调度大屏输电网潮流图自动生成（三）作业流程及系统开发

首先提出了电网主设备生命周期中规划、基建、运行/改造、退役4个状态下的输电网潮流图的4种形态即历史态、现行态、近期态和未来态.设定基于近期态或基于本生产年度的电网信息所自动生成的输电网潮流图为调度大屏使用,可提供一定时期内稳定的布局和走线图形,使调度人员保持了对大屏图形的熟悉程度,有利于调度人员的调度业务.为使潮流图自动生成系统成为智能调度管理自动化中必备的作业系统,提出了自动化程度高的集成方案及作业流程.针对潮流图的每种状态,定义了4种类型的图纸即地理接线图、布局图、布线图、实时图,后3类图纸按照供区或地区划分.讨论了系统功能及接口关键技术.与所述系列论文的前2篇一起提供了调度大屏输电网潮流图自动生成完整的解决方案.系统在浙江省调度中心已得到了实际应用,为实现智能调度自动化提供了条件.     

基于组合图元的输电网单线图自动布局方法

针对地区电网中含多T接线的情况,研究了相应输电网单线图的自动布局与绘制问题,提出了一种基于组合图元的输电网单线图自动布局方法。依据T接线的特点,建立了相应的数据模型,设计了组合图元及普通线路图元,通过相应的组合图元布局方法完成布局,并采用模拟退火优化算法对布局进行优化。引用某地区输电网架构模型,对该模型中的T接线进行组合图元模型化处理,按照组合图元自动布局方法完成布局,并基于MFC(Microsoft foundation classes)平台实现了输电网单线图的自动布局与绘制。     

调度大屏输电网潮流图自动生成（二）自动布线

调度大屏输电网潮流图布线阶段除了考虑线路的走线外,还要考虑线路名称、断路器、实时潮流量以及显示各类设备状态挂牌等局部布置,从而突出其可读性.文中介绍了顺序走线、优化布线2个阶段的自动布线步骤.顺序走线包括廊道宽度设置,变电站出线布置,线路顺序走线,断路器图元、线路名称、潮流、设备状态挂牌标识布置及调整4个步骤;优化布线包括拆线重布线、整体均匀走线调整2个步骤.在拆线重布线阶段,提出了保护性拆线和非保护性拆线2类拆线策略,作为搜索引擎优化算法的策略库,来最小化布线线路的交叉.所提出的布线算法考虑了较深入的细节,在实际工程应用中取得了良好的效果.     

基于图自编码器的输电网单线图布局自适应生成方法

输电网单线图被广泛应用于电力系统各类信息的可视化展示,然而针对不同的展示需求往往需要设计专有算法来生成相应风格的单线图,其主要原因是现有自动生成方法难以快速适应场景需求的变化。该文旨在提出一种输电网单线图布局的自动生成方法,可适应较为广泛的布局要求,并实现需求变化后布局的快速重新生成。首先,建立输电网单线图布局的数学模型;其次,分析影响布局易读性的因素,并探讨几种场景下布局质量的量化评价指标;再次,构建一种基于图自编码器的深度学习模型,学习输电网单线图布局的生成模式,并利用学习到的布局特征生成适应给定评价指标要求的优化布局;最后,将该文所提方法用于某省级实际输电网单线图的生成,实验结果表明其生成布局符合所设场景预期,并在生成时间和布局质量等指标上均优于对比算法,验证了该方法快速适应场景需求变化的能力。     

电力系统优化调度概述(I)一经济调度与最优潮流

本篇文章叙述了电力系统优化调度研究的目的和意义,回顾了经典经济调度、最优潮流近二十年来优化调度的发展,详细地分析了这两种调度方法发展中出现的问题以及各自的解决方法,经典经济调度计算速度快适合在线应用;最优潮流计算精确但相对经济调度而言计算速度慢,无法应用到实时调度.同时也提出了这两种优化方法中急需解决的问题.     

