CN116136988A - 基于时空罗盘分布的配电网供电网格建设优选排序方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于时空罗盘分布的配电网供电网格建设优选排序方法，包括：S1、将规划建设用地划分为若干供电网格，依据功能承载特性将供电网格归类至若干第一分类集合；S2、根据用电特性对第一分类集合进行归类得到若干第二分类集合；S3、基于用电水平对第二分类集合进行规划配置；S4、根据各供电网格对应的外部需求度得到第一评分表、外部需求度得到第二评分表，基于绿色通道权值构建联合评分表；S5、根据联合评分表对各供电网格进行建设优度分级；S6、获取各供电网格构建的建设基点；S7、基于建设基点构建分批建设域，基于分批建设域对所属供电网格进行优选排序。方案可以更加直观精准引导配电网建设的投资方向，让投资建设更加精准高效。

Description

基于时空罗盘分布的配电网供电网格建设优选排序方法

技术领域

本发明涉及配电网建设规划技术领域，具体涉及基于时空罗盘分布的配电网供电网格建设优选排序方法。

背景技术

当前各级电网企业正愈发重视配电网的建设效果和投资效益，把精准投资、精益管理作为企业的目标之一。因此一个方面，电网企业需要从技术角度着手，研究通过从配电网供电网格规划建设空间上、时间上的差异化等方面强化供电网格规划建设的精准管理、经济高效，进而因地制宜的落实配电网供电网格建设优选排序，推动配电网建设。

配电网格规划建设存在空间、时间以及发展潜质上的差异化，需要考虑空间上各个配电网格在功能承载属性上的重要程度，同时也要基于项目建设规划考虑项目建设在时间上的差异性，还要考虑配电网网格在未来发展潜质上的差异性；如何基于项目建设全生命周期，充分考虑各供电网格在时间、空间以及发展潜质上的差异性，对各个项目规划期内的供电网格进行优先度排序，并将能够精准引导配电网建设的投资方向，使得建设能够顺利进行以推动供电企业及电网高质量发展，是配网规划面临的重要技术问题。

中国专利，公开号：CN104679098A，公开日：2015年6月3日，本发明公开了一种配电网网格化统筹规划方法，它包括：步骤1、基于“网架、运行、设备”三维指标体系的配电网诊断分析；步骤2、负荷预测与变电站规划优化；步骤3、对配网进行分级分层分区及进行特征编码；步骤4、基于远近结合理念的配电网方案规划；步骤5、投资估算与方案评估；方案虽然基于负荷需求对配电网格进行规划设计，可能很好的匹配负荷需求，但方案并没有考虑各供电网格对于未来发展规划的前瞻性和统筹性，使得方案在建设规划前期，并没有精准引导配电网建设的投资方向。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的是解决现有配电网规划由于缺乏考虑各供电网格之间存在空间、时间以及发展潜质上的差异化从而导致配网建设规划缺乏前瞻性和统筹性的技术问题；提出了基于时空罗盘分布的配电网供电网格建设优选排序方法，通过考虑供电网格的功能属性、项目规划进程以及发展潜质属性获取供电网格的优选序列，基于优选序列对供电网格进行建设，并绘制配电网供电网格建设时空罗盘，可以更加直观精准引导配电网建设的投资方向，让投资建设更加精准高效，促使投资管理更加精益。

本发明实施例中提供的一种技术方案是：基于时空罗盘分布的配电网供电网格建设优选排序方法，包括如下步骤：

S1、将规划建设用地根据空间位置划分为若干供电网格，依据功能承载特性将若干供电网格归类至若干第一分类集合，基于第一分类集合构建时空罗盘的II级分布子区域；

S2、根据用电特性对若干所述第一分类集合中的各供电网格进行归类得到若干第二分类集合，基于第二分类集合构建时空罗盘的III级分布子区域；

S3、基于用电水平对若干所述第二分类集合进行规划配置，基于规划配置方案构建时空罗盘的IV级分布子区域；

S4、根据各供电网格对应的外部需求度得到第一评分表、对应的内部需求度得到第二评分表，基于绿色通道权值分别对第一评分表和第二评分表进行修正得到第一修正评分表和第二修正评分表，基于第一修正评分表和第二修正评分表构建联合评分表；

S5、根据联合评分表中分值对应的分段对第二分类集合中的各供电网格进行建设优度分级，根据建设优度分级构建时空罗盘的I级分布子区域；

S6、获取时空罗盘中I级分布子区域所对应的第二分类集合中的各供电网格构建的不规则区域的建设基点；

S7、基于建设基点构建分批建设域，基于分批建设域对所属第二分类集合中的所有供电网格进行优选排序。

本方案中，首先基于空间上的供电网络在整个规划空间内的功能承接属性，将供电网络做一次分类，得到隶属于不同功能属性的第一分类集合；其中第一分类集合构成了时空罗盘的II级分布子区域；然后，基于各供电网格的用电特性对第一分类集合中的供电网格进一步进行二次划分，得到隶属于不同用电特性的第二分类集合，其中，第二分类集合构建了时空罗盘的III级分布子区域；其次，基于用电水平对第二分类集合中的供电网络进行网络规划配置，其中，规划配置方案构建了时空罗盘的IV级分布子区域；进一步地，获取各供电网格的内部需求度和外部需求度，并基于内部需求度和外部需求度对各供电网格进行评分，通过表征供电网格发展潜质的绿色通道权值对获取得到的评分进行修正得到联合评分表；进一步地，基于联合评分表中分值对应的分段获取对建设项目进行建设优度分级，其中，根据建设优度分级构建时空罗盘的I级分布子区域；进一步地，获取每个第二分类集合中各供电网络所构建的不规则区域的建设基点；最后，基于获取的建设基点构建分批建设域，基于分批建设域对所属第二分类集合中的所有供电网格进行优选排序，然后基于获取的优选排序规则对供电网格进行规划建设，基于获取的供电网格优选排序规则对供电企业电网建设和投资计划方案进行编制，并绘制配电网供电网格建设时空罗盘，可以更加直观精准引导配电网建设的投资方向，助力电网投资建设的经济高效和精准管理。

