CN114024486A - 一种电站线缆布置方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种电站线缆布置方法及装置。方法包括根据各汇流装置在对应的汇流区内的备选位置点确定多个汇流装置的第i种布置方式；根据箱变的数量和预设布置条件对多个汇流装置的第i种布置方式进行聚类，得到多个箱变的第j种布置方式，以构成山地电站的第ij种设备布置方式；第ij种设备布置方式包括备选位置点与箱变的可选位置点的对应关系；计算第ij种设备布置方式所对应的第ij种线缆布置方式的成本值。本发明实施例的技术方案，实现了山地电站的最小成本、最优走线，避免和解决了设备布置线缆走线随意、线缆大量浪费造价成本估算不准且实际建设成本偏高等问题，即实现了设备布置的优化，造价成本的降低。

Description

一种电站线缆布置方法及装置
技术领域
本发明实施例涉及电站技术领域，尤其涉及一种电站线缆布置方法及装置。
背景技术
非平面地形(如山区山地)上的光伏电站中存在大量的线缆(如光伏线缆、低压交流线缆、高压交流线缆)和设备(如光伏板、支架、汇流装置、箱变)，设备布置位置不同对应设备间的线缆走线方式不同，即线缆用量不同，最终影响工程的造价成本。
当前的相关技术中，山地电站在建设前期无法准确得到现场实际线缆走线路径和对应的线缆用量，同时缺乏通过设备布置优化来降低线缆用量成本的技术方案，从而在实际建设过程导致设备布置线缆走线随意、线缆大量浪费，造价成本估算不准且实际建设成本偏高等问题。
发明内容
本发明实施例提供一种电站线缆布置方法及装置，以得到山地电站造价成本较小对应的设备布置点与线缆走线方式，从而实现设备布置的优化，造价成本的降低。
第一方面，本发明实施例提供一种电站线缆布置方法，包括：
根据各汇流装置在对应的汇流区内的备选位置点确定多个所述汇流装置的第i种布置方式；
根据箱变的数量和预设布置条件对多个所述汇流装置的所述第i种布置方式进行聚类，得到多个所述箱变的第j种布置方式，以构成电站的第ij种设备布置方式，所述第ij种设备布置方式包括所述备选位置点与所述箱变的可选位置点的对应关系；其中，i和j均为正整数；
计算所述第ij种设备布置方式所对应的第ij种线缆布置方式的成本值；
确定最小的所述成本值所对应的线缆布置方式为目标线缆布置方式。
可选地，计算所述第ij种设备布置方式所对应的第ij种线缆布置方式的成本值包括：
根据所述第ij种设备布置方式所对应的，各所述备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度、各所述备选位置点与对应的所述可选位置点之间的低压交流线缆沿地面长度、各所述可选位置点与对应的挂载点之间的高压交流线缆沿地面长度、线缆规格信息，确定所述第ij种线缆布置方式的成本值。
可选地，计算所述第ij种设备布置方式所对应的第ij种线缆布置方式的成本值之前还包括：
确定各所述汇流装置在对应的所述汇流区内的各所述备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度；获取多个所述汇流装置的第i种布置方式对应的各所述备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度。
可选地，确定各所述汇流装置在对应的所述汇流区内的各所述备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度之前还包括：
确定所述汇流区内的所有支架到所述备选位置点的光伏线缆沿地面长度为所述备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度。
可选地，确定所述汇流区内的所有支架到所述备选位置点的光伏线缆沿地面长度为所述备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度包括：
获取所述支架与所述备选位置点之间的各坡度区间的坡度信息以及获取两相邻所述支架之间的各坡度区间的坡度信息；
确定各所述坡度区间的长度占比、所述支架与所述备选位置点之间的水平直线距离以及两相邻所述支架之间的水平直线距离；
根据所述坡度信息、所述长度占比和所述水平直线距离确定所述支架与所述备选位置点之间的光伏线缆沿地面长度以及两相邻所述支架之间的光伏线缆沿地面长度；
其中，每个所述支架在通过光伏线缆接入设置于所述备选位置点上的汇流装置时仅限接入一次。
可选地，根据所述第ij种设备布置方式所对应的，各所述备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度、各所述备选位置点与对应的所述可选位置点之间的低压交流线缆沿地面长度、各所述可选位置点与对应的挂载点之间的高压交流线缆沿地面长度、线缆规格信息，确定所述第ij种线缆布置方式的成本值包括：
获取所述备选位置点与对应的所述可选位置点之间的各坡度区间的坡度信息；
确定各所述坡度区间的长度占比和所述备选位置点与对应的所述可选位置点之间的水平直线距离；
根据所述坡度信息、所述长度占比和所述水平直线距离确定所述备选位置点与对应的所述可选位置点之间的低压交流线缆沿地面长度。
