一种基于GIS的配电网仿真研究分析系统及方法技术方案

本发明专利技术属于电力系统技术领域，具体为一种基于GIS的配电网仿真研究分析系统及方法，包括步骤1：准备负荷历史数据，环境历史数据和城市规划方案，可从GIS中提取；步骤2：进行总量负荷预测；步骤3：根据不同的用电特性和用地特性将电力用户分成多个类型，包括工业，商业，居民，市政和学校；步骤4：将待预测区域划分成若干小区，一般是大小一致的方格；步骤5：进行终端用电预测，目的是预测各类用户未来用电特性；步骤6：进行分类土地预测，目的是确定未来年份内各用地类型的土地增长量，其结构合理，构建基于GIS的有源配电网仿真计算模型，为精准进行新能源接入方案及配电网发展规划提供依据。依据。依据。

【技术实现步骤摘要】
一种基于GIS的配电网仿真研究分析系统及方法


[0001]本专利技术涉及电力系统
，具体为一种基于GIS的配电网仿真研究分析系统及方法。

技术介绍

[0002]近年来，在石油、煤炭等化石能源短缺和全球变暖等背景下，能源危机在世界范围内加深，节能减排和发展低碳经济俨然成为全世界共同关注的话题，各国对可再生能源发展的大力支持使得传统配电网中分布式电源渗透率逐渐提升，分布式电源因具有独特的优势，其中包括经济性，环保性、灵活性与安全性。这些独特的优势使得分布式电源的发展给配电系统带来了许多好的影响。同时，也给配电网系统的规划和分析带来了挑战。新型电力系统，“主战场”在配电网，“有源化”是它的显著特征，大规模分布式新能源接入中压配电网，如何监测管控、如何精确评估配电网消纳能力承载力、如何精准进行接入方案及配电网发展规划，是将要解决的问题。
[0003]分布式电源规模化接入后，配电系统由分配电能的角色改变为具有收集电能、存储电能和分配电能等多种功能的主动配电网，使得配电系统的功能和结构发生了根本性的变化，配电系统将变为潮流多向流动的主动系统。现有的辐射状配电网结构和基于单向潮流的控制保护模式将难于应对电源分布和潮流方向多变的复杂运行要求。这一变化对现有运行接入规划带来了巨大的挑战，特别是当配电系统中的分布式电源接入容量较大时，如何使规划的分布式电源接入配电系统后能安全稳定运行具有极大的困难。
[0004]配电网是一个地域分布广、线路复杂、设备量大的网络，配电网的管理工作是供电企业生产管理系统的重要组成部分，其传输和消耗都是实时完成的，对配电网的监控、调度和管理的高效性、及时性具有很高的要求。GIS(地理信息系统)是一个集计算机技术、通信技术、控制技术、现代化智能设备技术及管理于一身的综合信息管理系统。由于配电网的各种电气元件都具有空间特性，数据大、对地理信息的依赖性强，将GIS技术应用于传统的电网监视、保护与控制系统，是配电自动化系统的重要发展方向。
[0005]基于上述问题，我们提出一种基于GIS的配电网仿真研究分析系统及方法。

