電網(wǎng)規(guī)劃畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）PAGE 電網(wǎng)110kV變電站優(yōu)化規(guī)劃摘 要：城市電網(wǎng)規(guī)劃是電力系統(tǒng)規(guī)劃和城市規(guī)劃的重要組成部分，科學(xué)合理地進(jìn)行城市電網(wǎng)規(guī)劃是實(shí)現(xiàn)未來城市電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性和安全性的先決條件，可以給國家建設(shè)和城市發(fā)展帶來巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。變電站的規(guī)劃是城市電網(wǎng)規(guī)劃工作中的重要環(huán)節(jié)，變電站的位置直接影響著整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、供電質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行性，變電站的容量直接影響著供電的可靠性，因此，做好城市配網(wǎng)變電站的規(guī)劃工作對電力企業(yè)和用戶都有重要的意義。首先利用貪心算法快速求解新建變電站的座數(shù)及各變電站的容量，利用Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)校核新建變電站的位置和各變電站的供電圍，后確定各變電站

2、的真實(shí)容量。在求解過程中，該方法考慮了已有變電站的改造問題。從全局最優(yōu)的原則出發(fā)，可求得具有實(shí)際價(jià)值的最優(yōu)或近似最優(yōu)解。關(guān)鍵詞:城市電網(wǎng)規(guī)劃；配電系統(tǒng)；變電站；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)The 110kV Distribution Substation Planning in Puyang CityAbstract: City power distribution planning is the main part of power system planning and city planning,so doing it reasonably is the prerequisite condition of

3、realizing the economic and social benefit to country construction and city development.The substation planning is very important in the city power network planning.The substation position is affecting the network construction,the power supply quality and the efficiency of the power system directly.T

4、he substation capacity is affecting the power supply reliability directly.To make a good substaion plan for the city power network has important meaning to the electric power business enterprise and customers. The algorithm uses the greedy algorithm to work out the number of new substations and the

5、capacity of each substation (including the existing substation) , then the Hopfield neural is used to determine the position of new substations and the service region of each substation,finally,according to the service region of each substation,the real capacity of each substation is decided while t

6、he renovation of the existent substation is considered.Start from the principle of global optimization the optimum solution or approximate optimum solution can be obtained.Using this algorithm the data need not normalize in the working-out of the service regions of the substations.Key words:City Pow

7、er Network Planning；Distribution system；Distribution substation；Neural networkPAGE II目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc294731436 1 緒論 PAGEREF _Toc294731436 h 1 HYPERLINK l _Toc294731437 1.1 城市電網(wǎng)規(guī)劃綜述 PAGEREF _Toc294731437 h 1 HYPERLINK l _Toc294731438 1.1.1 城市電網(wǎng)規(guī)劃的目的和意義 PAGEREF _Toc294731438 h 1 HY

8、PERLINK l _Toc294731439 1.1.2 城市電網(wǎng)規(guī)劃的主要容 PAGEREF _Toc294731439 h 1 HYPERLINK l _Toc294731440 1.1.3 城市電網(wǎng)規(guī)劃的基本原則 PAGEREF _Toc294731440 h 2 HYPERLINK l _Toc294731441 1.2 變電站規(guī)劃綜述 PAGEREF _Toc294731441 h 2 HYPERLINK l _Toc294731442 1.2.1 變電站規(guī)劃的容及意義 PAGEREF _Toc294731442 h 2 HYPERLINK l _Toc294731443 1.2.

9、2 變電站選址的基本原則 PAGEREF _Toc294731443 h 2 HYPERLINK l _Toc294731444 1.3 地理信息系統(tǒng)綜述 PAGEREF _Toc294731444 h 2 HYPERLINK l _Toc294731445 1.3.1 概念 PAGEREF _Toc294731445 h 2 HYPERLINK l _Toc294731446 1.3.2 地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成 PAGEREF _Toc294731446 h 3 HYPERLINK l _Toc294731447 1.3.3 地理信息系統(tǒng)的功能 PAGEREF _Toc294731447 h 3

10、 HYPERLINK l _Toc294731448 1.4 國外研究現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc294731448 h 4 HYPERLINK l _Toc294731449 1.5 本文主要研究容 PAGEREF _Toc294731449 h 5 HYPERLINK l _Toc294731450 2 電網(wǎng)現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc294731450 h 6 HYPERLINK l _Toc294731451 2.1 市概況 PAGEREF _Toc294731451 h 6 HYPERLINK l _Toc294731452 2.1.1市自然地理概況 PAGEREF _Toc29

11、4731452 h 6 HYPERLINK l _Toc294731453 2.1.2 市經(jīng)濟(jì)發(fā)展概況 PAGEREF _Toc294731453 h 7 HYPERLINK l _Toc294731454 2.2 電網(wǎng)現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc294731454 h 7 HYPERLINK l _Toc294731455 3 城市電網(wǎng)規(guī)劃的主要技術(shù)原則 PAGEREF _Toc294731455 h 8 HYPERLINK l _Toc294731456 3.1 供電可靠性 PAGEREF _Toc294731456 h 8 HYPERLINK l _Toc294731457 3.2 變

12、壓器負(fù)荷率取值 PAGEREF _Toc294731457 h 8 HYPERLINK l _Toc294731458 3.3 容載比 PAGEREF _Toc294731458 h 8 HYPERLINK l _Toc294731459 3.4 變電站費(fèi)用 PAGEREF _Toc294731459 h 9 HYPERLINK l _Toc294731460 3.5 變電站選址 PAGEREF _Toc294731460 h 10 HYPERLINK l _Toc294731461 4 數(shù)學(xué)模型 PAGEREF _Toc294731461 h 11 HYPERLINK l _Toc29473

13、1462 4.1 數(shù)學(xué)模型的建立 PAGEREF _Toc294731462 h 11 HYPERLINK l _Toc294731463 4.2 用貪心算法求初始可行解 PAGEREF _Toc294731463 h 12 HYPERLINK l _Toc294731464 4.3 定站址、定供電圍的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法 PAGEREF _Toc294731464 h 13 HYPERLINK l _Toc294731465 4.4 求解方法 PAGEREF _Toc294731465 h 16 HYPERLINK l _Toc294731466 4.5 算例 PAGEREF _Toc29473146

14、6 h 17 HYPERLINK l _Toc294731467 5 基于GIS的城市電網(wǎng)規(guī)劃系統(tǒng)的開發(fā) PAGEREF _Toc294731467 h 20 HYPERLINK l _Toc294731468 5.1 開發(fā)工具的選擇 PAGEREF _Toc294731468 h 20 HYPERLINK l _Toc294731469 5.2 GIS數(shù)據(jù)庫的建立 PAGEREF _Toc294731469 h 23 HYPERLINK l _Toc294731470 5.2.1 數(shù)據(jù)庫模型 PAGEREF _Toc294731470 h 23 HYPERLINK l _Toc2947314

