CN111082418B - 一种配电网设备拓扑关系分析系统及方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种配电网设备拓扑关系分析系统及方法，将目标区域划分为多个独立的网格，各网格之间无交叉重叠；使用基于GIS的空间分析技术，分析网格内的电网设备位置；确定配电变压器、配电线路或变电站的位置，判断其是否在指定的网格内，如果不是，则此不计入网格内相应设备数量；如果是计入对应网格的相应设备数量；既能提高终端用户的供电可靠性，又能保证电力企业精准投资的管理要求。

Description

一种配电网设备拓扑关系分析系统及方法

技术领域

本公开属于配电网设备分析技术领域，涉及一种配电网设备拓扑关系分析系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

配电网是整个电力系统的重要组成部分，为了实现其配电功能的有效发挥，就必须对其进行科学、合理地规划，开创全新的配电网结构，使其与城市的总体规划相适应。当前的配电网规划多是以市、县、区等行政单位为独立规划区域来进行规划设计和电网投资建设，这种大而全的规划方法存在不能解决重点区域首位解决的问题。这就对城市建设的快速发展对精细化规划提出了更高的要求，网格化规划是一种新型、有效的规划方式。所谓网络化规划就是参照一个城区不同地域、不同领域的开发程度、建设水平、负荷需求量等来重新布设网架，最张打造出一个配网结构清晰、规范连接、负荷均匀分布、安全高效的配网架构，以此来全方位提升配网系统的运行质量，提高供电服务水平。

但是据发明人了解，配电网设备具备体量大、类型多、更新变化快等特点，现状设备与供电网格缺乏有效数据关联，目前的网络化规划并不能很好的应用至空间拓扑分析问题。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种配电网设备拓扑关系分析系统及方法，本公开综合运用基于GIS的空间拓扑分析技术，发挥GIS图形与关系数据紧密耦合的优势，解决现状设备与供电网格无法有效关联的问题，构建以供电网格为单位现状配电网设备拓扑关系分析系统，实现供电网格内电源点追溯、停电范围分析、供电半径分析等功能。

根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：

一种配电网设备拓扑关系分析方法，包括以下步骤：

将目标区域划分为多个独立的网格，各网格之间无交叉重叠；

使用基于GIS的空间分析技术，分析网格内的电网设备位置；

确定配电变压器的位置，判断其是否在指定的网格内，如果不是，则此变压器不计入网格内变压器数量；如果是则根据拓扑关系分析配电变压器的所属线路属性以及其起点电站属性，计入对应网格的相应设备数量；

判断配电线路是否在指定网格内，如果不是，则此线路不计入网格内线路数量；如果是，则根据拓扑关系分析配电线路的起点电站属性和配电变压器，计入对应网格的相应设备数量；

判断变电站是否在指定网格内，如果不是，则此变电站不计入网格内变电站数量；如果是，则根据拓扑关系分析所有起点电站属性为本变电站的配电线路以及配电变压器，计入对应网格的相应设备数量。

作为可选择的实施方式，根据城市发展规划和相关规划业务要求，把一块区域分成若干个独立的网格。

作为可选择的实施方式，使用基于GIS地图的裁剪工具把一区域划分若干个独立的网格。

作为可选择的实施方式，空间分析的对象是一系列跟空间位置有关的数据，这些数据包括空间坐标和专业属性两部分，其中空间坐标用于实体的空间位置和几何形态，专业属性则是实体的性质。

作为可选择的实施方式，判断配电变压器是否在指定网格内，如果此配电变压器不在网格内，则此变压器不计入网格内变压器数量；如果此配电变压器在指定网格内，则根据拓扑关系分析配电变压器的所属线路属性，找到所属配电线路，将此配电线路计入网格内配电线路数量；再根据拓扑关系分析配电线路的起点电站属性，找到此线路的起点电站，并将此电站计入网格内变电站数量。

作为可选择的实施方式，判断配电线路是否在指定网格内，如果此配电线路不在网格内，则此线路不计入网格内线路数量；如果此配电线路在指定网格内，则根据拓扑关系分析配电线路的起点电站属性，找到起点电站，将此变电站计入网格内变电站数量；再根据拓扑关系分析所的所属线路为此线路的配电变压器，并将这些配电变电站数量计入此线路下带有变压器的数量。

作为可选择的实施方式，判断变电站是否在指定网格内，如果此变电站不在网格内，则此变电站不计入网格内变电站数量；如果此变电站在指定网格内，则根据拓扑关系分析所有起点电站属性为本变电站的配电线路并计入变电站的出线数量；根据拓扑关系分析所有所属线路属性为以上配电线路的配电变压器并计入线路下带有配电变压器的数量。

一种配电网设备拓扑关系分析系统，包括：

网格划分模块，被配置为将目标区域划分为多个独立的网格，各网格之间无交叉重叠；

空间分析模块，被配置为使用基于GIS的空间分析技术，分析网格内的电网设备位置；

配电变压器拓扑关系分析模块，被配置为确定配电变压器的位置，判断其是否在指定的网格内，如果不是，则此变压器不计入网格内变压器数量；如果是则根据拓扑关系分析配电变压器的所属线路属性以及其起点电站属性，计入对应网格的相应设备数量；

