接处的拓扑连接；所述的线路包括电缆段和架空导线。
步骤D所述的属性合并，具体为根据下表1和表2所述的规则进行属性合并：
表1电缆段的属性合并规则
Figure BDA0001646041990000041
表2架空导线的属性合并规则
Figure BDA0001646041990000051
步骤S3所述的对站外设备进行化简，具体为采用如下步骤进行化简：
a.提取站房内的特征数据；
b.根据步骤a得到的特征数据进行模式匹配；
c.根据步骤b的模式匹配结果进行拓扑关系重建；
d.剔除原有站房，并以步骤c重建的拓扑关系代替原有站房，完成站内设备的化简。
步骤a所述的特征数据包括站内高压、中压和低压侧的母线数量，高压、中压和低压侧的变压器数量，高压、中压和低压侧的连接关系以及高压、中压和低压侧的接线模式类型等。
步骤b所述的模式匹配，具体为将步骤a得到的特征数据与标准接线模式进行匹配，若匹配成功则采用标准接线模式模型的图例代替原有图形。
本发明提供的这种用于电网的地理模型到配电网规划业务模型的化简方法，通过对站内和站外设备进行化简，并将化简后的模型进行连接从而得到化简后的电网模型，因此本发明方法能够对站外和站内设备分别进行化简，从而为后续分析提供基础数据模型，而且化简效果好，化简的模型直观准确。
附图说明
图1为本发明方法的方法流程图。
图2为本发明方法中模式匹配的标准图例示意图。
具体实施方式
如图1所示为本发明方法的方法流程图：本发明提供的这种用于电网的地理模型到配电网规划业务模型的化简方法，包括如下步骤：
S1.将电网设备分为站内设备和站外设备，并获取所有站内设备和站外设备的属性信息；根据电网设备与站房的相对位置将电网设备分为站外设备和站内设备；同时，将站外设备继续分为节点设备(包括杆塔和电缆终端头等)、支路设备(包括电缆段和架空导线等)和附属设备(包括配电变压器和柱上开关等)；
S2.根据步骤S1获取的站外设备的属性信息，对站外设备进行化简从而得到站外设备简化模型；具体为采用如下步骤进行化简：
A.识别可合并的线路；可合并线路为相邻两段的线路，且线路间的节点设备无附属设备，且节点为非T节点；所述的线路包括电缆段和架空导线；
B.对步骤A得到的可合并线路进行线路坐标合并；线路坐标合并具体为合并后的线路的坐标集合为合并前两条线路的节点的合集；所述的线路包括电缆段和架空导线；
C.对步骤B合并后的线路进行线路拓扑重建；线路拓扑重建具体为合并后的线路的拓扑连接为合并前两条线路两端的拓扑连接，同时去除合并前两条线路的连接处的拓扑连接；所述的线路包括电缆段和架空导线；
D.将步骤C得到的重建后的线路进行属性合并；属性合并具体为根据下表1和表2所述的规则进行属性合并：
表1电缆段的属性合并规则
Figure BDA0001646041990000081
表2架空导线的属性合并规则
Figure BDA0001646041990000091
E.剔除合并前线路的节点设备，从而完成站外设备的化简；将原先的两条电缆段/架空导线进行删除，完成站外设备等效处理；
然后重复上述步骤，直至完成所有站外设备化简；
S3.根据步骤S1获取的站内设备的属性信息，对站内设备进行化简从而得到站内设备简化模型；具体为采用如下步骤进行化简：
a.提取站房内的特征数据，包括站内高压、中压和低压侧的母线数量，高压、中压和低压侧的变压器数量，高压、中压和低压侧的连接关系以及高压、中压和低压侧的接线模式类型等；
b.根据步骤a得到的特征数据进行模式匹配，具体为将步骤a得到的特征数据与标准接线模式进行匹配，若匹配成功则采用标准接线模式模型的图例代替原有图形；在具体实施时参见下表3：
表3标准接线模式示意表
Figure BDA0001646041990000101
c.根据步骤b的模式匹配结果进行拓扑关系重建；
d.剔除原有站房，并以步骤c重建的拓扑关系代替原有站房，完成站内设备的化简；
S4.将步骤S2得到的站外设备简化模型和步骤S3得到的站内设备化简模型进行连接，从而得到最终的电网化简模型；
S5.对化简后的模型进行数据校核，从而保证拓扑关系和电气特征的正确性。

Claims (2)

1.一种用于电网的地理模型到配电网规划业务模型的化简方法，包括如下步骤：
S1. 将电网设备分为站内设备和站外设备，并获取所有站内设备和站外设备的属性信息；具体为根据电网设备与站房的相对位置将电网设备分为站外设备和站内设备；同时，将站外设备继续分为节点设备、支路设备和附属设备；其中，节点设备包括杆塔和电缆终端头；支路设备包括电缆段和架空导线；附属设备包括配电变压器和柱上开关；