15、71 5.2.2 數(shù)據(jù)庫管理方法 PAGEREF _Toc294731471 h 24 HYPERLINK l _Toc294731472 5.2.3 GIS數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc294731472 h 26 HYPERLINK l _Toc294731473 5.3 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc294731473 h 27 HYPERLINK l _Toc294731474 5.3.1 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì) PAGEREF _Toc294731474 h 27 HYPERLINK l _Toc294731475 5.3.2 軟件的界面及功能實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc2

16、94731475 h 30 HYPERLINK l _Toc294731476 6 結(jié)論 PAGEREF _Toc294731476 h 33 HYPERLINK l _Toc294731477 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc294731477 h 34 HYPERLINK l _Toc294731478 致 PAGEREF _Toc294731478 h 36 HYPERLINK l _Toc294731479 附 錄 PAGEREF _Toc294731479 h 37PAGE 491 緒論1.1 城市電網(wǎng)規(guī)劃綜述1.1.1 城市電網(wǎng)規(guī)劃的目的和意義城市電網(wǎng)是城市圍為城市供電的各級電網(wǎng)

17、的總稱。城市電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，又是其主要負(fù)荷中心，具有用電量大、負(fù)荷密度高、安全可靠和供電質(zhì)量要求高等特點(diǎn)。我國城市電網(wǎng)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，電力負(fù)荷的快速增長，為了解決電力供應(yīng)不足，各地紛紛加大發(fā)電廠的建設(shè)，但是由于配電網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)滯后，使得電力供應(yīng)出現(xiàn)有電送不出的現(xiàn)象，如何對城市電網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化規(guī)劃成為當(dāng)前迫切需要解決的問題。我國由于長期習(xí)慣于缺電局面和壟斷經(jīng)營，使得電網(wǎng)建設(shè)速度明顯滯后于發(fā)電和用電的增長速度，成為把電能從電廠送到用戶的 瓶頸。因此為了滿足不斷增長的電力需求必須改變目前電力供應(yīng)中發(fā)電、輸電、配電比例失調(diào)的局面，加快電網(wǎng)的優(yōu)化規(guī)劃工作。城市電網(wǎng)規(guī)劃的

18、目的是采用科學(xué)的方法確定何時(shí)何地在規(guī)劃區(qū)新建或改建何種電力設(shè)施，使得未來的電網(wǎng)能夠滿足以下要求：1) 能夠滿足負(fù)荷的發(fā)展和各種電網(wǎng)技術(shù)要求，安全可靠地為電力用戶提供客戶所需要質(zhì)量的電能；2) 能夠滿足城市規(guī)劃的環(huán)保，美觀等公眾要求；3) 在滿足上述兩者的基礎(chǔ)上為電力企業(yè)追求最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。城市電網(wǎng)規(guī)劃的意義：1) 配電系統(tǒng)的優(yōu)化規(guī)劃是提高系統(tǒng)投資效益的最有效途徑，它可以降低系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)損耗，改進(jìn)未來電網(wǎng)的運(yùn)行效益；2) 配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化規(guī)劃，可以大大提高系統(tǒng)同的供電可靠性；3) 科學(xué)合理地確定變電站的容量，位置及供電圍，有利于系統(tǒng)的運(yùn)行管理，提高系統(tǒng)管理和運(yùn)行效率。1.1.2 城市電

19、網(wǎng)規(guī)劃的主要容城市電網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目涉及面廣，投資巨大。其投資占整個(gè)供電系統(tǒng)投資的60%，運(yùn)行成本占到20%。配電系統(tǒng)造成的電能損失占全部電能損失的13%。通常，城市電網(wǎng)規(guī)劃工作的容主要包括以下幾個(gè)方面:l) 分析電網(wǎng)布局與負(fù)荷分布的現(xiàn)狀，進(jìn)行負(fù)荷需求預(yù)測；2) 分別進(jìn)行總體、分層、分區(qū)的電力電量平衡；3) 進(jìn)行電源點(diǎn)(電廠、變電站)的容量、數(shù)量規(guī)劃和布點(diǎn)工作；4) 對城市電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體規(guī)劃分輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃；5) 對規(guī)劃水平年的城市電網(wǎng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性、可靠性、安全性分析。1.1.3 城市電網(wǎng)規(guī)劃的基本原則隨著用電負(fù)荷的不斷增加，輸電網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，配電網(wǎng)電壓等級的不斷升高，配電網(wǎng)自動(dòng)化程度的不

20、斷提高，城市規(guī)劃和環(huán)境的制約，以及社會、經(jīng)濟(jì)、政治、工業(yè)和人民生活水平等的發(fā)展變化因素，都對城市電網(wǎng)會產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。但是城市電網(wǎng)的規(guī)劃不可能將所有的因素進(jìn)行全面地同等地考慮。因此，城市電網(wǎng)規(guī)劃的基本原則，是在保證將電力安全可靠的輸送到負(fù)荷中心的前提下，使電網(wǎng)的建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用最小。這里的可靠性要求包括：正常運(yùn)行要求：在電力系統(tǒng)設(shè)備完好的情況下，保證各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)，如系統(tǒng)的電壓水平，線路輸送功率等在給定的允許圍之。安全運(yùn)行要求：在某些設(shè)備故障或負(fù)荷波動(dòng)的情況下，滿足給定的供電可靠性要求。1.2 變電站規(guī)劃綜述1.2.1 變電站規(guī)劃的容及意義在城市配網(wǎng)規(guī)劃中，變電站規(guī)劃的容主要是指變電站位置的確定以

21、及容量的選擇，此外，還包括容載比的選擇、無功補(bǔ)償容量的確定以及變電站自動(dòng)化等。要保證電力系統(tǒng)的安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、高效運(yùn)行和對用戶的正常供電，必須要有合理的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及優(yōu)化的電源配置，其中變電站的位置及容量的優(yōu)化規(guī)劃是極其重要的環(huán)節(jié)，它直接影響著未來中低壓配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性與供電可靠性。1.2.2 變電站選址的基本原則變電站選址的基本原則如下：符合城市總體規(guī)劃用地布局要求?？拷?fù)荷中心。節(jié)約用地。便于進(jìn)出線。交通運(yùn)輸方便。應(yīng)考慮對周圍環(huán)境和鄰近工程設(shè)施的影響和協(xié)調(diào)。宜避開易燃、易爆區(qū)和大氣嚴(yán)重污穢區(qū)及嚴(yán)重鹽霧區(qū)。應(yīng)有良好的地質(zhì)條件，避開斷層、滑坡、塌陷區(qū)、溶洞地帶、山區(qū)風(fēng)口和易發(fā)生滾石場所

22、等不良地質(zhì)構(gòu)造。1.3 地理信息系統(tǒng)綜述1.3.1 概念地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System或GeoInformation system，GIS)有時(shí)又稱為“地學(xué)信息系統(tǒng)”或“資源與環(huán)境信息系統(tǒng)”。它是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)，是建立在地理科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、遙感與衛(wèi)星通訊技術(shù)等學(xué)科基礎(chǔ)之上的現(xiàn)代信息應(yīng)用技術(shù)。它首先是以地理科學(xué)作為基礎(chǔ)的，任何GIS都離不開一定的地理空問，是對一個(gè)地區(qū)某一地理特征的定性定量的描述與分析。它是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個(gè)或部分地球表層(包括大氣層)空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述

