CN114065554A - 一种配电网在线规划方法、装置、设备及介质 - Google Patents

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CN114065554A CN202210026430.5A CN202210026430A CN114065554A CN 114065554 A CN114065554 A CN 114065554A CN 202210026430 A CN202210026430 A CN 202210026430A CN 114065554 A CN114065554 A CN 114065554A
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Abstract

本发明属于电力技术领域，具体公开了一种配电网在线规划方法、装置、设备及介质，包括以下步骤：S1、获取规划信息、设备档案数据、运行数据和报装用户数据以建立配电网规划图；并从中切取规划断面；S2、根据GIS图获取变配电设施模型，根据配电网工程典型设计数据和变配电设施模型，搭建规划变配电设施站内模型；S3、计算新增容量，并根据新增容量确定配变电设施数量、容量和地址；S4、根据切取的规划断面和电网诊断问题库对设置的变配电设施站内模型进行网架构建；S5、生成配电网规划项目清册。本发明利用大数据作业平台实现配电网规划全流程线上作业，有效提高了配电网规划作业的效率。

Description

一种配电网在线规划方法、装置、设备及介质
技术领域
本发明属于电力技术领域，具体涉及一种配电网在线规划方法、装置、设备及介质。
背景技术
近年来，电网公司大力构建数据中台，深入推进业务融合与数据共享，全面开展跨域综合示范应用，管理上线、作业上网、模式创新蔚然成风，以提升业务水平和管控效率。
配电网规划作为电网发展建设的重要一环，现状电网规划作业诊断做不透，需求看不清，规划线下编，项目专业报，成效拍指标。电网规划作业工具目前主要采用线下收资、EXCEL计算负荷数据、CAD软件绘制规划站点和网架、规划成果以报告形式存放柜子、规划成果传达面受限。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种配电网在线规划方法、装置、设备及介质，以解决现有配电网规划工作效率低，规划成果保存和传播困难的技术问题。
第一方面，一种配电网在线规划方法，包括以下步骤：
S1、获取设备档案数据、规划信息、运行数据和报装用户数据；
根据所述设备档案数据、运行数据和报装用户数据建立配电网规划图；
通过规划信息从配电网规划图中切取规划断面；
S2、获取GIS图，并根据GIS图获取变配电设施模型，根据配电网工程典型设计数据和变配电设施模型，搭建规划变配电设施站内模型；
S3、计算新增容量，并根据新增容量确定配变电设施数量、容量和地址；
S4、根据电网诊断问题库对在步骤S3确定的地址上设置的变配电设施站内模型进行网架构建；
S5、根据构建的网架生成配电网规划项目清册。
本发明的进一步改进在于：在S1中报装用户数据包括报装地块面积、报装容积率、报装建筑面积和报装地区负荷密度指标数据；
设备档案数据包括配变档案数据和设备空间地理数据；
规划信息包括单位供电地理范围和规划基准年。
本发明的进一步改进在于：在S2中，具体包括以下步骤：
S21、获取GIS图，对GIS图进行简化只保留主变压器、配电变压器、母线和断路器，并通过设备端子号匹配连接关系，建立规划设施站内模型搭建工具；
S22、识别配变电设施间隔使用情况；
S23、根据规划设施站内模型搭建工具、配变电设施间隔使用情况和配电网工程典型设计，搭建规划变配电设施站内模型。
本发明的进一步改进在于：在S3中具体包括以下步骤：
S31、根据规划断面内负荷增长情况获取电网容载比，并根据容载比、规划年的网供负荷和现有容量计算新增容量：
新增容量=规划年的网供负荷*容载比-现有容量；
S32、根据新增容量、电压等级和供电区域类型确定配变电设施台数和单台容量；
S33、根据配变电设施台数和单台容量，计算规划断面内规划区域中配变电设施的最优布点。本发明的进一步改进在于：在S33中计算配变电设施最优布点时，对有配变电设施区域进行最优布点确定，包括以下步骤：
