CN113297713A - 一种光伏电站走线方法、计算设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光伏电站走线方法、计算设备及存储介质。所述光伏电站走线方法包括：根据光伏方阵内的多个第一设备和第二设备的位置分布，确定多个主路径，所述主路径为用于将各个所述第一设备与所述第二设备直接或间接连通的路径；确定所述光伏方阵内的可走线位置点；根据所述第一设备、所述主路径和所述可走线位置点，生成多个所述第一设备在各个所述主路径中的实际走线拓扑关系，其中，所述实际走线拓扑关系的拓扑连接结点为用于走线的位置点；根据路径规划算法确定所述实际走线拓扑关系中的各个拓扑连接结点之间的最短路径；根据所述最短路径确定最终走线路径。本发明的有益效果：合理地进行布线，以降低造价。
Description
技术领域
本发明涉及光伏电站技术领域，具体而言，涉及一种光伏电站走线方法、计算设备及存储介质。
背景技术
在光伏电站中，光伏厂区中的设备，例如组串、汇流箱、箱变等都需要通过电缆进行连接，对于给定的设备位置，不同的电缆连接以及不同的走线路径，其对应的工程造价也不相同。
相关技术中，根据个人经验进行设计，给出光伏区低压电缆走线方案。然而，人工设计，依据经验进行比选造价，效率低下，很难得到最优结果。
发明内容
本发明解决的问题是如何更合理地进行布线，以降低造价。
为解决上述问题，本发明提供一种光伏电站走线方法，包括：
根据光伏方阵内的多个第一设备和第二设备的位置分布，确定多个主路径，所述主路径为用于将各个所述第一设备与所述第二设备直接或间接连通的路径；
确定所述光伏方阵内的可走线位置点；
根据所述第一设备、所述主路径和所述可走线位置点，生成多个所述第一设备在各个所述主路径中的实际走线拓扑关系，其中，所述实际走线拓扑关系的拓扑连接结点为用于走线的位置点；
根据路径规划算法确定所述实际走线拓扑关系中的各个所述拓扑连接结点之间的最短路径；
根据所述最短路径确定最终走线路径。
本技术方案的光伏电站走线方法，以多个第一设备和第二设备的位置分布形成的主路径为切入点，进而确定走线路径，能够保证设计出来的低压电缆走线方案，电缆装机成本最佳，大大节省施工成本，在确定走线方案时，将光伏方阵内的可走线位置点、主路径和第一设备结合而得到实际走线拓扑关系，从而在尽可能降低走线成本时，对走线位置进行合理地规划，走线方案的确定可以基于计算机进行计算生成，以此能够提高效率，降低设计周期。
进一步地，所述根据光伏方阵内的多个第一设备和第二设备的位置分布，确定多个主路径包括：
根据所述第一设备和所述第二设备的位置形成网格；
确定各个所述第一设备的网格点至所述第二设备的网格点的所有走线路径；
根据所述走线路径生成多个走线方案，并确定多个所述走线方案中的成本最低走线方案；
根据所述成本最低走线方案得到多个所述主路径。
进一步地，所述根据所述第一设备和所述第二设备的位置形成网格包括：
以所述第一设备和所述第二设备为中心生成十字交叉的网格线；
根据预设合并规则合并所述网格线；
根据所述网格线生成所述网格，其中，表示所述第一设备的网格点为所述网格中距离所述第一设备最近的网格点。
进一步地，所述网格线包括相邻且平行的第一网格线和第二网格线，所述根据预设合并规则合并所述网格线包括：
当所述第一网格线与所述第二网格线的距离小于预设距离，且所述第一网格线与所述第二设备的距离大于所述第二网格线与所述第二设备的距离时，删除所述第一网格线。
进一步地，所述确定各个所述第一设备的网格点至所述第二设备的网格点的所有走线路径包括：
根据动态规划算法，确定在曼哈顿走线方式下各个所述第一设备的网格点至所述第二设备的网格点的所有所述走线路径。
进一步地，所述根据所述成本最低走线方案得到多个所述主路径包括：
删除所述成本最低走线方案中汇集电缆数量小于预设数量的路径，得到初始主路径；
将所述初始主路径分离得到多个线段；