23、的技術(shù)系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)處理、管理的對象是多種地理空間實(shí)體數(shù)據(jù)及其關(guān)系，包括空間定位數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、遙感圖像數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)等，用于分析和處理在一定地理區(qū)域分布的各種現(xiàn)象和過程，解決復(fù)雜的規(guī)劃、決策和管理問題。它是建立在數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)之上的，有自己獨(dú)特的計(jì)算機(jī)硬件和軟件支持，動(dòng)態(tài)直觀地分析和顯示某一方面計(jì)算數(shù)據(jù)的實(shí)用信息技術(shù)。GIS又吸納了衛(wèi)星遙感技術(shù)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)等相關(guān)技術(shù)使它成為建立在高科技基礎(chǔ)之上，引起世人廣泛關(guān)注的應(yīng)用信息科學(xué)技術(shù)。1.3.2 地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成1） 應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)成從系統(tǒng)論和應(yīng)用的角度出發(fā)，地理信息系統(tǒng)被分為4個(gè)子系統(tǒng)，即計(jì)算機(jī)硬件和系統(tǒng)軟件，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫管

24、理系統(tǒng)，應(yīng)用人員和組織機(jī)構(gòu)。計(jì)算機(jī)硬件和系統(tǒng)軟件：這是開發(fā)、應(yīng)用地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)。其中，硬件主要包括計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、繪圖儀、數(shù)字化儀；系統(tǒng)軟件主要指操作系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：系統(tǒng)的功能是完成對數(shù)據(jù)的存儲，它又包括幾何(圖形)數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)庫。幾何和屬性數(shù)據(jù)庫也可以合二為一，即屬性數(shù)據(jù)存在于幾何數(shù)據(jù)中。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：這是地理信息系統(tǒng)的核心。通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，可以完成對地理數(shù)據(jù)的輸入、處理、管理、分析和輸出。應(yīng)用人員和組織機(jī)構(gòu)：專業(yè)人員，特別是那些復(fù)合人才(既懂專業(yè)又熟悉地理信息系統(tǒng))是地理信息系統(tǒng)成功應(yīng)用的關(guān)鍵，而強(qiáng)有力的組織是系統(tǒng)運(yùn)行的保障。2） 數(shù)據(jù)系統(tǒng)構(gòu)成從數(shù)據(jù)處理的角度出發(fā)，地理信息系

25、統(tǒng)又被分為數(shù)據(jù)輸入子系統(tǒng)，數(shù)據(jù)存儲與檢索子系統(tǒng)，數(shù)據(jù)分析和處理子系統(tǒng)，數(shù)據(jù)輸出子系統(tǒng)。（1） 數(shù)據(jù)輸入子系統(tǒng)：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集、預(yù)處理和數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。（2） 數(shù)據(jù)存儲與檢索子系統(tǒng)：負(fù)責(zé)組織和管理數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，以便于數(shù)據(jù)查詢、更新與編輯處理；（3） 數(shù)據(jù)分析與處理子系統(tǒng)：負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和分析、處理。如面積計(jì)算，儲量計(jì)算，體積計(jì)算，緩沖區(qū)分析，空間疊置分析等。（4） 數(shù)據(jù)輸出子系統(tǒng)：以表格、圖形、圖象方式將數(shù)據(jù)庫中的容和計(jì)算、分析結(jié)果輸出到顯示器、繪圖紙或透明膠片上。1.3.3 地理信息系統(tǒng)的功能地理信息系統(tǒng)的功能包括地理數(shù)據(jù)的采集、輸入、處理、存儲、組織、管理空間分析、查詢以及結(jié)果的

26、可視化輸出。數(shù)據(jù)的采集包括野外數(shù)據(jù)的采集、現(xiàn)有數(shù)據(jù)的數(shù)字化輸入以及利用遙感技術(shù)產(chǎn)生地理信息系統(tǒng)(GIS)的數(shù)據(jù)；野外數(shù)據(jù)采集是指利用測量儀器以及GPS在野外采集數(shù)據(jù)，并將所采集的數(shù)據(jù)建成地理信息系統(tǒng)(GIS)的數(shù)據(jù)庫；已有紙質(zhì)數(shù)據(jù)的輸入通常是利用數(shù)字化儀或掃描儀進(jìn)行輸入；數(shù)據(jù)處理，主要包括數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)與編輯及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，如：坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和不同數(shù)據(jù)格式之間的轉(zhuǎn)換；數(shù)據(jù)的存儲、組織和管理空間分析和查詢，空間分析是地理信息系統(tǒng)的核心功能，空間分析包括三個(gè)不同層次，有空間查詢檢索、可視化的空間分析功能及其他的空間模型分析。可視化是它的基本功能。1.4 國外研究現(xiàn)狀城市電網(wǎng)規(guī)劃是電力系統(tǒng)規(guī)劃的重要組成部分。配電

27、變電站規(guī)劃優(yōu)化是城市電網(wǎng)規(guī)劃中起著承上啟下作用的重要環(huán)節(jié)。長期以來, 各國學(xué)者對此做了大量研究。配電變電站規(guī)劃方法總的來說可以分為傳統(tǒng)運(yùn)籌學(xué)的規(guī)劃方法和各種智能優(yōu)化算法?；谶\(yùn)籌學(xué)的規(guī)劃方法出現(xiàn)的較早。1974年Masud就提出采用線性整數(shù)規(guī)劃法優(yōu)化變電站容量，但這一算法要求負(fù)荷均等，并假設(shè)各變電站的供電圍是正多邊形。Craford和Hort采用最小路徑算法和運(yùn)輸問題模型求解，所求出的新建變電站都具有相同的規(guī)模。Thompson和Wall采用分支定界法，最短路徑表和運(yùn)輸問題模型來求解。在求解中采用了窮舉法解決一系列運(yùn)輸子問題。Sun和Farris采用隱式窮舉法和分支定界法求解。在各種智能優(yōu)化算

28、法中，遺傳算法是大多數(shù)學(xué)者采用的方法。RamirezRosado和BernalAgustin就較早提出用遺傳算法進(jìn)行規(guī)劃。遺傳算法是一種全局優(yōu)化算法，它通過編碼進(jìn)行計(jì)算。用遺傳算法進(jìn)行求解需要對所有變量進(jìn)行編碼，求解的時(shí)間較長，無效解多。文獻(xiàn)11對編碼的方案作出重大改進(jìn)，將有效解的比例提高5。我國學(xué)者在配電網(wǎng)變電站規(guī)劃領(lǐng)域也開展了富有成效的研究, 提出了很多模型和算法。如運(yùn)用運(yùn)輸問題模型來校核變電站的最佳位置、容量和供電圍,采用混合整數(shù)規(guī)劃法和分枝定界法求解規(guī)劃問題, 而且提出了無需提供待選站址的變電站選址、定容的算法方案。配電網(wǎng)規(guī)劃是一個(gè)十分復(fù)雜的問題, 由于其包括大量地理位置各異的配電設(shè)備

