一种多层级多分支的电网结构规划方法与系统与流程

本发明涉及新能源发电技术领域，涉及一种电力生产模拟下多层级多分支复杂电网的构建方法和系统。

背景技术：

当前全球能源发展正面临资源紧缺、环境污染、温室气体减排等严峻挑战,建立在传统化石能源基础上的能源发展方式难以为继。推动以清洁能源为主的能源系统,特别是电力系统重大变革将成为全球能源发展的大趋势。全球能源互联网是以特高压电网为骨干网架(通道),以输送清洁能源为主导,全球互联泛在的坚强智能电网。

全球能源互联网涉及区域面积广，电网规模庞大，新能源资源、电源、电网、负荷等基础数据非常多，管理者、投资者、技术研发人员将所有基础数据、电力流向直接关联起来非常困难。

新能源生产模拟是研究电力系统发、输、配、用过程中电力平衡的重要手段，广泛应用于电力系统规划、运行、电力市场等。新能源生产模拟软件系统在全球能源互联网趋势下首先要考虑多区域复杂洲际电网结构，系统原有的图形化电网建模功能可以让使用者通过简单拖拽来完成电网建模。但是现有的电力系统模拟软件系统主要针对区域电网开发优化，洲际电网规模非常庞大，原有的图形化电网建模功能在应对多分区多层级复杂电网时工作量仍然非常巨大，应对全球能源互联网庞大的洲际网架结构时电网建模的工作量大、不易于扩展和管理，亟需提出一种可以更加便捷和智能化的方法来辅助用户构建大型网架结构来解决这些问题。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提出一种电力生产模拟下多区域复杂电网的构建方法，包括以下步骤：

步骤1：在数据库中建立区域联络线索引表，用于在构建电网时为各个区域自动关联提供数据依据，表中存储各个区域和联络线的属性信息，并定期抓取数据更新相关网站上的区域和联络线属性信息。

步骤2：分别创建各个区域分支电网，配置分支电网区域及分支电网数据，设定该区域外送联络线的名称和容量。其中，分支电网数据可由其它系统导入，可以由多人同步创建。

步骤3：判断是否需要继续添加分支电网，如果是则转到步骤2创建分支电网，否则执行步骤4；

步骤4：创建分支电网的上级电网，设定上级电网区域，基于所述区域分支电网，对分支电网间的外送联络线起始位置根据区域联络线索引表中数据进行模糊检索和匹配，并由系统自动建立区域间的联络线关系。

步骤5：判断是否创建了所有的上级电网，如果否则转到步骤4继续创建上级电网；否则，执行步骤6。

步骤6：各级电网进行电网分支的扩展、调整和整理，并由系统辅助用户建立区域间关系，扩展、调整、整理后的电网数据结构更新在整个电网结构中，实现多区域生产模拟电网的构建。

步骤7：将电网数据结构与电网地理信息系统进行数据匹配和定位匹配，通过数据和定位匹配之后把电网结构映射到电网地理信息系统的专题图层，对电力生产模拟电网进行可视化显示。

步骤8：对在电网地理信息系统中绘制的空间要素进行空间分析，得到电网结构中分支电网和上级电网的空间连接关系；基于所述空间连接关系，进行空间深度搜索和结构优化，形成多层级多分支的电网结构规划。

与现有技术相比，本发明可实现以下有益效果：

首先，本发明提出的电网模型的多区域构建方法，降低了大型电网网架结构建模的复杂性，简化了电网建模的工作流程。通过不断的对地区电网聚合、累加和迭代的构建方式，使多区域多用户协同创建复杂电网成为可能，也使各级电网更容易扩展和修订。各级电网的关联关系由系统自动完成，提升了电网建模的工作效率，降低了建模工作量。

其次，本发明提出的电网模型的多层级多分支构建方法具有易于扩展分支和子分支，易于查找和遍历各个节点数据的特点，它通过对每个节点存储个数的扩展，使得对连续的数据能够进行较快的定位和访问，能够有效减少查找时间，提高存储的空间局部性从而减少io操作。

再次，本发明结合电网地理信息系统，将模拟电网结构数据信息通过直观的图文形式显示出来，大大减少了规划人员工作量，提高了设计工作效率，实现了质量和效率的同步提升。

另外，本发明解决了异构电力系统之间全量和增量数据同步问题，数据准确、完整、规范地集中，为电网结构规划奠定了数据基础。

最后，本发明可以基于地理信息系统gis，对电网数据库和空间数据库进行联动检索，实时显示，进行深度的空间分析，自动维护电网结构连接关系以及电网结构属性和空间关系的动态联动，解除了传统手工维护电网系统的烦琐操作。