将每个所述线段进行偏移处理，得到多个偏移线段，其中，将水平的所述线段上下偏移和将竖直的所述线段左右偏移得到所述偏移线段；
将多个所述线段和多个所述偏移线段进行组合得到多个所述主路径。
进一步地，所述确定所述光伏方阵内的可走线位置点包括：
将光伏电站的支架的顶点进行外扩，得到多个位置点；
根据多个位置点生成所述可走线位置点。
进一步地，所述根据所述第一设备、所述主路径和所述可走线位置点，生成实际走线拓扑关系包括：
生成多个所述第一设备在各个所述主路径中的初始走线拓扑关系；
根据所述可走线位置点对所述初始走线拓扑关系的拓扑连接结点进行替换，得到所述实际走线拓扑关系。
进一步地，所述根据所述可走线位置点对所述初始走线拓扑关系的拓扑连接结点进行替换，得到所述实际走线拓扑关系包括：
确定与所述初始走线拓扑关系的拓扑连接结点最近的所述可走线位置点，作为预估可走线位置替换点；
当所述预估可走线位置替换点与所述初始走线拓扑关系的所述拓扑连接结点的距离小于支架的宽度时，将所述预估可走线位置替换点作为替换后的拓扑连接结点。
本发明还提出了一种计算设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，当所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上所述的光伏电站走线方法。
本发明所述的计算设备与上述的光伏电站走线方法的有益效果相近似，在此不再进行赘述。
本发明还提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的光伏电站走线方法。
本发明所述的计算机可读存储介质与上述的光伏电站走线方法的有益效果相近似，在此不再进行赘述。
附图说明
图1为本发明实施例中的光伏电站走线方法的流程图；
图2为本发明实施例中根据第一设备和第二设备生成的网格的示意图；
图3为本发明实施例中将网格的网格线进行合并后的示意图；
图4为本发明实施例中以第一设备D示例走线路径示意图；
图5为本发明实施例中第一设备和第二设备的走线方案示意图；
图6为本发明实施例中多个主路径示意图；
图7为本发明实施例中一种光伏电站的设备分布示意图；
图8为图7所述的光伏电站的走线示意图；
图9为本发明实施例中另一种光伏电站的设备分布示意图；
图10为图9所述的光伏电站的走线示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“一个实施例”和“一个实施方式”等的描述意指结合该实施例或实施方式描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示实施方式中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实施方式。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或实施方式以合适的方式结合。
参照图1所示，本发明实施例提出了一种光伏电站走线方法，包括：
S1、根据光伏方阵内的多个第一设备和第二设备的位置分布，确定多个主路径，所述主路径为用于将各个所述第一设备与所述第二设备直接或间接连通的路径；
S2、确定所述光伏方阵内的可走线位置点；
S3、根据所述第一设备、所述主路径和所述可走线位置点，生成多个所述第一设备在各个所述主路径中的实际走线拓扑关系，其中，所述实际走线拓扑关系的拓扑连接结点为用于走线的位置点；
S4、根据路径规划算法确定所述实际走线拓扑关系中的各个所述拓扑连接结点之间的最短路径；
S5、根据所述最短路径确定最终走线路径。
相关技术中，根据个人经验进行设计，给出光伏区低压电缆走线方案。然而，人工设计，依据经验进行比选造价，效率低下，很难得到最优结果。