29、、配電網(wǎng)絡(luò)、負(fù)荷等, 涉及數(shù)據(jù)龐大, 使得規(guī)劃工作量繁重。地理信息系統(tǒng)(GIS)因?yàn)槠鋸?qiáng)大的數(shù)據(jù)分析功能和空間拓?fù)涔δ芤驯粡V泛應(yīng)用于與空間地理信息關(guān)系密切的電力系統(tǒng)各個(gè)方面。文獻(xiàn)13 基于中心地理論的應(yīng)用模型, 提出基于GIS 的配電網(wǎng)子系統(tǒng)模型及算法。文獻(xiàn)14 將空間GIS 和Tabu 搜索技術(shù)相結(jié)合進(jìn)行配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。文獻(xiàn)15 介紹了一個(gè)基于地理信息系統(tǒng)(GIS)的配電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃軟件包的設(shè)計(jì)。1.5 本文主要研究容1） 利用貪心算法確定新建變電站的座數(shù)及各座變電站的容量, 將其作為初始可行解, 進(jìn)而利用Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)求解新建變電站的位置及各變電站的供電圍, 再根據(jù)各變電站的實(shí)際供電

30、情況對變電站容量進(jìn)行減容, 同時(shí)進(jìn)一步校核各變電站的容量, 將定容、定供電圍、定新建站站址聯(lián)系起來同時(shí)確定。2） 用Delphi語言進(jìn)行算法的編程和求解。3） 根據(jù)油田電網(wǎng)gis系統(tǒng)所定義的接口，將規(guī)劃程序嵌入油田電網(wǎng)gis系統(tǒng)，并將結(jié)果直觀的顯示。2 電網(wǎng)現(xiàn)狀電網(wǎng)的規(guī)劃與發(fā)展關(guān)系到民生的基礎(chǔ)行業(yè)，與當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩憝h(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展息息相關(guān)。因此，電網(wǎng)的合理規(guī)劃可以給國家建設(shè)和城市發(fā)展帶來巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益?；谏鲜鲇^點(diǎn)，我們將市的大體概況介紹如下。2.1 市概況2.1.1市自然地理概況市位于中國省的東北部，黃河下游北岸，冀、魯、豫三省交界處。地理坐標(biāo)為東經(jīng)114520-11654，北緯3520

31、0-361223。東北部與省的聊城毗鄰，東、南部與省、隔河相望，西南部與省的市相倚，西部與省的市，北部與省的市相連。東西長125千米，南北寬100千米；城市建成區(qū)面積49.5平方千米，總面積4266平方千米（約占全省面積的2.5%）?？?cè)丝?87萬人（2008年末），城鎮(zhèn)化率達(dá)到了32.2%；其中城鎮(zhèn)人口96.93萬人。地貌系中國第三級階梯的中后部，屬于黃河沖積平原的一部分。地勢較為平坦，自西南向東北略有傾斜，海拔一般在4858米之間。縣西南灘區(qū)局部高達(dá)61.8米，清豐縣鞏營鄉(xiāng)里直集西南僅44.2米。平地約占全市面積的70，洼地約占20，沙丘約占7，水域約占3。境有河流97條，多為中小河流，分

32、屬于黃河、海河兩大水系。過境河主要有黃河、金堤河和衛(wèi)河。另外，較大的河流還有天然文巖渠、馬頰河、潴龍河、徒駭河等。市位于中緯地帶,常年受東南季風(fēng)環(huán)流的控制和影響,四季分明，春季干旱多風(fēng)沙，夏季炎熱雨量大，秋季晴和日照長，冬季干旱少雨雪。年平均氣溫為13左右，曾出現(xiàn)過的極端最高氣溫達(dá)43.1，極端最低氣溫有-21。無霜期一般有200天。年平均降水量為500600毫米。1983年9月1日，經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，撤銷地區(qū)，建立市，并將原地區(qū)所轄滑縣、長垣、黃、清豐、南樂、縣、臺前8個(gè)縣劃歸市。1984年2月，撤銷縣成立市郊區(qū)。1986年3月22日，市所轄滑縣、黃縣劃歸市，長垣縣劃歸市。5月28日，劃市郊區(qū)胡

33、村鄉(xiāng)、孟軻鄉(xiāng)、王助鄉(xiāng)、城關(guān)鎮(zhèn)、岳村鄉(xiāng)及清河頭鄉(xiāng)一部分置市市區(qū)。1987年6月12日，撤銷市郊區(qū)恢復(fù)縣建置，并將市區(qū)城關(guān)鎮(zhèn)劃歸縣，同時(shí)把城關(guān)鎮(zhèn)的馬呼屯、辛莊、辛廟、賈莊、申莊5個(gè)村劃歸市區(qū)孟軻鄉(xiāng)。2003年2月14日，經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，市區(qū)更名為華龍區(qū)。至2008年底，市轄五縣一區(qū)，即縣、清豐縣、南樂縣、縣、臺前和華龍區(qū)，下轄61個(gè)鄉(xiāng)，17個(gè)鎮(zhèn)，7個(gè)辦事處，共有2946個(gè)村民委員會，84個(gè)居民委員會。市轄1個(gè)市區(qū)、5個(gè)縣，即華龍區(qū)、縣、清豐縣、南樂縣、縣、臺前縣。市面積4266平方千米，人口387萬（2008年）。2.1.2 市經(jīng)濟(jì)發(fā)展概況2008年全市生產(chǎn)總值達(dá)到657億元（居地市第14位），比上

34、年增長13%，是2003年的2.52倍。人均生產(chǎn)總值達(dá)到18803元，是2003年的2.54倍。按可比價(jià)格增長14.5%，高于計(jì)劃3.5個(gè)百分點(diǎn)。其中，第一、二、三產(chǎn)業(yè)分別增長7.5%、17.4%和11.5%。全市工業(yè)完成增加值217.5億元，比上年增長17.9%。全市規(guī)模以上工業(yè)完成增加值177.5億元，增長19.5%。經(jīng)濟(jì)效益綜合指數(shù)達(dá)到217%，比上年提高57個(gè)百分點(diǎn)；實(shí)現(xiàn)銷售收入500億元，比上年增長34.5%；實(shí)現(xiàn)利稅71億元，增長73.2%；盈虧相抵后實(shí)現(xiàn)利潤46.3億元，增長94.5%。年初確定的116個(gè)重點(diǎn)工業(yè)項(xiàng)目，完成投資78.2億元，占計(jì)劃的117%。全市糧食總產(chǎn)達(dá)到202

