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基于GIS配电网拓扑分析方法

更新时间:2017-08-06 发布:m.1024sj.com

摘 要:凭据GIS空间数据的特点和配电网的结构特点,在分析影响配电网拓扑结构的装备属性的根蒂根基上,提出了基于GIS的配电网拓扑模子,并由此提出了一种既能哄骗GIS壮大的拓扑分析功能,又能够实用于电力系统配电网的拓扑分析方式。同时,还以停/供电模拟的实现算法来说明拓扑分析方式的具体运用。经过现实运用讲明,基于GIS的配电网拓扑分析方式具有很年夜的实用性和推行价值。

  关头词:GIS;配电网;拓扑分析Topologyanalyzingmethodandapplicationfordistribution

networkbasedonGISZHENGYong1,ZHOUBuxiang2,HEQi2(1.SouthwestElectricPowerDesignInstitute,Chengdu610021,China;

2.SichuanUniversity,Chengdu610065,China)  Abstract:AccordingtothecharacteristicsofGISandadistributionnetwork,aGISbaseddistributionsystemmodelisproposedwithanalysingthedeviceperformancesthatinfluencethetopologicalstructureofthedistributionsystem.Atopologyanalyzingmethodforthedistributionsystemisadvanced,whichcannotonlymakeu搜索引擎优化ftheGISsfunctioninthetopologyanalysisbutalsobeapplicableintheelectricpowersystemdistributionnetwork.Ithasbeenshowninpracticethattheproposedmethodisoffairlyhighpracticalvalue.

  Keywords:GIS;distributionnetwork;topologyanalysis

0引言

  地舆信息系统(GIS—geographicalinformationsystem)是一门新兴的交叉学科,它主要致力于地舆空间信息的描写、存贮、分析和输出的理论和方式研究。作为一种技术系统,它是以地舆空间数据库为根蒂根基,采用空间模子分析方式,当令提供多种空间和动态的地舆信息,为地舆研究和地舆决议计划服务的计较机技术系统[1]。

  随着地舆信息系统技术的近一步成熟和推行,GIS正年夜量地运用于我国的配电网中。由于GIS在配电网的运用,改变了传统工钱的、随意的配电网分析经管模式,给配电网的运行和经管带来了科学性和高效性,提高了配电网运行的靠得住性,为配电网自动化的实现打下了坚实的根蒂根基。

  在当前GIS的配电网的建设中,迫切需要一种将以GIS方式描写的空间数据的拓扑分析转化为电力系统能够处置的拓扑分析的方式——基于GIS的配电网拓扑分析方式。这类方式能充实地哄骗GIS的空间数据和属性数据进行直观在线分析,运行人员能直观地判断装备地具体位置和装备的属性,从而克服了传统的运行人员只能凭据拓扑示意图进行电网模拟分析、没法定位装备、没法直观地判断用户电源等弊端,同时也避免了今朝市面上GIS支持平台的拓扑分析不能运用于电网拓扑分析的为难局面[2]。

  本文从GIS的数据特点和配电网的结构特点动身,在研究配电网主要装备及其电气特征的根蒂根基上,提出了一种实用的GIS配电网拓扑模子,并在此根蒂根基上介绍了基于GIS的配电网拓扑分析算法,它能够准确地反映配电网的拓扑关系和运行情况,便于配电运行人员的经管和决议计划,经由过程现实系统的运行,证实了该方式的实用性和推行价值。1配电网的装备模子

  配电网主要包括配电变电站、开关站、配电线路、开关及配变等装备。图1给出了一个典型的配电网结构[3]。  凭据装备在配电网络中电气特征的近似性,把配电网络装备分成四部门:电源SK,开关BK,线路LK和用户UK。在图1中,毗连所有开关、母线、用户的线都称为L;而变电站母线、开关站等母线都称为电源S;所有的断路器、分段开关甚至包括熔断器都统称为开关B;所有的用户包括配变、负荷母线,在图中没有标出,只是用箭头暗示将要接用户。是以凭据上述的界说,配电网可以暗示成:


  为了进一步说明各装备的具体属性,可以把装备的模子统一界说成以下结构[3]:

  装备名

  {

  SMID;

  种别;

  装备编号;

  运行编号;

  其它

  }

  SMID:是GIS系统字段,是标识空间数据及其属性数据ID号;种别:指的是同类装备中的细分(好比:电源又包括变电站母线电源和开关站电源);装备编号:指的是凭据电力系统的一定例则对装备的统一编号,这个字段在解决分歧系统之间的联系关系很有用处,本文不作进一步的论述;其它:指的是凭据用户对系统的要求可以弥补界说。2基于GIS的配电网拓扑模子

  文献[2]提到当前年夜部门配电经管系统中的所需要的电网拓扑数据都是以GIS空间数据为数据来历,但电力系统的拓扑描写与凡是的GIS对拓扑关系的描写方式纷歧致。是以,要解决GIS配电网分析问题,首先得解决好上述提出的GIS与电力系统描写的纷歧致问题。本文提出了一个基于GIS的配电网模子,成功地克服了这个问题。

  当把配电电源Si、配电开关Bj、和用户Um都看成配网拓扑图的极点,而Ll看成拓扑图中的边,同时配电网一般不允许闭环运行,是以配电网现实上是一个变结构的开环耗散网络[4]。从这一点来说,这正是GIS网络拓扑数据与配电网的共性。在GIS系统中,网络拓扑图就是经过GPS收集回来的空间数据经由过程GIS的支持平台处置后形成的以开关、电源、用户为节点(这里的节点还包括电力系统中的T节点,但其实不完全同于电力系统中的节点),馈线为边的简单数据集,即:基于GIS的网络拓扑。是以基于GIS的配电网可以界说为:

  D=Ni,Lk|i=1,2,…,n;k=1,2,…,m(2)

Ni指的是GIS拓扑网中所有的节点;Lk指毗连所有节点的馈线。

  一样为了进一步描写GIS配电网中各元素(除T节点和工钱增加的毗连节点之外,其它元素都是指具体的装备)的具体属性,可以统一界说成以下结构:

  元素属性

  {

  SMID;

  元素类;


  SMID:是GIS系统字段,是标识空间数据及其属性数据ID号;元素类:是电源、开关、用户、馈线、结点(指的是T节点和工钱增加的毗连节点)五类;元素种别:具体的元素所代表的同类装备的细分,好比开关包括分段开关、联络开关、出线开关等;元素名称:是按调剂划定规矩命名的装备名称,好比花园变电站#1母线,而结点类不属于具体的装备,所以节点的元素名称统称为结点;元素状态:是元素所代表的装备是否运行,这对配网运行线路的着色、分析都很有用;其它:是用户额外需要增加功能还需要添加的响应属性。

  若是依照文献[3]来建立模子,GIS配网模子就需要建立节点和线模子,甚至更多。本文凭据耗散网络的特点,配电网结构的变化、结构的重构、和相关的一些计较都是由于拓扑中节点(Node)的变化而引发的,是以本文中在建立模子和拓扑分析的时辰都以节点为主,而馈线在拓扑分析中可以不斟酌。这样做不单充实哄骗了GIS支持平台的拓扑分析功能,从而也使拓扑分析时元素年夜年夜地削减,而提高了搜索运行的速度。


 



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