本发明实施例中的光伏电站走线方法，可以应用于地面光伏电站，具体地，用于光伏方阵内第一设备和第二设备之间的电缆走线，第一设备可以是汇流箱(组串式逆变器)等，第二设备可以是箱变，光伏电站可包括山地和平地光伏电站，光伏电站走线路径确认后的电缆敷设方式可以是，地埋(电缆沟)和桥架等。
可以理解，在光伏电站的走线中，多个汇流箱均需要与箱变连通，如果多个汇流箱分别与箱变连接，此时走线成本较高，本发明实施例中，基于光伏方阵内多个第一设备和第二设备的位置分布，从而确定用于将各个第一设备连接的主路径，主路径为用于将各个所述第一设备与所述第二设备直接或间接连通的路径，在主路径中，第二设备可以为主路径的起点或终点，基于确定的主路径，在第一设备连接至主路径时，即能够与第二设备形成连接，在第一设备以距离主路径最近点进行T接的形式连接时，该走线的成本能够进行较好的缩减，另外，在光伏方阵中，走线位置存在一定的限制，如走线需要避开光伏面板支架等，因此本发明实施例中，在走线设计时，确定光伏方阵内的可走线位置点，以与第一设备和主路径结合而得到多个第一设备在各个主路径中的实际走线拓扑关系，从而在尽可能降低走线成本时，对走线位置进行合理地限制，以此进行走线规划，由此，对于得到的多个实际走线拓扑关系，实际走线拓扑关系的拓扑连接结点即为各个第一设备用于走线的位置点，可以根据路径规划算法确定实际走线拓扑关系中各个拓扑连接结点之间的最短路径，可以理解，在每个主路径对应的实际走线拓扑关系中，确定各个拓扑连接结点的最短路径后，多个最短路径构成该主路径对应的实际走线路径，而对于多个主路径对应的实际走线路径，可以根据各个实际走线路径的成本，选取其中成本最低的方案为最终走线路径。
综上，本实施例中，以多个第一设备和第二设备的位置分布形成的主路径为切入点，进而用于确定走线路径，能够保证得到的低压电缆走线方案，电缆装机成本最佳，大大节省施工成本，走线方案的确定可以基于计算机进行计算生成，以此能够提高效率，降低设计周期。
在本发明的一个可选的实施例中，所述根据光伏方阵内的多个第一设备和第二设备的位置分布，确定多个主路径包括：
根据所述第一设备和所述第二设备的位置形成网格；
确定各个所述第一设备的网格点至所述第二设备的网格点的所有走线路径；
根据所述走线路径生成多个走线方案，并确定多个所述走线方案中的成本最低走线方案；
根据所述成本最低走线方案得到多个所述主路径。
本实施例中，对于多个第一设备和第二设备，可将第一设备和第二设备的位置点作为网格点，从而形成网格，具体地，可以构成如图2所示的网格坐标系，在网格中，可以令第二设备(汇流箱)为网格的原点，多个第一设备对应的网格点可以分配有表示位置的网格点坐标，从而便于进行设备位置的表示，以及便于路径的规划。基于形成的网格，从而可以确定各个第一设备的网格点至第二设备的网格点的所有走线路径，本实施例中，可以基于动态规划算法，确定在曼哈顿走线方式下各个所述第一设备的网格点至所述第二设备的网格点的所有所述走线路径，基于此，对于各个第一设备的所有走线路径，能够得到所有第一设备连通至第二设备的多个走线方案，进而，对于多个走线方案，能够确定其中的成本最低走线方案，进而基于成本最低走线方案得到所需要的多个主路径，以此在光伏电站走线设计中，尽可能综合成本的考虑，以在使得主路径的确定更加合理，在最终布线中，使成本得到有效的降低。
其中，确定多个所述走线方案中的成本最低走线方案可包括，把走线方案中路径中的网格点坐标，根据预先获取的汇流箱、箱变等设备的实际坐标数据转化为实际坐标，计算出每种走线方案对应的桥架敷设成本，具体地，统计方案中，每段路径出现的次数(即为所汇集的电缆数量)，结合桥架选型规则，选取相对应的桥架，计算出总的桥架成本，进而获得每个走线方案的成本，对于多个走线方案，即成本最低的走线方案为所述成本最低走线方案。
在本发明的一个可选的实施例中，所述根据所述第一设备和所述第二设备的位置形成网格包括：
以所述第一设备和所述第二设备为中心生成十字交叉的网格线；
根据预设合并规则合并所述网格线；
根据所述网格线生成所述网格，其中，表示所述第一设备的网格点为所述网格中距离所述第一设备最近的网格点。
