一种基于定向扫描法的光伏场区电缆路径寻优方法与流程

本发明属于电缆敷设，具体涉及一种基于定向扫描法的光伏场区电缆路径寻优方法。

背景技术：

1、随着经济的快速发展，能源的需求越来越迫切，太阳能作为一种清洁、可重复利用的新型能源得到广泛的应用。随着光伏技术的不断成熟，大型地面并网光伏电站迎来了前所未有的建设潮。

2、由于在光伏电站设计中，场区内零星分布大量箱变，箱变连接到升压站的电缆路径方案成千上万，并且随着箱变数量的增加呈指数级增长。而所谓路径敷设，即通过电缆将箱变连接到升压站，并且每条电缆上连接的箱变数量相同。

3、但是人为设计电缆路径工作量大、效率低下，这就急需一种能够自动、快速地进行电缆路径寻优的方法。

技术实现思路

1、本发明需要解决的技术问题是提供一种能够自动、快速地进行电缆路径寻优的方法。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

3、一种基于定向扫描法的光伏场区电缆路径寻优方法，包括以下步骤：

4、s1、识别autocad图纸中的升压站并获取中心坐标ps，识别autocad图纸中的箱变集合并获取中心坐标集合pxl，获取箱变数量为cx；

5、s2、设置单条电缆路径上的箱变数量g，以升压站为基点由远而近遍历箱变，确定电缆路径上的起始箱变，利用定向扫描法按照设置的g确定电缆路径上的箱变，完成路径上关键点坐标的寻优；

6、s3、在路径的相邻关键点坐标之间插入拐点坐标，连接路径上的相邻坐标点，形成电缆路径图。

7、本发明技术方案的进一步改进在于：s2中利用定向扫描法完成路径上关键点坐标的寻优，具体包括以下步骤：

8、s2.1、按照箱变中心坐标到升压站中心坐标ps的水平与垂直距离之和，对箱变的中心坐标集合pxl进行降序排列，得到排序后的箱变中心坐标集合pl；

9、s2.2、根据单条电缆路径上的箱变数量g以及箱变数量cx，构建电缆路径所包含箱变数量的集合lg，则共需查找电缆路径的数量c＝向上取整(cx÷g)；设定m为cx÷g的余数，若m＝0，则集合lg每一项的值均为g；若m≠0，则集合lg中除去后2项的其他项的值均为g，后2项的值为剩余箱变数量的平均值；

10、s2.3、开始电缆路径寻优，设定查找箱变的范围为r，r的初始值为全部的箱变集合pl；设定电缆路径的关键点集合为xl,当前查找的是第i条电缆路径；

11、s2.4、在r中取出前2个箱变，分别计算此2个箱变与pl中其他箱变的水平与垂直方向的距离总和，取距离总和小的箱变x为当前路径i上的箱变，将x添加到xl[i]，并将x从r与pl中移除；

12、s2.5、计算箱变x到升压站的向量v，计算v的水平分量vx和垂直分量vy，以箱变x为顶点，在向量vx和vy的区间内进行定向扫描查找下一个箱变，筛选pl中在该区间的箱变，构建新的箱变集合r；

13、s2.6、循环执行步骤s2.4与s2.5，直到电缆路径i查找到满足要求的箱变数量或者箱变集合pl的数量为0；若满足前者说明查找到了满足条件的箱变数量，此电缆路径确定；若只满足后者，说明没有查找到满足条件的箱变数量，则将此路径上查找到的箱变放置到待用箱变集合ps中，进入步骤s2.8继续查找；

14、s2.7、令i＝i+1，查找下一条电缆路径上的箱变，循环执行步骤s2.3与s2.6，若箱变集合pl的数量为0，则代表遍历了所有的箱变，进入步骤2.8；

15、s2.8、若集合ps为空，则执行步骤s3.1，否则需要对集合ps中的箱变继续进行路径寻优，进入步骤s2.9；

16、s2.9、按照箱变中心坐标到升压站中心坐标ps的水平与垂直距离之和为依据，对箱变的中心坐标集合ps进行降序排列，得到排序后的箱变中心坐标集合ps；

17、s2.10、开始第二次电缆路径寻优，设当前查找的是第j条电缆路径；

18、s2.11、取ps中的第一个箱变为电缆路径j的起始箱变并从ps移除，路径上其他箱变的寻找方法如下：若psp中只有1个箱变，则选定这个箱变，否则从psp中取出前2个箱变，若这2个箱变中第2个箱变到上个箱变的距离为第1个箱变到上一个箱变距离的1.5倍以上则选定第1个箱变，否则分别计算2个箱变与psp中其他箱变坐标的水平与垂直方向的距离和，选定距离和小的箱变，从psp中移除选定的箱变，将选定的箱变放入xl[j]；

19、s2.12、循环执行步骤s2.10与s2.11，直到电缆路径j查找到满足要求的箱变数量；

20、s2.13、查找下一条电缆路径上的箱变，循环执行步骤s2.10与s2.12，若箱变集合psp的数量为0，则代表全部箱变已经被选入对应电缆路径中，路径关键点寻优结束。

21、本发明技术方案的进一步改进在于：s3中形成电缆路径图具体包括以下步骤：

22、s3.1、开始遍历s2中寻优出的关键点集合xl，按顺序在路径上每两个关键点(p1、p2)之间插入拐点，拐点坐标为[p1.x,p2.y]；

23、s3.2、在每条路径的最后加入升压站的中心坐标点；

24、s3.3、按顺序用直线连接每条路径上的点，并利用autocad的二次开发技术在autocad图纸中绘制电缆路由图。

25、由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

26、本发明公开的一种基于定向扫描法的光伏场区电缆路径寻优方法，考虑了电缆路径上箱变的分组数量，并以路径的长短为算法的关键因子，符合实际的工程设计；通过本发明的方法，实现了快速地从海量的电缆路径设计方案中确定优化方案，极大地提高了工作效率，为实际工程的设计提供了强有力的支持。

技术特征：

1.一种基于定向扫描法的光伏场区电缆路径寻优方法，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于定向扫描法的光伏场区电缆路径寻优方法，其特征在于：s2中利用定向扫描法完成路径上关键点坐标的寻优，具体包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的一种基于定向扫描法的光伏场区电缆路径寻优方法，其特征在于：s3中形成电缆路径图具体包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种基于定向扫描法的光伏场区电缆路径寻优方法，属于电缆敷设技术领域，包括以下步骤：S1识别AutoCAD图纸中的升压站并获取中心坐标P<subgt;s</subgt;，识别AutoCAD图纸中的箱变集合并获取中心坐标集合P<subgt;xl</subgt;，获取箱变数量为C<subgt;x</subgt;；S2设置单条电缆路径上的箱变数量G，以升压站为基点由远而近遍历箱变，确定电缆路径上的起始箱变，利用定向扫描法按照设置的G确定电缆路径上的箱变，完成路径上关键点坐标的寻优；S3在路径的相邻关键点坐标之间插入拐点坐标，连接路径上的相邻坐标点，形成电缆路径图。本发明实现了快速地从海量的电缆路径设计方案中确定优化方案，极大地提高了工作效率，为实际工程的设计提供了强有力的支持。

技术研发人员：王亚松,雷亚雄,孙凯航,梁博通,王晓冬,崔浩,宋岩
受保护的技术使用者：中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13