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摘要：本文对配电网规划进行简单的介绍，并阐述了基于GIS技术的配电网规划优化方法，针对该方法在配电网规划中的具体应用进行详细分析，以供参考。
关键词：配电网规划；GIS；优化
1 配电网规划概述
1.1 配电网规划的内容
配电网规划具体内容有负荷预测、变电站优化、网络结构规划、短路容量分析以及无功规划等等。具体介绍如下：
第一，负荷预测的含义有两个方面，一方面是对未来需求量的预测，另一方面则是未来用电量的预测；第二，变电所优化指的是变电所所址与站容规划，基于对符合要求、线路用量、变电所容量等约束条件的满足，对新建变电站的位置与容量进行优化；第三，网络结构的优化规划指的是按照系统未来运行的电源与负荷水平，对网络建设方案进行制定与优化，使投资限额与运行要求的约束条件得到满足的前提下，尽可能减少投资与运行费用；第四，短路容量分析是指根据网络设计、电压等级、阻抗、变压器容量以及运行模式采取一定的控制方式，使各等级电压短路其的开断电流与设备动稳定电流的配合得以实现；第五，无功规划指的是对新增无功补偿设备的相关参数进行确定，具体包括位置、容量、类型以及投入时间等等。
1.2 配电网规划的基本要求
配电网规划的优化是为了选择最优的方案，使投资决策方案达到最佳，因此关于配电网规划的基本要求应包括以下几方面内容：确保供电质量、负荷增长需求得到满足、具有较强的经济性以及能够很好的协调与环境的关系。
2 基于GIS技术的配电网规划优化方法
2.1 配电网规划中应用GIS技术的优越性
现阶段配电网对GIS系统的应用主要集中在设备管理上，在规划中的应用不是非常广泛。实际上，采用GIS技术对于配电网规划而言还是具有较强的适用性。关于GIS技术在配电网规划中的优越性，具体阐述如下：
第一，配电网涉及到的设备种类比较多，例如变电站设备、馈电线路以及沿线的各种设备，与发、输点数据库相比，设备数据库往往要大很多，并且组成的点最多可达到上万个。而传统的MIS系统管理在直观性上存在一定的不足；第二，相比于发、输电系统，配电网设备分布的区域比较广阔，就地理位置而言，配电网管理呈现的关系属于点、线、面，具体有变电站、沿配电线分布的馈线、无功补偿设备以及与千家万户连接的负荷点。配电网规划对地理信息的需求非常大。传统规划中，地理位置的确定往往是通过纸质的图纸或者人脑记忆，意思实现设备定位以及用户信息的查询，而GIS技术平台的开发与应用则可以通过电脑直观的获取这些信息；第三，受限于修建、维护以及运行方式，变更配电网的情况时有发生，具体包括设备参数属性、网络结构等等。在维护设备数据库时，需要一个可视化的信息管理系统，配电网规划的分析计算模块很多，对设备、网络参数的准确性要求很高。通过AM/FM/GIS的运用，可以实现电力系统中独立开发的应用系统的有效集成，促使完整配电网管理系统的构建，在公共数据集成服务之下，各个应用可以对其进行直接的访问；第四，对于GIS而言，用户需要对地理位置、街道等的互连关系、布局等约束条件进行考虑与分析，同时因为引入了空间数据模型，对于用户而言这些约束条件具有透明性，能够通过地图直接获取，大大简化了建模工作。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在变电站选址寻优中，可以对其空间分析与拓扑分析功能加以充分利用，以此实现对障碍物的有效避绕；第五，通过GIS技术，能够在屏幕上直观的显示出规划区域含地理背景的整个配电图，规划人员对待选变电站与待选线路路径的确定的工作量大大减小，并且可以灵活的调整方案。在配电网规划中，GIS不仅可以作为原始数据的输入接口，同时也可以用于结果的显示，此外还能够为用户操作提供界面，因此在配电网规划软件中，GIS系统作为支撑平台具有较强的可行性与适用性。
2.2 GIS系统在配电网规划优化中的应用