计算规划断面内规划区域的负荷矩：
Figure 429801DEST_PATH_IMAGE001
式中：△u%为线路压降；R0为线路电阻；X0为线路感抗；tanφ为功率因数；P为负荷值；l为线路长度；Un为电源侧额定电压；
取P=1kW，l=1km，代入上式，则△u%为单位负荷距下的线路压降，若用户端最大电压允许偏差为η，则
Figure 688744DEST_PATH_IMAGE002
；
以配变电设施为中心Pl为半径做圆，圆内为现有配变电设施供电范围，剔除不可建设配变电设施控规用地区域和现有配变电设施供电范围，在其余规划区域内，通过镂空区和等压图区域边界，结合边界识别，得到最优布点；
在S33中计算配变电设施最优布点时，对无配变电设施区域进行最优布点确定，包括以下步骤：
将现状负荷密度高于预设值的区域做拓扑识别取中心点a，所有地块的区域做拓扑识别取中心点b，取a、b的连线的中心作为最优布点。
本发明的进一步改进在于：在S4中具体包括以下步骤：
S41、在最优布点处设置变配电设施站内模型；
S42、根据新增容量对配变电设施站内模型进行网架构建。
本发明的进一步改进在于：所述网架构建具体包括：
S421、线路路径规划，根据电网诊断问题库自动识别现状及规划新增变配电设施可用进出线间隔，以此为起始点，加载和展示现状及区域控规、路网规划，辅助开展线路路径规划，自动量测地图跨越路径，生成项目长度；
S422、T接，根据电网诊断问题库增加线路节点并对现状线路打断，从打断位置新出T接线路；
S423、π接，根据电网诊断问题库增加连续线路节点，造成线路破口，从破口位置π接连接设备；
S424、线经替换，根据电网诊断问题库选择现状线路，线路图形路径走向及拓扑连接关系不变，变更线路档案数据；
S425、现状设备退役拆除，选择现状电网设备，设置退役拆除时间。
第二方面，一种配电网在线规划装置，包括：
规划断面生成模块，用于获取规划信息、设备档案数据、运行数据和报装用户数据以建立配电网规划图；并通过规划信息从配电网规划图中切取规划断面；
变配电设施站内模型搭建模块，用于获取GIS图，并根据GIS图获取变配电设施模型，根据配电网工程典型设计数据和变配电设施模型，搭建规划变配电设施站内模型；
配变电设施确定模块，用于计算新增容量，并根据新增容量确定配变电设施数量、容量和地址；
网架构建模块，根据电网诊断问题库对在步骤S3确定的地址上设置的变配电设施站内模型进行网架构建；
配电网规划项目清册生成模块，用于根据构建的网架生成配电网规划项目清册。
第三方面，一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的一种配电网在线规划方法。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的一种配电网在线规划方法。
与现有技术相比，本发明至少包括以下有益效果：
本发明提供的一种配电网规划在线图上作业工具，利用大数据作业平台实现配电网规划全流程线上作业，有效提高了配电网规划作业的效率。
本发明采用的基于“网上电网”平台的配电网规划在线图上作业较先进，不但克服了传统电网规划图数分离、诊断看不清、问题看不透、规划作业工具单一、规划成果束之高阁问题，而且提高了规划作业的效率，具有很好的推广应用价值。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明一种配电网在线规划方法的流程图；
图2为本发明一种配电网在线规划方法中对有配变电设施区域进行最优布点确认的示意图；
图3为本发明一种配电网在线规划方法中对无配变电设施区域进行最优布点确认的示意图；
图4为本发明一种配电网在线规划装置的系统框图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本发明所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
实施例1
一种配电网在线规划方法，包括以下步骤：
S1、获取设备档案数据、规划信息、运行数据和报装用户数据；