配电线路拓扑关系分析模块，被配置为判断配电线路是否在指定网格内，如果不是，则此线路不计入网格内线路数量；如果是，则根据拓扑关系分析配电线路的起点电站属性和配电变压器，计入对应网格的相应设备数量；

变电站拓扑关系分析模块，被配置为判断变电站是否在指定网格内，如果不是，则此变电站不计入网格内变电站数量；如果是，则根据拓扑关系分析所有起点电站属性为本变电站的配电线路以及配电变压器，计入对应网格的相应设备数量。

一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行所述的一种配电网设备拓扑关系分析方法的步骤。

一种终端设备，包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行所述的一种配电网设备拓扑关系分析方法的步骤。

与现有技术相比，本公开的有益效果为：

本公开综合运用基于GIS的空间拓扑分析技术，发挥GIS图形与关系数据紧密耦合的优势，解决现状设备与供电网格无法有效关联的问题，构建以供电网格为单位现状配电网设备拓扑关系分析系统，实现供电网格内电源点追溯、停电范围分析、供电半径分析等功能。

本公开把一块区域划分成多个独立的网格，通过拓扑分析，依旧能够准确把握配电线路、变压器和变电站电源的数量，既能提高终端用户的供电可靠性，又能保证电力企业精准投资的管理要求。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1是网格化规划示意图；

图2是网络内配电变压器的拓扑分析示意图；

图3是网格内配电线路的拓扑分析示意图；

图4是网络内变电站的拓扑分析示意图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本公开提出一种配电网设备拓扑关系分析方法，首先把一块区域分成若干个独立的网格，根据城市发展规划和相关规划业务要求，把一块区域分成若干个独立的网格。网格可以是规则的也可以是不规则的，网络之间不能交叉重叠。如图1所示，使用基于GIS地图的裁剪工具把一区域划分成了5个网格(当然，在其他实施例中，网格的数量可以变更)。后续的配电网现状统计、电网薄弱环节诊断、电网的网架规划等业务皆以网络为最小规划单元。

其次进行空间分析，使用基于GIS的空间分析技术，分析网格内的电网设备位置。空间分析是GIS系统的重要功能之一，是GIS系统与计算机辅助绘图系统的主要区别。空间分析的对象是一系列跟空间位置有关的数据，这些数据包括空间坐标和专业属性两部分。其中空间坐标用于实体的空间位置和几何形态，专业属性则是实体某一方面的性质。

a.网络内配电变压器的拓扑分析

为准确了解指定网格内的变压器数量以及每台变压器的供电线路和电源点，需要基于GIS进行设备拓扑分析。如图2所示，判断配电变压器是否在指定网格内，如果此配电变压器不在网格内，则此变压器不计入网格内变压器数量。如果此配电变压器在指定网格内，则根据拓扑关系分析配电变压器的所属线路属性，找到所属配电线路，将此配电线路计入网格内配电线路数量。再根据拓扑关系分析配电线路的起点电站属性，找到此线路的起点电站，并将此电站计入网格内变电站数量。

如图3所示，b.网格内配电线路的拓扑分析

判断配电线路是否在指定网格内，如果此配电线路不在网格内，则此线路不计入网格内线路数量。如果此配电线路在指定网格内，则根据拓扑关系分析配电线路的起点电站属性，找到起点电站，将此变电站计入网格内变电站数量。再根据拓扑关系分析所的所属线路为此线路的配电变压器，并将这些配电变电站数量计入此线路下带有变压器的数量。

c.网络内变电站的拓扑分析，如图4所示，判断变电站是否在指定网格内，如果此变电站不在网格内，则此变电站不计入网格内变电站数量。如果此变电站在指定网格内，则根据拓扑关系分析所有起点电站属性为本变电站的配电线路并计入变电站的出线数量。根据拓扑关系分析所有所属线路属性为以上配电线路的配电变压器并计入线路下带有配电变压器的数量。

相应的，还提供以下的产品实施例。

一种配电网设备拓扑关系分析系统，包括：

网格划分模块，被配置为将目标区域划分为多个独立的网格，各网格之间无交叉重叠；

空间分析模块，被配置为使用基于GIS的空间分析技术，分析网格内的电网设备位置；

配电变压器拓扑关系分析模块，被配置为确定配电变压器的位置，判断其是否在指定的网格内，如果不是，则此变压器不计入网格内变压器数量；如果是则根据拓扑关系分析配电变压器的所属线路属性以及其起点电站属性，计入对应网格的相应设备数量；

配电线路拓扑关系分析模块，被配置为判断配电线路是否在指定网格内，如果不是，则此线路不计入网格内线路数量；如果是，则根据拓扑关系分析配电线路的起点电站属性和配电变压器，计入对应网格的相应设备数量；

