CN110348750A - 一种基于“功能块”的配电网模块化规划系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于“功能块”的配电网模块化规划系统，包括配电网层级划分、功能区分类、制定差异化的配电网模块化、制定差异化的负荷密度指标、建立基于横向协同与纵向支撑的模块化供电模型、构建目标网架规划模型、中间年配电网络结构过渡以及制定层级划分指导原则及标准体系。本发明的有益效果是：针对传统配电网规划颗粒度较粗的不足以及现有网格化规划缺乏科学理论体系的问题，总结配电网模块化规划需求，在此基础上构建涵盖“功能区、供电网格、供电单元、功能块”四个层级的配电网模块化规划体系，提出配电网模块化规划层级的科学定义及划分方法，从而提升配电网规划的精细程度，满足社会、电力企业和电力用户的需求。

Description

一种基于“功能块”的配电网模块化规划系统
技术领域
本发明涉及一种配电网模块化规划系统，具体为一种基于“功能块”的配电网模块化规划系统，属于配电网规划技术领域。
背景技术
配电网规划建设的终极目标是发展配电网、建设先进的配电网，以不断满足利益相关者的需求，达到利益的最大化，实现共赢的目标。对于我国配电网，利益相关者包括电网用户、电力企业和社会，这三者之间的关系以及对于电网规划建设的需求各不相同。
对于社会来说，配电网规划建设需服务于社会经济发展，满足不同类型功能定位和行政级别区域的差异化需求，因此有必要将不同类型功能定位和行政级别的区域设置为独立的功能区，并为不同的功能区设置差异化的规划技术原则和规划参数。
对于电力企业来说，传统的粗放式配电网规划易造成供电范围划分不合理、网络结构不清晰、转供模式复杂等问题，导致电力企业内部调度、运维、营销等各专业的管理精细化程度不足，为了改进这一问题，有必要将功能区进一步逐级细分为供电网格和供电单元，在供电网格和供电单元内形成独立的供电方案，支撑电网公司内部各专业的精细化管理。
对于电网用户来说，不同类型用户的用能需求是不同的，为了满足差异化的需求，有必要结合用户的负荷需求和功能定位将供电单元进一步细分为功能块，保证同一功能块内用户的负荷需求是趋同的，从而有针对性地满足用户的差异化用能需求。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于“功能块”的配电网模块化规划系统。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种基于“功能块”的配电网模块化规划系统，包括
配电网层级划分，将配电网划分为功能区、供电网格、供电单元和功能块四个层级；
其中，功能区是指在城市市区、近郊区以及城市行政区域内因城市建设和电网发展需要实行规划控制的规划区内，考虑功能定位和行政级别等因素划分的若干相对独立的分区，供电网格是在配电网功能区划分的基础上，与城乡控制性详细规划及行政区域划分相衔接，综合考虑配网建设、运维、调度、抢修服务及地理屏障等因素划分的若干相对独立的网格，供电单元是指在供电网格基础上，考虑负荷特性、联络方式等因素划分的若干相对独立的分区，功能块是组成供电单元的基本元素，是结合用户重要程度、重点考虑用户用电需求因素划分的若干相对独立的分区，体现终端电力用户的差异化供电质量需求
功能区分类，基于城市用地分类与规划建设用地标准(GB50137-2011)》所示的城市用地性质分类，考虑土地使用功能、土地利用方向等因素，将用地归类为工业聚集区、行政中心区、中心商务区、教育科研区、生活集中区、核心商业区、农业经济区和混合功能区等八类功能分区；
其中，生活集中区属于非经济功能区，为与产业活动没有直接关联的聚集区域，其余类别的功能区属于经济功能区。
制定差异化的配电网模块化，基于功能区划分结果，结合不同功能区的差异化功能定位和用能需求，制定差异化的配电网模块化规划原则；