参照图2和3所示，本实施例中，在根据第一设备和第二设备的位置形成网格时，以第一设备和第二设备为中心作十字交叉的网格线，从而多个网格线组成网格，由于形成的网格中，可能存在平形且相近的两条网格线，由此对相近的两条或多条网格线进行合并，合并后的网格如图3所示，以此避免设计过程过于复杂，以及避免实际布线过于麻烦。由于网格线由第一设备和第二设备的位置生成，在合并前，各个第一设备均位于网格线处，合并后，存在部分第一设备与网格线出现偏离，因此，在合并网格线后的网格中，为偏离的第一设备分配新的网格点，此时，表示第一设备的网格点为网格中距离这些偏离的第一设备最近的网格点，以此尽可能降低布线设计的复杂度，以及降低实际布线的困难和复杂度。
对于形成网格的多个网格线，其可能存在多组相邻且平行的第一网格线和第二网格线，因此，所述根据预设合并规则合并所述网格线可包括：
当所述第一网格线与所述第二网格线的距离小于预设距离，且所述第一网格线与所述第二设备的距离大于所述第二网格线与所述第二设备的距离时，删除所述第一网格线。
以此，通过删除两个距离较近的网格线中的一个，对网格中的网格线进行处理，进而降低布线设计的复杂度，以及降低实际布线的困难和复杂度。
在其它实施例中，根据预设合并规则合并网格线也可包括，删除第一网格线和第二网格线，生成另一第三网格线，第三网格线与第一网格线和第二网格线均平行，且距离相等，以此同样能够实现对网格中的网格线合并。
在本发明的一个可选的实施例中，基于动态规划算法，确定在曼哈顿走线方式下各个所述第一设备的网格点至所述第二设备的网格点的所有所述走线路径，具体可参照图4和5所示，在合并网格线的网格中，第二设备(箱变)的网格点坐标为(0，0)，多个第一设备(汇流箱)的网格点坐标分配为：A：(0，2)、B：(1，4)、C：(3，5)、D：(2，2)、E：(2，0)、F：(4，2)、G：(5，3)，以第一设备D为例，计算出第一设备D(2，2)到第二设备(0，0)的路径，具体如下：
由于，网格点(m，n)到第二设备(0，0)的可能路径必经过网格点(m-1，n)和网格点(m，n-1)，因此(m，n)到(0，0)路径可以表示为F(m，n)＝F(m-1，n)+F(m，n-1)，构建二叉树结构，运用递推方法可以求出其所用路径，二叉树结构图如图5所示。具体得到第一设备D到第二设备的6条所述走线路径，具体如下：
1、(2，2)、(2，1)、(2，0)、(0，0)；
2、(2，2)、(2，1)、(1，1)、(1，0)、(0，0)；
3、(2，2)、(2，1)、(1，1)、(0，1)、(0，0)；
4、(2，2)、(1，2)、(1，1)、(1，0)、(0，0)；
5、(2，2)、(1，2)、(1，1)、(0，1)、(0，0)；
6、(2，2)、(1，2)、(0，2)、(0，0)。
以此，根据每个第一设备的所有走线路径，能够得到所有第一设备连通至第二设备的多个走线方案，进而可确定多个走线方案中成本最低走线方案。
在本发明的一个可选的实施例中，所述根据所述成本最低走线方案得到多个所述主路径包括：
删除所述成本最低走线方案中汇集电缆数量小于预设数量的路径，得到初始主路径；
将所述初始主路径分离得到多个线段；
将每个所述线段进行偏移处理，得到多个偏移线段，其中，将水平的所述线段上下偏移和将竖直的所述线段左右偏移得到所述偏移线段；
将多个所述线段和多个所述偏移线段进行组合得到多个所述主路径。
参照图5和6，本发明实施例中，对于成本最低走线方案，方案中构成路径的电缆包括如图5中箱变至第一设备G的主电缆路径，同时包括第一设备A、B、C等直接连接该主电缆路径的支线电缆路径等，由于这些支线电缆路径仅连接主电缆路径而未汇集其它电缆，由此本实施例中删除该成本最低方案中的支线电缆路径。相对应地，对于箱变至第一设备F的主电缆路径，删除第一设备E和D连接至该主电缆路径的支线电缆路径，最终得到的初始主路径可包括箱变至第一设备G和F的路径。本实施例中，设定的预设数量为2，第一设备A、B等均只有连接至主电缆路径的一条线缆，由此，即对这些路径进行删除。
