論GIS系統(tǒng)在配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計中的應(yīng)用

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【摘要】配電網(wǎng)作為電力企業(yè)直接服務(wù)宏大用戶的根基，其規(guī)劃與設(shè)計的重要性不言而喻。本文對GIS系統(tǒng)舉行了概述，分析了配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計的主要內(nèi)容和根本要求，介紹了基于GIS系統(tǒng)的配電網(wǎng)規(guī)劃方法和巨大優(yōu)勢。依托GIS系統(tǒng)自身的強大功能來舉行配電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計，必將使規(guī)劃過程更直觀，規(guī)劃方案更靈話，規(guī)劃結(jié)果更科學(xué)、更先進。

【關(guān)鍵詞】配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計；GIS系統(tǒng)；應(yīng)用

配電網(wǎng)的規(guī)劃，具有大規(guī)模性、多階段性、多目標性、不確定性、不精細因素多、制約因素多和涉及領(lǐng)域廣等特點，是一項繁雜的系統(tǒng)性工程，其規(guī)劃質(zhì)量將直接影響配電網(wǎng)的投資效益和網(wǎng)絡(luò)水平，關(guān)系到宏大用戶的用電質(zhì)量。一個科學(xué)有效的規(guī)劃，不僅需要大量歷史數(shù)據(jù)和對現(xiàn)有配電網(wǎng)的深入分析，還要對未來進展處境有對比全面的熟悉和科學(xué)預(yù)料。傳統(tǒng)規(guī)劃方式，既費時又吃力，其結(jié)果往往還并不能令人合意，遠遠不能得志經(jīng)濟和社會進展的需要。隨著科學(xué)與時代的進展，將GIS系統(tǒng)應(yīng)用于配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工作，利用GIS系統(tǒng)強大的功能，能夠大大提高規(guī)劃人員的效率，使得規(guī)劃方案更生動，規(guī)劃結(jié)果更科學(xué)。

一、GIS系統(tǒng)概述

GIS（地理信息系統(tǒng)），是一門介于地球科學(xué)、空間科學(xué)與信息科學(xué)等學(xué)科之間的交錯學(xué)科，它有效地融合了計算機科學(xué)、地理學(xué)及大量應(yīng)用對象，利用計算機技術(shù)來獲取、顯示、分析、處理、管理地理圖形及相關(guān)屬性數(shù)據(jù)，具有強大的空間分析和圖形處理功能，實現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的完備結(jié)合。

二、配電網(wǎng)規(guī)劃

1、配電網(wǎng)規(guī)劃的主要內(nèi)容

配電網(wǎng)規(guī)劃主要包括以下幾方面內(nèi)容：（1）負荷預(yù)料；即對未來用電量和需求量的預(yù)料；（2）變電所優(yōu)化是對變電所地理位置及容量的規(guī)劃優(yōu)化，以得志負荷需求、變電所容量、線路容量等約束條件；（3）網(wǎng)絡(luò)布局的優(yōu)化規(guī)劃，是在得志未來負荷需求、運行要求等約束條件的前提下，選擇和確定最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)辦方案，使得投資限額下投資及運行損花費用最少；（4）短路容量分析，是從網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計、運行方式、電壓等級等各方面舉行分析和操縱，使設(shè)備的動穩(wěn)定電流以及電壓斷路器的開斷電流得到合作；（5）無功規(guī)劃，是指對新增無功補償舉行規(guī)劃，以確定設(shè)備的類型、容量、投入時間和最正確位置。

2、配電網(wǎng)規(guī)劃的目的及根本要求

配電網(wǎng)規(guī)劃的目的是在投資及運行費用最小的前提下，選擇最優(yōu)方案，建立與城市規(guī)劃一致步，與環(huán)境協(xié)調(diào)一致的配電網(wǎng)絡(luò)，以得志其未來負荷增長需要，保證供電質(zhì)量等根本要求。

三、基于GIS系統(tǒng)的配電網(wǎng)規(guī)劃方法

在配電網(wǎng)的規(guī)劃與設(shè)計中，綜合運用GIS系統(tǒng)中的各種資源和功能，能使規(guī)劃設(shè)計更加便當快捷、合理科學(xué)。

概括來說，主要涉及到空間負荷預(yù)料、變電所地理位置及容量的選擇、網(wǎng)絡(luò)布局的優(yōu)化規(guī)劃等幾個片面。

1、空間負荷預(yù)料

空間負荷預(yù)料是配電網(wǎng)規(guī)劃的根基，主要包括總電量和分類電量預(yù)料、總負荷和分類負荷預(yù)料、負荷分布預(yù)料。

（1）空間負荷預(yù)料通常按用地類型和負荷性質(zhì)將供電區(qū)域劃分為若干個小區(qū)，再分別對每個小區(qū)的負荷舉行預(yù)料，因此空間負荷預(yù)料實際上是將總量負荷調(diào)配給各個小區(qū)的過程。我國小區(qū)負荷預(yù)料主要是采用負荷密度法，該方法依據(jù)規(guī)劃部門的區(qū)域進展規(guī)劃從下到上舉行，重點是對負荷密度的預(yù)料，缺乏是取值輕易受人為主觀因素影響。分類分區(qū)預(yù)料法通過修正來彌補采用同一負荷密度所帶來的誤差，該方法操作簡樸，計算量小，但結(jié)果不夠細致，對比粗略?；谀：惴ê蜕窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)的聚類分析方法，那么能夠較好地考慮不同因素對同一類負荷的影響，其規(guī)劃結(jié)果具有較高的精度，在缺乏歷史數(shù)據(jù)的新建小區(qū)尤為適用。