制定差异化的负荷密度指标，基于功能区划分结果，结合不同功能区的差异化功能定位和用能需求，制定差异化的负荷密度指标，为配电网模块化规划提供参数依据；
建立基于横向协同与纵向支撑的模块化供电模型，以高压配电变电站为源，中压馈线为网，通过组合优选形成的供电模型；
构建目标网架规划模型，在配电网模块化供电模型和供电网格划分方案的基础上，考虑区域实际地理特征和负荷分布，以多“功能块”间的横向协调和多电压级的纵向支撑为依据，构建基于多目标的主变站间联络结构优化模型；
中间年配电网络结构过渡，基于配电网目标网架规划模型，综合考虑配电网现状水平和目标水平，研究配电网现状网架到目标网架的过渡；
制定层级划分指导原则及标准体系。
优选的，所述功能块是最基本的层次，由多个相邻的、功能定位和用地性质相近的地块组成；供电单元由负荷特性互补的多个功能块组成；供电网格由多个供电单元组成；功能区由多个供电网格组成。
其中，功能区层面重点开展高压网络规划，主要明确变电站布局；供电网格层面重点开展中压目标网架规划，重点落实区域饱和年目标网架结构，统筹上级电源出线间隔及通道资源；供电单元层面重点落实供电网格目标网架，确定中压主干线路接线组规划方案；功能块层面重点制定中压主干线路至配变组的中压分支线路规划方案
优选的，所述模块化供电模型包括供电架构、互联变电站座数和中压电网结构三个维度的信息，其中供电架构包括点状供电架构、带状供电架构和块状供电架构。
优选的，所述模块化供电模型具有点状供电模型、链式供电模型、三角形供电模型和矩形供电模型四种供电模型。
优选的，所述基于横向协同与纵向支撑建立的模块化供电模型能够实现目标网架的多网格间横向协同与多电压级间纵向支撑。
其中，多网格间横向协同是指网格内、变电站间形成强联络，以在常规故障下展开网格内独立转供；网格间形成弱联络，以在严重故障下展开网格间协同转供。
多电压级纵向支撑是指上下级电网之间形成协调互联结构，实现多电压等级之间的相互支撑协同发展。
优选的，所述目标网架规划模型基于供电单元和功能块划分结果，建立以经济性最优为目标的网架规划数学模型，并根据接线模式求取最优的主干线路和分支线路的布线方案。
本发明的有益效果是：该基于“功能块”的配电网模块化规划系统设计合理，针对传统配电网规划颗粒度较粗的不足以及现有网格化规划缺乏科学理论体系的问题，总结配电网模块化规划需求，在此基础上构建涵盖“功能区、供电网格、供电单元、功能块”四个层级的配电网模块化规划体系，提出配电网模块化规划层级的科学定义及划分方法，从而提升配电网规划的精细程度，满足社会、电力企业和电力用户的需求。
附图说明
图1为本发明系统流程示意图；
图2为本发明结构层级划分示意图；
图3为本发明功能区划分流程示意图。
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。
请参阅图1～3，一种基于“功能块”的配电网模块化规划系统，包括
配电网层级划分，将配电网划分为功能区、供电网格、供电单元和功能块四个层级；
其中，功能区是指在城市市区、近郊区以及城市行政区域内因城市建设和电网发展需要实行规划控制的规划区内，考虑功能定位和行政级别等因素划分的若干相对独立的分区，供电网格是在配电网功能区划分的基础上，与城乡控制性详细规划及行政区域划分相衔接，综合考虑配网建设、运维、调度、抢修服务及地理屏障等因素划分的若干相对独立的网格，供电单元是指在供电网格基础上，考虑负荷特性、联络方式等因素划分的若干相对独立的分区，功能块是组成供电单元的基本元素，是结合用户重要程度、重点考虑用户用电需求因素划分的若干相对独立的分区，体现终端电力用户的差异化供电质量需求