根据所述设备档案数据、运行数据和报装用户数据建立配电网规划图；
通过规划信息从配电网规划图中切取规划断面；
S2、获取GIS图，并根据GIS图获取变配电设施模型，根据配电网工程典型设计数据和变配电设施模型，搭建规划变配电设施站内模型；
S3、计算新增容量，并根据新增容量确定配变电设施数量、容量和地址；
S4、根据电网诊断问题库对在步骤S3确定的地址上设置的变配电设施站内模型进行网架构建；
S5、根据构建的网架生成配电网规划项目清册。
在S1中报装用户数据包括报装地块面积、报装容积率、报装建筑面积和报装地区负荷密度指标数据；
配变档案数据包括设备档案数据和设备空间地理数据；
规划信息包括单位供电地理范围和规划基准年。
在S1中具体包括以下步骤：
S11、从PMS系统和用电采集系统获取设备档案数据；
从电网GIS系统获取设备空间地理信息；
从D5000系统获取运行数据；
从城乡控规获取报装用户数据；
S12、根据设备档案数据、运行数据和报装用户数据建立配电网规划图；
S13、根据规划信息从电网规划图中切取规划断面。
规划断面内包括该区域电网网架图形数据、设备档案数据和拓扑数据；
电源站在规划断面范围内，该电源站下所有10千伏馈线关联电网设备全都纳入规划断面范围；
配变在规划断面范围内而电源站在规划断面范围外的，根据电网拓扑连接关系，从配变追溯到电源站，该条馈线关联设备及区外变电站都纳入规划断面。
在S2中，具体包括以下步骤：
S21、获取GIS图，对GIS图进行简化只保留主变压器、配变、母线和断路器，并通过设备端子号匹配连接关系，建立规划设施站内模型搭建工具；
S22、识别配变电设施间隔使用情况；
S221、获取间隔单元台账、站内拓扑和断路器调账；
S222、在站内拓扑中以断路器为起点，向上查找断路器连接的母线和主变压器设备ID，并获取连接的母线与主变压器设备台账；
S223、在站内拓扑中以断路器为起点，向下查找断路器连接的分段线路；
如有，则对应间隔状态为已用，通过线路段所属线路信息查找对应出线信息；
如无，则对应间隔状态为待用；
S23、根据规划设施站内模型搭建工具和配电网工程典型设计，搭建规划变配电设施站内模型；
规划设施站内模型搭建工具，包括站房边框、主变压器、母线、断路器、连接线和出线点设备绘制和属性编辑工具；
S24、根据配电网工程典型设计利用规划设施站内模型搭建工具搭建规划变配电设施站内模型。
在S3中具体包括以下步骤：
S31、参考《配电网规划设计技术导则》规划区域负荷增速，设定容载比取值范围，35kV~110kV电网容载比选择范围如表1所示，获取现有容量数据，计算新增容量上下限；
新增容量=规划年的网供负荷*容载比-现有容量；
表1
Figure 708652DEST_PATH_IMAGE003
S32、根据新增容量、电压等级和供电区域类型确定配变电设施台数和单台容量，如表2所示；
表2
Figure 711243DEST_PATH_IMAGE004
表2中的主变压器低压侧为10kV。
对于负荷确定的供电区域，可适当采用小容量变压器。
A、B类区域中31.5MVA变压器35kV适用于电源来自220kV变电站的情况。
S33、计算配变电设施地址，包括有配变电设施区域地址计算方法和无配变电设施区域地址计算方法；
S331、有配变电设施区域地址计算方法，包括以下步骤：
计算规划断面内规划区域的负荷矩：
Figure 500208DEST_PATH_IMAGE001
式中：△u%为线路压降；R0为线路电阻；X0为线路感抗；tanφ为功率因数；P为负荷值；l为线路长度；Un为电源侧额定电压；
取P=1kW，l=1km，代入上式，则△u%为单位负荷距下的线路压降，若用户端最大电压允许偏差为η，则
Figure 195631DEST_PATH_IMAGE002
；
排除不可建设配变电设施控规用地类型，包括：湖泊、道路、基本农田、生态保护区等；剔除不可建设配变电设施后控规用地区域，进而缩小配变电设施最优选址范围，通过“镂空区”、“等压图”等区域边界，结合边界识别，自动给出可行的最优布点，如图2所示。
S332、无配变电设施区域地址计算方法，包括以下步骤：
将现状负荷密度高于预设值的区域做拓扑识别取中心点a，所有地块的区域做拓扑识别取中心点b，取a、b的连线的中心作为最优布点，如图3所示。