对于得到的初始主路径，将初始主路径进行分离，得到多个线段，如：线段1，线段2，…，线段m，并对线段进行偏移处理，可以理解，对于多个线段，其具有如图5和6中竖直方向或水平方向的线段，因此，对于多个线段，分别将水平的线段进行上下偏移，将竖直的线段进行左右偏移，如各偏移衍生出两条线段，具体地，以预设定的距离进行上下和左右偏移，从而得到多个偏移线段，基于多个线段和多个偏移线段，进行组合，得到所述多个主路径，如{主路径1：(线段1，线段2，…，线段m)，主路径2：(线段1，线段2’，…，线段m’)，…}，线段m’为线段m的偏移衍生出的偏移线段。如图6中，对线段进行偏移后重组的主路径可如图6中的主路径方案1和主路径方案2，由此，通过对主路径进行偏移处理，便于确定成本更低的走线方式。
在本发明的一个可选的实施例中，所述确定所述光伏方阵内的可走线位置点包括：
将光伏电站的支架的顶点进行外扩，得到多个位置点；
根据多个位置点生成所述可走线位置点。
本发明实施例中，在光伏电站走线时以尽可能避免线缆穿过光伏电站面板的支架，因此，在确定所述光伏方阵内的可走线位置点时，进行离散化处理，具体地，将支架的顶点进行外扩，例如支架具有四个顶点，从而对四个顶点进行一定距离的外扩，得到四个位置点，从而根据该位置点生成所述可走线位置点，由此，基于支架顶点外扩而最终生成的可走线位置点，在得到实际走线拓扑关系时，即能够避免电缆从支架处穿过，从而使得走线位置更加合理。
其中，根据多个位置点生成可走线位置点可包括：将多个位置点中间距小于预设间距的点进行合并，从而合并后的位置点为所述可走线位置点。
在本发明的一个可选的实施例中，所述根据所述第一设备、所述主路径和所述可走线位置点，生成实际走线拓扑关系包括：
生成多个所述第一设备在各个所述主路径中的初始走线拓扑关系；
根据所述可走线位置点对所述初始走线拓扑关系的拓扑连接结点进行替换，得到所述实际走线拓扑关系。
本实施例中，对于于确定的多个主路径，多个第一设备在各个主路径中连接后，则可形成多个初始走线拓扑关系，可以理解，初始走线拓扑关系中的拓扑连接结点即为可以用于走线的位置点，进而根据可走线位置点对初始走线拓扑关系的拓扑连接结点进行替换，从而得到上述实际走线拓扑关系。
其中，所述根据所述可走线位置点对所述初始走线拓扑关系的拓扑连接结点进行替换，得到所述实际走线拓扑关系包括：
确定与所述初始走线拓扑关系的拓扑连接结点最近的所述可走线位置点，作为预估可走线位置替换点；
当所述预估可走线位置替换点与所述初始走线拓扑关系的所述拓扑连接结点的距离小于支架的宽度时，将所述预估可走线位置替换点作为替换后的拓扑连接结点。
本实施例中，将初始走线拓扑关系中的拓扑连接结点进行替换而得到新的走线拓扑关系，即所述实际走线拓扑关系，在可走线位置点中，距离实际走线拓扑关系中一拓扑连接结点最近的可走线位置点表示预估可走线位置替换点，若该预估可走线位置替换点与上述最近的拓扑连接结点的间距小于支架的宽度，此时令该预估可走线位置替换点替换该拓扑连接结点，否则不替换，从而得到所述实际走线拓扑关系，筛除拓扑连接结点中位于支架之间的结点，以此避免走线穿过支架，并尽可能降低成本。
基于此，对于所述根据路径规划算法确定所述实际走线拓扑关系中的各个拓扑连接结点之间的最短路径，其约束条件为电缆沿支架前后左右间隙走线，以此避免电缆穿过支架。
参照图7所示，其为一集中式平地电站的一个3.2MW方阵，该方阵电缆敷设方式为地埋，共有18个直流汇流箱，并预先获取各支架的位置坐标数据，汇流箱位置坐标数据，箱逆位置坐标数据以用于网格点坐标的转换，选取的支架宽度3.8米、长度10.22米，支架前后排最小距离5.5米，支架左右间隙最小距离0.6米，根据本发明所述的光伏电站走线方法最终得到的走线图为图8所示的走线图。其中，该示例中具体的光伏电站走线方法如下：