功能区分类，基于城市用地分类与规划建设用地标准(GB50137-2011)》所示的城市用地性质分类，考虑土地使用功能、土地利用方向等因素，将用地归类为工业聚集区、行政中心区、中心商务区、教育科研区、生活集中区、核心商业区、农业经济区和混合功能区等八类功能分区；
其中，生活集中区属于非经济功能区，为与产业活动没有直接关联的聚集区域，其余类别的功能区属于经济功能区。
制定差异化的配电网模块化，基于功能区划分结果，结合不同功能区的差异化功能定位和用能需求，制定差异化的配电网模块化规划原则；
制定差异化的负荷密度指标，基于功能区划分结果，结合不同功能区的差异化功能定位和用能需求，制定差异化的负荷密度指标，为配电网模块化规划提供参数依据；
建立基于横向协同与纵向支撑的模块化供电模型，以高压配电变电站为源，中压馈线为网，通过组合优选形成的供电模型，能够反映供电区域内的地形特点、负荷密度等信息；
构建目标网架规划模型，在配电网模块化供电模型和供电网格划分方案的基础上，考虑区域实际地理特征和负荷分布，以多“功能块”间的横向协调和多电压级的纵向支撑为依据，构建基于多目标的主变站间联络结构优化模型，进一步确定供电网格内变电站站间互联结构，明确供电网格内变电站及主变间合理的联络关系；
中间年配电网络结构过渡，基于配电网目标网架规划模型，综合考虑配电网现状水平和目标水平，研究配电网现状网架到目标网架的过渡；
制定层级划分指导原则及标准体系。
进一步的，所述功能块是最基本的层次，由多个相邻的、功能定位和用地性质相近的地块组成；供电单元由负荷特性互补的多个功能块组成；供电网格由多个供电单元组成；功能区由多个供电网格组成。
其中，功能区层面重点开展高压网络规划，主要明确变电站布局；供电网格层面重点开展中压目标网架规划，重点落实区域饱和年目标网架结构，统筹上级电源出线间隔及通道资源；供电单元层面重点落实供电网格目标网架，确定中压主干线路接线组规划方案；功能块层面重点制定中压主干线路至配变组的中压分支线路规划方案
进一步的，所述模块化供电模型包括供电架构、互联变电站座数和中压电网结构三个维度的信息，其中供电架构包括点状供电架构、带状供电架构和块状供电架构。
进一步的，所述模块化供电模型具有点状供电模型、链式供电模型、三角形供电模型和矩形供电模型四种供电模型。
进一步的，所述基于横向协同与纵向支撑建立的模块化供电模型能够实现目标网架的多网格间横向协同与多电压级间纵向支撑。
其中，多网格间横向协同是指网格内、变电站间形成强联络，以在常规故障下展开网格内独立转供；网格间形成弱联络，以在严重故障下展开网格间协同转供。
多电压级纵向支撑是指上下级电网之间形成协调互联结构，实现多电压等级之间的相互支撑协同发展。
进一步的，所述目标网架规划模型基于供电单元和功能块划分结果，建立以经济性最优为目标的网架规划数学模型，并根据接线模式求取最优的主干线路和分支线路的布线方案。
工作原理：在使用该基于“功能块”的配电网模块化规划系统时，总结配电网模块化规划需求，在此基础上构建涵盖“功能区、供电网格、供电单元、功能块”四个层级的配电网模块化规划体系，以目标网架为基础，采取大而化小、分而治之的方式，强化配电网规划与城乡用地功能属性融合，根据城市控制性详细规划以适当的地理面积单位，将规划区域划分为若干个规划单元，差异化地制定每个规划单元的发展目标，统筹目标网架、配电自动化、通信网络、电力廊道、用户接入等，做实规划基础、做细负荷预测、做深规划内容，实现模块化供电。
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。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种基于“功能块”的配电网模块化规划系统，其特征在于：包括
配电网层级划分，将配电网划分为功能区、供电网格、供电单元和功能块四个层级；