可选地，根据所述第ij种设备布置方式所对应的，各所述备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度、各所述备选位置点与对应的所述可选位置点之间的低压交流线缆沿地面长度、各所述可选位置点与对应的挂载点之间的高压交流线缆沿地面长度、线缆规格信息，确定所述第ij种线缆布置方式的成本值包括：
获取所述可选位置点与对应的挂载点之间的各坡度区间的坡度信息；
确定各所述坡度区间的长度占比和所述可选位置点与对应的所述挂载点之间的水平直线距离；
根据所述坡度信息、所述长度占比和所述水平直线距离确定所述可选位置点与对应的所述挂载点之间的高压交流线缆沿地面长度。
可选地，根据各汇流装置在对应的汇流区内的备选位置点确定多个所述汇流装置的第i种布置方式之前还包括：
获取汇流区内的预设路径的坡度信息；
根据所述坡度信息在所述预设路径上，半径小于或等于预设半径且坡度小于或等于预设坡度的区域内随机选取设备布置点作为汇流装置的备选位置点；
对位于所述预设路径上的多个所述备选位置点按次排序。
可选地，根据所述第ij种设备布置方式所对应的，各所述备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度、各所述备选位置点与对应的所述可选位置点之间的低压交流线缆沿地面长度、各所述可选位置点与对应的挂载点之间的高压交流线缆沿地面长度、线缆规格信息，确定山地电站的第ij种线缆布置方式的成本值包括：
根据所述挂载点在集电线路上所处的位置，确定所述挂载点与对应的所述可选位置点之间的高压交流线缆对应的线缆规格信息。
可选地，根据所述第ij种设备布置方式所对应的，各所述备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度、各所述备选位置点与对应的所述可选位置点之间的低压交流线缆沿地面长度、各所述可选位置点与对应的挂载点之间的高压交流线缆沿地面长度、线缆规格信息，确定所述第ij种线缆布置方式的成本值包括：
Figure BDA0003349846940000051
其中，(μ总)ij为所述第ij种线缆布置方式的成本值；m为箱变的数目；n为汇流装置的数目；αPV为光伏线缆的线缆单价；αLV为低压交流线缆的线缆单价；αHV为高压交流线缆的线缆单价；LHVs为所述可选位置点与对应的所述挂载点之间的高压交流线缆沿地面长度；LLVs为所述备选位置点与对应的所述可选位置点之间的低压交流线缆沿地面长度；LPVs为所有支架与所述备选位置点之间的光伏线缆沿地面长度，也即所述备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度。
第二方面，本发明实施例还提供了一种电站线缆布置装置，包括：
汇流装置布置方式确定模块，用于根据各汇流装置在对应的汇流区内的备选位置点确定多个所述汇流装置的第i种布置方式；
箱变布置方式确定模块，用于根据箱变的数量和预设布置条件对多个所述汇流装置的所述第i种布置方式进行聚类，得到多个所述箱变的第j种布置方式，以构成电站的第ij种设备布置方式；其中，i和j均为正整数，所述第ij种设备布置方式包括所述备选位置点与所述箱变的可选位置点的对应关系；
线缆布置方式成本值确定模块，用于计算所述第ij种设备布置方式所对应的第ij种线缆布置方式的成本值；
目标线缆布置方式确定模块，用于确定最小的所述成本值所对应的线缆布置方式为目标线缆布置方式。
可选地，所述线缆布置方式成本值确定模块，用于根据所述第ij种设备布置方式所对应的，各所述备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度、各所述备选位置点与对应的所述可选位置点之间的低压交流线缆沿地面长度、各所述可选位置点与对应的挂载点之间的高压交流线缆沿地面长度、线缆规格信息，确定所述第ij种线缆布置方式的成本值。
可选地，还包括：光伏线缆沿地面长度确定模块，用于确定各所述汇流装置在对应的所述汇流区内的各所述备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度；并获取多个所述汇流装置的第i种布置方式对应的各所述备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度。
可选地，所述光伏线缆沿地面长度确定模块，用于确定所述汇流区内的所有支架到所述备选位置点的光伏线缆沿地面长度为所述备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度。
可选地，所述光伏线缆沿地面长度确定模块，用于获取所述支架与所述备选位置点之间的各坡度区间的坡度信息以及获取两相邻所述支架之间的各坡度区间的坡度信息；确定各所述坡度区间的长度占比、所述支架与所述备选位置点之间的水平直线距离以及两相邻所述支架之间的水平直线距离；根据所述坡度信息、所述长度占比和所述水平直线距离确定所述支架与所述备选位置点之间的光伏线缆沿地面长度以及两相邻所述支架之间的光伏线缆沿地面长度；其中，每个所述支架在通过光伏线缆接入设置于所述备选位置点上的汇流装置时仅限接入一次。
可选地，还包括：低压交流线缆沿地面长度确定模块，用于获取所述备选位置点与对应的所述可选位置点之间的各坡度区间的坡度信息；确定各所述坡度区间的长度占比和所述备选位置点与对应的所述可选位置点之间的水平直线距离；根据所述坡度信息、所述长度占比和所述水平直线距离确定所述备选位置点与对应的所述可选位置点之间的低压交流线缆沿地面长度。
