電力線路GIS及線路最佳搶修路徑的研究

常雪州

摘 要：伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力企業(yè)在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位顯著提升，為了進(jìn)一步提升我國(guó)在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力，電力企業(yè)必須針對(duì)實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r，對(duì)內(nèi)部體制和發(fā)展策略進(jìn)行改革和創(chuàng)新。電力線路GIS線路搶修是線路正常運(yùn)行的基本保障。在實(shí)際搶修過(guò)程中，電力線路GIS及線路搶修工作受諸多因素影響仍存在較多難題，如何解決其中存在的問(wèn)題是電力企業(yè)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。

關(guān)鍵詞：電力線路；GIS；搶修路徑；研究

在社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的大環(huán)境下，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市電網(wǎng)系統(tǒng)也越來(lái)越復(fù)雜，這為電網(wǎng)線路GIS及線路搶修工作帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)和發(fā)展難題。近幾年，GIS在電力系統(tǒng)中取得廣泛應(yīng)用，在改變傳統(tǒng)人為性和隨意性配電網(wǎng)分析管理模式的前提下，還進(jìn)一步提高了電網(wǎng)的安全性和可靠性，為配電網(wǎng)的自動(dòng)化發(fā)展提供了技術(shù)保障。下文從配電網(wǎng)的特征著手，對(duì)電力線路GIS及線路最佳搶修路徑進(jìn)行了相關(guān)研究探討。

1 配電網(wǎng)的特征

伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)取得較快進(jìn)步，要想明確電力路線GIS及線路最佳搶修路徑，工作人員必須明確配電網(wǎng)的實(shí)際特征。近幾年，GIS在電力系統(tǒng)中取得廣泛應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中利用GIS不僅可以實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)搶修路徑的最優(yōu)化，還能得到最有效的搶修路徑。由于配電網(wǎng)具有極大的分散性，其主要特點(diǎn)表現(xiàn)在：第一，變壓器、開(kāi)關(guān)刀閘以及桿塔等在配電網(wǎng)中的分布十分獨(dú)特，通常情況下以點(diǎn)狀分布為主，在GIS中可以將其視為一個(gè)點(diǎn)；第二，電路和街道在配電網(wǎng)中以線的形式分布，這種分布方式可以有效地反映出配電網(wǎng)中點(diǎn)與點(diǎn)之間的聯(lián)系；第三，開(kāi)閉所、變電站以及相關(guān)用戶所構(gòu)成的供電系統(tǒng)在配電網(wǎng)總以面狀分布為主。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，配電網(wǎng)中各設(shè)備點(diǎn)、線、面的分布特征在很大程度上具有密切的聯(lián)系此：無(wú)論是兩點(diǎn)之間桿塔距離的控制，還是電線之間開(kāi)關(guān)刀閘的掛靠均需要工作人員進(jìn)行有效控制。另外，配電網(wǎng)的供電范圍與輸電網(wǎng)的供電范圍相比明顯偏小，由于配電設(shè)施具有集中性的特點(diǎn)，這就導(dǎo)致配電網(wǎng)系統(tǒng)很容易與其他建筑物之間產(chǎn)生交叉問(wèn)題，從而降低配電系統(tǒng)的安全性和可靠性。在電力線路GIS及線路搶修過(guò)程中必須選擇最優(yōu)的搶修方案，才能從根本上提高配電網(wǎng)的安全性和可靠性。

2 電力線路GIS及線路最佳搶修路徑

眾所周知，配電網(wǎng)的故障具有隨機(jī)性，在城市發(fā)展建設(shè)過(guò)程中，配電網(wǎng)通常設(shè)置在道路附近，因此，無(wú)論哪個(gè)位置線路發(fā)生故障，搶修人員都可以將故障的位置定位在配電網(wǎng)拓?fù)鋱D的斷點(diǎn)位置，與此同時(shí)，搶修人員還可以大膽猜測(cè)故障最近地點(diǎn)的斷電就是故障所在點(diǎn)。搶修工作人員還能結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行進(jìn)一步假設(shè)，如果故障點(diǎn)就是拓?fù)涞缆窋嚯?，一樣可以假設(shè)故障點(diǎn)就在離道路比較近的斷點(diǎn)位置。這樣，就可以在很大程度上解決搶修問(wèn)題的難度，將搶修問(wèn)題順利轉(zhuǎn)化成城市交通的最短路徑問(wèn)題。