S2. 根据步骤S1获取的站外设备的属性信息，对站外设备进行化简从而得到站外设备简化模型；具体为采用如下步骤进行化简：
A. 识别可合并的线路；可合并线路为相邻两段的线路，且线路间的节点设备无附属设备，且节点为非T节点；所述的线路包括电缆段和架空导线；
B. 对步骤A得到的可合并线路进行线路坐标合并；具体为合并后的线路的坐标集合为合并前两条线路的节点的合集；所述的线路包括电缆段和架空导线；
C. 对步骤B合并后的线路进行线路拓扑重建；具体为合并后的线路的拓扑连接为合并前两条线路两端的拓扑连接，同时去除合并前两条线路的连接处的拓扑连接；所述的线路包括电缆段和架空导线；
D. 将步骤C得到的重建后的线路进行属性合并；具体为根据下列规则进行属性合并：
对于线缆段，采用如下规则进行属性合并：
电缆名称：将两段电缆名称合并为一个，为电缆段1【电缆名称】_电缆段2【电缆名称】；
电缆段PMSID：不合并；
电压等级：两段电缆字段内容相同，采用电缆段1【电压等级】；
电网企业：两段电缆字段内容相同，采用电缆段1【电网企业】；
行政区划：不合并；
供电区域类型：不合并；
长度：将两段电缆长度合并为一个：电缆段1【长度】+电缆段2【长度】；
型号：两段电缆字段内容相同，采用电缆段1【型号】；
截面积：两段电缆字段内容相同，采用电缆段1【截面积】；
载流量：两段电缆字段内容相同，采用电缆段1【载流量】；
敷设方式：两段电缆字段内容相同，采用电缆段1【辐射方式】；
电缆起点：根据合并后电缆段拓扑结构判断填写；
电缆终点：根据合并后电缆段拓扑结构判断填写；
资产性质：两段电缆字段内容相同，采用电缆段1【资产性质】；
设备状态：两段电缆字段内容相同，采用电缆段1【设备状态】；
投运日期：两段电缆字段内容相同，采用电缆段1【投运日期】；
所属线路：两段电缆字段内容相同，采用电缆段1【所属线路】；
对于架空导线，采用如下规则进行合并：
导线名称：将两段架空导线名称合并为一个：架空导线1【导线名称】_架空导线2【导线名称】；
架空导线PMSID：不合并；
电网企业：两段架空导线字段内容相同，采用架空导线1【电网企业】；
行政区划：不合并；
供电区域类型：不合并；
电压等级：两段架空导线字段内容相同，采用架空导线1【电压等级】；
长度：将两段架空导线长度合并为一个：架空导线1【长度】+架空导线2【长度】；
型号：两段架空导线字段内容相同，采用架空导线1【型号】；
截面积：两段架空导线字段内容相同，采用架空导线1【截面积】；
导线最大允许电流：两段架空导线字段内容相同，采用架空导线1【导线最大允许电流】；
同塔线路回数：两段架空导线字段内容相同，采用架空导线1【同塔线路回数】；
同塔线路电压等级：两段架空导线字段内容相同，采用架空导线1【同塔线路电压等级】；
导线起点：根据合并后架空导线拓扑结构判断填写；
导线终点：根据合并后架空导线拓扑结构判断填写；
资产性质：两段架空导线字段内容相同，采用架空导线1【资产性质】；
设备状态：两段架空导线字段内容相同，采用架空导线1【设备状态】；
投运日期：两段架空导线字段内容相同，采用架空导线1【投运日期】；
所属线路：两段架空导线字段内容相同，采用架空导线1【所属线路】；
E. 剔除合并前线路的节点设备，从而完成站外设备的化简；将原先的两条电缆段/架空导线进行删除，完成站外设备等效处理；
然后以上步骤，直至完成所有站外设备化简；
S3. 根据步骤S1获取的站内设备的属性信息，对站内设备进行化简从而得到站内设备简化模型；具体为采用如下步骤进行化简：
a. 提取站房内的特征数据；特征数据包括站内高压、中压和低压侧的母线数量，高压、中压和低压侧的变压器数量，高压、中压和低压侧的连接关系以及高压、中压和低压侧的接线模式类型；
b. 根据步骤a得到的特征数据进行模式匹配；具体为将步骤a得到的特征数据与标准接线模式进行匹配，若匹配成功则采用标准接线模式模型的图例代替原有图形；
c. 根据步骤b的模式匹配结果进行拓扑关系重建；
d. 剔除原有站房，并以步骤c重建的拓扑关系代替原有站房，完成站内设备的化简；
S4. 将步骤S2得到的站外设备简化模型和步骤S3得到的站内设备化简模型进行连接，从而得到最终的电网化简模型。
2.根据权利要求1所述的用于电网的地理模型到配电网规划业务模型的化简方法，其特征在于还包括如下步骤：
S5. 对化简后的模型进行数据校核，从而保证拓扑关系和电气特征的正确性。
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