计及地理信息的变电站全自动选址定容方法技术

本发明专利技术属于电力系统规划变电站选址定容技术领域，涉及一种能够计及地理因素的变电站全自动选址方法，包含：（１）选址数据采集：在二维空间负荷预测的基础上，对可建站区域：结合地块顶点坐标文件划分选址用地块，输入地块的价格；对不可建站区域：不进行地块划分。（２）应用运输模型和单中位选址模型给定站点分布的初始解；（３）选取每片分区相关候选地块：应用等高线原理，对地块进行筛选，选出需要考察的候选地块；（４）应用增加地块边界线性约束后的单中位选址模型对每个候选地块进行分析，找到每片的最优站址；（５）进行迭代计算直到满足精度要求为止。本发明专利技术能够基于地价进行全自动选址，并且能够自动避让不可建站区域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统规划变电站选址定容
，提出了一种能够计及地理因素 的全自动变电站选址定容方法。
技术介绍
在电网规划中，变电站选址是一项基础工作，它以空间负荷预测结果为依据，确定 目标年规划区内变电站建设的位置。变电站选址在电网规划流程中起着承上启下的作用， 选址是否合理，对未来电网建设、出线布局、网络结构起着至关重要的作用，因此在变 电站选址过程中合理考虑实际地理信息因素就成为选址算法是否能满足实际工程需求的 必要前提。当前变电站选址算法就如何考虑地理信息因素可以分为如下几类(1) 早期不计地理因素的选址算法。这类早期算法主要研究如何将各类优化方法应用 到变电站选址领域，还没有考虑到算法到实际工程的应用，尚处于理论研究阶段；(2) 可以进行自动搜索选址，但只能避让不可建站区域，无法考虑各地块差异的选址 算法。这类算法应用各种优化算法对规划区进行自动选址，当站点落到不可建站区域时， 例如道路、湖泊等，将站点就近向周边可建站区域移动，但无法考察各地块之间的地 价差异，只能避让不可建站区域；(3) 两阶段选址方案，这类方法先利用不考虑地理信息的优化算法进行大范围选址，而后再通过考察各地块地理信息因素对选定站点进行调整。这类算法在选址后再考察地理信息，计算精度和自动化程度都不高。可以看出，目前的变电站选址算法在考虑地理信息因素的过程中都存在各种不足之处，还没有能够自动识别地块地理信息进行全自动大范围搜索的选址方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的上述不足，提供一种新的能够计及地理因素的全自 动变电站选址定容方法，该方法能够基于地价进行全自动选址，并且能够自动避让不可 建站区域。本专利技术的技术方案如下一种能够计及地理因素的变电站全自动选址方法，包含以下步骤-(1) 选址数据采集采集原始数据，利用地块顶点坐标文件和地价信息描述地块信息， 并在二维空间负荷预测的基础上，对可建站区域结合地块顶点坐标文件划分选 址用地块，输入地块的价格；对不可建站区域不进行地块划分。(2) 给定初始解应用运输模型和单中位选址模型给定站点分布的初始解；(3) 选取每片分区相关候选地块应用等高线原理，对地块进行筛选，选出需要考察的候选地块；(4) 对每片进行改进单中位选址应用增加地块边界线性约束后的单中位选址模型对 每个候选地块进行分析，找到每片的最优站址；(5) 判断站址是否满足计算精度若满足，选址结束；否则将选址结果作为下一次循 环初始解，转向(2)进行迭代计算直到满足精度要求为止。作为优选实施方式，上述的步骤(1)中地块顶点坐标文件包括用地性质、地理位置、 交通情况、环境因素、地质条件；对于可建站区域能自动计及土地价格进行大范围自 动选址优化；对不可建站区域将其视为一高地价区域自动予以避让；步骤(2)包括下列子步骤(2.1) 初步形成初始站址分布以容量最大的待选站类型为参考，将已有变电站容量设为可增容后的最大容量，根 据规划年负荷容量、已有变电站容量求取需要新建站个数"；求所有负荷的单中位点； 以该点为圆心，该点到规划区边界的最短距离为半径作圆，将初始站点分布等间隔分布 在该圆上；(2.2) 应用运输模型进行负荷分配应用运输模型，对(2.1)得到的站点分配负荷，得到"片负荷；(2.3) 应用单中位选址模型对(2.2)得到的w片负荷分别进行选址计算，得到最终 初始站点分布；步骤(3)中首先判断每片站点位于的地块号，从而找到当前地块的土地价格，若 当前地块土地价格最小，则判定站址不需移动；否则，应用等高线原理，对地块进行筛 选，选出需要考察的候选地块，其中，判断点与地块关系的方法如下(1) 过当前点做一条垂直与;c轴直线，考察这两条直线与被校验地块边界线相交情 况，如果两侧交点个数均为奇数，则该步校验通过；(2) 过该点再做一条垂直与y轴直线，重复(l)操作，如果校验也通过，则可判断此 点在该地块内，反之，则不在该地块内。