[发明专利]一种考虑地理因素的输电通道路径优化方法

说明书

本发明公开了一种考虑地理因素的输电通道路径优化方法，属于输电通道规划领域。一种考虑地理因素的输电通道路径优化方法，包括以下步骤：收集待规划区域地理信息以及输电网络现有网架结构信息，基于现有网架结构建立顶层输电通道规划模型；按地理环境影响因素性质建立地理信息层级结构模型，并对待规划区域进行格网化，采用区间层次分析法分别求解影响因素各层权重值及综合权重值，并将其赋值于各格网；以地理环境总成本为目标建立底层输电通道路径优化模型，通过Dijkstra算法找寻待规划扩展线路优化方案，构建待选输电路径集；调用遗传算法对所述顶层输电通道规划模型求解。

技术领域

本发明涉及输电通道规划领域，具体涉及一种考虑地理因素的输电通道路径优化方法。

背景技术

我国能源资源与能源需求呈逆向分布，这种格局决定我国能源无法做到就地平衡消耗，为实现全国能源资源优化配置，我国已经逐步形成西电东送、北电南送的能源配置格局，分别在国家电网形成“三交四直”，南方电网形成“八交八直”的交直流混联输电通道结构。随着用电需求的持续增长与电源的大规模投产，联网范围以及输电网络规模正不断扩大，网架结构也更加复杂，这使得输电通道的扩展规划技术面临更大的挑战。同时输电建设成本巨大，计划一旦实施，其网架结构很难大幅度更改，若不能满足用户要求会带来巨大的经济损失。输电通道的路径规划是一项投资大、要求高的复杂系统工程。输电通道路径选择中，地形、地质、水文等自然条件以及交通条件、施工难度以及对沿线环境的影响等都对投资的综合效益有较大影响。传统的电力线路设计过程中，首先由专业设计人员搜集线路相关资料，然后依据个人技术和经验做出多种备选方案，经过现场勘察后修改并选出较经济的线路，但这种方式耗费时间长、效率较低，而且很难兼顾施工条件、地形地质条件、线路的环保及可持续发展等经济技术问题，因此单独依靠经验和技术在输电线路路径方案规划时具有一定的局限性，科学性也得不到保证。

现有的输电通道路径优化方法仅限于单条输电线路的路径优化，并未将输电线路建设经济性和电网安全性联系起来，且未考虑线路建设交通的便利性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种考虑地理因素的输电通道路径优化方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种考虑地理因素的输电通道路径优化方法，包括以下步骤：

步骤1：收集待规划区域地理信息以及输电网络现有网架结构信息，基于现有网架结构建立顶层输电通道规划模型；

步骤2：按地理环境影响因素性质建立地理信息层级结构模型，并对待规划区域进行格网化，采用区间层次分析法分别求解影响因素各层权重值及综合权重值，并将其赋值于各格网；

步骤3：以地理环境总成本为目标建立底层输电通道路径优化模型，通过贪心算法找寻待规划扩展线路优化方案，构建待选输电路径集；

步骤4：调用遗传算法对所述顶层输电通道规划模型求解。

进一步地，所述的顶层输电通道规划模型的目标函数具体表达式：

式中，PGr表示第r台机组的实际出力；cor代表机组出力成本；xkl取0～m之间的整数，m表示可建线路回路数，其取值为非零时表示节点k与节点l之间新投建线路数，取值为零表示放弃投建该线路；ckl表示建设线路xkl的单位投资成本；λkl是由底层模型返回的线路xkl的路径长度；Ploss表示系统网损量；pe表示电价；W表示输电网络节点。

进一步地，输电通道规划模型的约束条件包括功率平衡约束、输电线路容量约束、常规机组出力约束、节点电压约束与输电走廊数目约束中的一种或多种。

进一步地，所述步骤3包括以下步骤：

步骤3.1：确立地理信息层级结构模型