基于GIS的城市中压配电网联络线优化研究

城市中压配电网是整个电力系统的重要组成部分,其功能是将电力安全、可靠地分配到用户。良好的网架结构能够加强系统的供电能力,提高供电质量,减少事故发生频率。因此,中压配电网络规划是配电网规划中极其重要的环节,它直接影响着未来城市中低压配电网的结构及城市电网运行的经济性和可靠性。中压配电网络规划要求配电系统闭环设计开环运行。本文所做工作是在辐射型供电网络已经形成的情况下,对中压配电网联络线优化算法进行研究,并开发相应的软件系统。对于配电网联络线的优化,本文提出首先应对中压配电网络进行单环型接线模式的优化,在此基础上,随着电网的发展,逐步过渡到更为复杂的接线模式。 城市配电网具有明显的地理分布特性,其中元素,如变电站、负荷、出线等,均是按照地理位置分布。引入地理信息系统可以有效地提供地理实体的空间查询和分析等功能。本文结合联络线优化问题自身的特点,开发配电网络空间数据库管理系统,为规划工作提供强有力的辅助手段,使规划结果更具实际价值。 根据地理信息,满足出线间一对一联络,求出使联络线固定总投资费用最小的联络方案是一个复杂的全局优化问题。本文以配电网空间数据库为基础,采用具有较强全局优化能力的遗传算法和网络图论的相关理论对出线的联络方式及联络线的走向进行优化计算。该算法的核心思想是:在整个规划区域内,应用遗传算法搜索可能的变电站的遍历顺序,并以不同的变电站的规划顺序进行联络线的优化。按照规划顺序,分别对每一个高压变电站,应用图论中的最小权匹配算法求出该站出线与其相邻站出线的联络方式,使当前的联络线总投资最小。联络线的搜索范围限定在出线联络点间的最短路中。最后以总投资费用最小的方案作为最终的联络方案。 根据本文的算法开发了相应的软件,实现计算机自动优化联络线。通过计算规划实例,得出了满意的联络方案。该系统接近实用化的程度,能够辅助配网规划人员更好地完成配电网络规划的任务。