CN113158382A - 一种电网规划计算机辅助决策支持系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电网规划计算机辅助决策支持系统，包括信息收集模块、电网规划模块和经济效益分析模块，其中：信息收集模块，用于接收用户提供的目标地区的历史用电数据和电网规划的指标数据，统一各项数据类型后发送至电网规划模块；电网规划模块，用于接收信息收集模块发送的历史用电数据和电网规划的指标数据，进行电气计算分析和配网规划设计，并将得出的分析结果数据和设计结果数据发送至经济效益分析模块；经济效益分析模块，用于接收电网规划模块发送的分析结果数据和设计结果数据，依据经济分析模型进行经济效益分析。

Description

一种电网规划计算机辅助决策支持系统
技术领域
本发明涉及电网规划技术领域，具体是一种电网规划计算机辅助决策支持系统。
背景技术
在电力系统中，联系发电和用电的设施和设备的统称。属于输送和分配电能的中间环节，它主要由联结成网的送电线路、变电所、配电所和配电线路组成。通常把由输电、变电、配电设备及相应的辅助系统组成的联系发电与用电的统一整体称为电力网，简称电网。
针对电网规划计算机辅助这一重要研究领域，国内的研究单位和大学进行了很多研究和开发工作，但大多局限于一些模型算法的研究，或者仅完成了有关城市电网规划某一方面相关软件的开发工作，这些软件或算法虽然在配电网规划工作中也发挥了重要的作用，大多数仅提交了一个简单的互交式的模拟。很有可能数学方法的缺乏就是造成能提交完整报告的软件设计商数目少的原因。一般来说，科研论文中提出的规划方法与现实中大量使用的商用电网信息系统有相当大的差距。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电网规划计算机辅助决策支持系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电网规划计算机辅助决策支持系统，包括信息收集模块、电网规划模块和经济效益分析模块，其中：
信息收集模块，用于接收用户提供的目标地区的历史用电数据和电网规划的指标数据，统一各项数据类型后发送至电网规划模块；
电网规划模块，用于接收信息收集模块发送的历史用电数据和电网规划的指标数据，进行电气计算分析和配网规划设计，并将得出的分析结果数据和设计结果数据发送至经济效益分析模块；
经济效益分析模块，用于接收电网规划模块发送的分析结果数据和设计结果数据，依据经济分析模型进行经济效益分析，其中：
所述经济分析模型由用户预存于经济效益分析模块。
作为本发明进一步的方案：所述信息收集模块包括历史用电数据录入单元、指标数据录入单元和数据类型统一单元，历史用电数据录入单元、指标数据录入单元均与数据类型统一单元连接，其中：
历史用电数据录入单元，用于接收用户输入的目标地区的历史用电数据，并发送至数据类型统一单元；
指标数据录入单元，用于接收用户输入的电网规划的指标数据，并发送至数据类型统一单元；
数据类型统一单元，用于接收所述的历史用电数据和指标数据，将各项数据类型统一为word后录入表格，由表格进行显示并发送至电网规划模块。
作为本发明再进一步的方案：所述历史用电数据录入单元包括有图形资料录入组件和电量负荷原始数据录入组件，所述指标数据录入单元包括适用于目标地区的电力规划文本录入组件。
作为本发明再进一步的方案：所述电网规划模块包括电气计算分析单元和配网规划设计单元，电气计算分析单元和配网规划设计单元相连接，其中：
电气计算分析单元，用于接收信息收集模块发送的历史用电数据，依据用户预存的电气计算公式对电力系统中的各项指标进行计算，得出分析结果数据并发送至配网规划设计单元；
配网规划设计单元，用于接收信息收集模块发送的分析结果数据，将分析结果数据输入用户预存的电网规划模型，计算得出设计结果数据并发送至经济效益分析模块。
作为本发明再进一步的方案：所述电网规划模型为多目标优化算法，用于对配电网规划进行求解，得到配电网的规划方案。
