基于土地转换风险的城市智能电网规划方法
【专利摘要】本发明公开了城市电网规划设计【技术领域】中的一种基于土地转换风险的城市智能电网规划方法。包括：获取待规划地区的电子地图；对电子地图进行栅格化处理得到栅格图，并将当前土地使用信息作为属性信息赋予每个栅格；对每个栅格进行基于土地转换风险的模拟预测；制作不同类型土地的负荷密度曲线；利用土地转换风险的模拟预测结果和负荷密度曲线计算第一负荷总量预测值；利用加权法计算待规划地区的第二负荷总量预测值；比较将第一负荷总量预测值和第二负荷总量预测值，在比较结果满足设定条件时，根据城市配电网规划目标函数，确定电网最优规划方案。本发明解决了负荷预测结果不能为电网规划方案的经济评价提供有效数据的问题。
【专利说明】基于土地转换风险的城市智能电网规划方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于城市电网规划设计【技术领域】，尤其涉及一种基于土地转换风险的城市 智能电网规划方法。
【背景技术】
[0002] 目前，城市电网规划首先进行规划地区的电力负荷预测，在此基础上根据已有的 电源规划方案，以电力电量平衡、可靠性约束、线路潮流约束和变压器容量约束作为约束条 件，以电网侧的总投资和运行成本最小为目标函数进行电网规划方案的选择。
[0003] 在电力负荷预测方面，传统的负荷预测方法有趋势外推法、时间序列法、回归模型 预测方法以及智能预测方法如灰色模型预测法、人工神经网络预测法等。这些方法都属于 地区电力负荷总量预测，而对负荷出现的时间、位置等含有地理空间信息的电力负荷空间 分布预测则显得无能为力。当前基于土地功能转换的电力负荷空间分布预测的诸多研究 中，土地功能转换的规则相对简单，没有考虑土地功能多种转换可能性下的风险因素，且负 荷空间分布预测与负荷总量预测缺少相互补充、相互验证的环节，这些导致了负荷预测的 精度不够理想。此外，以分布式电源大量接入和用户与电网间电力流双向互动为特点的城 市智能电网，其负荷预测的新内容是传统电力负荷预测方法从未考虑的。
[0004] 在规划模型评价方面，对目标函数进行的改进包括计及用户侧的停电成本、计及 线路阻塞费用等，其实质是将电网的可靠性、充裕性等约束条件通过经济形式量化的加入 到目标函数中，使之成为优化的对象而不再是约束条件。此外还有多阶段电网优化模型、柔 性约束规划模型等电网规划经济评价模型。然而，无论是以往的电网规划经济评价模型还 是改进的电网规划经济评价模型或是柔性约束规划模型，它们仅计算了成本流而忽视了收 入流，以费用最小而不是收益最大为目标函数，难以全面的反映各规划方案的经济价值和 投资效率。究其原委，在于电力负荷预测结果仅为电网规划的技术设计提供参考依据，同时 由于难以理清不同类别用户的总用电量而无法提供准确的数据支撑，最终导致规划方案存 在一定的不合理，难以推广应用。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于，提出一种基于土地转换风险的城市智能电网规划方法，用于 解决现有技术存在的问题。
[0006] 为了实现上述目的，本发明提出的技术方案是，一种基于土地转换风险的城市智 能电网规划方法，其特征是所述方法包括：
[0007] 步骤1 :获取待规划地区的电子地图，并确定所述电子地图中所有区域的当前土 地使用信息和未来城市土地使用规划信息；
[0008] 步骤2 :对所述电子地图进行栅格化处理得到栅格图，并将当前土地使用信息作 为属性信息赋予每个栅格；
[0009] 步骤3 :对每个栅格进行基于土地转换风险的模拟预测；
[0010] 步骤4:基于不同类型土地的历史负荷密度数据制作不同类型土地的负荷密度曲 线.