2.2.1 空间负荷预测
通过规划部门提供的城市用地性质与GIS的相关功能，对规划的供电区域进行划分，使其成为若干个区域，按照总量负荷预测结果，对规划水平年的区域负荷进行预测。如果每个区域足够小，那么该区域位置就属于负荷位置。实际上，空间负荷预测属于向各个区域分配总量负荷的一个过程。在配电网规划中，空间负荷预测起到了十分关键的基础作用，只有配电网供电区域的未来负荷确定下来，才能够进行后续的规划工作，例如变电站位置、容量、线路路径、型号、设备装设以及投入时间等变量的决策。现阶段，我国主要采用负荷密度法进行空间负荷预测。该方法的重点在于预测负荷密度，然而受到人为因素的影响，负荷密度的取值往往并不准确，为了有效弥补同一负荷密度的误差，可以在分类分区预测中进行简单的修正，这一方法往往得到的是比较粗略的规划结果，尤其是对于一些历史数据匮乏的新区而言，负荷密度预测得到的结果往往不甚理想。当然该方法的特点在于简单易行，计算量不大，因此可以采用神经网络与模糊算法的聚类分析方法类进行辅助，以此改进规划结果。对于一位空间负荷预测的数据收集、处理以及结果的表示而言，GIS系统是一个良好的平台，所以在空间负荷预测中引入GIS系统，可以使数据的收集量大大减少。在运用GIS技术时，首先应根据负荷性质进行划分，并对地理信息系统的功能加以运用，对区域进行划分，然后进行数据搜集。实际上，相同类的负荷存在的情况也有所差异，因此需要进行相关分析、计算以及修正，并得到准确的负荷值。
2.2.2 变电站选址与站容优化规划
变电站选址与站容优化规划指的是基于已知的各负荷容量与位置，对目标年与中间年待建变电所的位置与容量进行确定，使负荷发展雪球得到满足，并最大限度的控制投资与运行费用。首先要按照电压等级对变电站优化模型进行分类，并针对不同类型对模型进行简化与优化，并在精确计算下对投资与运行成本进行控制。对于每一个特定容量的组合，寻求的待建变电所的位置应保障目标函数最小，应运用GIS系统，对已获取的空间负荷预测信息进行分析与计算，并得出最佳方案，选择最优的地理位置。在完成变电站规划后，可以在地图上根据电压等级分层将变电站位置显示出来，用户可以通过界面上的窗体，获取相关变电站的信息，具体包括变电站的位置、规划年份的容量、变电站内变压器台数、变压器容量、变电站供电范围等等。
2.2.3 网络结构优化规划
这一部分的规划是基于负荷预测完成，并且所需投建或增容的变电站位置与容量确定的前提下进行的。网络结构优化会对年度高压、中压配电线路网架结构进行规划。模型的优化往往采用非线性混合整数规划模型。其目标函数取规划水平年配电网扩展的投资成本与年耗损费用之和，约束条件主要以负荷需求、变压器与线路容量限制、功率平衡配电网的放射状为主。系统采用的优化方法将基于最优化算法与基于规则的专家规划结合到一起进行优化。在完成该部分的规划之后，可以将各个规划年度的网络结构以及相应的线路信息显示在地图上，这些线路信息包括线路型号、线路回数、线路长度、所属供电变电所、投建年份等等，同时还可以通过地图直观的获取网络扩展信息。
3 结语
综上所述，GIS技术对于配电网规划优化的应用具有十分重要的意义，当然在应用过程中仍然存在一定的缺陷与不足，这就需要我们对此展开深入的研究，分析问题产生的原因，并提出有效改进措施，使配电网规划方案得到进一步优化，进而有效控制投资建设与运行成本，提高供电质量，为促进我国经济的发展与进步提供强有力的支持。
参考文献
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[3] 陈俞斌.论GIS系统在配电网规划设计中的应用[J].城市建设理论研究,2014,(9).
论文作者:武永平
论文发表刊物:《电力技术》2016年第3期
论文发表时间:2016/7/14
标签：负荷论文; 配电网论文; 变电站论文; 容量论文; 设备论文; 系统论文; 位置论文; 《电力技术》2016年第3期论文;