一种基于多维点阵构建虚拟配电网的方法与流程

本发明涉及电力系统领域的构建虚拟配电网的方法，具体讲涉及一种基于多维点阵构建虚拟配电网的方法。

背景技术：

配电网是由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿器及一些附属设施等组成的，在电力网中起重要分配电能作用的网络。近年来，随着人民生活水平的提高和电力负荷的快速增长，电网负荷峰谷差逐步增大，与此同时，随机性、波动性、不可调度性的可再生能源大规模并网，导致电网的调峰问题更加突出，也给电力调度带来一系列的困难。尤其是配电网负荷具有灵活多变的特点，很多地方的负荷具有较大的波动性和转移性，给配电网的规划和运行带来了很大的挑战，需要深入研究大容量负荷转移对配电网、配电规划及运行方式安排的影响和对策，提高配电网的适应能力。

而配电网的结构复杂，工程量大，若直接对配电网系统进行研究，不仅消耗很大的人力物力，还会影响到用户的正常用电。目前，配电网建设规划评估等均基于二维图形拓扑结构进行配电网的系统潮流计算运行的展现方式，不具备直观进行配电网全局分析的条件。

为此，需要提供一种基于多维点阵构建虚拟配电网的方法，通过虚拟线路链接，构建虚拟配电网，为配电网规划仿真提供全景数据支持。

技术实现要素：

为了解决现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种基于多维点阵构建虚拟配电网的方法。

所述方法包括：

I、构建点阵基础模型和电气设备基础模型；

II、设定点阵单元素点业务数据结构逻辑；

III、完善电气设备模型；

IV、建立设备动作模型；

V、构建虚拟配电网。

优选的，所述步骤I点阵基础模型的构建包括：选取空间点阵中体积最小的平行六面体作为单胞，以该单胞一顶点为坐标原点确定三维度坐标轴，构建电气设备空间三维基础模型；

优选的，所述电气设备基础模型的构建包括：采集电气设备的基础数据和运行数据，并对数据进行聚类分析和状态识别，构建电气设备基础模型。

优选的，所述步骤II包括：根据所述点阵基础模型的点阵元素点，设定活动因素与状态点位，对构建的所述电气设备基础模型特点进行标识对应，根据电力业务基础数据进行点元素对应，确定点阵间的逻辑构架；

所述电气设备模型包括：配变模型和线路模型。

优选的，所述步骤III电气设备基础模型的完善包括：依据点阵构建的基础点元素阵列，进行设备元素数据模型对应和数据分类对应，实现数据与模型的整合，支持虚拟配电网的负荷运行。

优选的，所述步骤IV设备动作模型的建立包括:建立上下移动坐标位移，拟合设备动作方式与位错点阵模型，针对点阵的变化，电气设备运行参数的实时拓扑节点信息与潮流算法匹配运行，构建设备动作模型。

优选的，所述位错点阵模型包括：将物理模型中产生动作变化的元素点集分类，并依据特理特性，针对动作的变化路径，构建新点阵元素，根据对所述新点阵元素是否满足状态变更的判断来确定是否构建位错点阵模型；

所述物理模型包括：电气设备基础模型与点阵基础模型。

优选的，所述步骤V虚拟配电网的构建包括：对点阵架构下的电气设备基础模型和点阵基础模型渲染，完成单体电气设备元素虚拟化，根据潮流算法定义，构建拓扑结构，进行网络链接，实现虚拟配电网的构建。

与最接近的现有技术相比，本发明具有以下优异效果：

1、实现电气设备的虚拟化，通过虚拟线路链接，构建虚拟配电网，为配电网规划仿真，提供全景数据支持，提升供电能力。

2、本发明所述的基于多维点阵构建虚拟配电网的方法，能够为配电网仿真应该提供全景的虚拟仿真框架，提升配电网的信息化展现方式。

附图说明

图1为本发明所述的基于多维点阵构建虚拟配电网的方法流程图；

图2为本发明的位错点阵模型流程图；

图3为本发明的点阵基础模型构建示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。

本发明提供一种基于多维点阵构建虚拟配电网的方法，应用于配电网全局展现、仿真应用，通过电气设备的基础特性与空间特理点阵构建的虚拟设备相结合构建虚拟电气设备，通过潮流计算将不同电气调和通过拓扑组合构建虚拟配电网，其方法过程示意图如附图1所示；不同电气设备的动作模型构建，实现动作下的动态变化，其方法过程示意图如附图2所示。

本发明所述方法包括：

I、构建点阵基础模型和电气设备基础模型；

如附图3所示，构建点阵基础模型，主要是指通过点阵建立单胞基础结构，建立点阵空间模型，应用数学方法，通过体心立方空间点阵，以单胞中某一顶点为坐标原点，相交于原点的三个棱边为X、Y、Z三个坐标轴，定义X、Y轴之间夹角为γ，Y、Z之间夹角为α，Z、X轴之间夹角为β，单胞的三个棱边长度a、b、c和它们之间夹角α、β、γ称为点阵常数，定义空间矢量，应用相关电气设备原型(配变、线路、负荷等)进行矢量匹配，通过角度与坐标进行对应，进行点位链接，实现电气设备空间维度基础模型的构建，

电气设备基础模型的构建包括：采集电气设备的基础数据和运行数据，并对数据进行聚类分析和状态识别，实现电气设备基础模型的构建。

II、设定点阵单元素点业务数据结构逻辑；

设定点阵单元素点业务数据结构逻辑,根据构建的设备模型的点阵元素点，设定活动因素与状态点位，针对构建的不同电气设备模型特点(如配变模型、线路模型等)进行标识对应，将电力业务基础数据作为支撑，与点元素对应，每个点元素都有状态标识，都有电气设备关系因素，进行点阵之间的逻辑结构设定。

III、完善电气设备模型；

完善电气设备模型，将数据与模型统一整合，支持虚拟配电网的负荷运行。

IV、建立设备动作模型；

应用位错点阵模型建立设备动作模型，建立上下移动坐标位移，拟合设备动作方式与点阵位错模型，随着点阵的变化，电气设备运行参数的实时拓扑节点信息与潮流算法匹配运行。

由于空间点阵的变化，使得模型变化，通过元素点状态区域活动位置的动态设定，将活动范围进行同一化模型处理，解决由于点阵变化引起的模型变更与电气设备不匹配的问题。对动作元素点设定的电力系统业务节点进行实时跟踪，实现虚拟配电设备仿真投切运行的数据交替。

V、构建虚拟配电网。

对点阵架构下的电气设备基础模型和点阵基础模型渲染，完成单体电气设备元素虚拟化，根据潮流算法定义，构建拓扑结构，进行网络链接，实现虚拟配电网的构建，完成虚拟配电网的全景展示。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。