本文格式為Word版，下載可任意編輯——論GIS系統(tǒng)在配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

【摘要】配電網(wǎng)作為電力企業(yè)直接服務(wù)宏大用戶(hù)的根基，其規(guī)劃與設(shè)計(jì)的重要性不言而喻。本文對(duì)GIS系統(tǒng)舉行了概述，分析了配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)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(shì)。依托GIS系統(tǒng)自身的強(qiáng)大功能來(lái)舉行配電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)，必將使規(guī)劃過(guò)程更直觀，規(guī)劃方案更靈話(huà)，規(guī)劃結(jié)果更科學(xué)、更先進(jìn)。

【關(guān)鍵詞】配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)；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(biāo)性、不確定性、不精細(xì)因素多、制約因素多和涉及領(lǐng)域廣等特點(diǎn)，是一項(xiàng)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(hù)的用電質(zhì)量。一個(gè)科學(xué)有效的規(guī)劃，不僅需要大量歷史數(shù)據(jù)和對(duì)現(xiàn)有配電網(wǎng)的深入分析，還要對(duì)未來(lái)進(jìn)展處境有對(duì)比全面的熟悉和科學(xué)預(yù)料。傳統(tǒng)規(guī)劃方式，既費(fèi)時(shí)又吃力，其結(jié)果往往還并不能令人合意，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能得志經(jīng)濟(jì)和社會(huì)進(jìn)展的需要。隨著科學(xué)與時(shí)代的進(jìn)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(qiáng)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(dòng)，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(mén)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(cuò)學(xué)科，它有效地融合了計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)及大量應(yīng)用對(duì)象，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)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(qiáng)大的空間分析和圖形處理功能，實(shí)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(fù)荷預(yù)料；即對(duì)未來(lái)用電量和需求量的預(yù)料；（2）變電所優(yōu)化是對(duì)變電所地理位置及容量的規(guī)劃優(yōu)化，以得志負(fù)荷需求、變電所容量、線(xiàn)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(lái)負(fù)荷需求、運(yùn)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(yùn)行損花費(fèi)用最少；（4）短路容量分析，是從網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行方式、電壓等級(jí)等各方面舉行分析和操縱，使設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定電流以及電壓斷路器的開(kāi)斷電流得到合作；（5）無(wú)功規(guī)劃，是指對(duì)新增無(wú)功補(bǔ)償舉行規(guī)劃，以確定設(shè)備的類(lèi)型、容量、投入時(shí)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(yùn)行費(fèi)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(lái)負(fù)荷增長(zhǎng)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(jì)中，綜合運(yùn)用GIS系統(tǒng)中的各種資源和功能，能使規(guī)劃設(shè)計(jì)更加便當(dāng)快捷、合理科學(xué)。

概括來(lái)說(shuō)，主要涉及到空間負(fù)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(gè)片面。

1、空間負(fù)荷預(yù)料

空間負(fù)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(lèi)電量預(yù)料、總負(fù)荷和分類(lèi)負(fù)荷預(yù)料、負(fù)荷分布預(yù)料。

（1）空間負(fù)荷預(yù)料通常按用地類(lèi)型和負(fù)荷性質(zhì)將供電區(qū)域劃分為若干個(gè)小區(qū)，再分別對(duì)每個(gè)小區(qū)的負(fù)荷舉行預(yù)料，因此空間負(fù)荷預(yù)料實(shí)際上是將總量負(fù)荷調(diào)配給各個(gè)小區(qū)的過(guò)程。我國(guó)小區(qū)負(fù)荷預(yù)料主要是采用負(fù)荷密度法，該方法依據(jù)規(guī)劃部門(mén)的區(qū)域進(jìn)展規(guī)劃從下到上舉行，重點(diǎn)是對(duì)負(fù)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(lèi)分區(qū)預(yù)料法通過(guò)修正來(lái)彌補(bǔ)采用同一負(fù)荷密度所帶來(lái)的誤差，該方法操作簡(jiǎn)樸，計(jì)算量小，但結(jié)果不夠細(xì)致，對(duì)比粗略?；谀：惴ê蜕窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)的聚類(lèi)分析方法，那么能夠較好地考慮不同因素對(duì)同一類(lèi)負(fù)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(shuō)明基于GIS系統(tǒng)的預(yù)料實(shí)現(xiàn)方法。由于GIS系統(tǒng)的強(qiáng)大功能，因此將GIS系統(tǒng)引入空間負(fù)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(lèi)分析方法為例，介紹基于GIS系統(tǒng)的負(fù)荷密度法的實(shí)現(xiàn)方法。

