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基于WebGIS的城市电网规划辅助决策系统的设计与研究

杨密  
【摘要】: 城市电网规划工作是一项复杂的系统工程,具有数据量大、不确定因素多、涉及领域广以及更新变化快等特点。这些复杂性使得单纯由规划人员依靠以往工作经验已无法满足实际工作的要求。地理信息系统(GIS)具有强大的信息处理能力、空间分析能力和可视显示能力,利用GIS管理规划所需的空间数据和属性数据,将需规划的电网直观地显示于规划人员面前,使规划过程更具交互性;利用GIS的空间分析、资源分配和最佳路径选择等功能,可以缩小进行配网规划时优化规划程序的搜索空间,从而辅助规划人员避开山地、河流等不适宜的位置方便地选择变电站站址和线路走廊,使规划结果更符合实际。因此将GIS与城市电网规划工作相结合,不仅减轻规划设计人员的工作强度,而且可以从整体上提高电网规划的科学决策水平,对于电网发展具有重要的学术和现实意义。 本文在分析研究城市电网特点及其规划内容的基础上,结合计算机技术,信息技术,通信技术,以面向对象程序设计模式和GIS组件构建了适用于城市电网规划的WebGIS城市电网规划辅助决策系统,分析了系统实现的原理,对规划系统进行了总体设计,包括物理架构设计、逻辑架构设计、系统功能设计和空间数据库设计。其中对辅助规划功能模块进行了重点设计,分别构建了负荷预测,变电站选址,输电线路优化的数学模型,运用灰色系统理论和粒子群优化算法对其求解,给出了详细的设计和求解流程。同时通过规划事例验证了规划结果的正确性,科学性。输电线路的优化是本文研究的重点,结合电网规划的实际情况,以电网安全稳定为约束条件,以投资成本,运行费用,占地面积最小为目标函数对其构建数学模型,然后运用粒子群优化算法求解得到最优规划方案。本文把边界搜索策略的思想融入到粒子群算法中并应用于电网规划,以每条输电线路不过载为安全边界条件,使每个粒子都靠近边界进行搜索,实例验证改进后粒子收敛速度更快,求解结果及规划方案更加理想。 本文设计的系统,以先进的规划理论、规划方法为指导,以GIS技术为基础,与供电局已有信息系统有机结合,对实现配电自动化和电力企业的管理水平和生产效率的提高做出了一点贡献,促进了电力行业的信息化建设。


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