其中，功能区是指在城市市区、近郊区以及城市行政区域内因城市建设和电网发展需要实行规划控制的规划区内，考虑功能定位和行政级别等因素划分的若干相对独立的分区，供电网格是在配电网功能区划分的基础上，与城乡控制性详细规划及行政区域划分相衔接，综合考虑配网建设、运维、调度、抢修服务及地理屏障等因素划分的若干相对独立的网格，供电单元是指在供电网格基础上，考虑负荷特性、联络方式等因素划分的若干相对独立的分区，功能块是组成供电单元的基本元素，是结合用户重要程度、重点考虑用户用电需求因素划分的若干相对独立的分区，体现终端电力用户的差异化供电质量需求；
功能区分类，基于城市用地分类与规划建设用地标准(GB50137-2011)》所示的城市用地性质分类，考虑土地使用功能、土地利用方向等因素，将用地归类为工业聚集区、行政中心区、中心商务区、教育科研区、生活集中区、核心商业区、农业经济区和混合功能区八类功能分区；
其中，生活集中区属于非经济功能区，为与产业活动没有直接关联的聚集区域，其余类别的功能区属于经济功能区；
制定差异化的配电网模块化，基于功能区划分结果，结合不同功能区的差异化功能定位和用能需求，制定差异化的配电网模块化规划原则；
制定差异化的负荷密度指标，基于功能区划分结果，结合不同功能区的差异化功能定位和用能需求，制定差异化的负荷密度指标，为配电网模块化规划提供参数依据；
建立基于横向协同与纵向支撑的模块化供电模型，以高压配电变电站为源，中压馈线为网，通过组合优选形成的供电模型；
构建目标网架规划模型，在配电网模块化供电模型和供电网格划分方案的基础上，考虑区域实际地理特征和负荷分布，以多“功能块”间的横向协调和多电压级的纵向支撑为依据，构建基于多目标的主变站间联络结构优化模型；
中间年配电网络结构过渡，基于配电网目标网架规划模型，综合考虑配电网现状水平和目标水平，研究配电网现状网架到目标网架的过渡；
制定层级划分指导原则及标准体系。
2.根据权利要求1所述的一种基于“功能块”的配电网模块化规划系统，其特征在于：所述功能块是最基本的层次，由多个相邻的、功能定位和用地性质相近的地块组成；供电单元由负荷特性互补的多个功能块组成；供电网格由多个供电单元组成；功能区由多个供电网格组成；
其中，功能区层面重点开展高压网络规划，主要明确变电站布局；供电网格层面重点开展中压目标网架规划，重点落实区域饱和年目标网架结构，统筹上级电源出线间隔及通道资源；供电单元层面重点落实供电网格目标网架，确定中压主干线路接线组规划方案；功能块层面重点制定中压主干线路至配变组的中压分支线路规划方案。
3.根据权利要求1所述的一种基于“功能块”的配电网模块化规划系统，其特征在于：所述模块化供电模型包括供电架构、互联变电站座数和中压电网结构三个维度的信息，其中供电架构包括点状供电架构、带状供电架构和块状供电架构。
4.根据权利要求1所述的一种基于“功能块”的配电网模块化规划系统，其特征在于：所述模块化供电模型具有点状供电模型、链式供电模型、三角形供电模型和矩形供电模型四种供电模型。
5.根据权利要求1所述的一种基于“功能块”的配电网模块化规划系统，其特征在于：所述基于横向协同与纵向支撑建立的模块化供电模型能够实现目标网架的多网格间横向协同与多电压级间纵向支撑；
其中，多网格间横向协同是指网格内、变电站间形成强联络，以在常规故障下展开网格内独立转供；网格间形成弱联络，以在严重故障下展开网格间协同转供；
多电压级纵向支撑是指上下级电网之间形成协调互联结构，实现多电压等级之间的相互支撑协同发展。
6.根据权利要求1所述的一种基于“功能块”的配电网模块化规划系统，其特征在于：所述目标网架规划模型基于供电单元和功能块划分结果，建立以经济性最优为目标的网架规划数学模型，并根据接线模式求取最优的主干线路和分支线路的布线方案。
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