作为优选，所述依据功能承载特性将若干供电网格分类为若干第一分类集合，包括：

采用决策树分类法或朴素贝叶斯分类算法中的一种，基于功能定位对若干供电网格进行分类得到城市综合区集合、产业集聚区集合以及乡镇生活区集合；

所述第一分类集合为城市综合区集合、产业集聚区集合以及乡镇生活区集合中的任意一种。

本方案中，贝叶斯分类算法（NB），是统计学的一种分类方法，它是利用贝叶斯定理的概率统计知识，对离散型数据进行分类的算法。而决策树算法是通过对训练样本的学习，并建立分类规则，然后依据分类规则，对新样本数据进行分类预测，属于有监督学习。本申请中各个供电网络的功能承接属性存在不同，例如，可将根据空间上的功能承载属性将第一分类集合中的供电网络归类为城市综合区集合、产业集聚区集合以及乡镇生活区集合；其中城市综合区集合、产业集聚区集合以及乡镇生活区通过各自的功能承载特性进行分类；其中，功能承载特性主要基于城镇定位、负荷密度、园区级别、用电水平、用电特征等维度因素确定。

作为优选，所述根据用电特性对若干所述第一分类集合各供电网格进行归类得到若干第二分类集合，包括：

采用决策树分类法或朴素贝叶斯分类算法中的一种，基于负荷密度对第一分类集合中各供电网格进行归类得到若干第二分类集合；

其中，当第一分类集合为城市综合区集合时，第二分类集合为城市核心网格集合、城市中心网格集合、城市城区网格集合中的任意一种；

当第一分类集合为产业集聚区集合时，第二分类集合为国家级园区网格集合、省级园区网格集合、市县级园区网格集合中的任意一种；

当第一分类集合为乡镇生活区集合时，第二分类集合为乡镇中心网格集合、乡镇郊区网格集合、乡镇农村网格集合中的任意一种。

本方案中，基于第一分类集合的分类方法，本申请中基于负荷密度对供电网络进一步进行划分；负荷密度是指每平方公里平均用电负荷，负荷密度法是对现状和历史的分区负荷密度进行计算，然后根据各分区负荷发展的特点，推算各分区目标年的负荷密度。采用负荷密度衡量分区的发展特点具备以下优点：紧密联系城市的发展规划；所得的负荷空间分布有利于变电所布点；预测过程中的不确定因素少。负荷密度法是一种典型的、自下而上的电力负荷预则方法，其从该城市人口或土地面积的平均耗电量出发，按照一定计算原则进行分区电力负荷预没，然后再累加成规划区负荷总预测量，可以作为供电用地发展规划的一种评估手段。

作为优选，基于用电水平对若干所述第二分类集合进行规划配置，包括：

通过专家系统获取历史表征用电水平的参数序列及其对应的配置方案组合；

所述用电水平包括：供电可靠率、综合电压合格率、10千伏以下线损率、户均配变容量；

所述规划配置方案包括：接线方式、馈线自动化方式、通信方式。

本方案中，基于专家系统可以获取用电水平与配置方案之间的对应关系，其中，用电水平通过供电可靠率、综合电压合格率、10千伏以下线损率、户均配变容量进行表征，配置方案通过接线方式、馈线自动化方式、通信方式进行表征；具体的，接线方式包括电缆双环网为主、电缆单环网为主，架空多分段适度联络为主，电缆双环网、电缆单环网为主，电缆单环网、架空多分段适度联络为主；馈线自动化方式包括有智能分布式，集中式，集中式、就地型、故障监测方式；通信方式包括有光纤通信、无线通信。基于不同的用电水平，采用不同的配置策略，可以极大提高建设效率并减少建设成本，匹配各个供电网格的未来能源的发展方向，防止资源浪费。

作为优选，根据各供电网格对应的外部需求度得到第一评分表、对应的内部需求度得到第二评分表，包括：

基于供电网格的负荷发展程度、负荷年均增速、土地利用程度构建供电网格建设外部需求度的评价体系，采用层次分析法计算负荷发展程度、负荷年均增速、土地利用程度对应的权重系数，分别计算各供电网格建设外部需求度指数得到第一评分表；

基于供电网格的设备老旧率、设备故障次数、配变重过载率、线路N-1不通过率、非标准接线占比、单位投资增供电量和单位投资降损率构建供电网格建设内部需求度的评价体系，采用层次分析法计算设备老旧率、设备故障次数、配变重过载率、线路N-1不通过率、非标准接线占比、单位投资增供电量和单位投资降损率对应的权重系数，分别计算各供电网格建设内部需求度指数得到第二评分表。

本方案中，负荷发展程度反映电网发展成熟度，即现状负荷与饱和负荷之间的比值；负荷年均增速为近三年规划用地负荷平均增长速度，反映电网负荷的增长情况；土地利用程度反映城市发展建设情况及成熟度，即已用面积与可用总面积之间的比值；通过负荷发展程度、负荷年均增速、土地利用程度构建供电网格建设外部需求度的评价体系，可以全面评价供电土地的未来发展潜质；设备老旧率反映设备的使用年限，反应的是设备的健壮性；设备故障次数(次/百公里/年)为百公里线路故障跳闸数次；配变重过载率反映电网供电能力水平，即负载率大于80%的配变数与配变总数之间的比值；线路N-1不通过率反映配电网转供能力水平，即不通过N-1校验线路数与线路总条数之间的比值；非标准接线占比反映配电网网架结构水平，即非标准接线数与线路总条数之间的比值；单位投资增供电量反映配电网“投入端”与“产出端”两者之间的关系，体现了增量资产的效益情况；单位投资降损率反映了配电网单位投资经济性。通过以上七个指标构建内部需求度的评价体系，可以全面评价供电土地的经济效益。同时，通过获取历史供电网格所存在的外部需求度指标和内部需求度指标，采用层次分析法对各指标进行权重计算，得到各指标的权重系数，基于各指标的权重系数，对外部需求度指标和内部需求度指标进行加权计算得到第一评分表和第二评分表。

