基于GIS的配电网故障定位方法研究

论文摘要

随着电力系统和和地理信息系统(Geographic Information System GIS )技术的迅速发展,研究和建立适合于配电网实际应用的GIS系统对于提高配网供电的可靠性具有重要的学术和实用意义。配电网发生故障时迅速判断故障地点并隔离故障区段,及时恢复供电,是配电自动化最重要的功能之一。它对保证用户供电可靠性、提高供电质量具有重要意义。本论文对配电GIS测控区和非测控区故障定位方法进行了研究,并将研究成果应用于开发的配电GIS系统。本文分析了配电网络的特点,介绍了GIS网络模型的特点以及基于几何网络的配电网建模方法,分析研究了基于GIS的配电网拓扑分析,为故障定位的研究与实现奠定了基础。经过理论学习和工程实践,本论文获得了下面的研究成果:第一,研究了配电GIS测控区的故障定位方法,采用了基于Bayes公式的配电网故障定位方法。该方法简洁地处理SCADA故障信息,屏蔽了受干扰信息的影响,通过使用显著度比,巧妙地求出发生故障的最大区段,减少了计算量。结合GIS技术能够快速、准确地实现故障定位。第二,研究了配电GIS非测控区故障定位方法,针对非测控区的实际情况,采用了基于粗糙集理论的故障定位方法。由于粗糙集理论在处理不精确问题时,不需要提供待求解问题所需处理的数据集合之外的任何先验信息,且能够在保留关键信息的前提下对数据进行化简并求得知识的最小表达,因此适合非测控区以故障投诉作为信息来源进行故障定位的情况。对于非测控区域故障定位,当出错的投诉信息不是关键信息时,不会影响定位结果,具有良好的容错性。最后,本文将上述研究成果应用于实际的配电GIS项目中。在具体项目开发过程中,采用基于贝叶斯公式和粗糙集理论的故障定位方法,开发了该项目的故障定位功能,从而在理论上和实践上分别证明了上述成果的高效性和可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 配电GIS 研究现状
• 1.3 故障定位概述及研究现状
• 1.3.1 故障定位概述
• 1.3.2 测控区故障定位方法研究现状
• 1.3.3 非测控区故障定位方法研究现状
• 1.4 本文研究的主要内容
• 第二章 配电网网络模型与拓扑分析
• 2.1 配电网络模型
• 2.2 GIS 网络模型
• 2.3 GIS 网络拓扑分析
• 2.3.1 传统网络拓扑分析
• 2.3.2 基于几何网络的拓扑分析
• 2.4 配电GIS 拓扑分析的应用
• 2.5 本章小结
• 第三章 配电GIS 测控区故障定位方法研究
• 3.1 测控区故障定位方法分析
• 3.2 故障定位问题的数学描述
• 3.2.1 贝叶斯公式
• 3.2.2 算法模型
• 3.2.3 算例分析
• 3.3 配电GIS 故障定位算法设计
• 3.3.1 回路的确定
• 3.3.2 确定最大概率
• 3.3.3 基于GIS 的算法实现流程
• 3.4 本章小结
• 第四章 配电GIS 非测控区故障定位方法研究
• 4.1 非测控区故障定位方法分析
• 4.2 粗糙集理论概述
• 4.3 基于粗糙集的故障定位问题的数学描述
• 4.4 配电GIS 故障定位算法设计
• 4.4.1 形成原始决策表算法
• 4.4.2 属性约简算法
• 4.4.3 属性值约简算法
• 4.5 算例分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 故障定位功能在GVMS 中的设计与实现
• 5.1 电网可视化管理系统（GVMS）
• 5.1.1 系统软件配置环境
• 5.1.2 系统的总体架构
• 5.1.3 系统的总体设计
• 5.1.4 GVMS 主要模块
• 5.2 故障定位功能概述
• 5.3 故障定位数据库设计
• 5.3.1 空间数据
• 5.3.2 属性数据
• 5.4 测控区故障定位的设计与实现
• 5.4.1 测控区故障定位类 ScFaultLocation
• 5.4.2 其他的辅助类说明
• 5.4.3 测控区故障定位的工作流程
• 5.5 非测控区故障定位的设计与实现
• 5.5.1 非测控区故障定位类NScFaultLocation
• 5.5.2 其他辅助类说明
• 5.5.3 非测控区故障定位的工作流程
• 5.6 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果