遗传算法与GIS在超特高压架空输电线路径的优化和应用研究

发布时间：2020-06-09 12:13

【摘要】：随着用电需求的增长,为满足远隔千里的用户,将建和待建有规模的输电线路。作为电力输电系统主干架的超特高压输电线实现科学与合理规划尤为重要。输电线路径规划属路径优化范畴,但有其特殊性,GIS与人工智能结合可以应用于输电线路径的规划与优化。本文构建了基于遗传算法的输电线路径优化模型、架空输电线路自动排位模型及输电线路三维显示模型,使用C#结合ArcObjects组件在ArcGIS平台上开发了相应的Add-in插件模块,并以云南香格里拉县的建塘变电站到丽江市的太安变电站的500kV的架空输电线路规划为例,进行了模型的研究验证及结果探讨,得到了以下研究成果和结论:(1)建立了基于遗传算法的输电线路径优化模型。根据遗传算法的理论模型,设计了适用于输电线路径优化的平面线形模型,选择了浮点型编码策略,构建了相应的初始种群产生方式,适应度函数,选择、交叉、变异遗传算子,算法流程等开发实现了相应的ArcGIS插件。(2)以实例探讨遗传算法在输电线路径优化上的合理性、科学性及优越性。以实例设计两组实验:一组仅考虑交通因子和另一组综合考虑各项影响因子,分别使用本文构建的遗传算法路径优化插件模块和ArcGIS中基于Dijkstra成本路径的算法进行输电线规划路径优化,得到四条路径。通过这四条优化后的路径与已建设好的路径对比,得到了在综合考虑各项因子时使用遗传算法优化得到的路径是最优,验证了所构建的遗传算法模型的合理性、科学性,以及与Dijkstra算法相比在架空输电线路规划路径优化上的优越性。(3)建立了架空输电线路自动排位模型。将DEM数据与架空输电线悬链式架设方式结合,提出一种以实时扫描地形来判断输电线对地高度确认杆塔位的模型,开发实现了相应的ArcGIS插件,并以已建线路的实际杆塔位和本模型进行排位的结果对比,验证了本模型的可行、可用,有参考和推广应用价值。(4)建立了架空输电线路的三维显示模型。结合架空输电线悬链式公式,开发实现了相应的ArcScene插件,在ArcScene中实现了架空线的三维自动绘制,结合相应的DEM、遥感影像、杆塔模型,构建了优化线路的架空线路的三维可视化显示,满足在室内的决策辅助。
【图文】：

架空输电线

架空线悬挂点位于不同高度时的悬链线模型
【学位授予单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM75

【参考文献】

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本文编号：2704672