作为优选，所述基于绿色通道权值分别对第一评分表和第二评分表进行修正得到第一修正评分表和第二修正评分表，基于第一修正评分表和第二修正评分表构建联合评分表；包括：

依次计算每个供电网格的绿色通道权值；

基于绿色通道权值依次与供电网格的第一评分表的对应分值进行求积，得到第一修正评分表；

基于绿色通道权值依次与供电网格的第二评分表的对应分值进行求积，得到第二修正评分表；

基于供电网格依次获取第一修正评分表和第二修正评分表对应分值得到表征供电网格重要度特征的联合评分表。

本方案中，为了进一步体现各供电网格的发展潜质，引入绿色通道权值对第一评分表和第二评分表进行修正，修正后构建的联合评分表可以全面反映各电力供电网格的投资潜力，进而为投资规划提供参考依据。

作为优选，所述绿色通道权值的计算公式为：

，

其中

；

式中，

表示第i个供电网格对应的绿色通道权值；

表示第i个供电网格对应激励因子，

表示第j个供电网格的能碳系数；

表示第j个供电网格的单位面积规划耗碳量；

表示第j个供电网格的单位面积规划产值，M为对应集合中供电网格的数量。

本方案中，为了迎合未来节能减排的趋势，采用能碳系数作为绿色通道权值，能碳比越大的供电区域说明其发展潜力越大，单位碳排放所产生的效益越大，需要优先发展该网格内的企业，因此，在配电网建设前期进行规划时，将该网格的比重适当提高，有助于起到一定的激励作用。

作为优选，所述根据联合评分表中分值对应的分段对第二分类集合中的各供电网格进行建设优度分级，包括如下步骤：

基于内部需求度和外部需求度对应的分值区间组合构建建设优度分级表；

基于联合评分表对应的各供电网格的内部需求度得分和外部需求度得分组合与建设优度分级表进行比对，获取当前供电网格所属的建设优度级别。

作为优选，S6、获取时空罗盘的I级分布子区域中对应的第二分类集合中的各供电网格，获取各供电网格构建的不规则区域的建设基点，包括：

基于各供电网格的地理坐标获取第一边缘轮廓，获取第一边缘轮廓的第一最小旋转矩形，以第一最小旋转矩形的对角线交点作为供电网格的网格中心点；

基于网格中心点构建包络线；所述包络线构建的第二边缘轮廓内包含所属第二分类集合对应的各供电网格；

获取包络线围成的第二边缘轮廓外接的第二最小旋转矩形，以第二最小旋转矩形的对角线交点作为所属第二分类集合的建设基点。

本方案中，通过勘测技术获取各供电网格的空间坐标信息和轮廓信息，基于空间坐标信息和轮廓信息构建建设区块的虚拟地图，基于每个供电网格的轮廓信息获取对应的网格中心点；其中，采用边缘轮廓的第一最小旋转矩形获取网格中心点，其原理为将轮廓构建的不规则区域从0°到90°按照步长旋转，每一步都计算外接矩形的面积，当面积取最小时的旋转角度就是最小旋转矩形的角度，采用同样的方法可以获取不规则区域的中心区域；进一步的，获取第二分类集合中所有供电网格构建的第二边缘轮廓及其外接的第二最小旋转矩形；获取第二分类集合对应的建设规划内的建设基点，建设方案基于该建设基点呈放射状进行推进，可以极大的减少建设成本，不管是管路还是电路的铺设都是最经济便捷的方式。

作为优选，S7、基于建设基点构建分批建设域，基于分批建设域对所属第二分类集合中的所有供电网格进行优选排序，包括：

依次获取第二分类集合中各供电网格对应的网格中心点与建设基点的直线距离；

基于直线距离由小到大对第二分类集合中各供电网格进行编号得到第一优选排序表；

以建设方案中涉及的建设批次构建分批建设域并对分批建设域进行编号；

基于分批建设域的编号对第一优选排序表进行分割得到第二优选排序集合；

基于第二优选排序集合对所属第二分类集合中的供电网格进行分批建设。

本方案中，基于供电网格对应的网格中心点与建设基点的直线距离对建设优先度进行排序，可以理解的是，离建设基点最近的供电网格具备更高的优选级别，通过此方案，对第二分类集合中各供电网格进行编号得到第一优选排序表；然后根据项目建设排期对第一优选排序表进行划分，获取每段建设排期内的分批建设域，分批建设域内的供电网格在该建设工期时间段内，可以基于网格中心点与建设基点的直线距离由小到大进行建设，也可以同步建设，显著提高了建设的效率，可以更加直观精准引导配电网建设的投资方向，让投资建设更加精准。

本发明的有益效果：本发明提出了基于时空罗盘分布的配电网供电网格建设优选排序方法，考虑了配电网格规划建设存在空间、时间以及发展潜质上的差异化，通过考虑供电网格的功能属性、项目规划进程以及发展潜质属性获取的供电网格的优选序列，基于优选序列对供电网格进行建设，并绘制配电网供电网格建设时空罗盘，可以更加直观精准引导配电网建设的投资方向，使配电网的建设更符合实际需求，且具有一定的前瞻性，避免配电网的频繁改建，让投资建设更加精准，促使投资管理更加精益。

上述发明内容仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明的基于时空罗盘分布的配电网供电网格建设优选排序方法流程图。

图2为本发明隶属于第二分类集合的供电网格建设示意图。

附图标记说明：A1-第一规划圆、A2-第二规划圆、A3-第三规划圆、A4-第二最小旋转矩形，A5-第二边缘轮廓。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅是本发明的一种最佳实施例，仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围，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。