35、.4萬噸，比上年增長3%。農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整成效顯著，完成160萬畝優(yōu)質(zhì)專用小麥、40萬畝優(yōu)質(zhì)水稻、90萬畝優(yōu)質(zhì)玉米。經(jīng)濟(jì)作物面積達(dá)到213.7萬畝，建成了尖椒、冬棗、食用菌、鮮切花等一批名優(yōu)特新農(nóng)產(chǎn)品基地。畜牧養(yǎng)殖業(yè)健康發(fā)展，全市肉類總產(chǎn)達(dá)到22.5萬噸、禽蛋總產(chǎn)達(dá)到28.2萬噸、奶類總產(chǎn)達(dá)到2.5萬噸，分別比上年增長13.4%、8.3%和47.9%。農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營發(fā)展迅速，全市各類產(chǎn)業(yè)化龍頭企業(yè)達(dá)到376家，帶動(dòng)農(nóng)戶38萬戶。重點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)實(shí)現(xiàn)突破，經(jīng)濟(jì)發(fā)展后勁增強(qiáng)。全社會固定資產(chǎn)投資完成145億元，比上年增長23.3%，高于計(jì)劃5.3個(gè)百分點(diǎn)。其中市地方固定資產(chǎn)投資累計(jì)完成110億元，增長44%

36、。全市150個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目，完成投資92.5億元，有106個(gè)項(xiàng)目竣工投產(chǎn)。2.2 電網(wǎng)現(xiàn)狀市實(shí)際功能分區(qū)圖見圖2-1：圖2-1 市實(shí)際功能分區(qū)圖市功能分區(qū)信息見附錄一；市電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)信息見附錄二。3 城市電網(wǎng)規(guī)劃的主要技術(shù)原則城市電網(wǎng)規(guī)劃以城市總體發(fā)展規(guī)劃為依據(jù)，強(qiáng)調(diào)其整體及長期的合理性和適應(yīng)性。一些影響整個(gè)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的技術(shù)原則，如電壓等級、可靠性、變壓器負(fù)載率、變電所最佳容量等，都應(yīng)遵循既定原則，同時(shí)在具體條件下應(yīng)有適當(dāng)?shù)撵`活性。因?yàn)槲覈鞘幸?guī)模和經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度相差懸殊，情況各有不同，另外，技術(shù)原則本身也受時(shí)間、地域、社會經(jīng)濟(jì)、科技文化和電力工業(yè)狀況諸因素的影響和制約，所以，要強(qiáng)調(diào)原則，但還要把原則看成

37、隨時(shí)代而進(jìn)步、發(fā)展的結(jié)果。3.1 供電可靠性在城市電網(wǎng)規(guī)劃中，應(yīng)從滿足電網(wǎng)供電安全的方面來考核。我國規(guī)定城市配電網(wǎng)必須滿足“N-1”準(zhǔn)則，具體是指：（1） 高壓變電所中失去任一回線或一組降壓變壓器時(shí)，必須保證向下一級配電網(wǎng)供電；（2） 高壓配電網(wǎng)中一條架空線或一條電纜，變電所中一組降壓變壓器發(fā)生故障停運(yùn)時(shí)，在正常情況下，除故障段外不停電，不得發(fā)生電壓過低，不允許設(shè)備過負(fù)荷，在計(jì)劃停運(yùn)情況下，又發(fā)生故障停運(yùn)時(shí)，允許部分停電，但應(yīng)在規(guī)定時(shí)間恢復(fù)供電；（3） 低壓電網(wǎng)中當(dāng)一臺變壓器或電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，允許部分停電，但應(yīng)盡快將完好的區(qū)段在規(guī)定時(shí)間切換至鄰近電網(wǎng)恢復(fù)供電。3.2 變壓器負(fù)荷率取值變壓器負(fù)荷

38、率又稱運(yùn)行率，是影響變壓器容量、臺數(shù)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)。其值為 （3-1）變電站有2臺主變時(shí),安全運(yùn)行率取65%，有3臺主變時(shí),取87%，有4臺主變時(shí),取100%。根據(jù)變壓器負(fù)荷能力中的絕緣老化理論，允許變壓器短時(shí)間過負(fù)荷而不會影響變壓器的使用壽命，大體取過負(fù)荷倍數(shù)1.3時(shí)，延續(xù)時(shí)間2小時(shí)。按照“N-1”準(zhǔn)則，當(dāng)變電所中有一臺變壓器因故障停運(yùn)時(shí)，剩余變壓器必須承擔(dān)全部負(fù)荷而過負(fù)荷運(yùn)行，過負(fù)荷率為1.3。所以，不同變壓器臺數(shù)的負(fù)荷率值不同，臺數(shù)增多，負(fù)荷率增大。3.3 容載比容載比是城網(wǎng)變電容量在滿足供電可靠性基礎(chǔ)上與對應(yīng)的負(fù)荷的比值,在城區(qū)配網(wǎng)規(guī)劃中,容載比是確定變電站容量的重要參數(shù)。容載比

39、取值是否合理直接影響到電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性以及建設(shè)投資的經(jīng)濟(jì)型。容載比過大,變電站容量儲備大,電網(wǎng)建設(shè)早期投資增大；容載比過小,變電站容量儲備不足,電網(wǎng)適應(yīng)性差,影響供電。因此,在城網(wǎng)規(guī)劃中選取合理的變電容載比是規(guī)劃結(jié)果滿足經(jīng)濟(jì)合理要求的必要保證。根據(jù)城市電力網(wǎng)規(guī)劃導(dǎo)則的計(jì)算公式，將負(fù)荷分散系數(shù)設(shè)為1，即得到單個(gè)變電站容載比計(jì)算公式： (3-2)式中：變電站容載比； 功率因數(shù)； 變壓器的運(yùn)行率； 儲備系數(shù)。功率因數(shù)是指變電站負(fù)荷的功率因數(shù)。按照電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量和無功電力管理規(guī)定：變電站應(yīng)配置足夠容量的無功補(bǔ)償及必要的調(diào)壓手段,在最大負(fù)荷時(shí),一次側(cè)功率因數(shù)不低于0.95，在最小負(fù)荷時(shí),相應(yīng)一次側(cè)功率

40、因數(shù)不宜高于0.95（110kV及以下變電站不高于0.98）。因此,功率因數(shù)取0.95-0.98比較合理。另外,也可以通過統(tǒng)計(jì)變電站的有功和無功的歷史情況來確定。變壓器的運(yùn)行率是在滿足電網(wǎng)可靠供電的情況下變壓器的安全運(yùn)行率。它與變電站的變壓器臺數(shù)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)都有密切的關(guān)系。變電站有2臺主變時(shí),安全運(yùn)行率取65%，有3臺主變時(shí),取87%，有4臺主變時(shí),取100%。為了滿足負(fù)荷增長需要一定的儲備容量,它跟負(fù)荷的增長率有直接的關(guān)系。目前還沒有一個(gè)定量的計(jì)算公式來確定儲備系數(shù),相關(guān)文獻(xiàn)也只對這個(gè)系數(shù)進(jìn)行了嘗試性的取值。實(shí)際上,儲備容量就是為了滿足負(fù)荷增長的需要,對于具體某一個(gè)變電站如果負(fù)荷增長率(通過負(fù)