附图说明

图1本发明多层级多分支的电网结构规划方法流程图。

图2本发明多层级多分支的电网结构规划系统框架图。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了能够彻底理解本发明的实施例，阐述了许多特定的细节。然而，很明显对本领域技术人员来说，没有这些特定的细节也可以实施本发明。下面的详细说明包括对附图的参考，这些附图构成详细说明的一部分。附图示出了按照示例性实施例的图例。这些示例性实施例(它们在这里也称为“示例”)被充分详细地描述，以使得本领域技术人员能够实施本主题。实施例可以组合，可以利用其它的实施例，或者在不背离权利要求的范围的情况下可以做出结构上、逻辑上的改变。因此，下面的详细说明不应被理解为限制性的，范围由随附的权利要求及其等同物确定。

为了实现上述有益效果，如图1所示，本发明一种多层级多分支的电网结构规划方法采取如下技术方案：

步骤1：在数据库中建立区域联络线索引表，用于在构建电网时为各个区域自动关联提供数据依据，表中存储各个区域和联络线的属性信息，并定期抓取数据更新相关网站上的区域和联络线属性信息。

优选地，其中，所述区域的属性信息包括区域的名称、简称、曾用名、检索关键字，联络线的属性信息包括联络线的名称、简称、容量、起始终止区域。

步骤2：分别创建各个区域分支电网，配置分支电网区域及分支电网数据，设定该区域外送联络线的名称和容量。其中，分支电网数据可由其它系统导入，可以由多人同步创建。

优选地，其中，当分支电网数据由不同系统导入时，对不同系统的分支电网数据进行汇总、分析、预处理，所述汇总是对不同系统的分支电网数据进行汇总；所述分析是根据汇总得到的数据类型与规范的数据类型进行对比，形成差异报告；所述预处理是针对所述分析输出的差异报告，对数据类型进行规范化处理。

步骤3：判断是否需要继续添加分支电网，如果是则转到步骤2创建分支电网，否则执行步骤4；

步骤4：创建分支电网的上级电网，设定上级电网区域，基于所述区域分支电网，对分支电网间的外送联络线起始位置根据区域联络线索引表中数据进行模糊检索和匹配，并由系统自动建立区域间的联络线关系。

优选地，其中，所述步骤4具体包括：

步骤4-1：首先针对用户在创建分支电网时输入的联络线的属性信息，在所述区域联络线索引表中进行模糊检索匹配，如果出现唯一匹配数据则直接进行区域间的联络线关联。

步骤4-2：在模糊检索匹配过程中如果出现多个区域符合检索条件，则对检索结果进行寻优排序，并提示用户对检索到的结果进行选择匹配。

步骤4-3：在模糊检索匹配过程中如果未找到符合条件的检索结果，则对现有区域根据检索结果进行寻优排序，并提示用户手动进行区域间的联络线关联。

步骤5：判断是否创建了所有的上级电网，如果否则转到步骤4继续创建上级电网；否则，执行步骤6。

优选地，其中，电网的层级和分支可以不受限制，建立多层级多分支电网。最终的大规模电网由多个分支区域分级构建，并由系统自动关联电网间关系。

步骤6：各级电网进行电网分支的扩展、调整和整理，并由系统辅助用户建立区域间关系，扩展、调整、整理后的电网数据结构更新在整个电网结构中，实现多区域生产模拟电网的构建。

步骤7：将电网数据结构与电网地理信息系统进行数据匹配和定位匹配，通过数据和定位匹配之后把电网结构映射到电网地理信息系统的专题图层，对电力生产模拟电网进行可视化显示。

步骤8：对在电网地理信息系统中绘制的空间要素进行空间分析，得到电网结构中分支电网和上级电网的空间连接关系；基于所述空间连接关系，进行空间深度搜索和结构优化，形成多层级多分支的电网结构规划。

优选地，其中，所述电网地理信息系统的专题图层由点、线、面三种空间要素进行表达。在对电力生产模拟电网进行可视化显示时，采用网络拓扑着色，同一层级的电网同一颜色着色，对电网的拓扑结构实现可视化。

由于电网系统及其设施的管理，既涉及到供电设施设备属性数据、电网运行数据及用户信息，又涉及供电设施的地理位置等空间数据，进一步还涉及电网系统网络结构与网络拓扑，其信息分属设备空间、电物理空间、地理空间、拓扑空间等常规的基于关系型数据描述的信息管理系统难以反映这种多空间信息的相互叠加、融合与映射关系，故而既具有常规信息管理功能、特别又具备地理空间信息的描述、存贮、分析功能的地理信息系统理论、方法和技术，引入电网系统信息管理中，形成电网的拓扑结构实现可视化。

电网地理信息系统，是计算机图形技术、数据库技术、网络技术和地理信息系统技术的综合应用成果。相对于常规配电mis系统、配网自动化系统，其最大特点是基于地理信息系统所特有的地理空间信息的描述、存贮、分析功能，实现模拟电网设施的空间地理位置与配网设施设备及运行数据的相互映射与统一管理。同时，利用电网地理信息系统所形成的电网设施地理网络和进一步形成的几何网络，描述设施间空间位置关系和连通关系，可以实现基于电网结构拓扑的各类配电专业分析奠定基础。