变电站拓扑关系分析模块，被配置为判断变电站是否在指定网格内，如果不是，则此变电站不计入网格内变电站数量；如果是，则根据拓扑关系分析所有起点电站属性为本变电站的配电线路以及配电变压器，计入对应网格的相应设备数量。

一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行所述的一种配电网设备拓扑关系分析方法的步骤。

一种终端设备，包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行所述的一种配电网设备拓扑关系分析方法的步骤。

本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种配电网设备拓扑关系分析方法，其特征是：包括以下步骤：

将目标区域划分为多个独立的网格，各网格之间无交叉重叠；

使用基于GIS的空间分析技术，分析网格内的电网设备位置；

确定配电变压器的位置，判断其是否在指定的网格内，如果不是，则此变压器不计入网格内变压器数量；如果是则根据拓扑关系分析配电变压器的所属线路属性以及其起点电站属性，计入对应网格的相应设备数量；

判断配电线路是否在指定网格内，如果不是，则此线路不计入网格内线路数量；如果是，则根据拓扑关系分析配电线路的起点电站属性和配电变压器，计入对应网格的相应设备数量；

判断变电站是否在指定网格内，如果不是，则此变电站不计入网格内变电站数量；如果是，则根据拓扑关系分析所有起点电站属性为本变电站的配电线路以及配电变压器，计入对应网格的相应设备数量；

判断变电站是否在指定网格内，如果此变电站不在网格内，则此变电站不计入网格内变电站数量；如果此变电站在指定网格内，则根据拓扑关系分析所有起点电站属性为本变电站的配电线路并计入变电站的出线数量；根据拓扑关系分析所有所属线路属性为以上配电线路的配电变压器并计入线路下带有配电变压器的数量。

2.如权利要求1所述的一种配电网设备拓扑关系分析方法，其特征是：根据城市发展规划和相关规划业务要求，把一块区域分成若干个独立的网格。

3.如权利要求1所述的一种配电网设备拓扑关系分析方法，其特征是：使用基于GIS地图的裁剪工具把一区域划分若干个独立的网格。

4.如权利要求1所述的一种配电网设备拓扑关系分析方法，其特征是：空间分析的对象是一系列跟空间位置有关的数据，这些数据包括空间坐标和专业属性两部分，其中空间坐标用于实体的空间位置和几何形态，专业属性则是实体的性质。

5.如权利要求1所述的一种配电网设备拓扑关系分析方法，其特征是：判断配电变压器是否在指定网格内，如果此配电变压器不在网格内，则此变压器不计入网格内变压器数量；如果此配电变压器在指定网格内，则根据拓扑关系分析配电变压器的所属线路属性，找到所属配电线路，将此配电线路计入网格内配电线路数量；再根据拓扑关系分析配电线路的起点电站属性，找到此线路的起点电站，并将此电站计入网格内变电站数量。

6.如权利要求1所述的一种配电网设备拓扑关系分析方法，其特征是：判断配电线路是否在指定网格内，如果此配电线路不在网格内，则此线路不计入网格内线路数量；如果此配电线路在指定网格内，则根据拓扑关系分析配电线路的起点电站属性，找到起点电站，将此变电站计入网格内变电站数量；再根据拓扑关系分析所的所属线路为此线路的配电变压器，并将这些配电变电站数量计入此线路下带有变压器的数量。

7.一种配电网设备拓扑关系分析系统，其特征是：包括：

网格划分模块，被配置为将目标区域划分为多个独立的网格，各网格之间无交叉重叠；

空间分析模块，被配置为使用基于GIS的空间分析技术，分析网格内的电网设备位置；

配电变压器拓扑关系分析模块，被配置为确定配电变压器的位置，判断其是否在指定的网格内，如果不是，则此变压器不计入网格内变压器数量；如果是则根据拓扑关系分析配电变压器的所属线路属性以及其起点电站属性，计入对应网格的相应设备数量；

配电线路拓扑关系分析模块，被配置为判断配电线路是否在指定网格内，如果不是，则此线路不计入网格内线路数量；如果是，则根据拓扑关系分析配电线路的起点电站属性和配电变压器，计入对应网格的相应设备数量；

变电站拓扑关系分析模块，被配置为判断变电站是否在指定网格内，如果不是，则此变电站不计入网格内变电站数量；如果是，则根据拓扑关系分析所有起点电站属性为本变电站的配电线路以及配电变压器，计入对应网格的相应设备数量；

判断变电站是否在指定网格内，如果此变电站不在网格内，则此变电站不计入网格内变电站数量；如果此变电站在指定网格内，则根据拓扑关系分析所有起点电站属性为本变电站的配电线路并计入变电站的出线数量；根据拓扑关系分析所有所属线路属性为以上配电线路的配电变压器并计入线路下带有配电变压器的数量。

8.一种计算机可读存储介质，其特征是：其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行权利要求1-6中任一项所述的一种配电网设备拓扑关系分析方法的步骤。

9.一种终端设备，其特征是：包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行权利要求1-6中任一项所述的一种配电网设备拓扑关系分析方法的步骤。

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