根据光伏方阵内的汇流箱和箱变设备位置分布，寻优确定出多种主路径；
其中，分别以汇流箱和箱变为中心作垂直十字交叉线，组成网格；网格线段合并的预设距离设为30米，分别对水平网格线段、竖直网格线段进行合并处理，以箱变位置点为网格点坐标原点，对于每个汇流箱位置点的网格点坐标，按距其距离最近的网格点进行关联绑定；
对于每个汇流箱，运用动态规划算法，计算出在曼哈顿走线方式下从汇流箱网格点走至箱变网格点的所有走线路径，进而组合出n种走线方案，根据预先获取的汇流箱、箱变等的位置坐标数据，将走线路径中的网格点坐标，转化为实际坐标，确定n种走线方案的桥架敷设成本，计算方法为：统计走线方案中，每段路径出现的次数(即为所汇集的电缆数量)，结合桥架选型规则，选取相对应的桥架，计算出总的桥架成本。最终确定n中走线方案中成本最低走线方案；
基于成本最低走线方案，删除汇集电缆数量小于2(预设数量)的路径，得到初始主路径，然后从中分离提取出组成初始主路径的线段为(线段1，线段2，…，线段m)，对线段做偏移处理，每条线段再偏移衍生出两条线段，衍生原则为：水平线偏移距离设为支架前后排最小间距5.5米，竖直线偏移距离设为支架长度10.22米，水平的线段上下偏移，竖直的线段左右偏移，进而根据线段和偏移线段组合出多个主路径，分别为{主路径1：(线段1，线段2，…，线段m)，主路径2：(线段1，线段2’，…，线段m’)，…}，其中，线段m’为线段m的偏移衍生线段；
对光伏方阵内可走线位置(支架之间间隙)进行离散化处理，得到可走线位置点：
对光伏方阵内的每一支架的4个顶点按0.3米(支架左右最小间隙距离的一半)进行外扩，生成4个新的位置点；
合并距离较近的位置点，得到最终的可走线位置点；
基于各个主路径，对于每个汇流箱，向离其最近的主路径的点进行T接，最终得到一个包含汇流箱和箱变位置点的初始走线拓扑关系(拓扑连接结构)；
基于可走线位置点，替换初始走线拓扑关系的拓扑连接结点，预设替换规则为：找出距离拓扑连接结点最近的可走线位置点，如果可走线位置点与拓扑连接结点的间距小于支3.8米(支架宽度)则替换，否则不替换，得到实际走线拓扑关系；
通过A星路径规划算法，以电缆沿支架前后左右间隙走线为约束条件(即不穿支架)，计算出实际走线拓扑关系中各个拓扑连接结点之间的最短路径，多个最短路径构成该主路径对应的实际走线路径，而对于多个主路径对应的实际走线路径，然后根据实际走线路径，计算出每段路径的长度以及对应桥架选型，统计出每根电缆的长度，最终核算出电缆和桥架的总成本。对于多个主路径对应的布线成本，其中成本最低的路径即本实施例中所采取的最终走线路径。
参照图9所示，其为一集中式平地电站的一个4MW方阵，该方阵电缆敷设方式为地埋，共有15个直流汇流箱，并预先获取各支架的位置坐标数据，汇流箱位置坐标数据，箱逆位置坐标数据以用于网格点坐标的转换，选取的支架宽度2.88米、长度27.48米，支架前后排最小距离10.5米，支架左右间隙最小距离0.8米，根据本发明所述的光伏电站走线方法最终得到的走线图为图10所示的走线图。其中，该示例中具体的光伏电站走线方法如下：
根据光伏方阵内的汇流箱和箱变设备位置分布，寻优计算出多种主路径：
分别以汇流箱和箱变为中心作垂直十字交叉线，组成网格；网格线段合并的预设距离设为30米，分别对水平网格线段、竖直网格线段进行合并处理，以箱变位置点为网格点坐标原点，对于每个汇流箱位置点的网格点坐标，按距其距离最近的网格点进行关联绑定；
对于每个汇流箱，运用动态规划算法，计算出在曼哈顿走线方式下从汇流箱网格点走至箱变网格点的所有走线路径，进而组合出n种走线方案，根据预先获取的汇流箱、箱变等的位置坐标数据，将走线路径中的网格点坐标，转化为实际坐标，确定n种走线方案的桥架敷设成本，计算方法为：统计走线方案中，每段路径出现的次数(即为所汇集的电缆数量)，结合桥架选型规则，选取相对应的桥架，计算出总的桥架成本。最终确定n中走线方案中成本最低走线方案；