在S4中具体包括以下步骤：
S41、在最优布点处设置变配电设施站内模型；
S42、根据新增容量对配变电设施站内模型进行设备增容扩建；
S43、线路路径规划，自动识别现状及规划新增变配电设施可用进出线间隔，以此为起始点，加载和展示现状及区域控规、路网规划，辅助开展线路路径规划，自动量测地图跨越路径，生成项目长度；
S44、T接，通过增加线路节点，实现规划及现状线路打断，从打断位置新出T接线路；
S45、π接，增加连续线路节点，实现线路破口，从破口位置π入需连接设备；
S46、线经替换，选择现状线路，线路图形路径走向及拓扑连接关系不变，变更线路档案数据，实现线路线经替换；
S47、现状设备退役拆除，选择现状电网设备，设置退役拆除时间，实现现状设备退役拆除；
在S4中将规划项目与图上设备进行关联，包括变电站座数、主变压器台数、变电容量、线路长度、配电设施座数（包括环网柜、开关站、分支箱、配电室、箱式变）、柱上开关座数、配电台数、配变容量等。
规划网架搭建搭建过程中，生成规划项目与规划设备的关联关系，以此为依据，查找方案下不同项目、历史投产项目、规划在建项目的建设内容是否存在交叉重叠，统筹各方需求，提升规划落地性的同时避免投资浪费。
S5、规划项目入库，根据规划项目规模及投资匡算，生成规划项目清册，推送至配电网规划项目库，完善规划项目上报审核等管理流程。
实施例2
如图4所示，一种配电网在线规划装置，包括：
规划断面生成模块，用于获取规划信息、设备档案数据、运行数据和报装用户数据以建立配电网规划图；并通过规划信息从配电网规划图中切取规划断面；
变配电设施站内模型搭建模块，用于获取GIS图，并根据GIS图获取变配电设施模型，根据配电网工程典型设计数据和变配电设施模型，搭建规划变配电设施站内模型；
配变电设施确定模块，用于计算新增容量，并根据新增容量确定配变电设施数量、容量和地址；
网架构建模块，根据电网诊断问题库对在步骤S3确定的地址上设置的变配电设施站内模型进行网架构建；
配电网规划项目清册生成模块，用于根据构建的网架生成配电网规划项目清册。
实施例3
一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现实施例1中的一种配电网在线规划方法。实施例4
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现实施例1中的一种配电网在线规划方法。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明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，本发明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。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、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。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种配电网在线规划方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取设备档案数据、规划信息、运行数据和报装用户数据；
根据所述设备档案数据、运行数据和报装用户数据建立配电网规划图；
通过规划信息从配电网规划图中切取规划断面；
S2、获取GIS图，并根据GIS图获取变配电设施模型，根据配电网工程典型设计数据和变配电设施模型，搭建规划变配电设施站内模型；
S3、计算新增容量，并根据新增容量确定配变电设施数量、容量和地址；
S4、根据电网诊断问题库对在步骤S3确定的地址上设置的变配电设施站内模型进行网架构建；
S5、根据构建的网架生成配电网规划项目清册。
2.根据权利要求1所述的一种配电网在线规划方法，其特征在于，在S1中报装用户数据包括报装地块面积、报装容积率、报装建筑面积和报装地区负荷密度指标数据；
设备档案数据包括配变档案数据和设备空间地理数据；