可选地，还包括：高压交流线缆沿地面长度确定模块，用于获取所述可选位置点与对应的挂载点之间的各坡度区间的坡度信息；确定各所述坡度区间的长度占比和所述可选位置点与对应的所述挂载点之间的水平直线距离；根据所述坡度信息、所述长度占比和所述水平直线距离确定所述可选位置点与对应的所述挂载点之间的高压交流线缆沿地面长度。
可选地，还包括：备选位置点设置模块，用于获取汇流区内的预设路径的坡度信息；根据所述坡度信息在所述预设路径上，半径小于或等于预设半径且坡度小于或等于预设坡度的区域内随机选取设备布置点作为汇流装置的备选位置点；对位于所述预设路径上的多个所述备选位置点按次排序。
可选地，所述线缆布置方式成本值确定模块，用于根据所述第ij种设备布置方式所对应的，各所述备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度、各所述备选位置点与对应的所述可选位置点之间的低压交流线缆沿地面长度、各所述可选位置点与对应的挂载点之间的高压交流线缆沿地面长度、线缆规格信息，确定所述第ij种线缆布置方式的成本值包括：
Figure BDA0003349846940000071
其中，(μ总)ij为所述第ij种线缆布置方式的成本值；m为箱变的数目；n为汇流装置的数目；αPV为光伏线缆的线缆单价；αLV为低压交流线缆的线缆单价；αHV为高压交流线缆的线缆单价；LHVs为所述可选位置点与对应的所述挂载点之间的高压交流线缆沿地面长度；LLVs为所述备选位置点与对应的所述可选位置点之间的低压交流线缆沿地面长度；LPVs为所有支架与所述备选位置点之间的光伏线缆沿地面长度，也即所述备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度。
本发明实施例提供一种电站线缆布置方法及装置，通过根据各汇流装置在对应的汇流区内的备选位置点确定多个汇流装置的第i种布置方式；根据箱变的数量和预设布置条件对多个汇流装置的第i种布置方式进行聚类，得到多个箱变的第j种布置方式，以构成电站的第ij种设备布置方式；i和j均为正整数；进而通过计算第ij种设备布置方式所对应的第ij种线缆布置方式的成本值，并确定最小的成本值所对应的线缆布置方式为目标线缆布置方式；使得，在实际作业时可以以目标设备布置方式将箱变布置于对应的可选位置点且将汇流装置布置于对应的备选位置点，使得汇流装置和组件之间以目标线缆布置方式走线、汇流装置和箱变之间以目标线缆布置方式走线以及箱变与挂载点之间以目标线缆方式走线，实现山地电站的最小成本、最优走线，避免和解决设备布置线缆走线随意、线缆大量浪费，造价成本估算不准且实际建设成本偏高等问题，实现设备布置的优化，造价成本的降低。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种电站线缆布置方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种汇流装置在汇流区内的备选位置点的示意图；
图3是本发明实施例提供的另一种电站线缆布置方法的流程示意图。
图4是本发明实施例提供的一种电站线缆布置装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1是本发明实施例提供的一种电站线缆布置方法的流程示意图。参考图1，电站线缆布置方法包括：
S10、根据各汇流装置在对应的汇流区内的备选位置点确定多个汇流装置的第i种布置方式。
具体地，光伏山地电站包括升压站和多个汇流区。汇流区内设置有多个组件，组件可以是光伏板组件。在此基础上，山地电站还需要布置多个汇流装置和多个箱变，汇流装置例如是逆变器或者汇流箱，可以根据电站场景不同选择设置逆变器或者汇流箱。对多个汇流区进行汇流至箱变，即汇流区通过箱变连接至升压站。其中，多个组件通过逆变器或者汇流箱进行汇集连接至箱变；或者，多个组件先经过逆变器连接至汇流箱，再连接至箱变。换言之，光伏板产生的电能依次通过汇流装置和箱变传输至升压站。而汇流装置和箱变在山地电站的布置位置，决定了汇流装置与组件之间的光伏线缆沿地面长度、箱变与汇流装置之间的低压交流线缆沿地面长度以及升压站与箱变之间的高压交流线缆沿地面长度。其中，根据电站场景不同选择设置逆变器或者汇流箱，箱变对应的挂载点位于升压站的集电线路上。
一个汇流区对应一个汇流装置，一个汇流装置对应至少一个备选位置点，备选位置点用于布置汇流装置。即，一个汇流区内设置一个汇流装置即可，而汇流区内汇流装置的备选位置点可以是多个，将汇流装置设置在对应的汇流区内时，汇流装置可以布置在对应的汇流区内的任意一个备选位置点上。基于此，多个汇流装置在多个汇流区内的一种布置方式为多个汇流装置的第i种布置方式。其中，汇流区内的备选位置点满足设置汇流装置的地势、环境等要求，再例如一个汇流区内的多个备选位置点均位于该汇流区内的一条预设路径2011上。