41、荷預(yù)測)確定了,其最佳儲備容量也是確定的,它們之間有一種必然的關(guān)系。3.4 變電站費(fèi)用一個(gè)城市中的主變壓器類型不超過3種，每座變電站的主變2到4臺。變電站的可選帶載容量構(gòu)成其可選帶載容量集合，該集合中元素的個(gè)數(shù)不超過9種。參加規(guī)劃的已有變電站可選帶載容量集合可能各不相同,但新建變電站的可選帶載容量集合是相同的。變電站的變壓器綜合造價(jià)、斷路器綜合造價(jià)和無功補(bǔ)償裝置的綜合造價(jià)占變電站總投資的60，其他固定費(fèi)用占40，因此變電站的投資費(fèi)用可以表示為： (3-3)式中：變電站的容量；變壓器的綜合造價(jià)；斷路器的綜合造價(jià)；無功補(bǔ)償裝置的綜合造價(jià)3.5 變電站選址變電站選址的基本要求如下：（1）符合城市總體

42、規(guī)劃用地布局要求；（2）靠近負(fù)荷中心；（3）節(jié)約用地；（4）便于進(jìn)出線；（5）交通運(yùn)輸方便；（6）應(yīng)考慮對周圍環(huán)境和鄰近工程設(shè)施的影響和協(xié)調(diào)；（7）宜避開易燃、易爆區(qū)和大氣嚴(yán)重污穢區(qū)及嚴(yán)重鹽霧區(qū)；（8）應(yīng)有良好的地質(zhì)條件，避開斷層、滑坡、塌陷區(qū)、溶洞地帶、山區(qū)風(fēng)口和易發(fā)生滾石場所等不良地質(zhì)構(gòu)造。 4 數(shù)學(xué)模型本文中對于變電站規(guī)劃優(yōu)化的算法是基于Hopfield的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法。先用貪心算法求解目標(biāo)年新建變電站的座數(shù)和各變電站(包括已有變電站)的目標(biāo)年容量，再利用Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法計(jì)算新建變電站的位置和各變電站（包括已有變電站）的供電圍，最后確定各變電站真實(shí)容量及投建計(jì)劃。在求解過程中，

43、該方法考慮了已有變電站的改造問題。從全局最優(yōu)的原則出發(fā)，可求得具有實(shí)際價(jià)值的最優(yōu)解或近似最優(yōu)解。4.1 數(shù)學(xué)模型的建立本文中要用一種數(shù)學(xué)模型對當(dāng)?shù)氐淖冸娬咀龀鲆?guī)劃，其數(shù)學(xué)模型為： （4-1） s.t. （4-2） （4-3） （4-4） （4-5） （4-6） （4-7）式中： 變電站的建設(shè)投資及運(yùn)行費(fèi)用；線路網(wǎng)損費(fèi)用；等年值系數(shù)；變電站i的帶載容量；負(fù)荷點(diǎn)j的負(fù)荷值；N規(guī)劃后變電站數(shù)；變電站i計(jì)及土地費(fèi)用后的投資；變電站i的年運(yùn)行費(fèi)用；變電站i所供負(fù)荷點(diǎn)編號的集合；地理復(fù)雜系數(shù)；變電站i和負(fù)荷點(diǎn)j之間的直線距離；和對應(yīng)的變電站出線單位長度建設(shè)費(fèi)用；電價(jià)；和對應(yīng)的變電站出線的單位長度電阻；年損

44、耗小時(shí)數(shù)；U線電壓；功率因數(shù)；貼現(xiàn)率；T折舊年限； 變電站的費(fèi)用中包含土地費(fèi)用, 情況十分復(fù)雜。本文假設(shè)各點(diǎn)單位面積的土地費(fèi)用一致。這樣, 變電站費(fèi)用的差別就取決于其主變的情況。從實(shí)際情況出發(fā), 可約定：一個(gè)城市中的主變壓器類型不超過3種, 每座變電站的主變2至4臺。變電站的可選帶載容量構(gòu)成其可選帶載容量集合, 該集合中元素的個(gè)數(shù)不超過9種。參加規(guī)劃的已有變電站可選帶載容量集合可能各不相同,但新建變電站的可選帶載容量集合是相同的。如果直接求解式（4-1）和（4-2），則必須同時(shí)考慮集合量、連續(xù)量、離散量和整數(shù), 但目前尚無完善的數(shù)學(xué)方法。因此, 本文確定的規(guī)劃策略為：首先利用貪心算法確定新建變

45、電站的座數(shù)及各座變電站的容量, 將其作為初始可行解, 進(jìn)而利用Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)求解新建變電站的位置及各變電站的供電圍, 根據(jù)各變電站的實(shí)際供電情況對變電站容量進(jìn)行減容, 最終求得滿足式（4-1）和（4-2）的最優(yōu)解或近似最優(yōu)解。4.2 用貪心算法求初始可行解貪心算法是指在對問題求解時(shí)，總是做出在當(dāng)前看來是最好的選擇。也就是說，不從整體最優(yōu)上加以考慮，他所作出的僅是在某種意義上的局部最優(yōu)解。貪心算法不是對所有問題都能得到整體最優(yōu)解，但對偉相當(dāng)廣泛的許多問題他能產(chǎn)生整體最優(yōu)解或者是整體最優(yōu)解的近似解。貪心算法是一種在數(shù)學(xué)上每步都按照最優(yōu)度量法取局部最優(yōu)，最后求解的方法。本文利用貪心算法求變

46、電站容量問題的初始可行解。具體計(jì)算步驟如圖4-1所示：開始將已有變電站容量定為其可選站容集合中具有最小價(jià)性比的容量初始化新建變電站數(shù)為0變電站帶載容量之和大于全城負(fù)荷總量？記錄當(dāng)前各變電站情況并作為初始可行解NY新建站數(shù)加1，取新建站容量為其可選站容集合中具有小性比的容量 圖4-1 貪心算法計(jì)算示意圖圖4-1中各帶載容量所對應(yīng)的價(jià)性比為，式中 （4-8）顯然，以圖4-1所示方法求得的解是剛好滿足容量要求的總價(jià)性比最優(yōu)的可行解。在此基礎(chǔ)上, 利用Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)求解各變電站供電圍及新建變電站站址, 同時(shí)進(jìn)一步校核各變電站的容量, 將定容、定供電圍、定新建站站址聯(lián)系起來同時(shí)確定。4.3 定