（2）舉例說明基于GIS系統(tǒng)的預(yù)料實現(xiàn)方法。由于GIS系統(tǒng)的強大功能，因此將GIS系統(tǒng)引入空間負荷預(yù)料，可以極大地降低數(shù)據(jù)收集、分析和處理的難度和工作量。本文以網(wǎng)絡(luò)聚類分析方法為例，介紹基于GIS系統(tǒng)的負荷密度法的實現(xiàn)方法。

首先按負荷的性質(zhì)將負荷分為：居民生活負荷、商業(yè)負荷、農(nóng)業(yè)負荷、工業(yè)負荷和其他等幾類。利用GIS系統(tǒng)的功能，將規(guī)劃區(qū)域劃為若干小區(qū)，收集小區(qū)內(nèi)各類負荷及其相關(guān)因素的歷史數(shù)據(jù)和各小區(qū)的未來負荷分布數(shù)據(jù)。

然后采用聚類分析法對收集到的各類數(shù)據(jù)舉行聚類分析，同時按照規(guī)劃部門供給的小區(qū)用地規(guī)劃來提取分類數(shù)據(jù)與待測數(shù)據(jù)的隸屬度，結(jié)果通過修正量計算，求得相應(yīng)的小區(qū)負荷密度。因此，空間負荷預(yù)料可以轉(zhuǎn)化成小區(qū)負荷分布預(yù)料，在此根基上再舉行負荷疊加運算即可以求出負荷的空間分布。

2、變電所的地理位置及容量優(yōu)化規(guī)劃

在舉行過負荷空間預(yù)料，己知各小區(qū)負荷值及分布的根基上，為得志未來負荷進展的需要，就需要利用GIS系統(tǒng)，舉行變電所的地理位置及容量優(yōu)化規(guī)劃。最終確定出目標年及中間階段各年待建變電所的地理位置及容量，同時使配電網(wǎng)投資及運行費用最小。

概括操作來說，可以利用己得到的空間負荷預(yù)料信息，在GIS系統(tǒng)的扶助下，在規(guī)劃區(qū)域的電子地圖上探尋全體可能的所址，從而大范圍地確定出待建的候選變電所的地理位置?？紤]到配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計的多階段性以及動態(tài)特性，那么可先算出得志目標年負荷目標的目標年全體變電所的地理位置和容量，作為候選所址和容量；然后把創(chuàng)辦周期劃分為若干個階段，排列優(yōu)選出既得志投資限額下總投資費用與運行費用最小又能得志中間各相應(yīng)階段負荷需要的中長期創(chuàng)辦方案。

3、網(wǎng)絡(luò)布局優(yōu)化規(guī)劃

在完成空間負荷預(yù)料和變電所的地理位置及容量優(yōu)化規(guī)劃這兩個步驟的根基上，緊接著舉行的就是網(wǎng)絡(luò)布局的優(yōu)化規(guī)劃。

網(wǎng)絡(luò)布局優(yōu)化是通過建立非線性混合整數(shù)規(guī)劃模型，在負荷需求、變電所的地理位置及容量、變壓器和線路的容量限制和功率平衡等諸多條件的約束下，規(guī)劃出目標年和中間各階段各年度高壓和中壓配電線路網(wǎng)架布局，同時力求規(guī)劃水平年各項費用之和最小。

網(wǎng)絡(luò)布局優(yōu)化規(guī)劃終止后，就可以依托GIS系統(tǒng)，在電子地圖上形象地顯示出各規(guī)劃年度的網(wǎng)絡(luò)布局，以及概括的線路信息（包括線路型號和長度、投建改建年份、所屬變電所等），這樣就可以在地圖上直觀地看到網(wǎng)絡(luò)的擴展和分階段目標。

四、GIS系統(tǒng)在配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計中的巨大優(yōu)勢

1、GIS系統(tǒng)強大的運算功能和完善、直觀的圖文查詢功能，使得規(guī)劃人員工作量大為減輕，極大地提高了設(shè)計工作的效率，加快了工作進度；2、將定性的指標加以量化，使得規(guī)劃過程更直接，也有助于規(guī)劃結(jié)果的科學(xué)性和先進性；3、有助于GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫相關(guān)數(shù)據(jù)的積累，便于隨經(jīng)濟、社會的進展，對配電網(wǎng)實施滾動規(guī)劃；4、可以使配電網(wǎng)規(guī)劃與城市規(guī)劃同步，與環(huán)境協(xié)調(diào)一致。

終止語

一個科學(xué)有效的規(guī)劃，不僅需要大量歷史數(shù)據(jù)和對現(xiàn)有配電網(wǎng)的深入分析，還要對未來進展處境有對比全面的熟悉和科學(xué)預(yù)料。傳統(tǒng)規(guī)劃方式，完全依靠規(guī)劃人員