另外，本发明还提供了一种多层级多分支的电网结构规划系统，包括：

索引表模块：用于在数据库中建立区域联络线索引表，在构建电网时为各个区域自动关联提供数据依据，表中存储各个区域和联络线的属性信息，并定期抓取数据更新相关网站上的区域和联络线属性信息；

优选地，其中，所述区域的属性信息包括区域的名称、简称、曾用名、检索关键字；所述联络线的属性信息包括联络线的名称、简称、容量、起始终止区域。

分支电网模块：用于分别创建各个区域分支电网，配置分支电网区域及分支电网数据，设定该区域外送联络线的名称和容量；其中，分支电网数据可由其它系统导入，可以由多人同步创建；

优选地，其中，分支电网模块还包括汇总子模块、分析子模块、和预处理子模块，当分支电网数据由不同系统导入时，对不同系统的分支电网数据进行汇总、分析、预处理；

所述汇总子模块，用于对不同系统的分支电网数据进行汇总；

所述分析子模块，用于根据汇总得到的数据类型与规范的数据类型进行对比，形成差异报告；

所述预处理子模块，用于针对所述分析子模块输出的差异报告，对数据类型进行规范化处理。

第一判断模块：用于判断是否需要继续添加分支电网，如果是则执行分支电网模块创建分支电网，否则执行上级电网模块；

上级电网模块：用于创建分支电网的上级电网，设定上级电网区域，基于所述区域分支电网，对分支电网间的外送联络线起始位置根据区域联络线索引表中数据进行模糊检索和匹配，并由系统自动建立区域间的联络线关系；

第二判断模块：用于判断是否创建了所有的上级电网，如果否则转到上级电网模块继续创建上级电网；否则，执行关系模块；

关系模块：用于各级电网进行电网分支的扩展、调整和整理，并由系统辅助用户建立区域间关系，扩展、调整、整理后的电网数据结构更新在整个电网结构中，实现多区域生产模拟电网的构建；

显示模块：用于将电网数据结构与电网地理信息系统进行数据匹配和定位匹配，通过数据和定位匹配之后把电网结构映射到电网地理信息系统的专题图层，对电力生产模拟电网进行可视化显示。

规划模块：用于对在电网地理信息系统中绘制的空间要素进行空间分析，得到电网结构中分支电网和上级电网的空间连接关系；基于所述空间连接关系，进行空间深度搜索和结构优化，形成多层级多分支的电网结构规划。

优选地，其中，所述上级电网模块具体包括：

匹配模块：用于针对用户在创建分支电网时输入的联络线的属性信息，在所述区域联络线索引表中进行模糊检索匹配，如果出现唯一匹配数据则直接进行区域间的联络线关联；

排序模块：用于在模糊检索匹配过程中如果出现多个区域符合检索条件，则对检索结果进行寻优排序，并提示用户对检索到的结果进行选择匹配；

手动模块：用于在模糊检索匹配过程中如果未找到符合条件的检索结果，则对现有区域根据检索结果进行寻优排序，并提示用户手动进行区域间的联络线关联。

优选地，其中，构建的电网为多层级多分支电网。

优选地，其中，所述电网地理信息系统的专题图层由点、线、面三种空间要素进行表达；所述显示模块在对电力生产模拟电网进行可视化显示时，采用网络拓扑着色，同一层级的电网同一颜色着色，对电网的拓扑结构实现可视化。

与现有技术相比，本发明可实现以下有益效果：

首先，本发明提出的电网模型的多区域构建方法，降低了大型电网网架结构建模的复杂性，简化了电网建模的工作流程。通过不断的对地区电网聚合、累加和迭代的构建方式，使多区域多用户协同创建复杂电网成为可能，也使各级电网更容易扩展和修订。各级电网的关联关系由系统自动完成，提升了电网建模的工作效率，降低了建模工作量。

其次，本发明提出的电网模型的多层级多分支构建方法具有易于扩展分支和子分支，易于查找和遍历各个节点数据的特点，它通过对每个节点存储个数的扩展，使得对连续的数据能够进行较快的定位和访问，能够有效减少查找时间，提高存储的空间局部性从而减少io操作。

再次，本发明结合电网地理信息系统，将模拟电网结构数据信息通过直观的图文形式显示出来，大大减少了规划人员工作量，提高了设计工作效率，实现了质量和效率的同步提升。

另外，本发明解决了异构电力系统之间全量和增量数据同步问题，数据准确、完整、规范地集中，为电网结构规划奠定了数据基础。

最后，本发明可以基于地理信息系统gis，对电网数据库和空间数据库进行联动检索，实时显示，进行深度的空间分析，自动维护电网结构连接关系以及电网结构属性和空间关系的动态联动，解除了传统手工维护电网系统的烦琐操作。

本发明虽然已经参考特定的示例性实施例描述了实施例，很明显，在不背离发明主题的较宽的主旨和范围的情况下，可以对这些实施例进行多种修改和改变。因此，本说明书及附图应被视为例示性而不是限制性的。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请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，本申请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。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、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。