47、站址、定供電圍的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法初始可行解已經(jīng)大致知道新建變電站的個(gè)數(shù)和各個(gè)變電站的容量。此時(shí)，規(guī)劃的目標(biāo)是求的最小值，即近似等效為求的最小值。顯然，這和供電圍密切相關(guān)。用常規(guī)方法劃分變電站的供電圍是比較困難的，因此本文利用Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來求解各變電站的供電圍，通過反復(fù)迭代計(jì)算最終求得新建站的位置及其供電圍和容量。具體的算法框圖見圖4-2。開始定新建變電站的初始地址利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)求各變電站的供電范圍求新建站所供負(fù)荷點(diǎn)的重心將所求得的重心作為新建電站的位置各新建變電站的位置有何變化？通過負(fù)荷轉(zhuǎn)移消除孤立負(fù)荷點(diǎn)根據(jù)供電范圍最終確定各變電站容量YN圖4-2 求解供電圍算法示意圖為了用Hopfiel

48、d神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)求解各變電站的供電圍，必須建立表明規(guī)劃狀態(tài)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。本文建立如表4-1所示的矩陣。在表4-1中，至表示n個(gè)變電站。至表示m個(gè)負(fù)荷點(diǎn)。表中每一列有且僅有一個(gè)元素為1，它表明該負(fù)荷點(diǎn)由那一個(gè)變電站給其供電。列中其余元素為0保證各負(fù)荷點(diǎn)有且僅有一個(gè)變電站給其供電。表4-1 負(fù)荷點(diǎn)分配表 100001010利用個(gè)神經(jīng)元構(gòu)成Hopfield人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，各神經(jīng)元狀態(tài)即由表4-1中對應(yīng)元素表示。各負(fù)荷點(diǎn)到變電站的距離與負(fù)荷點(diǎn)負(fù)荷之積作為一組約束信息，以確定各神經(jīng)元之間的突觸連接強(qiáng)度。能量函數(shù)的建立應(yīng)該滿足兩個(gè)要求：1） 在最低能量狀態(tài)時(shí)神經(jīng)元得輸出符合表4-1的形式。2）

49、在最低能量狀態(tài)時(shí)各變電站不出現(xiàn)過負(fù)荷情況。 為此，建立的能量函數(shù)為： （4-9）式中：；與各神經(jīng)元對應(yīng)的輸出；B和C權(quán)重系數(shù)；式（4-9）中，右邊第一項(xiàng)表示各神經(jīng)元得輸出應(yīng)符合表4-1的形式，第二項(xiàng)表示使達(dá)到最小，第三項(xiàng)表示各變電站應(yīng)不發(fā)生過負(fù)荷。第三項(xiàng)中，取較小的實(shí)數(shù)，實(shí)際計(jì)算表明，當(dāng)小于最小的千分之一時(shí)計(jì)算結(jié)果較理想，即有 （4-10）由于原Hopfield模型求解中會經(jīng)常出現(xiàn)陷入無效解的情況，因此文獻(xiàn)進(jìn)行了改進(jìn)并提出將動(dòng)態(tài)方程變?yōu)椋?(4-11)式中 與各神經(jīng)元對應(yīng)的輸入在已建立能量函數(shù)式（4-9）的情況下，可導(dǎo)出神經(jīng)元的動(dòng)態(tài)方程為： （4-12）式中，取值可以參考有關(guān)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的參考

50、資料，一般可以取0.01。利用歐拉法求解式（4-12），即可得到各變電站的供電圍，再按圖4-2算法進(jìn)行迭代計(jì)算即可求得最終解。若某一變電站位置選在不允許建站的地方，只需將該變電站拖至距當(dāng)前位置最近的允許建站的地方，再將該變電站定為一個(gè)已有變電站，重新按圖4-2所示進(jìn)行迭代計(jì)算即可。4.4 求解方法1） 根據(jù)已有變電站位置和已知負(fù)荷點(diǎn)位置可以做出表4-3。表4-3中至代表n個(gè)已有變電站。至代表m個(gè)負(fù)荷點(diǎn)。代表變電站和負(fù)荷點(diǎn)之間的直線距離。表4-3 變電站與負(fù)荷點(diǎn)距離表2） 每一個(gè)負(fù)荷點(diǎn)由最近的變電站供電，于是可以得到下表4-4：表4-4 負(fù)荷點(diǎn)分配表1000010101表示對應(yīng)行變電站給對應(yīng)列負(fù)

51、荷點(diǎn)供電,0表示對應(yīng)行變電站不給對應(yīng)列負(fù)荷點(diǎn)供電。3） 設(shè)，當(dāng)i給j供電時(shí)為1，當(dāng)i不給j供電時(shí)為0。將與相比較，如果，則符合供電情況。如果，則將離變電站最遠(yuǎn)的負(fù)荷點(diǎn)去除，直到。4） 那些沒有被供電的符合點(diǎn)，我們求取其重心，求取重心的公式為：上式中，和為未被供電的負(fù)荷點(diǎn)j的坐標(biāo)值，為負(fù)荷點(diǎn)的負(fù)荷值。5） 將求取的重心作為新建站的地址，然后將負(fù)荷點(diǎn)分配表新增加一行，轉(zhuǎn)步驟（1）繼續(xù)執(zhí)行。6） 若有新建變電站的位置處于地理?xiàng)l件不允許的地方，則將其移至距當(dāng)前位置最近的條件允許的地方，然后重新計(jì)算各變電站的供電圍及容量。由此我們可以得到新建站的地址和變電站的供電圍。記錄當(dāng)前的規(guī)劃方案，計(jì)算相應(yīng)的費(fèi)用。

52、4.5 算例下圖4-3為市實(shí)際功能分區(qū)圖圖4-3 市實(shí)際功能區(qū)分圖根據(jù)電網(wǎng)的情況，取新建變電站可選容量集合為231.5, 331.5, 240, 340。市在現(xiàn)狀年有6座已有變電站，具體情況見表4-5。1、5號變電站允許擴(kuò)建為240，2、3、4、6號變電站不允許擴(kuò)建。在按本節(jié)所介紹的算法計(jì)算后，目標(biāo)年(2010年)將新建3座變電站。各變電站的供電圍見圖4-4，各變電站的容量及容載比見表4-5：表4-5 目標(biāo)年變電站情況表現(xiàn)狀年主變情況2010年主變情況2010年容載比1號變電站(中原站)1402401.652號變電站(胡村站)231.5未擴(kuò)建1.66 3號變電站(村站)231.5未擴(kuò)建1.62

53、4號變電站(堯舜站)231.5未擴(kuò)建1.575號變電站(國慶站)1402402.576號變電站(化北站)231.5未擴(kuò)建3.71號新建站(7號站)331.51.242號新建站(8號站)331.51.53號新建站(9號站)2401.86圖4-4 目標(biāo)年變電站供電圍圖分析圖4-4及表4-5可知，各個(gè)變電站(5、6號變電站除外)的容載比均比較理想，各變電站基本都在所供負(fù)荷點(diǎn)的重心處。新建變電站的容量各不相同，而且并非都取最大容量。5號變電站的容載比相對較高是因?yàn)樗诂F(xiàn)狀年只有一臺40MVA的主變，這不滿足N1校驗(yàn)，因此必須增加一臺主變。由于現(xiàn)狀年主變?nèi)萘繛?0MVA，目標(biāo)年只能增加40MVA的主變，

