基于GIS地图的城市配电网故障抢修路径优化方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于GIS地图的城市配电网故障抢修路径优化方法及系统，其方法，包括：建立城市配电网抢修的静态路网模型；根据网内抢修队伍定位信息与故障点位置信息，确定抢修队伍距故障点的最短抢修路径；根据抢修队伍任务状态，基于层次分析法为抢修调度人员提供优选抢修队伍决策方案。本发明专利技术提供的实施例，当城市配电网发生故障时，根据发生故障的地点以及抢修队目前所处的位置，及时派出抢修人员到达现场，从而缩短停电时间，减少经济损失。减少经济损失。减少经济损失。

【技术实现步骤摘要】
基于GIS地图的城市配电网故障抢修路径优化方法及系统


[0001]本专利技术涉及故障处理领域，具体涉及了基于GIS地图的城市配电网故障抢修路径优化方法及系统。

技术介绍

[0002]地理信息系统(Geographic Information System，GIS)是一项以计算机为基础的新兴技术，现代信息技术的发展，使商用GIS系统逐渐成熟，GIS 系统中可包括自动制图、设备管理、客服系统、外业管理、线损管理等功能，并且还与电力企业的其他类型应用系统(自动化系统、ERP)进行互操作，GIS在电力系统规划、运行、检修、销售领域得到了广泛的应用。
[0003]GIS的主要用途是以地理信息为背景，将图形和数据库结合来描述和管理各种电力设备的参数属性及电网内的运行控制信息。在面向电网运行方面，GIS主要是与SCADA的系统结合，通过互相交换运行数据和图形数据为调度员提供准确的电网地理信息；在面向用户方面，系统还可以支持客户服务的热线服务。
[0004]国内各省电力公司所应用的GIS管理系统平台众多，有MapInfo公司 MapXtreme平台、ESRI公司的ArcIMS平台、Intergraph公司的 GeoMediaWebMap平台、雅都公司的GROW平台等，并没有形成统一的管理，各平台也是各有特点。配电GIS管理系统中的数据大部分都与地理空间信息有关，大致可分为两类：第一类是以地理坐标为基础的空间数据；第二类是描述设备或事物特征的非空间数据。
[0005]配电网故障抢修最佳路径问题，是GIS系统网络分析中的一个研究热点，其目的是根据发生故障的地点以及抢修队目前所处的位置，及时派出抢修人员到达现场，从而缩短停电时间，减少经济损失。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于GIS 地图的城市配电网故障抢修路径优化方法及系统，当前时刻路网实时通行能力，建立基于实时路网信息的路段权值计算模型，以故障点到达时间最短为目标。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种基于GIS地图的城市配电网故障抢修路径优化方法，其方法，包括：
[0008]建立城市配电网抢修的静态路网模型；
[0009]根据网内抢修队伍定位信息与故障点位置信息，确定抢修队伍距故障点的最短抢修路径；
[0010]根据抢修队伍任务状态，基于层次分析法为抢修调度人员提供优选抢修队伍决策方案。
[0011]所述建立城市配电网抢修的静态路网模型，包括：以城市配电网所属区域的道路拓扑关系为基础，依托于GIS地图技术建立适用于城市配电网抢修的静态路网模型。
[0012]所述确定抢修队伍距故障点的最短抢修路径，包括：基于贝叶斯的优选抢修队伍
决策方法，基于Dijkstra算法给出网内各抢修队伍距故障点的最短抢修路径。
[0013]所述基于贝叶斯的优选抢修队伍决策方法，包括：
[0014]从SCADA读取故障相关信息；
[0015]判断是否存在故障；
[0016]根据SCADA故障信息和开关状态在GIS基础上完成网络拓扑；
[0017]建立故障开关所在支路区域的开关上下级关系；
[0018]计算比较出现故障的概率大小；
[0019]确定故障点；
[0020]确定抢修队最优派遣方案。
[0021]所述计算比较出现故障的概率大小，包括：
[0022]已有的故障抢修研究经验说明配电网多馈线出现故障时，满足以下条件：
[0023]在假设馈线上发生多重故障的概率为0的情况下，如果用S表示开关Si所在支路Li发生故障是单一故障事件，则S1，S2，
…
，Sn构成完备事件组；
[0024]在配电网的任意一个回路中，该回路中的所有开关所在的支路故障都是等概率的，这里设为P(Si)＝P；
[0025]由于一些外界因素的影响，故障信息上传到SCADA系统时可能出现错误，这里记为q，现实中，出错的概率很小所以q<<1。
[0026]所述确定故障点，包括：
[0027]基于贝叶斯的故障定位公式为(2)；