另外，多个汇流装置的布置方式的数目，可通过将所有汇流区内的备选位置点进行排列组合得到。示例性的，图2是本发明实施例提供的一种汇流装置在汇流区内的备选位置点的示意图，参考图2，第一汇流区101内的汇流装置布置于第一汇流区101内的第一备选位置点1011上、第二汇流区102内的汇流装置布置于第二汇流区102内的第四备选位置点1021上且第三汇流区103内的汇流装置布置于第三汇流区103内的第七备选位置点1031上，构成三个汇流装置在三个汇流区内的一种布置方式，例如是第i种布置方式。第一汇流区101内的汇流装置布置于第一汇流区101内的第二备选位置点1012上、第二汇流区102内的汇流装置布置于第二汇流区102内的第四备选位置点1021上且第三汇流区103内的汇流装置布置于第三汇流区103内的第七备选位置点1031上，构成三个汇流装置在三个汇流区内的另一种布置方式，例如是第(i+1)种布置方式。其它布置方式依次类推。
S11、根据箱变的数量和预设布置条件对多个汇流装置的第i种布置方式进行聚类，得到多个箱变的第j种布置方式，以构成山地电站的第ij种设备布置方式；其中，i和j均为正整数，第ij种设备布置方式包括备选位置点与箱变的可选位置点的对应关系。
具体地，形成多个箱变的第j种布置方式时也就形成了各个箱变的第j个可选位置点，其中可选位置点用于布置箱变，还形成了各第j个可选位置点与多个汇流装置的第i种布置方式中的备选位置点之间的对应关系。这样，多个汇流装置的第i种布置方式、多个箱变的第j种布置方式、各第j个可选位置与多个汇流装置的第i种布置方式中的备选位置点之间的对应关系，此三者构成了第ij种设备布置方式。示例性的，继续参考图2，第一个箱变的第j个可选位置点3011与第一备选位置点1011对应，第二个箱变的第j个可选位置点3021与第四备选位置点1021以及第七备选位置点1031同时对应。
另外，箱变的预设布置条件即预先设定的箱变在山地电站上布置时的限制条件。预设布置条件例如是：箱变的可选位置点需设置在汇流区内的预设路径上或者预设路径的延伸道路上，例如预设路径2011的延伸道路上，箱变可以不位于汇流区内；箱变与汇流装置之间通过沿地面走线的低压交流线缆连接，基于此，各可选位置点与对应的备选位置点相连接时任意两条可选位置点与备选位置点之间的包络线不相交，以保证实际中各箱变与对应的汇流装置相连接时任意两条箱变与汇流装置之间的低压交流线缆不相交；每个箱变所连接的汇流装置的数目不能超过箱变的自身容量等。另外，汇流装置的数目可根据汇流区的数目确定，汇流区的数目可通过获取山地电站的汇流区信息得到，汇流区信息至少包括山地电站的汇流区的数目、每个汇流区内组件的数目和各组件的位置坐标(可以是二维或者三维坐标)；而箱变的数目可根据山地电站的装机容量决定，即山地电站的最大输出功率决定。
S12、计算第ij种设备布置方式所对应的第ij种线缆布置方式的成本值。
具体地，遵从两点之间直线最短的规律，第ij种设备布置方式对应第ij种线缆布置方式。
可选地，计算第ij种设备布置方式所对应的第ij种线缆布置方式的成本值包括：根据第ij种设备布置方式所对应的，各备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度、各备选位置点与对应的可选位置点之间的低压交流线缆沿地面长度、各可选位置点与对应的挂载点之间的高压交流线缆沿地面长度、线缆规格信息，确定第ij种线缆布置方式的成本值。
具体地，可选位置点对应的挂载点不同，则可选位置点与对应的挂载点之间的高压交流线缆对应的线缆规格信息不同。其中，挂载点位于集电线路上，箱变通过挂载点与升压站连接。线缆规格信息至少包括线缆规格系数和线缆单价等信息。
即根据第ij种设备布置方式所对应的：各备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度、光伏线缆的线缆单价、各备选位置点与对应的可选位置点之间的低压交流线缆沿地面长度、低压交流线缆的线缆单价、各可选位置点与对应的挂载点之间的高压交流线缆沿地面长度、高压交流线缆的线缆单价和其中各条高压交流线缆的线缆规格信息，确定电站的第ij种线缆布置方式的成本值。其中，备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度，即备选位置点与所在的汇流区内的所有组件之间的光伏线缆沿地面长度。需要说明的是，本发明实施例中，线缆沿地面长度即线缆沿地表面走线、铺设的长度，仅当两点之间的坡度为零时，该两点之间的线缆沿地面长度才与该两点之间的水平直线距离相等，而当该两点之间的坡度不等于零时，该两点之间的线缆沿地面长度大于该两点之间的水平直线距离。
S13、确定最小的成本值所对应的线缆布置方式为目标线缆布置方式。
具体地，以最小的成本值所对应的线缆布置方式为目标线缆布置方式，也即以最小成本值所对应的设备布置方式为目标设备布置方式，从而在实际作业时以目标设备布置方式将箱变布置于对应的可选位置点且将汇流装置布置于对应的备选位置点，使得汇流装置和组件之间以目标线缆布置方式走线、汇流装置和箱变之间以目标线缆布置方式走线以及箱变与挂载点之间以目标线缆方式走线，实现山地电站的最小成本、最优走线，避免和解决设备布置线缆走线随意、线缆大量浪费，造价成本估算不准且实际建设成本偏高等问题，实现设备布置的优化，造价成本的降低。
在本发明的一种实施方式中，根据各汇流装置在对应的汇流区内的备选位置点确定多个汇流装置的第i种布置方式之前还包括：获取汇流区内的预设路径的坡度信息；坡度信息在预设路径上，半径小于或等于预设半径且坡度小于或等于预设坡度的区域内随机选取设备布置点作为汇流装置的备选位置点；对位于预设路径上的多个备选位置点按次排序。其中，预设路径上的坡度信息可以是预先存储的坡度信息，坡度信息至少包括预设路径上的各位置处的坡度大小。预设路径、预设半径和预设坡度均可按照实际需要预先设定。对位于预设路径上的多个备选位置点按次排序以便于确定多个汇流装置的第i种布置方式，例如以便于通过排列组合的方式确定多个汇流装置的第i种布置方式。