54、造成其容載比相對較高。6號變電站的容載比之所以不太理想，與其所處的位置有關(guān)，省電力局工作人員介紹，6號變電站還擔(dān)負(fù)給周圍農(nóng)村供電的任務(wù)。然而城市電網(wǎng)的規(guī)劃中并未將農(nóng)村負(fù)荷考慮進(jìn)來，因此造成容載比較高。將農(nóng)村負(fù)荷考慮后，6號變電站的容載比將有大的下降。市電力局的規(guī)劃結(jié)果是，目標(biāo)年共有13座變電站，其中新建7座。本文所介紹算法計(jì)算出的結(jié)果是9座變電站，新建3座，而且新建變電站并非都取最大容量。從變電站的費(fèi)用考慮，本文算法所求出解的費(fèi)用顯然更低。而且還更加全面地考慮了已有變電站的擴(kuò)容問題，求出的結(jié)果更為合理。5 基于GIS的城市電網(wǎng)規(guī)劃系統(tǒng)的開發(fā)5.1 開發(fā)工具的選擇配電網(wǎng)規(guī)劃是一個(gè)十分復(fù)雜的問題,

55、 由于其包括大量地理位置各異的配電設(shè)備、配電網(wǎng)絡(luò)、負(fù)荷等, 涉及數(shù)據(jù)龐大, 使得規(guī)劃工作量繁重。地理信息系統(tǒng)(GIS)因?yàn)槠鋸?qiáng)大的數(shù)據(jù)分析功能和空間拓?fù)涔δ芤驯粡V泛應(yīng)用于與空間地理信息關(guān)系密切的電力系統(tǒng)各個(gè)方面。在地里信息系統(tǒng)的發(fā)展過程中，目前已出現(xiàn)了大量的GIS系統(tǒng)專業(yè)開發(fā)工具。從這些專業(yè)開發(fā)工具的組件結(jié)構(gòu)上，可以歸納為集成GIS、模塊化GIS、組件式GIS等幾個(gè)主要類別。1） 集成式GIS集成式GIS指集合各種功能模塊的大型GIS系統(tǒng)軟件包。ESRI公司推出的Arc/Info，Genasys公司的GenaMap，AutoDesk公司的AutoMap，Maptitude，MapGIS，Map

56、Engine等都是集成式的GIS開發(fā)工具。集成式GIS系統(tǒng)的優(yōu)勢是各項(xiàng)功能已形成獨(dú)立的完整系統(tǒng)，提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)輸入輸出功能、空間分析功能、良好的圖形平臺和可靠性能，缺點(diǎn)是系統(tǒng)復(fù)雜、龐大和成本較高，并且難于與其它應(yīng)用系統(tǒng)集成。2） 模塊化GIS模塊化GIS系統(tǒng)是把GIS系統(tǒng)按功能劃分成一系列模塊，運(yùn)行于統(tǒng)一的基礎(chǔ)環(huán)中。Intergraph公司的MGE具有代表性的模塊化GIS系統(tǒng)。模塊化GIS系統(tǒng)具有較強(qiáng)的工程針對性，便于開發(fā)和應(yīng)用。3） 組件式GIS組件式GIS是隨著近年來計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的，代表了GIS系統(tǒng)的發(fā)展潮流。組件式GIS具有標(biāo)準(zhǔn)的組件式平臺，各個(gè)組件不但可以進(jìn)行自由、靈活

57、的重組，而且具有可視化的界面和使用方便的標(biāo)準(zhǔn)接口。組件式GIS平臺的核心技術(shù)是Microsoft的組件對象模型（Component Object Model，簡稱COM）技術(shù)9,新一代組件式GIS大都是采用ActiveX控件技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的，如Intergraph公司推出的Geomedia，ESRI公司推出的MapObjeccts，MapInfo公司推出的MapX，中科院地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心開發(fā)的ActiveMap，靈圖公司開發(fā)的三維虛擬現(xiàn)實(shí)地理信息系統(tǒng)VRMap等。這類GIS系統(tǒng)提供的是為完成GIS系統(tǒng)而推出的各種標(biāo)準(zhǔn)ActiveX控件和類型庫（Type Library），使GIS系統(tǒng)開發(fā)者不必

58、掌握專門的GIS系統(tǒng)開發(fā)語言，只需要熟悉基于Windows 平臺并且支持ActiveX控件技術(shù)的通用集成開發(fā)環(huán)境，了解組件式GIS各個(gè)控件（包括對象）的屬性、方法和事件，就可以實(shí)現(xiàn)GIS系統(tǒng)。所以，組件式GIS在系統(tǒng)的無縫集成和靈活方面具有優(yōu)勢，從一定意義上講，它代表了GIS系統(tǒng)的發(fā)展方向。在以上的開發(fā)工具中，組件式GIS是隨著計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的，代表了GIS系統(tǒng)的發(fā)展潮流。組件式GIS具有標(biāo)準(zhǔn)的組件式平臺，各個(gè)組件不但可以進(jìn)行自由、靈活的重組，而且具有可視化的界面和使用方便的標(biāo)準(zhǔn)接口。最主要的組件式GIS平臺就是Microsoft的COM。Microsoft推出了基于COM的Act

59、iveX控件技術(shù)。新一代的組件式GIS大都是采用ActiveX控件來實(shí)現(xiàn)的。其具有制圖功能強(qiáng)大、適應(yīng)性強(qiáng)、二次開發(fā)方便、使用靈活、易于集成等特點(diǎn)。典型的GIS軟件平臺有美國MapInfo公司推出的Mapx，全球最大的GIS供應(yīng)商ESRI推出的MapObjects，InterGraph公司的GeoMedia系列產(chǎn)品等。本文選用的是Mapx。Mapx組供應(yīng)用開發(fā)人員使用的制圖與GIS功能的組件。在諸多GIS組件中，MapX由于良好的二次開發(fā)性和易于嵌入性應(yīng)用最為廣泛。它是基于Mapinfo Professional地圖化技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)Professional95%以上的功能，它是由一個(gè)叫MapX控

60、件的ActiveX控件和一系列可編程的ActiveX對象組成，它們可以在標(biāo)準(zhǔn)的Windows編程環(huán)境下使用，它以組件的方式提供了真正的對象和嵌入式的開發(fā)方案。它可以被快速集成到通用的高級語言環(huán)境中，如Visual Basic、PowerBuilder、Delphi、C+等，用戶能夠很容易地利用面向?qū)ο蠹夹g(shù)對其二次開發(fā)。MapX的主要特點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面：1） 方便快捷地將地圖添加到應(yīng)用中。支持方便快捷地將地圖功能集成到新的或已有的應(yīng)用中。可以使用標(biāo)準(zhǔn)的編程語言（如Delphi等）對其開發(fā)，MapX含有大量的方法和事件、高效的屬性頁和默認(rèn)值以及其他向?qū)?，從而簡化了?yīng)用開發(fā)。2） 數(shù)據(jù)訪問和數(shù)據(jù)庫