首先按負(fù)荷的性質(zhì)將負(fù)荷分為：居民生活負(fù)荷、商業(yè)負(fù)荷、農(nóng)業(yè)負(fù)荷、工業(yè)負(fù)荷和其他等幾類(lèi)。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(lèi)負(fù)荷及其相關(guān)因素的歷史數(shù)據(jù)和各小區(qū)的未來(lái)負(fù)荷分布數(shù)據(jù)。

然后采用聚類(lèi)分析法對(duì)收集到的各類(lèi)數(shù)據(jù)舉行聚類(lèi)分析，同時(shí)按照規(guī)劃部門(mén)供給的小區(qū)用地規(guī)劃來(lái)提取分類(lèi)數(shù)據(jù)與待測(cè)數(shù)據(jù)的隸屬度，結(jié)果通過(guò)修正量計(jì)算，求得相應(yīng)的小區(qū)負(fù)荷密度。因此，空間負(fù)荷預(yù)料可以轉(zhuǎn)化成小區(qū)負(fù)荷分布預(yù)料，在此根基上再舉行負(fù)荷疊加運(yùn)算即可以求出負(fù)荷的空間分布。

2、變電所的地理位置及容量?jī)?yōu)化規(guī)劃

在舉行過(guò)負(fù)荷空間預(yù)料，己知各小區(qū)負(fù)荷值及分布的根基上，為得志未來(lái)負(fù)荷進(jìn)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?jī)?yōu)化規(guī)劃。最終確定出目標(biāo)年及中間階段各年待建變電所的地理位置及容量，同時(shí)使配電網(wǎng)投資及運(yùn)行費(fèi)用最小。

概括操作來(lái)說(shuō)，可以利用己得到的空間負(fù)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(jì)的多階段性以及動(dòng)態(tài)特性，那么可先算出得志目標(biāo)年負(fù)荷目標(biāo)的目標(biāo)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(gè)階段，排列優(yōu)選出既得志投資限額下總投資費(fèi)用與運(yùn)行費(fèi)用最小又能得志中間各相應(yīng)階段負(fù)荷需要的中長(zhǎng)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(fù)荷預(yù)料和變電所的地理位置及容量?jī)?yōu)化規(guī)劃這兩個(gè)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(guò)建立非線(xiàn)性混合整數(shù)規(guī)劃模型，在負(fù)荷需求、變電所的地理位置及容量、變壓器和線(xiàn)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(biāo)年和中間各階段各年度高壓和中壓配電線(xiàn)路網(wǎng)架布局，同時(shí)力求規(guī)劃水平年各項(xiàng)費(fèi)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(xiàn)路信息（包括線(xiàn)路型號(hào)和長(zhǎng)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(kuò)展和分階段目標(biāo)。

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

1、GIS系統(tǒng)強(qiáng)大的運(yùn)算功能和完善、直觀的圖文查詢(xún)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(jì)工作的效率，加快了工作進(jìn)度；2、將定性的指標(biāo)加以量化，使得規(guī)劃過(guò)程更直接，也有助于規(guī)劃結(jié)果的科學(xué)性和先進(jìn)性；3、有助于GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)數(shù)據(jù)的積累，便于隨經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的進(jìn)展，對(duì)配電網(wǎng)實(shí)施滾動(dòng)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(yǔ)

一個(gè)科學(xué)有效的規(guī)劃，不僅需要大量歷史數(shù)據(jù)和對(duì)現(xiàn)有配電網(wǎng)的深入分析，還要對(duì)未來(lái)進(jìn)展處境有對(duì)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