城市交通的短路徑包含的種類非常多，主要有行車距離最短、時(shí)間最短、擁擠程度最低等，以上城市交通短路徑均可以作為城市配電網(wǎng)是否存在故障的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。通常情況下，每條道路的行車時(shí)間和車流量與行車的相關(guān)條件有直接關(guān)系，例如，道路的長(zhǎng)度、等級(jí)和占用情況等，通常交通部分都有本城市的實(shí)際規(guī)定。結(jié)合配電網(wǎng)搶修的實(shí)際特點(diǎn)，電力線路GIS及線路搶修的最佳路徑應(yīng)該是行車時(shí)間最短的路徑。

2.1 數(shù)學(xué)模型

結(jié)合城市交通和配電網(wǎng)的實(shí)際情況，最短路徑問(wèn)題主要包括：某兩個(gè)階段之間的最短距離；某節(jié)點(diǎn)到其他節(jié)點(diǎn)之間的最短距離；隨機(jī)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的最短距離。只有明確以上最短路徑的實(shí)際問(wèn)題，才能建立健全的數(shù)學(xué)模型，并為解決配電網(wǎng)電力線路GIS及線路故障的搶修做出最佳的選擇。如果出行的車輛所行駛區(qū)域內(nèi)的交叉了路口組成了一個(gè)節(jié)點(diǎn)集，區(qū)域內(nèi)所有的路段將會(huì)組成邊集，節(jié)點(diǎn)道路上道路的實(shí)際運(yùn)行狀況和何種實(shí)時(shí)信息將會(huì)對(duì)搶修方法的選擇做了極大的參考作用。

2.2 影響因素

從數(shù)學(xué)模型中可以看出，影響搶修方法選擇的關(guān)鍵因素是節(jié)點(diǎn)道路上道路的實(shí)際運(yùn)行狀況和何種實(shí)時(shí)信息，它是影響最佳路段選擇的關(guān)鍵。上文中提到過(guò)，最佳搶修路徑的選擇與最短的行車時(shí)間有直接聯(lián)系，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，影響行車時(shí)間的因素有公路上的行車平均速度、交叉路口的延遲時(shí)間、交通部門(mén)的管制以及其他各種人為或者非人為因素。由于不同時(shí)間統(tǒng)一交通路段上行車流量和速度存在較大的差別，因此，道路的權(quán)值在不同時(shí)間也存在較大差異，搶修工作人員可以講一天劃分為幾個(gè)時(shí)段進(jìn)行分析，進(jìn)而提高選擇的準(zhǔn)確性。

2.3 改進(jìn)算法分析

伴隨著科技的發(fā)展，人工智能算法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。為提高本文中所購(gòu)建的數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性，搶修人員也應(yīng)該采用人工智能算法中的遺傳算法對(duì)該模型進(jìn)行合理的求解。遺傳算法的內(nèi)容有多種，不僅包括對(duì)初始群體產(chǎn)生和選擇的計(jì)算，同時(shí)包括對(duì)初始群體交叉和變異的計(jì)算。在滿足上述計(jì)算要求后還應(yīng)該對(duì)遺傳禁忌搜索算法進(jìn)行搜索使用，完成迭代過(guò)程后，直至所有結(jié)果滿足搶修要求。

綜合使用禁忌搜索法和遺傳算法，不僅可以同時(shí)增強(qiáng)兩種算法的準(zhǔn)確性，還能彌補(bǔ)每種算法中存在的不足。采用異常算法的關(guān)鍵是進(jìn)行探索，在綜合使用交叉算子對(duì)基因空間探索能力的前提下，對(duì)較大的解空間進(jìn)行準(zhǔn)確地搜索。隨著樣本個(gè)性的增強(qiáng)，原有交叉操作的隨機(jī)性逐漸衰退，冰箱相似性轉(zhuǎn)型，對(duì)個(gè)體信息搜索有極大的輔助作用。

3 結(jié)束語(yǔ)

總之，電力線路GIS及線路最佳搶修路徑對(duì)提高配電網(wǎng)的安全性和可靠性有至關(guān)重要的作用。搶修工作人員應(yīng)該在明確配電網(wǎng)搶修實(shí)際特征的前提下，對(duì)電力線路GIS及線路最佳搶修方案進(jìn)行深入探討和研究，為提高配電網(wǎng)的安全性和科學(xué)性打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李浩，胡資斌.基于魚(yú)群遺傳混合算法求解最佳搶修路徑的研究[J].陜西電力，2012（02）.

[2]洪運(yùn)澤.基于GIS的配電網(wǎng)搶修最佳線路分析[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2013（10）.

[3]陳海宏，張靜，萬(wàn)書(shū)亭.基于GIS的電力通信線路管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2013（02）.