在本发明的一种实施方式中，根据第ij种设备布置方式所对应的，各备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度、各备选位置点与对应的可选位置点之间的低压交流线缆沿地面长度、各可选位置点与对应的挂载点之间的高压交流线缆沿地面长度、线缆规格信息，确定第ij种线缆布置方式的成本值之前还包括：确定各汇流装置在对应的汇流区内的各备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度；获取多个汇流装置的第i种布置方式对应的各备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度。在本发明的一种实施方式中，确定各汇流装置在对应的汇流区内的各备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度之前还包括：确定汇流区内的所有支架到备选位置点的光伏线缆沿地面长度为备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度。
图3是本发明实施例提供的另一种电站线缆布置方法的流程示意图。参考图3，电站线缆布置方法包括：
S20、根据各汇流装置在对应的汇流区内的备选位置点确定多个汇流装置的第i种布置方式。
S21、根据箱变的数量和预设布置条件对多个汇流装置的第i种布置方式进行聚类，得到多个箱变的第j种布置方式，以构成山地电站的第ij种设备布置方式；其中，i和j均为正整数，第ij种设备布置方式包括备选位置点与箱变的可选位置点的对应关系。
S22、确定汇流区内的所有支架到备选位置点的光伏线缆沿地面长度为备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度。
具体地，组件设置于支架上，可以是多个组件设置于一个支架上。在一个汇流区内，所有支架到某个备选位置点的光伏线缆沿地面长度即所有组件到该备选位置点的光伏线缆沿地面长度。
S23、确定各汇流装置在对应的汇流区内的各备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度；获取多个汇流装置的第i种布置方式对应的各备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度。
具体地，在预先确定了各汇流区内的各备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度后，当需要计算多个汇流装置的第i种布置方式对应的各备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度时直接从该预先确定的中获取即可。
S23、根据第ij种设备布置方式所对应的，各备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度、各备选位置点与对应的可选位置点之间的低压交流线缆沿地面长度、各可选位置点与对应的挂载点之间的高压交流线缆沿地面长度、线缆规格信息，确定第ij种线缆布置方式的成本值。
S24、确定最小的成本值所对应的线缆布置方式为目标线缆布置方式。
在本发明的一种实施方式中，确定汇流区内的所有支架到备选位置点的光伏线缆沿地面长度为备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度包括：获取支架与备选位置点之间的各坡度区间的坡度信息以及获取两相邻支架之间的各坡度区间的坡度信息；确定各坡度区间的长度占比、支架与备选位置点之间的水平直线距离以及两相邻支架之间的水平直线距离；根据坡度信息、长度占比和水平直线距离确定支架与备选位置点之间的光伏线缆沿地面长度以及两相邻支架之间的光伏线缆沿地面长度；其中，每个支架在通过光伏线缆接入设置于备选位置点上的汇流装置时仅限接入一次。
具体地，坡度信息至少包括支架与备选位置点之间的各坡度区间内的坡度大小或者两相邻支架之间的各坡度区间内的坡度大小。可以是一个坡度区间对应一个坡度。各坡度区间的长度占比和支架与备选位置点之间的水平直线距离以及两相邻支架之间的水平直线距离均可以是从预先存储的数据中直接获取得到，也可以是根据支架的位置坐标和备选位置点的位置坐标进行计算得到。其中，支架的位置坐标可根据其对应的组件的位置坐标计算得到；备选位置点的位置坐标可在形成备选位置点的时候进行记录并存储，以在计算时直接获取。
Figure BDA0003349846940000151