作为本发明再进一步的方案：所述经济效益分析模块包括配网硬件规划单元、接入系统设计单元、配网经济效益计算单元和显示单元，配网硬件规划单元、接入系统设计单元、配网经济效益计算单元均与显示单元相连接。
作为本发明再进一步的方案：所述配网硬件规划单元包括变电站选址组件和线路路径规划组件，其中：
变电站选址组件，用于接收用户提供的目标地区的地理位置，选择与负载中心距离最近的区域作为变电站选址，并将变电站选址发送至线路路径规划组件；
所述线路路径规划，用于接收变电站选址组件发送的变电站选址，并从电网规划模型中获取各负载位置，规划电网线路，并发送至配网经济效益计算单元。
作为本发明再进一步的方案：所述接入系统设计单元用于获取用户提供的接入系统方案。
作为本发明再进一步的方案：所述配网经济效益计算单元用于获取电网规划中的各项数据，依据用户预存的电网经济效益模型，计算电网的经济效益。
作为本发明再进一步的方案：所述电网经济效益模型为线性规划模型：
Figure BDA0002876068200000031
其中：n为网络节点数量；
P0ij、Qoij为现有线路的输电功率(MW)，P0ij为i→j方向，Qoij为j→i方向；
Pij、Qij为新建线路的输电功率(MW)，Pij为i→j方向，Qij为j→i方向；
Mij为原有线路的损耗系数；
Nij为新建线路的投资乘以效益系数再加上损耗系数。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设置信息收集模块接收用户提供的目标地区的历史用电数据和电网规划的指标数据，统一各项数据类型后发送至电网规划模块；设置电网规划模块接收信息收集模块发送的历史用电数据和电网规划的指标数据，进行电气计算分析和配网规划设计，并将得出的分析结果数据和设计结果数据发送至经济效益分析模块；还设置有经济效益分析模块，接收电网规划模块发送的分析结果数据和设计结果数据，依据经济分析模型进行经济效益分析。
附图说明
图1为电网规划计算机辅助决策支持系统的结构框图。
图2为电网规划计算机辅助决策支持系统中信息收集模块的结构框图。
图3为电网规划计算机辅助决策支持系统中电网规划模块的结构框图。
图4为电网规划计算机辅助决策支持系统中经济效益分析模块的结构框图。
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1-4，一种电网规划计算机辅助决策支持系统，包括信息收集模块、电网规划模块和经济效益分析模块，其中：
信息收集模块，用于接收用户提供的目标地区的历史用电数据和电网规划的指标数据，统一各项数据类型后发送至电网规划模块；
电网规划模块，用于接收信息收集模块发送的历史用电数据和电网规划的指标数据，进行电气计算分析和配网规划设计，并将得出的分析结果数据和设计结果数据发送至经济效益分析模块；
经济效益分析模块，用于接收电网规划模块发送的分析结果数据和设计结果数据，依据经济分析模型进行经济效益分析，其中：
所述经济分析模型由用户预存于经济效益分析模块。
作为本发明进一步的方案：所述信息收集模块包括历史用电数据录入单元、指标数据录入单元和数据类型统一单元，历史用电数据录入单元、指标数据录入单元均与数据类型统一单元连接，其中：
历史用电数据录入单元，用于接收用户输入的目标地区的历史用电数据，并发送至数据类型统一单元；
指标数据录入单元，用于接收用户输入的电网规划的指标数据，并发送至数据类型统一单元；
数据类型统一单元，用于接收所述的历史用电数据和指标数据，将各项数据类型统一为word后录入表格，由表格进行显示并发送至电网规划模块；
在本发明的实施例中，所述历史用电数据录入单元包括有图形资料录入组件和电量负荷原始数据录入组件，所述指标数据录入单元包括适用于目标地区的电力规划文本录入组件；
需要说明的是，在本发明实施例中，所述信息收集模块收集获取的数据包括有：
a、图形资料
a1、目标地区现状中高压网接线图；