规划信息包括单位供电地理范围和规划基准年。
3.根据权利要求1所述的一种配电网在线规划方法，其特征在于，在S2中，具体包括以下步骤：
S21、获取GIS图，对GIS图进行简化只保留主变压器、配电变压器、母线和断路器，并通过设备端子号匹配连接关系，建立规划设施站内模型搭建工具；
S22、识别配变电设施间隔使用情况；
S23、根据规划设施站内模型搭建工具、配变电设施间隔使用情况和配电网工程典型设计，搭建规划变配电设施站内模型。
4.根据权利要求1所述的一种配电网在线规划方法，其特征在于，在S3中具体包括以下步骤：
S31、根据规划断面内负荷增长情况获取电网容载比，并根据容载比、规划年的网供负荷和现有容量计算新增容量：
新增容量=规划年的网供负荷*容载比-现有容量；
S32、根据新增容量、电压等级和供电区域类型确定配变电设施台数和单台容量；
S33、根据配变电设施台数和单台容量，计算规划断面内规划区域中配变电设施的最优布点。
5.根据权利要求4所述的一种配电网在线规划方法，其特征在于，在S33中计算配变电设施最优布点时，对有配变电设施区域进行最优布点确定，包括以下步骤：
计算规划断面内规划区域的负荷矩：
Figure 966288DEST_PATH_IMAGE001
式中：△u%为线路压降；R0为线路电阻；X0为线路感抗；tanφ为功率因数；P为负荷值；l为线路长度；Un为电源侧额定电压；
取P=1kW，l=1km，代入上式，则△u%为单位负荷距下的线路压降，若用户端最大电压允许偏差为η，则
Figure 696347DEST_PATH_IMAGE002
；
以配变电设施为中心Pl为半径做圆，圆内为现有配变电设施供电范围，剔除不可建设配变电设施控规用地区域和现有配变电设施供电范围，在其余规划区域内，通过镂空区和等压图区域边界，结合边界识别，得到最优布点；
在S33中计算配变电设施最优布点时，对无配变电设施区域进行最优布点确定，包括以下步骤：
将现状负荷密度高于预设值的区域做拓扑识别取中心点a，所有地块的区域做拓扑识别取中心点b，取a、b的连线的中心作为最优布点。
6.根据权利要求1所述的一种配电网在线规划方法，其特征在于，在S4中具体包括以下步骤：
S41、在最优布点处设置变配电设施站内模型；
S42、根据新增容量对配变电设施站内模型进行网架构建。
7.根据权利要求6所述的一种配电网在线规划方法，其特征在于，所述网架构建具体包括：
S421、线路路径规划，根据电网诊断问题库自动识别现状及规划新增变配电设施可用进出线间隔，以此为起始点，加载和展示现状及区域控规、路网规划，辅助开展线路路径规划，自动量测地图跨越路径，生成项目长度；
S422、T接，根据电网诊断问题库增加线路节点并对现状线路打断，从打断位置新出T接线路；
S423、π接，根据电网诊断问题库增加连续线路节点，造成线路破口，从破口位置π接连接设备；
S424、线经替换，根据电网诊断问题库选择现状线路，线路图形路径走向及拓扑连接关系不变，变更线路档案数据；
S425、现状设备退役拆除，选择现状电网设备，设置退役拆除时间。
8.一种配电网在线规划装置，其特征在于，包括：
规划断面生成模块，用于获取规划信息、设备档案数据、运行数据和报装用户数据以建立配电网规划图；并通过规划信息从配电网规划图中切取规划断面；
变配电设施站内模型搭建模块，用于获取GIS图，并根据GIS图获取变配电设施模型，根据配电网工程典型设计数据和变配电设施模型，搭建规划变配电设施站内模型；
配变电设施确定模块，用于计算新增容量，并根据新增容量确定配变电设施数量、容量和地址；
网架构建模块，根据电网诊断问题库对在步骤S3确定的地址上设置的变配电设施站内模型进行网架构建；
配电网规划项目清册生成模块，用于根据构建的网架生成配电网规划项目清册。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-7任一项所述一种配电网在线规划方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述一种配电网在线规划方法。
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