[发明专利]一种基于自适应权重Voronoi图的配电网供电分区方法

说明书

技术领域

本发明涉及配电网区域划分技术领域，具体为一种基于自适应权重Voronoi图的配电网供电分区方法。

背景技术

配电网供电分区划分是配电网规划的一个关键问题，其结果直接影响配电网运行的经济性和供电可靠性。对电网区域进行科学合理的划分一直是电网发展过程中的研究热点，通过对某一大区域内多个局域配电网进行划分，可以研究不同类别配电网的发展方向与路线，从而可以差异化满足该区域内电网的整体发展需求。

针对这一大规模、非线性问题，国内外已有一些学者进行了研究。传统的自由分区法、均一网格法和等负荷分区法没有考虑地块间的负荷差异等因素，不能体现分区负荷密度的差异和变电站容量的差异。部分文献中考虑到了地块间的负荷差异，但是是假定负荷均匀分布的前提下提出的，没有考虑负荷分布的不均匀和负荷对可靠性要求的差异，因此亟需一种合理且全面的划分方法为配电网规划提供决策支持。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于自适应权重Voronoi图的配电网供电分区方法，具有客观、科学、全面、准确的基于配电网评价指标体系和聚类分析的供电区域划分方法，进而可以对划分后的各类配电网在统筹兼顾的原则下因地制宜地提出优化建设指导方案，有效利用电力资源，满足经济社会发展需求，促进电网整体素质提升，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于自适应权重Voronoi图的配电网供电分区方法，包括以下步骤：

S1：根据街道或自然障碍将供电区域划分成若干小地块，根据各地块的面积、用地属性和发展前景计算各个地块的用电负荷；

S2：构造V图生成元；其具体步骤分为：

S2.1：将供电区域变电站抽象为元点；

S2.2：将满足情况的构造成“虚拟生成元”；

S3：以生成元为圆心，应用搜索策略向各个方向扩散，计算各个方向上的自适应权重，动态调整生成元在不同方向上的扩散速度；

S4：完成地块搜索，各生成圆形成多边形Voronoi区域；

S5：对Voronoi区域进行适当调整，形成变电站供电区域。

优选的，针对S2中V图生成元的容量和位置确定，可以分为以下几种情况：

(1)该区域内有在建或规划建设的变电站，以该变电站的容量和位置作为虚拟生成元即可；

(2)该区域由区外紧邻的变电站供电，按照该变电站供电容量分配拆分变电站，即虚拟生成元的容量为向该区域供电的容量，虚拟生成元的位置为该区域的负荷中心；

(3)该区域内暂时无新建变电站规划，且供电变电站相距较远，根据该区域负荷预测的结果，按照容载比要求，确定虚拟生成元容量，并将虚拟生成布置在负荷中心。

优选的，在步骤S3中，根据变电站主变负载率、负荷密度、供电距离及路径条件和归属地情况构造自适应权重ω_i步骤如下：

ω_i＝W₁r_Mi+W₂r_Li+W₃r_Di+W₄r_Bi+W₅r_Pi

其中,r_Mi为负荷密度系数，设地块i的负荷密度为ρ_i，取该地区的平均负荷密度作为基准值，则地块i方向的负荷密度系数为r_Di为供电距离系数，设负荷点至变电站的供电距离为D_i，则为基准值，城镇取2km，农村取10km；r_Bi为考虑自然地理屏障的修正系数，根据跨越难度确定，难度越大数值越小，取值范围0-1；r_Pi为归属地系数，负荷点与变电站在同一管理区域取1，分属不同区域取0；W₁,W₂,W₃,W₄,W₅为加权系数，W₁+W₂+W₃+W₄+W₅＝1，由熵权法确定，熵权法求权重步骤如下：

(1)数据标准化处理：

正向指标：

负向指标：

(2)计算地块i的第j项指标值的比重：

(3)计算指标信息熵：