[0028][0029]所述Dijkstra算法，包括：
[0030]首先确定源点s，对于最佳抢修路径而言，就是抢修的出发点，并且将源点纳入红点集S＝{s}，即最短路径节点集合；此时的最短距离SD(v)＝0；
[0031]算法从蓝点集中找到一个顶点，该顶点与红点集距离最短，并且将该顶点作为下一个红点，纳入到红点集中；这里的距离最短，实际上是与整个红点集合的最短，而不是单独与前一个红点的距离最短；
[0032]重复步骤，当蓝点集中仅剩下最短距离为的蓝点时，就求出了到所有顶点的最短路径；当源点和目的点之间没有连通的路径时，可以认为此时最短路径为一条长度为无穷大的虚拟路径。
[0033]所述层次分析法，包括：将决策的边权值、考虑的因素和决策对象按它们之间的相互关系分为最高层、中间层和最低层，绘出层次结构图；
[0034]根据层次分析法可以更新边权值，由公式(3)得到抢修过程总花费时间，其中，Li为道路长度，ui为平均车流速度，ai为路口速度损失；
[0035][0036]一种基于GIS地图的城市配电网故障抢修路径优化系统，其系统，包括：
[0037]静态路网模块用于建立城市配电网抢修的静态路网模型；
[0038]路径模块用于根据网内抢修队伍定位信息与故障点位置信息，确定抢修队伍距故
障点的最短抢修路径；
[0039]决策模块用于根据抢修队伍任务状态，基于层次分析法为抢修调度人员提供优选抢修队伍决策方案。
[0040]所述确定抢修队伍距故障点的最短抢修路径，包括：基于贝叶斯的优选抢修队伍决策方法，基于Dijkstra算法给出网内各抢修队伍距故障点的最短抢修路径。
[0041]本专利技术实施例提供了一种基于GIS地图的城市配电网故障抢修路径优化方法及系统，考虑当前时刻路网实时通行能力，建立基于实时路网信息的路段权值计算模型，以故障点到达时间最短为目标。当城市配电网发生故障时，根据发生故障的地点以及抢修队目前所处的位置，及时派出抢修人员到达现场，从而缩短停电时间，减少经济损失。
附图说明
[0042]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0043]图1是基于GIS地图的城市配电网故障抢修路径优化方法的流程示意图。
[0044]图2是城市配电网馈线示例图。
[0045]图3是基于Dijkstra算法的抢修路径动态协调优化算法流程示意图。
[0046]图4是基于层次分析法的抢修路径优化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于GIS地图的城市配电网故障抢修路径优化方法，其特征在于，所述方法，包括：建立城市配电网抢修的静态路网模型；根据网内抢修队伍定位信息与故障点位置信息，确定抢修队伍距故障点的最短抢修路径；根据抢修队伍任务状态，基于层次分析法为抢修调度人员提供优选抢修队伍决策方案。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立城市配电网抢修的静态路网模型，包括：以城市配电网所属区域的道路拓扑关系为基础，依托于GIS地图技术建立适用于城市配电网抢修的静态路网模型。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定抢修队伍距故障点的最短抢修路径，包括：基于贝叶斯的优选抢修队伍决策方法，基于Dijkstra算法给出网内各抢修队伍距故障点的最短抢修路径。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于贝叶斯的优选抢修队伍决策方法，包括：从SCADA读取故障相关信息；判断是否存在故障；根据SCADA故障信息和开关状态在GIS基础上完成网络拓扑；建立故障开关所在支路区域的开关上下级关系；计算比较出现故障的概率大小；确定故障点；确定抢修队最优派遣方案。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述计算比较出现故障的概率大小，包括：已有的故障抢修研究经验说明配电网多馈线出现故障时，满足以下条件：在假设馈线上发生多重故障的概率为0的情况下，如果用S表示开关Si所在支路Li发生故障是单一故障事件，则S1，S2，
…
，Sn构成完备事件组；在配电网的任意一个回路中，该回路中的所有开关所在的支路故障都是等概率的，这里设为P(Si)＝P；由于一些外界因素的影响，故障信息上传到SCADA系统时可能出现错误，这里记为q，现实中，出错的概率很小所以q<&am...

【专利技术属性】
技术研发人员：李珊，黄伟翔，梁朔，李欣桐，欧阳健娜，周杨珺，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：