基于成本最低走线方案，删除汇集电缆数量小于2(预设数量)的路径，得到初始主路径，然后从中分离提取出组成初始主路径的线段为(线段1，线段2，…，线段m)，对线段做偏移处理，每条线段再偏移衍生出两条线段，衍生原则为：水平线偏移距离设为支架前后排最小间距10.5米，竖直线偏移距离设为支架长度27.48米，水平的线段上下偏移，竖直的线段左右偏移，进而根据线段和偏移线段组合出多个主路径，分别为{主路径1：(线段1，线段2，…，线段m)，主路径2：(线段1，线段2’，…，线段m’)，…}，其中，线段m’为线段m的偏移衍生线段；
对光伏方阵内可走线位置(支架之间间隙)进行离散化处理，得到可走线位置点：
对光伏方阵内的每一支架的4个顶点按0.3米(支架左右最小间隙距离的一半)进行外扩，生成4个新的位置点；
合并距离较近的位置点，得到最终的可走线位置点；
基于各个主路径，对于每个汇流箱，向离其最近的主路径的点进行T接，最终得到一个包含汇流箱和箱变位置点的初始走线拓扑关系(拓扑连接结构)；
基于可走线位置点，替换初始走线拓扑关系的拓扑连接结点，预设替换规则为：找出距离拓扑连接结点最近的可走线位置点，如果可走线位置点与拓扑连接结点的间距小于支2.8米(支架宽度)则替换，否则不替换，得到实际走线拓扑关系；
通过路径规划算法，以电缆沿支架前后左右间隙走线为约束条件(即不穿支架)，计算出实际走线拓扑关系中各个拓扑连接结点之间的最短路径，多个最短路径构成该主路径对应的实际走线路径，而对于多个主路径对应的实际走线路径，然后根据实际走线路径，计算出每段路径的长度以及对应桥架选型，统计出每根电缆的长度，最终核算出电缆和桥架的总成本。对于多个主路径对应的布线成本，其中成本最低的路径即本实施例中所采取的最终走线路径。
本发明另一实施例的一种计算设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，当所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上所述的光伏电站走线方法。
本发明所述的计算设备与上述的光伏电站走线方法的有益效果相近似，在此不再进行赘述。
本发明另一实施例的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的光伏电站走线方法。
本发明所述的计算机可读存储介质与上述的光伏电站走线方法的有益效果相近似，在此不再进行赘述。
一般来说，用于实现本发明方法的计算机指令的可以采用一个或多个计算机可读的存储介质的任意组合来承载。非临时性计算机可读存储介质可以包括任何计算机可读介质，除了临时性地传播中的信号本身。
计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言，特别是可以使用适于神经网络计算的Python语言和基于TensorFlow、PyTorch等平台框架。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (11)
1.一种光伏电站走线方法，其特征在于，包括：
根据光伏方阵内的多个第一设备和第二设备的位置分布，确定多个主路径，所述主路径为用于将各个所述第一设备与所述第二设备直接或间接连通的路径；
确定所述光伏方阵内的可走线位置点；
根据所述第一设备、所述主路径和所述可走线位置点，生成多个所述第一设备在各个所述主路径中的实际走线拓扑关系，其中，所述实际走线拓扑关系的拓扑连接结点为用于走线的位置点；
根据路径规划算法确定所述实际走线拓扑关系中的各个所述拓扑连接结点之间的最短路径；
根据所述最短路径确定最终走线路径。
2.根据权利要求1所述的光伏电站走线方法，其特征在于，所述根据光伏方阵内的多个第一设备和第二设备的位置分布，确定多个主路径包括：
根据所述第一设备和所述第二设备的位置形成网格；