a2、目标地区现状中10Kv中压配电网接线图；
b、分类电量负荷原始数据
b1、负荷分类数据；
b2、负荷特性及历史电量；
b3、负荷预测各行业其它模型所需原始数据；
c、目标地区未来发展的规划文本；
d、已列入计划(在建)高压变电站的情况。
在本发明的实施例中，所述电网规划模块包括电气计算分析单元和配网规划设计单元，电气计算分析单元和配网规划设计单元相连接，其中：
电气计算分析单元，用于接收信息收集模块发送的历史用电数据，依据用户预存的电气计算公式对电力系统中的各项指标进行计算，得出分析结果数据并发送至配网规划设计单元；
配网规划设计单元，用于接收信息收集模块发送的分析结果数据，将分析结果数据输入用户预存的电网规划模型，计算得出设计结果数据并发送至经济效益分析模块；
需要说明的是，在本发明实施例中，电气计算分析单元计算电力系统中的各项指标包括有：
(1)潮流计算：选取不同的计算方式，:如丰大&丰小&枯大&枯小方式，校核一些薄弱的环节，比如是否存在线路过载问题(包括N-1情况)等等；
(2)短路计算：校核一些短路水平较高的点，是否存在超标的现象；
(3)稳定计算：计算静态稳定极限，暂态稳定极限，然后计算各种故障方式下的稳定水平，比如单瞬，比如三永，比如无故障断线等等，如果有稳定问题还要详细计算分析，比如稳控策略，切负荷方案等；
(4)过电压计算：高电压等级，一般是500kV，要求计算内过电压，内过电压的关注点包括有：各种过电压水平是否达标、无功配置、高压并联电抗器的配置方案、是否安装合闸电阻、中性点小电抗的配置方案；
(5)无功计算：依据分层分区平衡原则，计算无功平衡，采用软件仿真不同投切方式下的电压波动水平。
在本发明的实施例中，所述电网规划模型为多目标优化算法，用于对配电网规划进行求解，得到配电网的规划方案。
在本发明的实施例中，所述经济效益分析模块包括配网硬件规划单元、接入系统设计单元、配网经济效益计算单元和显示单元，配网硬件规划单元、接入系统设计单元、配网经济效益计算单元均与显示单元相连接。
在本发明的实施例中，所述配网硬件规划单元包括变电站选址组件和线路路径规划组件，其中：
变电站选址组件，用于接收用户提供的目标地区的地理位置，选择与负载中心距离最近的区域作为变电站选址，并将变电站选址发送至线路路径规划组件；
所述线路路径规划，用于接收变电站选址组件发送的变电站选址，并从电网规划模型中获取各负载位置，规划电网线路，并发送至配网经济效益计算单元。
在本发明的实施例中，所述接入系统设计单元用于获取用户提供的接入系统方案，需要说明的是，新建一个电源或者变电站，必然需要进入电网，从而改变电网结构，所以就涉及到接入系统方案，是系统设计比较重要的一部分，而诸如负荷预测，电力平衡、电气计算等，与上述计算方式一样，对于具体的问题，比如接入电压等级，导线截面选择，消纳分析，主变选型，新能源接入里面的负荷特性曲线，电能质量问题，需要详细分析，其作为现有技术，本发明实施例在此不做赘述。
在本发明的实施例中，所述配网经济效益计算单元用于获取电网规划中的各项数据，依据用户预存的电网经济效益模型，计算电网的经济效益。
在本发明的实施例中，所述电网经济效益模型为线性规划模型：
Figure BDA0002876068200000061
其中：n为网络节点数量；
P0ij、Qoij为现有线路的输电功率(MW)，P0ij为i→j方向，Qoij为j→i方向；
Pij、Qij为新建线路的输电功率(MW)，Pij为i→j方向，Qij为j→i方向；
Mij为原有线路的损耗系数；
Nij为新建线路的投资乘以效益系数再加上损耗系数。
可以理解的是，经济效益分析模块根据规划区内的改造和新建的网络设备，结合单位设备造价，估算投资。并在此基础上，分析还贷压力、投资回报情况等经济指标，明确为电力企业的经营管理提出决策性意见。
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 (10)

