Диссертация (1025823), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Каждой точке oi ставим всоответствие значение величиныλi ,обратно пропорциональное числунеподключенных потребителей, расстояние от которых до этой точки, меньшемаксимально возможной длины КЛ l max (Рис. 4.18).Рис. 4.18. Геометрическая интерпретация формулы 4.1:– неподключенный потребитель;– точка возможного места строительства новой подстанции2) Алгоритм, учитывающий длины КЛ и электрические мощностипотребителей.
Для каждого потребителя в этом случае определяем коэффициентполезности⎧ ⎛ li , j⎞⎪α Pi ⎜ − max + 1⎟ ,δi ( x j , y j ) = ⎨ ⎝ l⎠⎪0,⎩li , j ≤ l max ,i ∈ [1: O ].(4.2)иначе;Здесь Pi – электрическая мощность i-ого потребителя; α – нормировочныйкоэффициент. Геометрически, множество значений коэффициента δi ( x j , y j )108образует конус высотой α Pi с вершиной в точке ( хi , yi ) и окружностью радиусомl max в основании. За пределами основания конуса величина δi ( x j , y j ) равнанулю (Рис. 4.19).Рис.
4.19. Геометрическая интерпретация коэффициента полезности δ i– неподключенный потребительЗначения коэффициентов λ j определяем по формуле, аналогичной формуле(4.1).Геометрическаяинтерпретацияданногоалгоритмаопределениякоэффициентов λ j представлена на Рис. 4.20.Рис. 4.20. Геометрическая интерпретация формулы 4.2:– неподключенный потребитель;– точка возможного места строительства новой подстанции1094.5.Выводы по главе 41) Разработаны три алгоритма решения подзадачи 1 (задача определениячисла и мест строительства новых подстанций):• алгоритм на основе метода k-средних;• алгоритм, реализующий метод разделительной кластеризации;• эвристический алгоритм.Выполнен сравнительный анализ эффективности алгоритмов, которыйпоказал целесообразность применения эвристического алгоритма при решенииподзадачи 1.2) Для решения подзадачи 2 (задача определения варианта подключенияновых потребителей к электросети) разработаны три алгоритма:• эвристический алгоритм ограниченного перебора;• генетический алгоритм;• алгоритм, основанный на построении диаграмм Вороного.Выполнен сравнительный анализ эффективности алгоритмов, на основаниикоторого сделано заключение об эффективности применения эвристическогоалгоритма для решения подзадачи 2 при решении задачи перспективногоразвития электросети мегаполиса.3) РазработанГАрешенияподзадачи3.Выполненапроверкаработоспособности алгоритма и показана возможность его применения длярешения данной подзадачи.4) Предложены два алгоритма решения задачи координации – без учета и сучетом электрических мощностей.
Оба алгоритма основаны на управлениирешением подзадачи перспективного развития электросети воздействием спомощью параметров координации, которые вводятся в исходную структурузадачи перспективного развития электросети.110ГЛАВА5.ИнтерактивныйпрограммныйкомплексELNETПредставленные в главе 4 алгоритмы решения задачи ПРЭ реализованы вИПК ELNET. Комплекс предназначен для выполнения автоматизированногопроектирования городской распределительной сети электроснабжения с учетомее перспективного развития.
ИПК позволяет произвести проектированиеэлектросети района или города на основании данных о росте нагрузкиэлектроснабжения. В главе описаны структура и функциональность ИПКELNET, приведены типовые сценарии работы в комплексе.5.1.Функциональность ИПК ELNETИПК ELNET позволяет производить расчеты схем, состоящих из 1000 ТП,500 РП, 5000 новых потребителей. ИПК ELNET выполняет следующие функцииавтоматизированного проектирования:•автоматизированноеопределениевариантаподключенияновыхпотребителей к электросети (выбор конфигурации сети 0,4 кВ);•автоматизированное определение числа и мест строительства новых ТПи РП, выбор типа подстанций и их характеристик;•автоматизированное определение конфигурации распределительнойсети 10 кВ.Также ИПК ELNET позволяет производить следующие электротехническиерасчеты:•расчет сечения новых КЛ 0,4 и 10 кВ;•определение потерь мощности и напряжения в КЛ 10 кВ итрансформаторах;ELNET позволяет создавать файлы, содержащие сведения о структуреэлектросети в следующем формате.111Представление характеристик объектов электросетиРП :H i , hi , xi , yi .Пример: RP12345 1 55.8691 37.6912ТП :H i , Pi∑ нач , PiT , ni , xi , yi .Пример: TP12345 410 630 1 55.8792 37.6931КЛ :Н iL, j , li, j , si, j , Pi,L,j , Pilim, j , qi , j .Пример: RP12345-ТP54321 0.68 240 156 300 0ВВ :Н i , PiС , U i , M i , xi , yi .Пример: VV1 43 0,4 6400 55,8721 37,7146Общая структура файла<РП1><РП2>…⎫⎪⎬ (Сведения о РП электросети)⎪⎭<ТП1><ТП2>…⎫⎪⎬ (Сведения о ТП электросети)⎪⎭<КЛ10.1><КЛ10.2>…⎫⎪⎬ (Сведения о КЛ напряжением 10 кВ)⎪⎭<вв1><вв2>…⎫⎪*⎬ (Сведения о подключаемых потребителях)⎪⎭<КЛ0,4.1><КЛ0,4.2>…⎫⎪**⎬ (Сведения о КЛ напряжением 0,4 кВ)⎪⎭*– только для входного файла;**– только для выходного файла.112Электротехнические расчеты в ELNET производятся по методикам,предложенным в [24, 63] и удовлетворяют требованиям следующих документов:• ПУЭ – Правила устройства электроустановок [77];• РТМ 36.18.32.4-92 – Указания по расчету электрических нагрузок [101];• РД34.20.185-94–Инструкцияпопроектированиюгородскихэлектрических сетей [53];• СО153-34.20.118-2003–Методическиерекомендациипопроектированию развития энергосистем [70].Исходная информация для решения задачи проектирования электросетивключает в себя следующие сведения:()1) структура исходной электросети в виде графа G исх = Tисх , R исх , Lисх ;2) сведения о подключаемых потребителях (множество С);3) сведения о местах возможного строительства новых ТП и РП(множество О);4) параметры алгоритмов расчетов электросети (размер начальнойпопуляции для ГА, предельное число итераций и т.