可参考上述公式对支架与备选位置点之间的光伏线缆沿地面长度进行计算或者两相邻的支架之间的光伏线缆沿地面长度进行计算。其中，iPVq为支架与备选位置点之间的第q个坡度区间的坡度参数或者两相邻支架之间的第q个坡度区间的坡度参数，坡度参数例如是坡度的三角函数的倒数，三角函数可以是余弦函数，p为支架与备选位置点之间的坡度区间的个数或者两相邻支架之间的坡度区间的个数，PV作为光伏线缆的标记；δPVq为支架与备选位置点之间的第q个坡度区间的长度占比或者两相邻支架之间的第q个坡度区间的长度占比，可以是对支架与备选位置点之间的水平直线距离的占比或者对两相邻支架之间的水平直线距离的占比；dPVs为支架与备选位置点或两相邻支架之间的水平直线距离；LPVs0为支架与备选位置点之间的光伏线缆沿地面长度或者两相邻的支架之间的光伏线缆沿地面长度。LPVs为所有支架与备选位置点之间的光伏线缆沿地面长度，也即备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度。本发明实施例中，基于支架与备选位置点之间的各坡度区间对支架与备选位置点之间的光伏线缆沿地面长度进行计算，而不是仅基于支架与备选位置点之间的水平直线距离对支架与备选位置点之间的光伏线缆进行计算，使得对山地电站的光伏线缆用量的预算更为精准，从而对山地电站的光伏线缆的成本估算也更为精准。
其中，需要说明的是，在一个汇流区内，针对一个备选位置点，该备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度进行计算的过程中具体的光伏线缆沿地面的走线方式是这样的：可以是每个支架分别通过光伏线缆接入设置于该备选位置点上的汇流装置，在这种走线方式下计算每个支架与该备选位置点之间的光伏线缆沿地面长度，所有的支架与该备选位置点之间的光伏线缆沿地面长度之和为该备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度LPVs；还可以是，所有或者部分的支架中，相邻的支架两两通过光伏线缆连接之后再由位置上最为靠近该备选位置点的支架通过光伏线缆接入设置于该备选位置点上的汇流装置，这种走线方式下既需要计算两相邻支架之间的光伏线缆沿地面长度也需要计算支架与该备选位置点之间的光伏线缆沿地面长度，而所有的相邻支架之间的光伏线缆沿地面长度和支架与该备选位置点之间的光伏线缆沿地面长度之和为该备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度LPVs。
其中，LPVs为所有支架与备选位置点之间的光伏线缆沿地面长度，也即备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度。每个支架在通过光伏线缆接入设置于该备选位置点上的汇流装置时仅限接入一次，即不可以是某一个支架通过另外一个支架与汇流装置连接的同时还通过其余的支架与汇流装置连接或者同时还独立走线至汇流装置。
本实施例中，在一个汇流区内，针对一个备选位置点，该备选位置点对应的光伏线缆走线的方式包括多种，第ij种设备布置方式便对应其中的一种。
在本发明的一种实施方式中，根据第ij种设备布置方式所对应的，各备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度、各备选位置点与对应的可选位置点之间的低压交流线缆沿地面长度、各可选位置点与对应的挂载点之间的高压交流线缆沿地面长度、线缆规格信息，确定第ij种线缆布置方式的成本值包括：
获取备选位置点与对应的可选位置点之间的各坡度区间的坡度信息；确定各坡度区间的长度占比和备选位置点与对应的可选位置点之间的水平直线距离；根据坡度信息、长度占比和水平直线距离确定备选位置点与对应的可选位置点之间的低压交流线缆沿地面长度。
Figure BDA0003349846940000171
可参考上述公式对备选位置点与对应的可选位置点之间的低压交流线缆沿地面长度进行计算。其中，iLVq为备选位置点与对应的可选位置点之间的第q个坡度区间的坡度参数，坡度参数例如是坡度的三角函数的倒数，三角函数可以是余弦函数，p为备选位置点与对应的可选位置点之间的坡度区间的个数，LV作为低压交流线缆的标记；δLVq为备选位置点与对应的可选位置点之间的第q个坡度区间的长度占比，可以是对备选位置点与对应的可选位置点之间的水平直线距离的占比；dLVs为备选位置点与对应的可选位置点之间的水平直线距离；LLVs为备选位置点与对应的可选位置点之间的低压交流线缆沿地面长度。其中，可选位置点的位置坐标可在形成可选位置点的时候进行记录并存储，以在计算dLVs时直接获取。
同理，在本发明实施例中，基于备选位置点与对应的可选位置点之间的各坡度区间对备选位置点与对应的可选位置点之间的低压交流线缆沿地面长度进行计算，使得对山地电站的低压交流线缆用量的预算更为精准，从而对山地电站的低压交流线缆的成本估算也更为精准。
在本发明的一种实施方式中，根据第ij种设备布置方式所对应的，各备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度、各备选位置点与对应的可选位置点之间的低压交流线缆沿地面长度、各可选位置点与对应的挂载点之间的高压交流线缆沿地面长度、线缆规格信息，确定第ij种线缆布置方式的成本值包括：
获取可选位置点与对应的挂载点之间的各坡度区间的坡度信息；确定各坡度区间的长度占比和可选位置点与对应的挂载点之间的水平直线距离；根据坡度信息、长度占比和水平直线距离确定可选位置点与对应的挂载点之间的高压交流线缆沿地面长度。
Figure BDA0003349846940000181