变电站为中心配电网单线图：(二)初始自动布局

基于前文提出的支撑变电站为中心配电网(SCDN)单线图自动生成的数据—图形模型,阐述了第一阶段的接线图初始布局策略,重点解决SCDN馈线群以本变电站10 kV母线为中心的辐射布局问题。首先提出包含模块设计的整体流程,以及成图数据预处理;根据馈线拓扑分析,获取馈线群布局规划,并提出基于干线—支线拓扑模型的支线—干线布局模型。在对环路特性研究基础上,提出了环路和非环路的支线—干线布局模型及计算策略。继而提出了SCDN单馈线分裂图形的水平初始布局计算方法、SCDN单馈线分裂图形目标扇面角和旋转角计算方法、SCDN扇面拼接计算方法及广义开闭所虚拟联络开关节点简易聚合方法,从而形成SCDN初始图形。以5个实际110 kV变电站对提出的模型及算法进行了验证。     

地区电网运行单线图的智能自动布局

提出了一种应用人工智能算法实现地区电网运行单线图自动布局的新方法.通过图模一体 .化技术生成标准变电站接线图,根据变电站个数和形状等因素确定布局区,在布局区依次进行变电站定位和线路走线形成一种布局方案,并建立了以线路总长度最短为优化目标的数学模型.提出了分类随机扰动失活粒子和相似粒子以保持粒子活性和搜索前期种群多样性的改进粒子群优化算法,应用该算法求解按固定布线顺序走线的最优布局,最后优化布线顺序以进一步减少线路交叉.应用实例表明智能自动布局的结果美观且能有效支持调度决策.     

输电网单线图的自动生成算法

单线图是调度员进行分析计算的有力工具,但往往需要手工生成。提出了一种单线图自生成方法。介绍了节点布局问题的数学模型,并应用罚函数法进行求解。提出了一种新的实用的线路走线寻路方法,在实用性和效率上优于传统的算法。给出了应用实例。     

变电站为中心配电网单线图(三)美化布局计算

本系列的前两篇论文已分别阐述了变电站为中心配电网(SCDN)单线图的图数模型和第1阶段的接线图初始布局算法。文中将重点阐述基于初始布局的SCDN单线图美化优化计算。基于前文提供的SCDN初始单线图布局中不存在难以消除的交叉,而力导算法迭代时部分节点会跨越其一级节点而在本馈线内存在交叉的问题,设计了本馈线的二级及以下级别的“节点群”和“惯性力”,使得其具备一定的惯性而不被其他外加力作用导致节点群分裂分离。以最小化交叉点数为目标函数,提出了基于遗传算法的考虑引力、点边-边边规避的总斥力、重力、惯性力的各参数优化计算方法。经过5个实际110 kV变电站的10 kV SCDN进行了验证,结果表明本方法可以生成接线高识别的单线图。     

基于地理相对位置的省级输电网均匀接线图自动生成

省级输电网均匀接线图是电力规划、设计、运行、调度等部门经常使用的图纸.文中提出了基于携带变电站地理信息或相对位置的公共信息模型(CIM)数据的省级电网均匀接线图的自动生成算法.首先,通过dom4j对CIM/可扩展置标语言(XML)进行解析并实现对CIM电网结构信息即变电站和线路数据的导入,然后根据变电站经纬度或相对位置坐标进行离散化布图、拓扑简化,使得原求解问题得到降维;对于降维后的接线图,提出固定枢纽节点,例如500 kV变电站的离散坐标,对其余变电站节点采用改进模拟退火算法进行优化布局计算以及后期优化调整,得到了交叉点较少、结构清晰、布局匀称、仍保持地理相对位置的电网均匀接线图.     

基于改进引力-斥力算法的配电网馈线单线图分块布局

配电网馈线单线图有时需要根据拓扑连接关系生成,既要获得良好布局效果又要满足成图的快速性,为此提出一种基于改进引力—斥力算法的分块布局方法。首先,确定配电网主干线,基于主干线对电网进行分块布局,以降低维度、提高计算效率;其次,块内布局时对引力—斥力算法加以改进,即根据深度优化分支节点并改进主干线节点质量与距离,使线路分布均匀、避免与主干线过近及减少交叉;最后,为了避免相邻分块的分支交叉,对每个分块添加虚拟节点,优化边界分支布局。对算法优化前后图形效果进行了对比,并给出图形分块对时间的影响,仿真结果表明馈线单线图布局清晰、交叉点少,算法计算时间短,能够满足用户需求。     

基于供区的输电网接线图厂站网格布局算法

输电网接线图是电网调度运行支撑的重要工具,其自动生成是一个复杂的多目标优化问题,其中厂站的自动布局难度与厂站数和线路数相关。给出了厂站网格均匀图布局的数学模型并提出了针对供区划分的力导向网格布局改进算法。针对供区划分,设计了供区的布局区域划分和厂站的全局优化方法;针对任意画布下的厂站网格均匀布局,引入了厂站权重系数,重新定义了力导向算法的排斥力和吸引力计算公式,并且采用两向模拟退火算法控制布局均匀。实验结果显示,该算法得到的网格布局具有划分合理、厂站布局均匀、线路交叉点较少等优点。