对单个新建站，设总费用为C-^+q+S，其中，q表示建站费用，q表示线路费用，S表示地价费用，则移动后站址必须满足下式广i我+s新vt状"原i=l i=l《W(")2+(")2 4 = V"-A)2+(y"')2"',乂)为移动后站址，(x,力为原站址，z为线路费用系数，^为负荷值； 利用应用等高线原理，对地块进行筛选的步骤如下(1) 选取选址区域内最低地块价格，将上式改写为等高线rt《『,rl^W+、-^'■=1 '=1(2) 利用等高线原理，上式是关于Oc /)的一个封闭区域，利用判断等高线与地块是否相交的方法对地块进行筛选，此区域内的地块移动站址时应该予以考虑，区域 外则不考虑；(3) 在已经縮小了的区域那再选取最低地块价格，按上述方法进一步缩小考察区域， 直到区域内包含相应的最低价格地块；(4) 将不能再缩小的区域中地价低于原站址所在地块价格的地块选出作为移动站址时 应考察的候选地块。判断等高线与地块是否相交方法如下(1) 首先判断地块边界点是否在等高线内，若果在，则此地块在等高线内，或等高线 穿越该地块，若不在，则专向下一步；(2) 将待判断地块边界或线段组按每个线段分别考虑，只要有一条边界线段与等高线 相交，则判断等高线穿越当前地块；(3) 将一条线段分成若干份，可根据线段实际长短区别分份，将每份小线段首末节点 带入等高线，若符号相反，则可判断出当前线段与等高线相交；(4) 若所有线段组都未于等高线相交，则可判断出等高线不穿越当前地块。 步骤(4)所述的增加地块边界线性约束后的单中位选址模型为'minC = "JX《+S,.<《=>/"一~)2+("^)2< JC <其中S为土地价格，将r叙+ 6带入C-S『/,，然后对x求导数，令其导数为O，求 得最优解，再按如下公式x-(Z^( + q^.-a6)/《.)/(^J^.(l + "2)/《)进一步筛选出最 优解。本专利技术在已知等值负荷点分布及负荷值大小、已有变电站分布及最终发展规模、不 参见优化变电站分布、新建站类型及费用情况、地块信息的条件下，能够得到计及地理 信息的规划目标年变电站建设位置和容量方案。与以往的方法相比，表现出了极大的优越性本专利技术能够在选址过程中考虑地理信息因素，而不是选定站点后再结合地理信息 进行站点调整，较以往的拟合机制大大提高了工作效率，并能够更人性化的考虑实际地 理信息因素，使变电站选址结果更合理可信，能够有效的指导城市电网规划工作。本发 明能够自动识别地块的地理信息，进行大范围搜索，确定新建站的位置和容量；能够自 动计及地价，能够自动避让河流、湖泊等不可建站区域的，并能考虑已有变电站和不参 加优化站，兼顾了算法计算的精度和应用的自动化程度。附图说明图1:本专利技术"计及地理信息因素的变电站全自动选址"的整体实施流程图；图2:计及地理信息因素的选址流程图； 图3:具体实施方式一算例地块划分A:已有变电站(2座)不参加优化变电站(l座) 图4:具体实施方式一算例选址结果图。 A:已有变电站(2座)不参加优化变电站(l座)》:新建变电站(5座)具体实施例方式下面首先介绍一下本专利技术的技术方案。一、 求解概要步骤参见图1，本专利技术提出的计及地理信息因素的变电站全自动选址方法的求解步骤为(1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能够计及地理因素的变电站全自动选址方法，其特征在于该方法包含以下步骤：　（１）选址数据采集：采集原始数据，利用地块顶点坐标文件和地价信息描述地块信息，并在二维空间负荷预测的基础上，对可建站区域：结合地块顶点坐标文件划分选址用地块， 输入地块的价格；对不可建站区域：不进行地块划分；　（２）给定初始解：应用运输模型和单中位选址模型给定站点分布的初始解；　（３）选取每片分区相关候选地块：应用等高线原理，对地块进行筛选，选出需要考察的候选地块；　（４）对每片 进行改进单中位选址：应用增加地块边界线性约束后的单中位选址模型对每个候选地块进行分析，找到每片的最优站址；　（５）判断站址是否满足计算精度：若满足，选址结束；否则将选址结果作为下一次循环初始解，转向（２）进行迭代计算直到满足精度要求为 止。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖峻，王成山，王笑一，罗凤章，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]