可参考上述公式对可选位置点与对应的挂载点之间的高压交流线缆沿地面长度进行计算。其中，iHVq为可选位置点与对应的挂载点之间的第q个坡度区间的坡度参数，坡度参数例如是坡度的三角函数的倒数，三角函数可以是余弦函数，p为可选位置点与对应的挂载点之间的坡度区间的个数，HV作为高压交流线缆的标记；δHVq为可选位置点与对应的挂载点之间的第q个坡度区间的长度占比，可以是对可选位置点与对应的挂载点之间的水平直线距离的占比；dHVs为可选位置点与对应的挂载点之间的水平直线距离；
Figure BDA0003349846940000191
为可选位置点与对应的挂载点之间的高压交流线缆的线缆规格信息，可以理解为不同的挂载点对应着不同的线缆规格信息，线缆规格信息至少可以反应高压交流线缆的粗细程度；LHVs为可选位置点与对应的挂载点之间的高压交流线缆沿地面长度。其中，挂载点的位置坐标可通过获取汇流区信息得到，汇流区信息中可包括挂载点的位置坐标。
同理，在本发明实施例中，基于可选位置点与对应的挂载点之间的各坡度区间对可选位置点与对应的挂载点之间的高压交流线缆沿地面长度进行计算，使得对山地电站的高压交流线缆用量的预算更为精准，从而对山地电站的高压交流线缆的成本估算也更为精准。另外，在本发明实施例上述内容中所提到的所有坡度信息可一次性获取，以节省计算程序。
在本发明的一种实施方式中，根据第ij种设备布置方式所对应的，各备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度、各备选位置点与对应的可选位置点之间的低压交流线缆沿地面长度、各可选位置点与对应的挂载点之间的高压交流线缆沿地面长度、线缆规格信息，确定第ij种线缆布置方式的成本值包括：根据挂载点在集电线路上所处的位置，确定挂载点与对应的可选位置点之间的高压交流线缆对应的线缆规格信息。其中，挂载点位于山地电站的集电线路上。
在本发明的一种实施方式中，根据第ij种设备布置方式所对应的，各备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度、各备选位置点与对应的可选位置点之间的低压交流线缆沿地面长度、各可选位置点与对应的挂载点之间的高压交流线缆沿地面长度、线缆规格信息，确定第ij种线缆布置方式的成本值包括：
Figure BDA0003349846940000201
可参考上述公式对山地电站的第ij种线缆布置方式的成本值进行计算。其中，m为箱变的数目；n为汇流装置的数目；αPV为光伏线缆的线缆单价；αLV为低压交流线缆的线缆单价；αHV为高压交流线缆的线缆单价；(μ总)ij为山地电站的第ij种线缆布置方式的成本值。
本发明实施例还提供了一种电站线缆布置装置。电站线缆布置装置可执行上述任意技术方案的电站线缆布置方法。图4是本发明实施例提供的一种电站线缆布置装置的结构示意图，参考图4，电站线缆布置装置包括：汇流装置布置方式确定模块10、箱变布置方式确定模块20、线缆布置方式成本值确定模块30和目标线缆布置方式确定模块40。
其中，汇流装置布置方式确定模块10用于根据各汇流装置在对应的汇流区内的备选位置点确定多个汇流装置的第i种布置方式。箱变布置方式确定模块20用于根据箱变的数量和预设布置条件对多个汇流装置的第i种布置方式进行聚类，得到多个箱变的第j种布置方式，以构成电站的第ij种设备布置方式；i和j均为正整数，第ij种设备布置方式包括备选位置点与箱变的可选位置点的对应关系。
线缆布置方式成本值确定模块30用于计算第ij种设备布置方式所对应的第ij种线缆布置方式的成本值。目标线缆布置方式确定模块40用于确定最小的所述成本值所对应的线缆布置方式为目标线缆布置方式。
在上述各实施例的基础上，可选地，电站线缆布置装置还包括：
本发明实施例提供的电站线缆布置装置和电站线缆布置方法量两者属于相同的发明构思，能够实现相同的技术效果，重复内容此处不再赘述。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种电站线缆布置方法，其特征在于，包括：
根据各汇流装置在对应的汇流区内的备选位置点确定多个所述汇流装置的第i种布置方式；
根据箱变的数量和预设布置条件对多个所述汇流装置的所述第i种布置方式进行聚类，得到多个所述箱变的第j种布置方式，以构成电站的第ij种设备布置方式，所述第ij种设备布置方式包括所述备选位置点与所述箱变的可选位置点的对应关系；其中，i和j均为正整数；
计算所述第ij种设备布置方式所对应的第ij种线缆布置方式的成本值；
确定最小的所述成本值所对应的线缆布置方式为目标线缆布置方式。
2.根据权利要求1所述的电站线缆布置方法，其特征在于，计算所述第ij种设备布置方式所对应的第ij种线缆布置方式的成本值包括：
根据所述第ij种设备布置方式所对应的，各所述备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度、各所述备选位置点与对应的所述可选位置点之间的低压交流线缆沿地面长度、各所述可选位置点与对应的挂载点之间的高压交流线缆沿地面长度、线缆规格信息，确定所述第ij种线缆布置方式的成本值。
3.根据权利要求2所述的电站线缆布置方法，其特征在于，
计算所述第ij种设备布置方式所对应的第ij种线缆布置方式的成本值之前还包括：
确定各所述汇流装置在对应的所述汇流区内的各所述备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度；获取多个所述汇流装置的第i种布置方式对应的各所述备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度。