在更加详细地讨论示例性实施例之前，应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作(或步骤)可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤；所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

实施例：如图1所示，基于时空罗盘分布的配电网供电网格建设优选排序方法，包括如下步骤：

S1、将规划建设用地根据空间位置划分为若干供电网格，依据功能承载特性将若干供电网格归类至若干第一分类集合，基于第一分类集合构建时空罗盘的II级分布子区域。

具体地，采用决策树分类法或朴素贝叶斯分类算法中的一种，基于功能定位对若干供电网格进行分类得到城市综合区集合、产业集聚区集合以及乡镇生活区集合；

所述第一分类集合为城市综合区集合、产业集聚区集合以及乡镇生活区集合中的任意一种。

可以理解的是，贝叶斯分类算法（NB），是统计学的一种分类方法，它是利用贝叶斯定理的概率统计知识，对离散型数据进行分类的算法。而决策树算法是通过对训练样本的学习，并建立分类规则，然后依据分类规则，对新样本数据进行分类预测，属于有监督学习。本申请中各个供电网络的功能承接属性存在不同，例如，可将根据空间上的功能承载属性将第一分类集合中的供电网络归类为城市综合区集合、产业集聚区集合以及乡镇生活区集合；其中城市综合区集合、产业集聚区集合以及乡镇生活区通过各自的功能承载特性进行分类；其中，功能承载特性主要基于城镇定位、负荷密度、园区级别、用电水平、用电特征等维度因素确定。

S2、根据用电特性对若干所述第一分类集合各供电网格进行归类得到若干第二分类集合，基于第二分类集合构建时空罗盘的III级分布子区域。

具体地，采用决策树分类法或朴素贝叶斯分类算法中的一种，基于表征用电特性的负荷密度对第一分类集合中各供电网格进行归类得到若干第二分类集合。

其中，当第一分类集合为城市综合区集合时，第二分类集合为城市核心网格集合、城市中心网格集合、城市城区网格集合中的任意一种。

更具体地，作为本实施的一种优选实施例，城市核心网格，其负荷密度σ≥30兆瓦/平方公里，一般为城市中心城区的核心区域，主要为行政、商务、居住用地；

城市中心网格，其负荷密度30>σ≥15兆瓦/平方公里，一般为除城市核心区域以外的城市中心城区，主要为行政、商务、居住、教育用地；

城市城区网格，其负荷密度15>σ≥6兆瓦/平方公里，一般县（市）的中心城区，主要为办公、商业、居住用地。

当第一分类集合为产业集聚区集合时，第二分类集合为国家级园区网格集合、省级园区网格集合、市县级园区网格集合中的任意一种。

更具体地，作为本实施的一种优选实施例，国家级园区网格，其负荷密度15>σ≥6兆瓦/平方公里，一般为国家级园区，主要为工业用地；

省级园区网格，其负荷密度15>σ≥6兆瓦/平方公里，一般为省级园区，主要为工业用地；

市县级园区网格，其负荷密度15>σ≥6兆瓦/平方公里，一般县（市）的中心城区，主要为工业用地。

当第一分类集合为乡镇生活区集合时，第二分类集合为乡镇中心网格集合、乡镇郊区网格集合、乡镇农村网格集合中的任意一种。

更具体地，作为本实施的一种优选实施例，乡镇中心网格，其负荷密度15>σ≥6兆瓦/平方公里，一般为区市县的偏远街道，乡镇的中心区域，美丽乡村；

乡镇郊区网格，其负荷密度6>σ≥1兆瓦/平方公里，一般为乡镇的周边区域，用地主要为居住、工业等；

乡镇农村网格，其负荷密度1>σ≥0.1兆瓦/平方公里，一般乡村地区，主要为零散村庄、山区。

本实施例中，基于第一分类集合的分类方法，本申请中基于负荷密度对供电网络进一步进行划分；负荷密度是指每平方公里平均用电负荷，负荷密度法是对现状和历史的分区负荷密度进行计算，然后根据各分区负荷发展的特点，推算各分区目标年的负荷密度。采用负荷密度衡量分区的发展特点具备以下优点：紧密联系城市的发展规划；所得的负荷空间分布有利于变电所布点；预测过程中的不确定因素少。负荷密度法是一种典型的、自下而上的电力负荷预则方法，其从该城市人口或土地面积的平均耗电量出发，按照一定计算原则进行分区电力负荷预没，然后再累加成规划区负荷总预测量，可以作为供电用地发展规划的一种评估手段。

S3、基于用电水平对若干所述第二分类集合进行规划配置，基于规划配置方案构建时空罗盘的IV级分布子区域。

具体地，通过专家系统获取历史表征用电水平的参数序列及其对应的配置方案组合；

所述用电水平包括：供电可靠率、综合电压合格率、10千伏以下线损率、户均配变容量；

所述规划配置方案包括：接线方式、馈线自动化方式、通信方式。

更具体地，作为本实施的一种优选实施例，城市综合区中：

城市综合区中，城市核心网格，供区类型可划定为A+，供电可靠率为99.999%，综合电压合格率100%，10千伏及以下线损率不高于2%，户均配变容量不低于8千伏安/户，接线方式以电缆双环网为主，馈线自动化为智能分布式，采用光纤通信。

城市中心网格，供区类型可划定为A，供电可靠率为99.995%，综合电压合格率100%，10千伏及以下线损率不高于2%，户均配变容量不低于7千伏安/户，接线方式以电缆双环网、电缆单环网为主，馈线自动化为集中式，采用光纤通信。

城市城区网格，供区类型可划定为B，供电可靠率为99.99%，综合电压合格率99.99%，10千伏及以下线损率不高于2.1%，户均配变容量不低于6千伏安/户，接线方式以电缆单环网为主，馈线自动化为集中式，采用光纤通信。