技术实现思路

[0006]本部分的目的在于概述本专利技术的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0007]鉴于现有技术中存在的问题，提出了本专利技术。
[0008]因此，本专利技术的目的是提供一种基于GIS的配电网仿真研究分析系统及方法，能够实现构建基于GIS的有源配电网仿真计算模型，为精准进行新能源接入方案及配电网发展规划提供依据。
[0009]为解决上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了如下技术方案：
[0010]一种基于GIS的配电网仿真研究分析系统及方法，其包括包括如下步骤：
[0011]步骤1：准备负荷历史数据，环境历史数据和城市规划方案，可从GIS中提取；
[0012]步骤2：进行总量负荷预测；
[0013]步骤3：根据不同的用电特性和用地特性将电力用户分成多个类型，包括工业，商业，居民，市政和学校；
[0014]步骤4：将待预测区域划分成若干小区，一般是大小一致的方格；
[0015]步骤5：进行终端用电预测，目的是预测各类用户未来用电特性，特别是典型负荷曲线的变化，方法是采用负荷曲线叠加，对用地类型进一步细分，从下至上进行叠加，就可以求出未来各用地类型的典型负荷密度曲线；
[0016]步骤6：进行分类土地预测，目的是确定未来年份内各用地类型的土地增长量，利用社会各行业间固有的比例关系，从总量负荷预测中推导出分类预测负荷，然后利用典型负荷密度曲线计算出各用地类型的预测面积。
[0017]作为本专利技术所述的一种基于GIS的配电网仿真研究分析系统及方法的一种优选方案，其中：用GIS对配电网进行规划时，规划人员首先应将地理图和配电系统网络图数字化，并将地理元件和网络的属性数据输入到数据库；然后在地图上将供电区域分成网格，调用空间负荷预测程序预测后，得到负荷分布图及未来发展趋势；最后调用网架规划程序，得到最优网架规划方案，并将规划结果显示在配电网络地理接线图上。
[0018]作为本专利技术所述的一种基于GIS的配电网仿真研究分析系统及方法的一种优选方案，其中：电网规划的方法包括数学优化方法、遗传算法、蚁群算法、禁忌搜索法，其中，遗传算法应用最广，但是遗传算法有着运算速度较慢和容易陷入局部最优解的缺点；考虑到禁忌算法的高效性和全局寻优能力，将遗传算法和禁忌算法结合使用，根据配电网的特性，运用网格法将待规划区域划分为若干方格，调用空间负荷预测程序预测出负荷分布后，调用禁忌遗传算法规划出最优网架方案。
[0019]作为本专利技术所述的一种基于GIS的配电网仿真研究分析系统及方法的一种优选方案，其中：适用于上述任意一项所述的一种基于GIS的配电网仿真研究分析方法。
[0020]作为本专利技术所述的一种基于GIS的配电网仿真研究分析系统及方法的一种优选方案，其中：包括规划数据服务器、MIS(管理信息系统)、CIS(用户信息系统)和SCADA系统；同时,规划数据库服务器与MIS(管理信息系统)、CIS(用户信息系统)和SCADA系统相连；负荷测量数据和网络数据从SCADA获取，而用于负荷分析和估计所需的用户的用电量和用电特性等信息则可以从CIS获取，规划数据从GIS系统中自动提取。
[0021]作为本专利技术所述的一种基于GIS的配电网仿真研究分析系统及方法的一种优选方案，其中：还包括客户端，客户端包括三个应用系统：负荷分析子系统、馈线分析子系统和优化规划子系统。
[0022]作为本专利技术所述的一种基于GIS的配电网仿真研究分析系统及方法的一种优选方案，其中：分析系统以GIS为平台，采用C/S体系结构；将规划数据集中存储在服务器上。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0024]系统建立在GIS平台上，由GIS平台提供良好的人机接口和空间分析能力，从而提高了配电网规划工作的质量，使规划时间大大缩短，减轻了规划人员的计算、分析和绘图的
负担。
[0025]通过电气仿真计算，解决了分布式新能源接入规划难的难题，提高规划效率，构建基于GIS的有源配电网仿真计算模型，为精准进行新能源接入方案及配电网发展规划提供依据。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将结合附图和详细实施方式对本专利技术进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0027]图1为本专利技术步骤流程结构示意图。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于GIS的配电网仿真研究分析方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：准备负荷历史数据，环境历史数据和城市规划方案，可从GIS中提取；步骤2：进行总量负荷预测；步骤3：根据不同的用电特性和用地特性将电力用户分成多个类型，包括工业，商业，居民，市政和学校；步骤4：将待预测区域划分成若干小区，一般是大小一致的方格；步骤5：进行终端用电预测，目的是预测各类用户未来用电特性，特别是典型负荷曲线的变化，方法是采用负荷曲线叠加，对用地类型进一步细分，从下至上进行叠加，就可以求出未来各用地类型的典型负荷密度曲线；步骤6：进行分类土地预测，目的是确定未来年份内各用地类型的土地增长量，利用社会各行业间固有的比例关系，从总量负荷预测中推导出分类预测负荷，然后利用典型负荷密度曲线计算出各用地类型的预测面积。2.根据权利要求1所述的一种基于GIS的配电网仿真研究分析方法，其特征在于：用GIS对配电网进行规划时，规划人员首先应将地理图和配电系统网络图数字化，并将地理元件和网络的属性数据输入到数据库；然后在地图上将供电区域分成网格，调用空间负荷预测程序预测后，得到负荷分布图及未来发展趋势；最后调用网架规划程序，得到最优网架规划方案，并将规划结果显示在配电网络地理接线图上。3.根据权利要求1所述的一种基于GIS的配电网仿真研究分析方法，其特征在于：电网规划的方法包括数学优化方法、遗传算法...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏岭东，高海龙，肖学权，张潇，滕松，周峰，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司徐州供电分公司，
类型：发明
国别省市：