确定各个所述第一设备的网格点至所述第二设备的网格点的所有走线路径；
根据所述走线路径生成多个走线方案，并确定多个所述走线方案中的成本最低走线方案；
根据所述成本最低走线方案得到多个所述主路径。
3.根据权利要求2所述的光伏电站走线方法，其特征在于，所述根据所述第一设备和所述第二设备的位置形成网格包括：
以所述第一设备和所述第二设备为中心生成十字交叉的网格线；
根据预设合并规则合并所述网格线；
根据所述网格线生成所述网格，其中，表示所述第一设备的网格点为所述网格中距离所述第一设备最近的网格点。
4.根据权利要求3所述的光伏电站走线方法，其特征在于，所述网格线包括相邻且平行的第一网格线和第二网格线，所述根据预设合并规则合并所述网格线包括：
当所述第一网格线与所述第二网格线的距离小于预设距离，且所述第一网格线与所述第二设备的距离大于所述第二网格线与所述第二设备的距离时，删除所述第一网格线。
5.根据权利要求3所述的光伏电站走线方法，其特征在于，所述确定各个所述第一设备的网格点至所述第二设备的网格点的所有走线路径包括：
根据动态规划算法，确定在曼哈顿走线方式下各个所述第一设备的网格点至所述第二设备的网格点的所有所述走线路径。
6.根据权利要求2所述的光伏电站走线方法，其特征在于，所述根据所述成本最低走线方案得到多个所述主路径包括：
删除所述成本最低走线方案中汇集电缆数量小于预设数量的路径，得到初始主路径；
将所述初始主路径分离得到多个线段；
将每个所述线段进行偏移处理，得到多个偏移线段，其中，将水平的所述线段上下偏移和将竖直的所述线段左右偏移得到所述偏移线段；
将多个所述线段和多个所述偏移线段进行组合得到多个所述主路径。
7.根据权利要求1所述的光伏电站走线方法，其特征在于，所述确定所述光伏方阵内的可走线位置点包括：
将光伏电站的支架的顶点进行外扩，得到多个位置点；
根据多个位置点生成所述可走线位置点。
8.根据权利要求1-7任一项所述的光伏电站走线方法，其特征在于，所述根据所述第一设备、所述主路径和所述可走线位置点，生成实际走线拓扑关系包括：
生成多个所述第一设备在各个所述主路径中的初始走线拓扑关系；
根据所述可走线位置点对所述初始走线拓扑关系的拓扑连接结点进行替换，得到所述实际走线拓扑关系。
9.根据权利要求8所述的光伏电站走线方法，其特征在于，所述根据所述可走线位置点对所述初始走线拓扑关系的拓扑连接结点进行替换，得到所述实际走线拓扑关系包括：
确定与所述初始走线拓扑关系的拓扑连接结点最近的所述可走线位置点，作为预估可走线位置替换点；
当所述预估可走线位置替换点与所述初始走线拓扑关系的所述拓扑连接结点的距离小于支架的宽度时，将所述预估可走线位置替换点作为替换后的拓扑连接结点。
10.一种计算设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，当所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-9中任一项所述的光伏电站走线方法。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-9中任一项所述的光伏电站走线方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110718432.6A CN113297713A (zh) | 2021-06-28 | 2021-06-28 | 一种光伏电站走线方法、计算设备及存储介质 |
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2021
- 2021-06-28 CN CN202110718432.6A patent/CN113297713A/zh active Pending
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