更具体地，作为本实施的一种优选实施例，产业集聚区中：

国家级园区网格，供区类型可划定为B，供电可靠率为99.99%，综合电压合格率99.99%，10千伏及以下线损率不高于2.2%，接线方式以电缆单环网、架空多分段适度联络为主，馈线自动化为集中式、就地型、故障监测方式，采用光纤通信与无线通信相结合。

省级园区网格，供区类型可划定为C，供电可靠率为99.97%，综合电压合格率99.98%，10千伏及以下线损率不高于2.5%，接线方式以架空多分段适度联络为主，馈线自动化为集中式、就地型、故障监测方式，采用光纤通信与无线通信相结合。

市县级园区网格，供区类型可划定为C，供电可靠率为99.97%，综合电压合格率99.98%，10千伏及以下线损率不高于3%，接线方式以架空多分段适度联络为主，馈线自动化为集中式、就地型、故障监测方式，采用光纤通信与无线通信相结合。

更具体地，作为本实施的一种优选实施例，乡镇生活区中：

乡镇中心网格，供区类型可划定为B，供电可靠率为99.99%，综合电压合格率99.99%，10千伏及以下线损率不高于2.2%，户均配变容量不低于6千伏安/户，接线方式以电缆单环网、架空多分段适度联络为主，馈线自动化为集中式、就地型、故障监测方式，采用光纤通信与无线通信相结合。

乡镇郊区网格，供区类型可划定为C，供电可靠率为99.97%，综合电压合格率99.98%，10千伏及以下线损率不高于3%，户均配变容量不低于5千伏安/户，接线方式以架空多分段适度联络为主，馈线自动化为集中式、就地型、故障监测方式，采用光纤通信与无线通信相结合。

乡镇农村网格，供区类型可划定为D，供电可靠率为99.93%，综合电压合格率99.95%，10千伏及以下线损率不高于3.5%，户均配变容量不低于4千伏安/户，接线方式以架空多分段适度联络为主，馈线自动化为就地型、故障监测方式，采用无线通信。

可以理解的是，基于专家系统可以获取用电水平与配置方案之间的对应关系，其中，用电水平通过供电可靠率、综合电压合格率、10千伏以下线损率、户均配变容量进行表征，配置方案通过接线方式、馈线自动化方式、通信方式进行表征；具体的，接线方式包括电缆双环网为主、电缆单环网为主，架空多分段适度联络为主，电缆双环网、电缆单环网为主，电缆单环网、架空多分段适度联络为主；馈线自动化方式包括有智能分布式，集中式，集中式、就地型、故障监测方式；通信方式包括有光纤通信、无线通信。基于不同的用电水平，采用不同的配置策略，可以极大提高建设效率并减少建设成本，匹配各个供电网格的未来能源的发展方向，防止资源浪费。

S4、根据各供电网格对应的外部需求度得到第一评分表、对应的内部需求度得到第二评分表，基于绿色通道权值分别对第一评分表和第二评分表进行修正得到第一修正评分表和第二修正评分表，基于第一修正评分表和第二修正评分表构建联合评分表。

具体地，根据各供电网格对应的外部需求度得到第一评分表、对应的内部需求度得到第二评分表，包括：

基于供电网格的负荷发展程度、负荷年均增速、土地利用程度构建供电网格建设外部需求度的评价体系，采用层次分析法计算负荷发展程度、负荷年均增速、土地利用程度对应的权重系数，分别计算各供电网格建设外部需求度指数得到第一评分表；

基于供电网格的设备老旧率、设备故障次数、配变重过载率、线路N-1不通过率、非标准接线占比、单位投资增供电量和单位投资降损率构建供电网格建设内部需求度的评价体系，采用层次分析法计算设备老旧率、设备故障次数、配变重过载率、线路N-1不通过率、非标准接线占比、单位投资增供电量和单位投资降损率对应的权重系数，分别计算各供电网格建设内部需求度指数得到第二评分表。

更具体地，作为本实施的一种优选实施例，可例如，基于层次分析法计算负荷发展程度、负荷年均增速、土地利用程度对应的权重系数为0.3/0.4/0.3；采用加权运算可以计算每一个供电网格的外部需求度的评分；同理，采用采用层次分析法计算设备老旧率、设备故障次数、配变重过载率、线路N-1不通过率、非标准接线占比、单位投资增供电量和单位投资降损率对应的权重系数为0.1/0.2/0.1/0.2/0.1/0.2/0.1；采用加权运算可以计算每一个供电网格的内部需求度的评分。

可以理解的是，负荷发展程度反映电网发展成熟度，即现状负荷与饱和负荷之间的比值；负荷年均增速为近三年规划用地负荷平均增长速度，反映电网负荷的增长情况；土地利用程度反映城市发展建设情况及成熟度，即已用面积与可用总面积之间的比值；通过负荷发展程度、负荷年均增速、土地利用程度构建供电网格建设外部需求度的评价体系，可以全面评价供电土地的未来发展潜质；设备老旧率反映设备的使用年限，反应的是设备的健壮性；设备故障次数(次/百公里/年)为百公里线路故障跳闸数次；配变重过载率反映电网供电能力水平，即负载率大于80%的配变数与配变总数之间的比值；线路N-1不通过率反映配电网转供能力水平，即不通过N-1校验线路数与线路总条数之间的比值；非标准接线占比反映配电网网架结构水平，即非标准接线数与线路总条数之间的比值；单位投资增供电量反映配电网“投入端”与“产出端”两者之间的关系，体现了增量资产的效益情况；单位投资降损率反映了配电网单位投资经济性。通过以上七个指标构建内部需求度的评价体系，可以全面评价供电土地的经济效益。同时，通过获取历史供电网格所存在的外部需求度指标和内部需求度指标，采用层次分析法对各指标进行权重计算，得到各指标的权重系数，基于各指标的权重系数，对外部需求度指标和内部需求度指标进行加权计算得到第一评分表和第二评分表。

