[發明專利]一種基于3S技術的智能輸電網絡布設模型構建方法

有效

• 申請號: 201410052419.1
• 申請日: 2014-02-15
• 公開（公告）號: CN103870631A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 吳丹;陳志堅;解文艷;吉小恒;劉政哲;盛斌
• 申請（專利權）人: 中國能源建設集團廣東省電力設計研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06F19/00
• 代理公司: 廣州廣信知識產權代理有限公司 44261
• 代理人: 張文雄

技術領域

本發明涉及一種基于3S技術的智能輸電網絡布設模型構建方法。屬于電力系統電網建設技術領域。?

背景技術

與傳統剛性、孤立的電網相比，智能電網進一步優化各級電網控制,構建結構扁平化、功能模塊化、系統組態化的柔性體系架構，將各個部分組成有機統一的整體。從而使電網布局更加合理，同時能夠可視化的監控電網實時運行狀態，提高整個電網的可靠性和交互性，使運行和管理達到最優化。?

隨著我國特高壓電網的建設和電力體制改革的不斷深化，3S(GIS、GPS、RS)技術越來越多的被引入到智能電網的線路運行優化與管理的各個方面。基于GIS的輸電線路管理系統：該系統充分利用GIS強大的地圖管理功能和數據庫功能，通過和其他數據庫的結合，實現對輸電線路生產過程中涉及到的檢修、人員調度、工作規程和物資的調度的管理有效管理，節約了大量的人力和物力，提高了工作效率。?

智能電網就是電網的智能化，也被稱為“電網2.0”，它是建立在集成的、高速雙向通信網絡的基礎上，通過先進的傳感和測量技術、先進的設備技術、先進的控制方法以及先進的決策支持系統技術的應用，實現電網的可靠、安全、經濟、高效、環境友好和使用安全的目標。進一步優化各級電網控制,構建結構扁平化、功能模塊化、系統組態化的柔性體系架構，將各個部分組成郵有機統一的整體。從而使電網布局更加合理，同時能夠可視化的監控電網實時運行狀態，提高整個電網的可靠性和交互性，使運行和管理達到最優化。?

電力系統的電網模型是電力應用分析計算的基礎，傳統的電網模型構建方式在對地區進行地理環境信息收集以及人口分布信息進行分析時，由于受到信息技術的局限，以及需要巨大的人力進行實地地理環境和人口分布情況進行采集分析，工作量大，難以做到準確合理設置電站和線路布置，使得施工建設周期長，工程建設成本過高。?

隨著城市規模的發展和擴大，配電電網分布廣，3S技術越來越多的被引入到智能電網的線路運行優化與管理的各個方面。所謂3S技術即地理信息系統（GIS）、全球定位系統（GPS）和遙感（RS）技術，比如基于GIS的輸電線路管理系統：該系統充分利用GIS強大的地圖管理功能和數據庫功能，通過和其他數據庫的結合，實現對輸電線路生產過程中涉及到的檢修、人員調度、工作規程和物資的調度的管理有效管理，節約了大量的人力和物力，提高了工作效率。?

發明內容

本發明的目的，是為了提供一種基于3S技術的智能輸電網絡布設模型構建方法，通?過以基于3S技術對地區進行地理環境和人口分布數據為基礎，具有因地制宜、合理化布設電站和線路、實現以最低成本進行電網建設的特點。?

本發明的目的可以通過以下技術方案達到：?

一種基于3S技術的智能輸電網絡布設模型構建方法，其特征在于包括以下步驟：?

1）利用3S技術得到地區人口街巷分布圖；?

2）進行模糊C均值聚類FCM及分析；?

3）根據步驟1）得到的地區人口街巷分布圖，首先按照密度大小進行圓形密鋪設置，然后轉換為正六邊形密鋪設置；在圓形密鋪設置和正六邊形密鋪設置中，半徑和邊長的大小由該區域人口密度等級確定；?

4）利用Dijsktra最短路徑算法進行鋪設；?

利用3S系統提供的地圖信息，考慮到地形、地表建筑分布及地下地質狀況，為每條路徑進行加權；利用Dijkstra算法選擇指定變電站之間位置的最短路徑，最終確定每個點保留南北方向的邊或者是其他的邊；?

5）采用葉脈形狀分布建模，優化線路鋪設走向?

根據步驟4）Dijkstra算法得到的直線鋪設電網，采用葉脈形狀分布建模使線路鋪設的軌跡，以滿足經過用戶密集的區域，優化線路鋪設走向。?

本發明的目的還可以通過以下技術方案達到：?

作為一種優選方案，步驟2）所述進行模糊C均值聚類FCM及分析，是指：利用3S技術獲取地區的數據，采用FCM聚類分析方法，根據對象的相似性將其分成若干不同用電量區域，屬于同一類的數據應盡可能相似，屬于不同類的數據應盡可能相異；通過聚類將地形圖分為不同部分，每部分若干個緩沖區，這里假設每個緩沖區是一個基本用電單元，且其用電量分布均勻，緩沖區的半徑大小可以自主設定。?

作為一種優選方案，步驟2）所述進行模糊C均值聚類FCM及分析，具體步驟如下：?

2-1）將地區人口按密度劃分為若干等級指標；?

2-2）設置目標函數精度ε，模糊指數m，m通常取值2，最大迭代次數mT；?

2-3）初始化模糊聚類中心iz；?