Проектирование размещения электрических подстанций с использованием средств трассировки в ГИС
А.Б. Гадалов, С.В. Косяков
Вестник ИГЭУ, 2019 г. выпуск 4, сс. 75—83
Скачать PDF
Состояние вопроса. В настоящее время для определения местоположения трансформаторных подстанций при проектировании развития распределительных электрических сетей низкого напряжения используются аналитические методы, предполагающие определение длин будущих ЛЭП по евклидовому расстоянию, либо методы сравнения нескольких альтернативных вариантов размещения с учетом маршрутов прокладки ЛЭП. Принимаемые при этом допущения приводят к тому, что для выбранного местоположения подстанции суммарная стоимость присоединяемых к ней ЛЭП может превышать возможный минимум. Использование современных ГИС-технологий позволяет моделировать маршруты прокладки ЛЭП на карте с обходом или минимальным по стоимости пересечением существующих препятствий. Эти возможности могут быть использованы для повышения качества процесса проектирования городских распределительных электрических сетей в части минимизации стоимости строительства новых ЛЭП. Однако методы организации решения такой проектной задачи в настоящее время не нашли практического применения. Целью исследования является разработка практического метода проектирования размещения электрических подстанций в среде ГИС и его проверка с использованием реальных данных.
Материалы и методы. Использованы методы пространственного моделирования в среде ГИС, включая методы наложения, поиска оптимальных путей на графах и инвентаризации электрических сетей, а также методы дискретной оптимизации.
Результаты. Предложен и реализован в виде программного модуля ГИС метод автоматизированного проектирования местоположения трансформаторных подстанций в городских распределительных сетях низкого напряжения, который позволяет на стадиях выбора схемы сети находить оптимальный по стоимости вариант размещения. Приведены результаты исследования метода на примере проектирования схемы электрической сети одного из городских кварталов города Иванова.
Выводы. Полученные результаты подтверждают возможность применения ГИС для повышения качества принимаемых решений по выбору местоположения распределительных подстанций низкого напряжения при проектировании городских электрических сетей и могут быть использованы в составе САПР электрических сетей.
- Шакиров В.А. Программная поддержка принятия решений по размещению энергетических объектов // Вестник Иркутского государственного технического университета. – 2007. – №1(29). – С. 9–10.
- Свеженцева О.В., Воропай Н.И. Оптимизация размещения источников питания при формировании рациональной конфигурации системы электроснабжения // Электричество. – 2012. – № 10. – С. 7–14.
- Yu C., Lee J., Munro-Stasiuk M.J. Extensions to Least-Cost Path Algorithms for Roadway Planning // Int. J. Geogr. Inform. Sci. – 2003. – No. 17. – Р. 361–376.
- Bagli S., Geneletti D., Orsi F. Routeing of Power Lines through Least-cost Path Analysis and Multicriteria Evaluation to Minimise Environmental Impacts // Environ. Impact Assess. Rev. – 2011. – No. 31. – P. 234–239.
- A Prototype for Pipeline Routing Using Remotely Sensed Data and Geographic Information System Analysis / S.C. Feldman, R.E. Pelletier, E. Walser et. al. // Rem. Sens. Environ. – 1995. – No. 53. – P. 123–131.
- Collischonn W., Pilar J.V. A Direction Dependent Least Cost Path Algorithm for Roads and Canals // Int. J. Geogr. Inform. Syst. – 2000. – No. 14. – P. 67–77.
- Phillips D.T., Garsia-Diaz A. Fundamentals of Network Analysis. – Prentice-Hall, Inc.: Englewood Cliffs, NJ, 1981.
- (16) Hart P.E., Nilsson N.J., Raphael B. A Formal Basis for the Heuristic Determination of Minimum Cost Paths // IEEE Trans. Syst. Sci. Cybernet. – 1968. – No. 4. – P. 100–107.
- Dijkstra E.W. A Note on Two Problems in Connexion with Graphs // Numerische Mathematik. – 1959. – No. 1. – P. 269–271.
- Косяков С.В., Садыков А.М. Метод зонирования территории по стоимости технологического присоединения к электрическим сетям // Вестник ИГЭУ. – 2013. – Вып. 5. – С. 77–81.
- Kosyakov S.V., Sadykov A.M. GIS-based cost distribution analysis of new consumer connections to an urban power grid // Geo-spatial Information Science. – 2015. – Vol. 18(4). – P. 183–192.