配网规划中GIS系统的实践应用

1、配网规划中GIS系统的实践应用 配网规划中GIS系统的实践应用 摘 要：GIS系统起源于地学领域的应用，该技术经过多年的开展已经步入成熟阶段，并推广应用于多个行业领域，尤其是在电力行业的配网规划当中发挥着重要作用，文章主要针对配网规划中GIS系统的实践应用进行了分析、探讨。 关键词：配网规划；GIS系统；实践应用 1 GIS系统与配电网规划 GIS系统是一个集地球科学、信息科学以及空间科学于一身的交叉学科，GIS系统是在计算机技术与地学空间数据处理技术的根底上，通过系统建立以及模型分析产出对区域规划和管理所需要的有用信息。电网规划是一个相对复杂的系统优化问题，不稳定因素多，难度高。如果在电网规

2、划工作中只依靠人工和简单的绘图工具是需要很大工作量的，不仅费时、费力，而且可控性差，灵活性低。而GIS系统的应用于配电规划当中，配电系统中与空间相关的信息就可以利用GIS系统的空间数据处理以网络分析的拓扑功能来解决，不仅省时、省力、效率高，同时也让规划过程更直观、更具有交互性。 GIS系统主要应用于电网规划中的负荷预测、可靠性分析、网架优化以及变电站选址等，是电网规划当中重要辅助工具。基于GIS系统的电网规划首先可以将地理图以及配电系统网络图实现数字化，把各种相关数据输入系统数据库，将配电网当前的根本情况通过在地图上显示出来。然后根据地图将供电区域划分为假设干个小区，计算、分析空间负荷情况，并

3、结合空间负荷预测结果形成负荷分以及获取未来开展趋势。通过变电所的选址和容量的优化规划、网络结构优化等程序确定最正确电网规划方案，并将结果方案在配电网络地理连接图上显示出来。 2 空间负荷预测 2.1 小区负荷的预测 空间负荷预测又称负荷分布预测，该环节就是将总量负荷分配给各个小区的过程。主要是为了确定小区的未来负荷。根据相关部门提供的城市用地规定，利用GIS系统的功能把供电区域划分为多个规划小区，然后结合总量负荷预测结果预测出规划水平的小区负荷情况。在配电网的规划过程中，空间负荷预测是最根本的工作，是以后确定变电所容量、位置，线路路径以及开关设备装设等等决策和完成配电网相关规划的前提条件。负荷

4、密度法是我国当前最常见的一种负荷预测方法，该方法的关键在于对负荷密度的计算和预测，负荷密度法中负荷密度的取值很大程度上会受到人为因素的影响。同一负荷密度的误差通过分类分区预测法简单修正产生的规划结果不够精准，尤其对于一些新建小区，因为缺少历史数据而导致预测结果误差较大。但这种方法计算量较小，操作简单。对新区的规划通常采用聚类分析法，该方法以模糊算法和神经网络为根底，能够充分考虑到度同一类负荷的造成影响的各种因素，让规划结果更细致、更准确。 2.2 预测的实现 GIS系统为空间负荷预测的数据收集和数据处理提供了有利平台，极大程度上简化了数据收集工作强度。下面介绍GIS系统下利用负荷密度法实现的一

5、种负荷预测方法。 首先，负荷按照不同性质可以分为多种类型，主要有农业负荷、商业负荷、居民负荷以及工业负荷等等。将规划区域利用GIS系统功能划分成假设干个小区，并收集划分后各个小区的各类负荷的分布情况以及其他相关因素的历史数据。其次，因为各方面影响因素较多，所以同一类负荷往往呈现出各种不同情况，只取同一负荷密度值的情况下产生的结果会存在很大误差。所以需要对各类负荷相关因素历史数据进行聚类分析才能进一步确定出准确的负荷密度值，然后通过一系列相关算法计算出小区负荷密度，进而到达小区的负荷值。最后，根据相关城市用地规划相关要求和规定对小区面积构成进行分析。 3 变电所的选址和容量的优化规划 结合当前负

6、荷的容量和位置来确定目标年待建变电所的容量和地理位置，这样可以很大程度减少建设和运行投资，同时也满足了负荷开展需求。 变电所位置和容量优化模型根据电压等级可以分为两种，高压变电所位置及容量的优化模型和中压变电所位置及容量优化模型。目标函数最小的待建变电所的位置确实定可以在空间负荷预测信息的根底上利用用GIS系统功能在电子地图进行大范围搜索。由于变电所具有动态性特点，所以可以根据目标年负荷情况，利用相关算法预测目标年变电所的最优位置以及变电所的最优容量。根底年以及目标年之间可以划分为多个过程阶段，以目标年优化出的变电所位置和容量为候选地址和容量，并采用一定方法算出既能最大程度控制建设和运行投入，

7、同时又满足根底年和目标年中间各阶段负荷情况的建设方案。变电所规划完成之后，可以按照不同电压等级将各变电所的位置显示出来，变电所的各种相关信息都可以通过界面上的窗口进行查询。 4 网络结构优化规划 网络结构优化规划是指各规划年度配电线路网架结构的规划，主要包括中压和高压两种，网络结构优化规划是在负荷预测以及变电所位置和容量完成和确定的根底上进行的。非线性混合整数规划模型是常用的优化模型。负荷需求、变压器和线路的容量限制以及投入费用和年损消耗用之和最低等等都是其目标函数的制约因素。配电网放射状条件和功率平衡等等。该环节通过最优化算法以及专家规划的有效结合来完成结构规划。网络结构优化规划完成之后，各规划年度的网络结构以及线路型号、线路回路状态以及变电所建设情况等等均可通过地图上显示出来，通过地图可以直观看到网络的扩展。 5 结束语 GIS系统应用于配网规划可以提供强大的图文查询功能，让配电工作人员通过配电网络地图以及各种电网的各种地理信息来实现配电网的规划和工程设计，不仅大大提高了配电规划效率，同时也有利于规划数据的管理，配电网规划过程显得更直观。总而言之，GIS系统在配网规划当中发挥了重要作用，利用GIS系统可以实现配电网规划与城市规划的同步。 参考文献 【1】崔文佳，吴云，刘志铎.全国电力规划地理信息系统的开发与应用J.电力信息化，2007，5：78-81. 【2】