д.);5) справочные данные (стоимость строительства элементов электросети,номинальные сечения КЛ и т. д.).Информация, указанная в пунктах 1 – 3 передается в ELNET в файлахформата ТХТ. При этом сведения, перечисленные в пунктах 1, 2, содержатся ведином файле; сведения, указанные в пункте 3 – в отдельном файле.Сведения, приведенные в пунктах 4, 5, содержатся в файле формата ТХТ изагружаются в ELNET автоматически при открытии программы.Выбор файлов формата TXT для хранения сведений об электросетиобусловлен тем, что файлы данного формата обладаютуниверсальностью,простотой создания, наглядностью представления информации и занимаютдостаточно небольшое место на диске в сравнении с иными текстовымиформатами (RTF, DOC).113Получаемая в результате работы ELNET информация включает в себяследующее:• схема электросети в установленном формате;• журнал с описанием проведенных в ходе работы ELNET операций,предупреждений и локализованных ошибок.С целью увеличения скорости работы ИПК, предусмотрена функцияотключения процедуры заполнения журнала.При разработке ИПК ELNET были учтены основные принципы созданияСАПР, а именно: включение; системное единство; развитие; комплексность;информационное единство; совместимость; стандартизация [21, 56,102].ПринципвключенияподразумеваетразработкуСАПРнаосноветребований, позволяющих включать эту систему в САПР более высокого уровня.Принцип системного единства заключается в том, что при создании,функционировании и развитии САПР связи между подсистемами должныобеспечивать целостность системы.В соответствии с принципом развития САПР, система должна создаваться ифункционировать с учетом пополнения, усовершенствования и обновленияподсистем и компонентов.Принцип комплексности обеспечивает многоаспектное проектированияэлементов и всего объекта на всех стадиях.Принципинформационногоединствасостоитвиспользованиивподсистемах, компонентах и средствах обеспечения САПР единых условныхобозначений,способовтерминов,представлениясимволов,проблемно-ориентированныхинформации,соответствующихязыков,принятымнормативным документам.Согласнопринципусовместимостиязыки,символы,коды,информационные и технические характеристики структурных связей междуподсистемами, средствами обеспечения и компонентами должны обеспечиватьсовместное функционирование подсистем и сохранять открытую структурусистемы в целом.114Принципстандартизацииоснованнаунификации,типизациистандартизации подсистем и компонентов, инвариантных к проектируемымобъектам и отраслевой специфики, а также в установлении правил упорядочениядеятельности в области создания и развития САПР.Разработанный ИПК ELNET удовлетворяет всем указанным вышепринципам разработки САПР поскольку использует:•входныеивыходныеобщепринятымфайлыформатом,вформатеприменяемымвТХТ,САПР,являющимсяосновнымдостоинством которого является универсальность и простота внесенияизменений (принцип включения);•объектно-ориентированный подход, который обеспечивает гибкостьструктуры ИПК и позволяет легко вносить изменения в текстпрограммы;•модульную структуру, позволяющую легко добавлять в новые модули имодифицировать существующие (принцип развития);•модель электросети, включающую в себя все объекты электросети, чтообеспечивает возможность решения широкого круга расчетных задач(принцип комплексности);•реализациявсехиспользованиеммодулейнаязыкеединыхобозначенийвысокогоуровняпеременныхС++с(принципинформационного единства и совместимости).5.2.Архитектура ИПК ELNETELNET реализован на языке С++, число строк программы – около 3400.ИПК состоит из шести следующих модулей (Рис.
5.1).•Графический модуль реализует оконный интерфейс взаимодействия«пользователь-система». Модуль также отвечает за визуализацию схемыэлектросети.115•Модуль управления (диспетчер). Данный модуль предназначен длявзаимодействия всех модулей системы между собой. Он обрабатываетполученные команды/запросы модулей и координирует процесс решения задачипосредством выработки управляющих сигналов. Модуль также отвечает заведение журнала операций и сообщений об ошибках.•Модуль ввода/вывода данных. Модуль выполняет функции считыванияи временного хранения сведений об электросети. Кроме того, после завершениярешения задачи модуль формирует итоговый текстовый файл.•Модуль решений подзадач. Это – основной вычислительный модульИПК ELNET, реализующие методы и алгоритмы решения задачи ПРЭ.ПользовательМодуль ввода/вывода данныхГрафический модульМодуль управления(диспетчер)Модуль решенийподзадачМодуль расчетапараметров сетиБаза справочных данныхРис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