4.根据权利要求3所述的电站线缆布置方法，其特征在于，
确定各所述汇流装置在对应的所述汇流区内的各所述备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度之前还包括：
确定所述汇流区内的所有支架到所述备选位置点的光伏线缆沿地面长度为所述备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度。
5.根据权利要求4所述的电站线缆布置方法，其特征在于，确定所述汇流区内的所有支架到所述备选位置点的光伏线缆沿地面长度为所述备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度包括：
获取所述支架与所述备选位置点之间的各坡度区间的坡度信息以及获取两相邻所述支架之间的各坡度区间的坡度信息；
确定各所述坡度区间的长度占比、所述支架与所述备选位置点之间的水平直线距离以及两相邻所述支架之间的水平直线距离；
根据所述坡度信息、所述长度占比和所述水平直线距离确定所述支架与所述备选位置点之间的光伏线缆沿地面长度以及两相邻所述支架之间的光伏线缆沿地面长度；
其中，每个所述支架在通过光伏线缆接入设置于所述备选位置点上的汇流装置时仅限接入一次。
6.根据权利要求2所述的电站线缆布置方法，其特征在于，根据所述第ij种设备布置方式所对应的，各所述备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度、各所述备选位置点与对应的所述可选位置点之间的低压交流线缆沿地面长度、各所述可选位置点与对应的挂载点之间的高压交流线缆沿地面长度、线缆规格信息，确定所述第ij种线缆布置方式的成本值包括：
获取所述备选位置点与对应的所述可选位置点之间的各坡度区间的坡度信息；
确定各所述坡度区间的长度占比和所述备选位置点与对应的所述可选位置点之间的水平直线距离；
根据所述坡度信息、所述长度占比和所述水平直线距离确定所述备选位置点与对应的所述可选位置点之间的低压交流线缆沿地面长度。
7.根据权利要求2所述的电站线缆布置方法，其特征在于，根据所述第ij种设备布置方式所对应的，各所述备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度、各所述备选位置点与对应的所述可选位置点之间的低压交流线缆沿地面长度、各所述可选位置点与对应的挂载点之间的高压交流线缆沿地面长度、线缆规格信息，确定所述第ij种线缆布置方式的成本值包括：
获取所述可选位置点与对应的挂载点之间的各坡度区间的坡度信息；
确定各所述坡度区间的长度占比和所述可选位置点与对应的所述挂载点之间的水平直线距离；
根据所述坡度信息、所述长度占比和所述水平直线距离确定所述可选位置点与对应的所述挂载点之间的高压交流线缆沿地面长度。
8.根据权利要求1所述的电站线缆布置方法，其特征在于，根据各汇流装置在对应的汇流区内的备选位置点确定多个所述汇流装置的第i种布置方式之前还包括：
获取汇流区内的预设路径的坡度信息；
根据所述坡度信息在所述预设路径上，半径小于或等于预设半径且坡度小于或等于预设坡度的区域内随机选取设备布置点作为汇流装置的备选位置点；
对位于所述预设路径上的多个所述备选位置点按次排序。
9.根据权利要求2所述的电站线缆布置方法，其特征在于，
根据所述第ij种设备布置方式所对应的，各所述备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度、各所述备选位置点与对应的所述可选位置点之间的低压交流线缆沿地面长度、各所述可选位置点与对应的挂载点之间的高压交流线缆沿地面长度、线缆规格信息，确定所述第ij种线缆布置方式的成本值包括：
Figure FDA0003349846930000041
其中，(μ总)ij为所述第ij种线缆布置方式的成本值；m为箱变的数目；n为汇流装置的数目；αPV为光伏线缆的线缆单价；αLV为低压交流线缆的线缆单价；αHV为高压交流线缆的线缆单价；LHVs为所述可选位置点与对应的所述挂载点之间的高压交流线缆沿地面长度；LLVs为所述备选位置点与对应的所述可选位置点之间的低压交流线缆沿地面长度；LPVs为所有支架与所述备选位置点之间的光伏线缆沿地面长度，也即所述备选位置点对应的光伏线缆沿地面长度。
10.一种电站线缆布置装置，其特征在于，包括：汇流装置布置方式确定模块，用于根据各汇流装置在对应的汇流区内的备选位置点确定多个所述汇流装置的第i种布置方式；
箱变布置方式确定模块，用于根据箱变的数量和预设布置条件对多个所述汇流装置的所述第i种布置方式进行聚类，得到多个所述箱变的第j种布置方式，以构成电站的第ij种设备布置方式；其中，i和j均为正整数，所述第ij种设备布置方式包括所述备选位置点与所述箱变的可选位置点的对应关系；
线缆布置方式成本值确定模块，用于计算所述第ij种设备布置方式所对应的第ij种线缆布置方式的成本值；目标线缆布置方式确定模块，用于确定最小的所述成本值所对应的线缆布置方式为目标线缆布置方式。
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