[發(fā)明專利]基于虛擬節(jié)點(diǎn)的電網(wǎng)單線圖自動布局方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110269079.8
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN112883524A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李學(xué)平;王耀堃;閆昱清
• 申請（專利權(quán)）人: 燕山大學(xué)
• 主分類號: G06F30/18
• 分類號: G06F30/18;G06Q50/06;G06F113/04
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11474
• 代理人: 韓燕

1.一種基于虛擬節(jié)點(diǎn)的電網(wǎng)單線圖自動布局方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S1、獲取初始布局圖：讀取電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，獲取所有節(jié)點(diǎn)、線路集合，應(yīng)用第一次差分進(jìn)化算法對所有節(jié)點(diǎn)線路進(jìn)行第一階段布局得到初始布局圖；

S2、進(jìn)行主區(qū)域優(yōu)化布局：基于初始布局圖，應(yīng)用第二次差分進(jìn)化算法進(jìn)行第二階段布局中主區(qū)域的優(yōu)化布局，布局涉及到環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的線路、虛擬節(jié)點(diǎn)、虛擬線路；所述步驟S2中的第二次差分進(jìn)化算法具體包括以下步驟：

S21、確定目標(biāo)函數(shù)：將主區(qū)域內(nèi)的變電站作為節(jié)點(diǎn)進(jìn)行隨機(jī)位置布局，設(shè)(X_mc,Y_mc)、(X_md,Y_md)為主區(qū)域節(jié)點(diǎn)c和d被分配的坐標(biāo)，選擇目標(biāo)函數(shù)F_m為線路總長度最短，則有：

其中：n_m表示主區(qū)域中包含虛擬節(jié)點(diǎn)數(shù)在內(nèi)的總節(jié)點(diǎn)數(shù)；d_mcd表示c和d兩節(jié)點(diǎn)之間的距離且f_mcd表示c和d兩節(jié)點(diǎn)之間的連接關(guān)系且存在：

S22、距離約束處理：對線路間、節(jié)點(diǎn)間和節(jié)點(diǎn)與線路間進(jìn)行距離約束，并將約束轉(zhuǎn)成懲罰項(xiàng)，所述懲罰項(xiàng)包括線路交叉懲罰項(xiàng)P_LL、節(jié)點(diǎn)間距離懲罰項(xiàng)P_TT和節(jié)點(diǎn)與線路距離懲罰項(xiàng)P_TL，考慮到若僅限制總線路長度，并不能保證成圖的清晰可視化，在目標(biāo)函數(shù)中加入三項(xiàng)對距離約束的懲罰，加入約束處理后的最終目標(biāo)函數(shù)為：

S23、坐標(biāo)范圍約束：設(shè)X坐標(biāo)最小值X_m.min、最大值X_m.max和Y坐標(biāo)最小值Y_m.min、最大值Y_m.max為：

X_m.min＝Y(jié)_m.min＝0 (10)

X_m.max＝Y(jié)_m.max＝n_m×k_m (11)

其中：k_m表示常數(shù)；

則有節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)約束：

X_m.min≤X_m≤X_m.max (12)

Y_m.min≤Y_m≤Y_m.max (13)

其中：(X_m,Y_m)表示主區(qū)域節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)；

S3、確定虛擬區(qū)域范圍并布局：基于虛擬節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)確定虛擬區(qū)域的范圍，并應(yīng)用第三次差分進(jìn)化算法，進(jìn)行第二階段布局中虛擬區(qū)域的布局，在每個虛擬節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的虛擬區(qū)域范圍分別布局，得到每個節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，完成電網(wǎng)單線圖的自動布局。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于虛擬節(jié)點(diǎn)的電網(wǎng)單線圖自動布局方法，其特征在于，所述步驟S1具體包括以下步驟：

S11、根據(jù)獲取的電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，獲取所有節(jié)點(diǎn)、線路集合，應(yīng)用第一次差分進(jìn)化算法對所有節(jié)點(diǎn)線路進(jìn)行第一階段布局，確定虛擬節(jié)點(diǎn)、虛擬區(qū)域和虛擬線路；

S12、找出環(huán)網(wǎng)和輻射網(wǎng)，并在圖中辨識虛擬節(jié)點(diǎn)，且由虛擬節(jié)點(diǎn)所帶的輻射節(jié)點(diǎn)確定虛擬區(qū)域和虛擬線路，獲取初始布局圖。