具体地，所述基于绿色通道权值分别对第一评分表和第二评分表进行修正得到第一修正评分表和第二修正评分表，基于第一修正评分表和第二修正评分表构建联合评分表；包括：

依次计算每个供电网格的绿色通道权值；

基于绿色通道权值依次与供电网格的第一评分表的对应分值进行求积，得到第一修正评分表；

基于绿色通道权值依次与供电网格的第二评分表的对应分值进行求积，得到第二修正评分表；

基于供电网格依次获取第一修正评分表和第二修正评分表对应分值得到表征供电网格重要度特征的联合评分表。

可以理解的是，为了进一步体现各供电网格的发展潜质，引入绿色通道权值对第一评分表和第二评分表进行修正，修正后构建的联合评分表可以全面反映各电力供电网格的投资潜力，进而为投资规划提供参考依据。

具体地，绿色通道权值的计算公式为

，

其中

；

式中，

表示第i个供电网格对应的绿色通道权值；

表示第i个供电网格对应激励因子，

表示第j个供电网格的能碳系数；

表示第j个供电网格的单位面积规划耗碳量；

表示第j个供电网格的单位面积规划产值，M为对应集合中供电网格的数量。

本实施例中，为了迎合未来节能减排的趋势，采用能碳系数作为绿色通道权值，能碳比越大的供电区域说明其发展潜力越大，单位碳排放所产生的效益越大，需要优先发展该网格内的企业，因此，在配电网建设前期进行规划时，将该网格的比重适当提高，有助于起到一定的激励作用。

S5、根据联合评分表中分值对应的分段对第二分类集合中的各供电网格进行建设优度分级，根据建设优度分级构建时空罗盘的I级分布子区域。

具体地，基于内部需求度和外部需求度对应的分值区间组合构建建设优度分级表；

基于联合评分表对应的各供电网格的内部需求度得分和外部需求度得分组合与建设优度分级表进行比对，获取当前供电网格所属的建设优度级别。

可以理解的是，综合考虑供电网格建设的外部需求度和内部需求度，绘制供电网格建设优先级矩阵图，确定供电网格的建设优选级别，引导配电网建设的投资方向，让投资更加精准。

更具体地，作为本实施的一种优选实施例，设定：

特级网络：供电网格的内部需求度得分大于等于70分，且外部需求度得分大于等于70分；

一级网格：供电网格的内部需求度得分大于等于50分且小于70分，且外部需求度得分大于等于50分且小于70分；

二级网格：供电网格的内部需求度得分大于等于50分，且外部需求度得分小于50分；

三级网格：供电网格的内部需求度得分小于50分，且外部需求度得分大于等于50分；

四级网格：供电网格的内部需求度得分小于50分，且外部需求度得分小于50分。

S6、获取时空罗盘中I级分布子区域所对应的第二分类集合中的各供电网格构建的不规则区域的建设基点。

具体地，基于各供电网格的地理坐标获取第一边缘轮廓，获取第一边缘轮廓的第一最小旋转矩形，以第一最小旋转矩形的对角线交点作为供电网格的网格中心点；

基于网格中心点构建包络线；所述包络线构建的第二边缘轮廓内包含所属第二分类集合对应的各供电网格；

获取包络线围成的第二边缘轮廓外接的第二最小旋转矩形，以第二最小旋转矩形的对角线交点作为所属第二分类集合的建设基点。

可以理解的是，通过勘测技术和北斗空间网格编码技术获取各供电网格的空间坐标信息和轮廓信息，基于空间坐标信息和轮廓信息构建建设区块的虚拟地图，基于每个供电网格的轮廓信息获取对应的网格中心点；其中，采用边缘轮廓的第一最小旋转矩形获取网格中心点，其原理为将轮廓构建的不规则区域从0°到90°按照步长旋转，每一步都计算外接矩形的面积，当面积取最小时的旋转角度就是最小旋转矩形的角度，采用同样的方法可以获取不规则区域的中心区域；进一步的，获取第二分类集合中所有供电网格构建的第二边缘轮廓及其外接的第二最小旋转矩形；获取第二分类集合对应的建设规划内的建设基点，建设方案基于该建设基点呈放射状进行推进，可以极大的减少建设成本，不管是管路还是电路的铺设都是最经济便捷的方式。

S7、基于建设基点构建分批建设域，基于分批建设域对所属第二分类集合中的所有供电网格进行优选排序。

具体地，依次获取第二分类集合中各供电网格对应的网格中心点与建设基点的直线距离；

基于直线距离由小到大对第二分类集合中各供电网格进行编号得到第一优选排序表；

以建设方案中涉及的建设批次构建分批建设域并对分批建设域进行编号；

基于分批建设域的编号对第一优选排序表进行分割得到第二优选排序集合；

基于第二优选排序集合对所属第二分类集合中的供电网格进行分批建设。

如图2所示，一种具体实例如下，假设隶属于特级网格对应第一分类集合（例如城市综合区）所属的第二分类集合（例如城市中心网格）存在15个供电网格，建设规划分为三期完成，第一期包含有3个供电网格，第二期包含有5个供电网格，第三期包含7个供电网格，首先基于第二分类集合中各供电网格构建第二边缘轮廓A5；基于第二边缘轮廓A5得到第二最小旋转矩形A4，基于第二最小旋转矩形A4获取第二分类集合各供电网格对应的建设基点P0；以及计算网格中心点Px与建设基点P0的直线距离，并由小到大排列得到第一优选排序表L1=[ P 1, P 2, P 3, P 4, P 5, P 6, P 7, P 8, P 9, P 10, P 11, P 12, P13, P14, P15]；基于分批建设域的编号对第一优选排序表进行分割得到第二优选排序集合 L2=[ （P 1, P 2, P 3），（P 4, P 5, P 6, P 7, P 8），（P 9, P 10, P 11, P 12, P13, P14, P15）]；其中，第一批建设项目见第一规划圆A1区域，第一规划圆A1中包括一期建设的3个供电网格；第一批建设的供电网格对应的网格中心点为（P 1, P 2, P 3）；第二批建设项目见第二规划圆A2区域，第二规划圆A2中包括二期建设的5个供电网格；第二批建设的供电网格对应的网格中心点为（P 4, P 5, P 6, P 7, P 8）；第三批建设项目见第三规划圆A3区域，第三规划圆A3中包括有三期建设的7个供电网格；第三批建设的供电网格对应的网格中心点为（P 9, P 10, P 11, P 12, P13, P 14, P15）。

