[发明专利]一种融合城市用电和分布式发电的可视化方法

权利要求书

1.一种融合城市用电和分布式发电的可视化方法，其特征在于：包括以下步骤：

a.获取城市用电和分布式发电的电力数据并进行预处理；

b.对于处理后的城市用电数据，对其中的供电线路数据进行布局优化，生成规则化的线路示意图，其中布局优化时算法采用多标准约束的优化方法；

c.对于处理后的分布式发电数据，对其中的分布式电源位置进行布局优化，生成规则化的分布式电源分布示意图，其中布局优化算法采用多标准约束的优化方法；

d.在得到b步骤中的供电线路优化布局结构和c步骤中分布式电源优化布局结构之后，对城市用电和分布式发电进行融合可视化；

步骤a中获取城市用电数据具体为：变电站的名称、编号、额定容量、实际容量以及经纬度坐标；供电线路的所属变电站编号、所有线路的名称、编号、起始点编号、所有节点的编号和经纬度坐标、额定电流和实际电流；用电用户的用户名称、用户编号、额定容量、实际用电量、所属供电线路编号以及经纬度坐标；

步骤a中获取的分布式发电数据具体为：分布式发电电源的发电类型、并网容量、实际发电量，经纬度坐标、用户编号；

步骤a中预处理操作具体为：对于城市用电数据，根据供电线路数据中的线路所属变电站编号将离散的供电线路基于变电站分类，并根据线路起始点编号将离散线路集合成完整的供电线路集合；对于分布式发电数据，根据分布式发电数据中的用户编号和城市用电数据中的用电用户数据中的供电线路编号，得到分布式电源与用户以及供电线路三者之间的关系；

步骤b具体为：

b1、对每条线路的原始坐标进行映射，映射成屏幕像素坐标，记录每条线路中节点的相邻节点；

b2、最小化如公式（1）所示的以每条线路的节点为变量的能量方程，将每条线路的节点经过旋转、缩放、移动到给定大小的屏幕内：

E=Em+wl*El+wg*Eg （1），

公式（1）中，Em代表规则化每条供电线路的线路长度，线路长度指的是相邻两个线路节点之间的长度，每条线路统一长度，避免过长的供电线路；El代表规则化每条线路交叉点延伸出去的线路之间的角度，根据延伸线路的数量均分角度，从而避免交点处的线路过于混乱；Eg代表规则化供电线路节点的坐标，让其尽量靠近原坐标，避免示意图位置过于偏离原位置；Wl、Wg代表权重；

b3、最小化公式（1）后得到优化后的节点坐标，将优化后的节点与之前记录的每个节点的相邻节点相连，得到优化后的线路布局；

步骤c具体为：

c1、对每个分布式发电电源的原始坐标进行转换，映射成屏幕像素点坐标，根据分布式电源与供电线路节点的距离记录其附属的线路节点的位置，同时以一定大小的圆代表分布式电源；

c2、最小化如公式（2）所示的以每个分布式电源节点为变量的能量方程：

F=wp*Fp+wq*Fq+ws*Fs （2），

其中Fp代表优选的位置方向，虽然分布式电源可以放置在所属线路周围的任意位置，但是用户可能更倾向于选则某一个位置方向进行观测，Fq代表分布式发电节点是否有遮挡，遮挡会显著降低可读性，所以应尽量避免，Fs代表聚集性，属于同一个线路节点的分布式电源尽量聚集在一起，以方便观测，wp、wq、ws为权重；

c3、最小化公式（2）后得到优化后的分布式电源坐标，将其绘制到优化后的线路布局中得到初步融合的示意图；

步骤d具体为：得到优化后的供电线路布局与分布式电源布局之后，分别对两者的电力数据进行可视化编码，对于城市用电中的变电站，根据其实际负荷信息对其进行可视化编码，对于城市用电中的供电线路，根据其实际负荷信息对线路进行可视化编码，对于分布式发电数据，根据其实际发电量和并网容量容量以及与根据用户编号获得的用电用户之间的关系对其进行可视化编码，从而得到城市用电和分布式发电融合展示示意图。