基于最小覆盖圆及顶点加权V图的变电站优化选址研究

论文摘要

随着我国城乡配电网改造的快速发展，人们已经逐步认识到通过电网优化规划，寻求最佳电网投资决策和网络新建改造方案的重要意义。特定区域由于受环境、经济、发展潜力等综合因素影响，制定出良好的配电网规划方案，关系到该地区电网改造的投资成本、经济效益、对周边地区的影响及该地区未来经济发展速度等。变电站的位置对电力系统网络结构起着决定性作用，是电网中“承上启下”的重要环节。变电站的定位是否得当，直接关系到电力系统输电质量、电网运行的稳定性及经济性。变电站优化选就是：在一定区域范围内，寻找新建变电站的位置坐标，使某目标值(如投资和运行费用)达到最优。由于变电站位置坐标的寻优为一个带约束的复杂非线性规划问题，需要定位的变电站可能又不止一座，考虑到变电站选址需要达到多个目标要求，因此变电站优化选址又是一个多目标优化问题。本文在现有变电站优化选址研究的基础上，提出了应用顶点加权Voronoi图解决变电站供电区域划分和基于最小覆盖圆原则的变电站优化选址的新思路。主要工作如下：(1)在确定变电站经济容量和经济供电半径的基础上，以全网网损费用函数值最小作为目标，应用最小覆盖圆保证变电站到负荷点距离最短和运用Voronoi图解决变电站优化选址中负荷分区问题，反复计算、调整负荷分区和最小覆盖圆圆心，直至满足终止条件。研究结果表明，该方法可使规划过程更具交互性、规划结果更直观、方案调整更灵活。(2)在常规Voronoi图应用研究的基础上，提出了基于顶点加权Voronoi图实现变电站最佳供电区域自动划分的计算几何方法；在假设整个供电区域负荷密度相同的条件下，考虑变电站的主变压器容量大小对其周围供电区域的影响能力的不同，提出以变电站主变压器容量确定权重、以顶点加权V图划分变电站供电区域的新思路，确定了顶点加权Voronoi图的构造方法。(3)以MapInfo Professional作为独立开发平台，借助该平台具有的二次开发功能并充分利用其附带的二次开发语言MapBasic进行软件开发。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 变电站优化选址意义
• 1.2 变电站优化选址原则
• 1.3 变电站规划选址方法综述
• 1.4 Voronoi在变电站选址研究中的应用
• 1.5 本文研究的目的和内容
• 2 Voronoi图和最小覆盖圆的基本理论
• 2.1 Voronoi图
• 2.2 最近点意义下的Voronoi图
• 2.3 最远点意义下的Voronoi图
• 2.4 最小覆盖圆理论
• 2.5 本章小结
• 3 基于最小覆盖圆的变电站选址
• 3.1 变电站优化选址的假设条件
• 3.2 变电站目标函数的数学模型
• 3.3 算例
• 3.4 本章小结
• 4 顶点加权V图的变电站供电区域划分
• 4.1 加权Voronoi图的分类及意义
• 4.2 顶点加权Voronoi图
• 4.3 变电站供电区划分
• 4.4 基于变电站主变容量的顶点加权Voronoi图
• 4.5 算例
• 4.6 本章小结
• 5 基于MapBasic的软件开发
• 5.1 MapInfo技术
• 5.2 MapInfo软件开发模式
• 5.3 软件开发环境
• 5.4 系统分析
• 5.5 软件设计说明
• 5.6 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录Ⅰ 攻读硕士学位期间发表的学术论文