可以理解的是，基于供电网格对应的网格中心点与建设基点的直线距离对建设优先度进行排序，可以理解的是，离建设基点最近的供电网格具备更高的优选级别，通过此方案，对第二分类集合中各供电网格进行编号得到第一优选排序表；然后根据项目建设排期对第一优选排序表进行划分，获取每段建设排期内的分批建设域，分批建设域内的供电网格在该建设工期时间段内，可以基于网格中心点与建设基点的直线距离由小到大进行建设，也可以同步建设，显著提高了建设的效率，可以更加直观精准引导配电网建设的投资方向，让投资建设更加精准。

通过以上实施例中涉及到的分类方式可以构建时空罗盘，运用罗盘原理，把多维度城市要素信息按时空逻辑布局，根据城市中电力规划中的功能承接属性、用电水平和用电特性等数据特征实现城市区块归类；可以实现城市资源和数据特征之间的安全规划和配置；具体地，本申请中，时空罗盘可以分为4级分区，分别为I级分区、II级分区、III级分区以及IV级分区，其中，包括有：特级、一级、二级、三级、四级网格构建的I级分区；城市综合区、乡镇生活区、产业聚集区构建的II级分区；城市核心网络、城市中心网络、城市城区网络、乡镇中心网络、乡镇郊区网络、乡镇农村网络、国家级园区网络、省级园区网络、市县级园区网络构建的III级分区；根据各供电网格的类型划分等级，例如，包括：城市核心网络对应等级为A+、城市中心网络对应等级为A、城市城区网络对应等级为B、乡镇中心网络对应等级为B、乡镇郊区网络对应等级为C、乡镇农村网络对应等级为D、国家级园区网络对应等级为B、省级园区网络对应等级为C、市县级园区网络对应等级为C构建的IV级分区，且罗盘指针分为长指针、中指针和短指针；所述长指针指向III级分区，中指针指向II级分区，短指针指向I级分区；本申请中，基于北斗空间网格编码技术通过时空罗盘模块展示的方式还原城市中供电网格的时空分布，可以根据时空罗盘全面直观的展示电力建设中各供电区块的归属关系和建设优先级别，便于更加精准化的引导电力建设投资，增强城市运营大数据对辅助决策的支撑作用；进一步发挥城市建设的增值效益。

本实施例可以具备如下技术效果：首先基于空间上的供电网络在整个规划空间内的功能承接属性，将供电网络做一次分类，得到隶属于不同功能属性的第一分类集合；其中第一分类集合构成了时空罗盘的II级分布子区域；然后，基于各供电网格的用电特性对第一分类集合中的供电网格进一步进行二次划分，得到隶属于不同用电特性的第二分类集合，其中，第二分类集合构建了时空罗盘的III级分布子区域；其次，基于用电水平对第二分类集合中的供电网络进行网络规划配置，其中，规划配置方案构建了时空罗盘的IV级分布子区域；进一步地，获取各供电网格的内部需求度和外部需求度，并基于内部需求度和外部需求度对各供电网格进行评分，通过表征供电网格发展潜质的绿色通道权值对获取得到的评分进行修正得到联合评分表；进一步地，基于联合评分表中分值对应的分段获取对建设项目进行建设优度分级，其中，根据建设优度分级构建时空罗盘的I级分布子区域；进一步地，获取每个第二分类集合中各供电网络所构建的不规则区域的建设基点；最后，基于获取的建设基点构建分批建设域，基于分批建设域对所属第二分类集合中的所有供电网格进行优选排序，然后基于获取的优选排序规则对供电网格进行规划建设，基于获取的供电网格优选排序规则对供电企业电网建设和投资计划方案进行编制，并绘制配电网供电网格建设时空罗盘，可以更加直观精准引导配电网建设的投资方向，助力电网投资建设的经济高效和精准管理。

以上所述之具体实施方式为本发明基于时空罗盘分布的配电网供电网格建设优选排序方法的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明之形状、结构所作的等效变化均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.基于时空罗盘分布的配电网供电网格建设优选排序方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、将规划建设用地根据空间位置划分为若干供电网格，依据功能承载特性将若干供电网格归类至若干第一分类集合，基于第一分类集合构建时空罗盘的II级分布子区域；

S2、根据用电特性对若干所述第一分类集合中的各供电网格进行归类得到若干第二分类集合，基于第二分类集合构建时空罗盘的III级分布子区域；

S3、基于用电水平对若干所述第二分类集合进行规划配置，基于规划配置方案构建时空罗盘的IV级分布子区域；

S4、根据各供电网格对应的外部需求度得到第一评分表、对应的内部需求度得到第二评分表，基于绿色通道权值分别对第一评分表和第二评分表进行修正得到第一修正评分表和第二修正评分表，基于第一修正评分表和第二修正评分表构建联合评分表；