[0011] 步骤5 :利用土地转换风险的模拟预测结果和所述负荷密度曲线计算待规划地区 的负荷总量预测值，记为第一负荷总量预测值；
[0012] 步骤6 :利用加权法计算待规划地区的负荷总量预测值，记为第二负荷总量预测 值；
[0013] 步骤7 :将第一负荷总量预测值和第二负荷总量预测值进行比较，如果比较结果 满足设定条件，则执行步骤8 ;否则，调整参数并重新执行步骤7 ;
[0014] 步骤8 :根据城市配电网规划目标函数，确定电网最优规划方案。
[0015] 所述基于不同类型土地的历史负荷密度数据制作不同类型土地的负荷密度曲线 采用公式
【权利要求】
1. 一种基于土地转换风险的城市智能电网规划方法，其特征是所述方法包括： 步骤1 :获取待规划地区的电子地图，并确定所述电子地图中所有区域的当前土地使 用信息和未来城市土地使用规划信息； 步骤2 :对所述电子地图进行栅格化处理得到栅格图，并将当前土地使用信息作为属 性信息赋予每个栅格； 步骤3 :对每个栅格进行基于土地转换风险的模拟预测； 步骤4 :基于不同类型土地的历史负荷密度数据制作不同类型土地的负荷密度曲线； 步骤5 :利用土地转换风险的模拟预测结果和所述负荷密度曲线计算待规划地区的负 荷总量预测值，记为第一负荷总量预测值； 步骤6:利用加权法计算待规划地区的负荷总量预测值，记为第二负荷总量预测值； 步骤7 :将第一负荷总量预测值和第二负荷总量预测值进行比较，如果比较结果满足 设定条件，则执行步骤8;否则，调整参数并重新执行步骤7; 步骤8:根据城市配电网规划目标函数，确定电网最优规划方案。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征是所述基于不同类型土地的历史负荷密度数据 制作不同类型土地的负荷密度曲线采用公式：=/|义= ; 其中，i为负荷类型；t为时间； β为使用最大似然估计法确定的参数。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征是所述第一负荷总量预测值的计算公式为： m ^totaliU=Ti5 ./=1 其中，PtrtaUY为待规划地区在第TY年的负荷总量预测值，即第一负荷总量预测值；PJ;TY为第j个栅格在第TY年的电力负荷预测值且=max{〇5',.; 为第t年第j个栅格所对应的第i类类型土地在土地元胞生命值c下的典型负荷 密度； Sj为第j个栅格的面积；j为栅格编号； m为栅格的数量。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征是所述第二负荷总量预测值的计算公式为： η Ptm，TY -^Wi ' ^troJY?i=\ 其中，为待规划地区第TY年的负荷总量预测值，即第二负荷总量预测值； 为第i种负荷预测方法在第TY年的负荷总量预测值； Wi为第i种负荷预测方法的权重；η为负荷预测方法的种类。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征是所述步骤7具体为： P 根据公ΑΔΡ=1 - X计算第一负荷总量预测值和第二负荷总量预测值的比 ^troSY 较结果，如果若ΛΡ<ζ，则满足设定条件；否则，不满足设定条件； 其中，PtrtaUY为第一负荷总量预测值； PtM，TY为第二负荷总量预测值；ξ为设定值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述城市配电网规划目标函数为：max NAV(CIt-COt)； 与所述目标函数对应的约束条件为： 其中，CIt为待规划地区第t年的输入成本； COt为待规划地区第t年的输出成本； Pgi为待规划地区节点i的发电机出力； Pdi为待规划地区节点i的负荷； Pi为待规划地区节点i的有功注入； Pmn为待规划地区线路mn的有功潮流； AT"为待规划地区线路mn最大有功潮流。
【文档编号】G06Q50/06GK104240040SQ201410509586
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月28日 优先权日:2014年9月28日
【发明者】何永秀, 张义斌, 杨方, 王阳, 刘志岩, 张吉祥 申请人:华北电力大学, 国家电网公司, 国网山东省电力公司经济技术研究院, 国网能源研究院