1.一种电网规划计算机辅助决策支持系统，其特征在于，包括信息收集模块、电网规划模块和经济效益分析模块，其中：
信息收集模块，用于接收用户提供的目标地区的历史用电数据和电网规划的指标数据，统一各项数据类型后发送至电网规划模块；
电网规划模块，用于接收信息收集模块发送的历史用电数据和电网规划的指标数据，进行电气计算分析和配网规划设计，并将得出的分析结果数据和设计结果数据发送至经济效益分析模块；
经济效益分析模块，用于接收电网规划模块发送的分析结果数据和设计结果数据，依据经济分析模型进行经济效益分析，其中：
所述经济分析模型由用户预存于经济效益分析模块。
2.根据权利要求1所述的电网规划计算机辅助决策支持系统，其特征在于，所述信息收集模块包括历史用电数据录入单元、指标数据录入单元和数据类型统一单元，历史用电数据录入单元、指标数据录入单元均与数据类型统一单元连接，其中：
历史用电数据录入单元，用于接收用户输入的目标地区的历史用电数据，并发送至数据类型统一单元；
指标数据录入单元，用于接收用户输入的电网规划的指标数据，并发送至数据类型统一单元；
数据类型统一单元，用于接收所述的历史用电数据和指标数据，将各项数据类型统一为word后录入表格，由表格进行显示并发送至电网规划模块。
3.根据权利要求2所述的电网规划计算机辅助决策支持系统，其特征在于，所述历史用电数据录入单元包括有图形资料录入组件和电量负荷原始数据录入组件，所述指标数据录入单元包括适用于目标地区的电力规划文本录入组件。
4.根据权利要求1所述的电网规划计算机辅助决策支持系统，其特征在于，所述电网规划模块包括电气计算分析单元和配网规划设计单元，电气计算分析单元和配网规划设计单元相连接，其中：
电气计算分析单元，用于接收信息收集模块发送的历史用电数据，依据用户预存的电气计算公式对电力系统中的各项指标进行计算，得出分析结果数据并发送至配网规划设计单元；
配网规划设计单元，用于接收信息收集模块发送的分析结果数据，将分析结果数据输入用户预存的电网规划模型，计算得出设计结果数据并发送至经济效益分析模块。
5.根据权利要求4所述的电网规划计算机辅助决策支持系统，其特征在于，所述电网规划模型为多目标优化算法，用于对配电网规划进行求解，得到配电网的规划方案。
6.根据权利要求1所述的电网规划计算机辅助决策支持系统，其特征在于，所述经济效益分析模块包括配网硬件规划单元、接入系统设计单元、配网经济效益计算单元和显示单元，配网硬件规划单元、接入系统设计单元、配网经济效益计算单元均与显示单元相连接。
7.根据权利要求6所述的电网规划计算机辅助决策支持系统，其特征在于，
所述配网硬件规划单元包括变电站选址组件和线路路径规划组件，其中：
变电站选址组件，用于接收用户提供的目标地区的地理位置，选择与负载中心距离最近的区域作为变电站选址，并将变电站选址发送至线路路径规划组件；
所述线路路径规划，用于接收变电站选址组件发送的变电站选址，并从电网规划模型中获取各负载位置，规划电网线路，并发送至配网经济效益计算单元。
8.根据权利要求7所述的电网规划计算机辅助决策支持系统，其特征在于，所述接入系统设计单元用于获取用户提供的接入系统方案。
9.根据权利要求8所述的电网规划计算机辅助决策支持系统，其特征在于，所述配网经济效益计算单元用于获取电网规划中的各项数据，依据用户预存的电网经济效益模型，计算电网的经济效益。
10.根据权利要求9所述的电网规划计算机辅助决策支持系统，其特征在于，所述电网经济效益模型为线性规划模型：
Figure FDA0002876068190000021
其中：n为网络节点数量；
P0ij、Qoij为现有线路的输电功率(MW)，P0ij为i→j方向，Qoij为j→i方向；
Pij、Qij为新建线路的输电功率(MW)，Pij为i→j方向，Qij为j→i方向；
Mij为原有线路的损耗系数；
Nij为新建线路的投资乘以效益系数再加上损耗系数。
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