S5、根据联合评分表中分值对应的分段对第二分类集合中的各供电网格进行建设优度分级，根据建设优度分级构建时空罗盘的I级分布子区域；

S6、获取时空罗盘中I级分布子区域所对应的第二分类集合中的各供电网格构建的不规则区域的建设基点；

S7、基于建设基点构建分批建设域，基于分批建设域对所属第二分类集合中的所有供电网格进行优选排序。

2.根据权利要求1所述的基于时空罗盘分布的配电网供电网格建设优选排序方法，其特征在于：

所述依据功能承载特性将若干供电网格分类为若干第一分类集合，包括：

采用决策树分类法或朴素贝叶斯分类算法中的一种，基于功能定位对若干供电网格进行分类得到城市综合区集合、产业集聚区集合以及乡镇生活区集合；

所述第一分类集合为城市综合区集合、产业集聚区集合以及乡镇生活区集合中的任意一种。

3.根据权利要求1或2所述的基于时空罗盘分布的配电网供电网格建设优选排序方法，其特征在于：

所述根据用电特性对若干所述第一分类集合各供电网格进行归类得到若干第二分类集合，包括：

采用决策树分类法或朴素贝叶斯分类算法中的一种，基于负荷密度对第一分类集合中各供电网格进行归类得到若干第二分类集合；

其中，当第一分类集合为城市综合区集合时，第二分类集合为城市核心网格集合、城市中心网格集合、城市城区网格集合中的任意一种；

当第一分类集合为产业集聚区集合时，第二分类集合为国家级园区网格集合、省级园区网格集合、市县级园区网格集合中的任意一种；

当第一分类集合为乡镇生活区集合时，第二分类集合为乡镇中心网格集合、乡镇郊区网格集合、乡镇农村网格集合中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的基于时空罗盘分布的配电网供电网格建设优选排序方法，其特征在于：基于用电水平对若干所述第二分类集合进行规划配置，包括：

通过专家系统获取历史表征用电水平的参数序列及其对应的配置方案组合；

所述用电水平包括：供电可靠率、综合电压合格率、10千伏以下线损率、户均配变容量；

所述规划配置方案包括：接线方式、馈线自动化方式、通信方式。

5.根据权利要求1所述的基于时空罗盘分布的配电网供电网格建设优选排序方法，其特征在于：

根据各供电网格对应的外部需求度得到第一评分表、对应的内部需求度得到第二评分表，包括：

基于供电网格的负荷发展程度、负荷年均增速、土地利用程度构建供电网格建设外部需求度的评价体系，采用层次分析法计算负荷发展程度、负荷年均增速、土地利用程度对应的权重系数，分别计算各供电网格建设外部需求度指数得到第一评分表；

基于供电网格的设备老旧率、设备故障次数、配变重过载率、线路N-1不通过率、非标准接线占比、单位投资增供电量和单位投资降损率构建供电网格建设内部需求度的评价体系，采用层次分析法计算设备老旧率、设备故障次数、配变重过载率、线路N-1不通过率、非标准接线占比、单位投资增供电量和单位投资降损率对应的权重系数，分别计算各供电网格建设内部需求度指数得到第二评分表。

6.根据权利要求1所述的基于时空罗盘分布的配电网供电网格建设优选排序方法，其特征在于：

所述基于绿色通道权值分别对第一评分表和第二评分表进行修正得到第一修正评分表和第二修正评分表，基于第一修正评分表和第二修正评分表构建联合评分表；包括：

依次计算每个供电网格的绿色通道权值；

基于绿色通道权值依次与供电网格的第一评分表的对应分值进行求积，得到第一修正评分表；

基于绿色通道权值依次与供电网格的第二评分表的对应分值进行求积，得到第二修正评分表；

基于供电网格依次获取第一修正评分表和第二修正评分表对应分值得到表征供电网格重要度特征的联合评分表。

7.根据权利要求6所述的基于时空罗盘分布的配电网供电网格建设优选排序方法，其特征在于：

所述绿色通道权值的计算公式为：

，

其中，

；

式中，

表示第i个供电网格对应的绿色通道权值；

表示第i个供电网格对应激励因子，

表示第j个供电网格的能碳系数；

表示第j个供电网格的单位面积规划耗碳量；

表示第j个供电网格的单位面积规划产值，M为对应集合中供电网格的数量。

8.根据权利要求1所述的基于时空罗盘分布的配电网供电网格建设优选排序方法，其特征在于：

S6、所述根据联合评分表中分值对应的分段对第二分类集合中的各供电网格进行建设优度分级，包括如下步骤：

基于内部需求度和外部需求度对应的分值区间组合构建建设优度分级表；

基于联合评分表对应的各供电网络的内部需求度得分和外部需求度得分组合与建设优度分级表进行比对，获取当前供电网格所属的建设优度级别。

9.根据权利要求1所述的基于时空罗盘分布的配电网供电网格建设优选排序方法，其特征在于：

S6、获取时空罗盘中I级分布子区域所对应的第二分类集合中的各供电网格构建的不规则区域的建设基点；包括：

基于各供电网络的地理坐标获取第一边缘轮廓，获取第一边缘轮廓的第一最小旋转矩形，以第一最小旋转矩形的对角线交点作为供电网格的网格中心点；

基于网络中心点构建包络线；所述包络线构建的第二边缘轮廓内包含所属第二分类集合对应的各供电网格；

获取包络线围成的第二边缘轮廓外接的第二最小旋转矩形，以第二最小旋转矩形的对角线交点作为所属第二分类集合的建设基点。

10.根据权利要求1或9所述的基于时空罗盘分布的配电网供电网格建设优选排序方法，其特征在于：

S7、基于建设基点构建分批建设域，基于分批建设域对所属第二分类集合中的所有供电网格进行优选排序，包括：

依次获取第二分类集合中各供电网格对应的网格中心点与建设基点的直线距离；

基于直线距离由小到大对第二分类集合中各供电网格进行编号得到第一优选排序表；

以建设方案中涉及的建设批次构建分批建设域并对分批建设域进行编号；

基于分批建设域的编号对第一优选排序表进行分割得到第二优选排序集合；

基于第二优选排序集合对所属第二分类集合中的供电网络进行分批建设。

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