基于GIS的大型配电网评估系统设计与实现(附MATLAB程序代码)(硕士)(论文37000字)
Design and implementation of the digital design transfer management system for power network engineering
中文摘要
摘要：电力系统是城市的重要基础设施，电网是电力系统的主要负荷中心，电网规划更是城市总体规划的重要组成部分，配电网是电网中最为复杂、发展最快的部分，是联系电力资源与用户的重要环节。
在大型配电网规划的流程当中，电网现状的分析和评估是至关重要的。而配电网的快速发展给规划人员提出了更高的要求。配电网的分析和评估必须建立在电网信息与图形一体化的基础上，即首先实现配电GIS子系统，再根据配电GIS子系统的基础数据，采用相应的电网评估方法、评估标准和操作规范，实现变压器和线路的负载率分析以及其他相关的指标计算和可靠性分析，得到的综合评估结果。从而深入认识配电网达到的供电能力、存在问题以及发展前景，并能够及时发现电网的故障或隐患，提出最优化的解决方案。
本文设计的基于GIS的配电网评估系统，结合公共信息模型和配电网数据模型，实现了基于公共信息模型的配网GIS图形和数据平台，能够对大型配电网进行有效的电网结构、负荷、区域合理性等的分析评估，并对基于版本的电网图形维护技术、潮流算法等技术关键点进行了分析实现，对配电网络的改进规划具有重要的现实意义,在实际应用中取得了良好的效果。
本文共分为以下六章：第一章为绪论，阐述了选题的意义、配电网评估系统发展的现状和本文的研究内容；第二章主要对GIS和IEC公共信息模型进行了概要阐述；第三章分析了大型配电网评估系统的功能需求,主要包括GIS平台功能需求和配电网分析评估需求；第四章从总体架构、配电网GIS平台功能设计、接口设计、报表设计、数据库设计、安全性设计等几个方面详细阐述了系统的设计思路；第五章对本配电网评估系统的主要功能模块及技术关键点进行了实现；第六章为本文的结论与展望。
关键词：配电网评估；GIS；电网图形维护
ABSTRACT
ABSTRACT: Power system is the important basis of the city facilities, power distribution network is the main center of power system load, The plan of power distribution network is the important part of the whole city plan . Power distribution network is the most complex ,growthing fast part and is the link between the power source and user.
The assessment of the current condition of power distribution network is important in its plan . Distribution network’s fast growthing requests the higer ability to the planners.The analysis of the distribution network must be based on grid information and graphical basis.Come first to realize distribution network GIS subsystems,and then take the corresponding evaluation method and evaluation standard and specifications, realize transformer and line load rate analysis as well as other relevant index calculation and reliability analysis, get the comprehensive evaluation results. And understanding of the distribution network to achieve power supply, problems and development prospects, and be able to discover in time and puts forward the fault or hidden danger of optimal solution.
The paper introduces a new system which bases on the GIS to evaluate the power distribution network. The new system combines common information model and Power distribution network data model，and realizes distribution network GIS graphic and data platform based on common information model for large distribution network. The new system can effective evaluate power grid structure, load, regional rationality. This paper analysises and realizes some key technologies such as trend algorithm and power distribution network graphics maintaining technology based on version. It has the important practical significance to improve the distribution network planning. This system in practice has achieved good results.
The paper includes six chapters。 The first chapter is introduction. Its main content is the value of the new system ,the current condition 。The second chapter introduces GIS and IEC。The third chapter introduces the main function of the power network, The fourth chapter introduces the function design,interface design,report design,database design, safety design and etc. In the fifth chapter,the main functions and key technologes come true.The sixth chapter introduces the conclusion and looking into the future。
KEYWORDS：GIS (Geographic Information System)；Distribution network； power distribution network graphics maintaining technology
目录
中文摘要 I
ABSTRACT II
目录 IV
1绪论 1
1.1研究背景与选题意义 1
1.2国内外研究现状综述 3
1.2.1文献检索 3
1.2.2研究综述 4
1.3本文的研究内容 5
2 GIS技术基础及IEC公共信息模型简述 7
2.1 GIS技术基础 7
2.1.1空间数据 8
2.1.2 Web GIS 11
2.2 IEC公共信息模型 11
3 基于GIS的大型配电网评估系统需求分析 13
3.1大型配电网评估管理当前问题 13
3.1.1现状调研 13
3.1.2问题分析 14
3.2大型配电网评估GIS平台需求 15
3.2.1基本图形功能 16
3.2.2地图管理 19
3.2.3业务数据清样 21
3.3配电网分析评估需求 22
3.3.1电网分析 22
3.3.2负荷分析 24
3.3.3综合分析 26
4 基于GIS的大型配电网评估系统设计 32
4.1总体架构设计 32
4.1.1体系结构 32
4.1.2网络架构 34
4.1.3应用模式 35
4.2大型配电网GIS评估系统设计 35
4.2.1图形平台设计 36
4.2.2基于元数据模型的GIS图形平台 37
4.2.3设备对象模型设计 38
4.2.4拓扑分析设计 40
4.2.5GIS图形平台访问接口设计 43
4.3系统接口设计 43
4.3.1与电力营销信息系统接口 44
4.3.2与SCADA接口 44
4.4评估系统主要报表设计 45
4.5数据库设计 53
4.5.1总体结构设计 53
4.5.2面向对象的数据模型 54
4.5.3数据库分布式设计 55
4.6安全性设计 57
4.6.1安全性整体架构设计 57
4.6.2系统与数据库安全设计 58
4.6.3应用安全设计 59
5 基于GIS的大型配电网评估系统实现 61
5.1系统开发环境 61
5.2主要功能模块实现 61
5.2.1图形功能实现 61
5.2.2电网分析实现 62
5.2.3负荷分析实现 65
5.2.4辅助管理功能实现 66
5.3基于版本的电网图形维护技术实现 67
5.3.1空间数据库版本 67
5.3.2版本管理关系模式 67
5.3.3版本控制过程 68
5.4配电网评估潮流计算实现 69
5.4.1配电网数学模型 69
5.4.2配电网评估算法 70
5.4.3Matlab实现 70
6 结论与展望 72
6.1GIS评估系统设计特点分析 72
6.2GIS系统与传统评估系统对比分析 72
6.3不足与展望 75
参考文献 77
作者简历 79
独创性声明 80
学位论文数据集 81
附录A MATLAB线路分段分析代码 82
附录B MATLAB实现配电网的评估程序代码 83
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