【摘要】配电网评估系统的建立对配电网具有重要的指导意义，而精确全面的需求分析是配电网评估系统设计与开发的关键。本文首先对配电网评估系统的业务功能进行分析，提出了其业务需求特点，接着本文利用数据流图分析了配电网评估系统的数据特点，设计了总体数据流图和各模块间的数据流图。本文所做的需求分析工作能够为配电网评估系统的设计与开发提供一定的指导意义。
【关键词】配电网评估;软件开发;需求分析
1.前言
近年来，伴随着城市建设与分布式发电的飞速发展，配电网的现状与高速发展的电力供求需求产生了相当大的矛盾。智能电网的出现与建设、分布式发电的并网、城市高可靠性供电的需求等等，这些日趋重要的因素对配电网的规划与运行提出了更严厉的要求。一方面，需要提高配电网的供电可靠性、电压质量和经济性;另一方面，还要求加强网络结构水平，提高配电网网络的供电能力;另外，还要求配电网借助信息通信网络和自动化装置实现电网信息的传输与共享以及电网运行控制的高自动化程度。因此，需要在配电网规划设计阶段对决定配电网的运行水平的各个方面进行详细地优化与设计，找出配电网运行的受限因素，弥补配电网结构与运行的短板，使其更好地为国民经济发展提供可靠的保障。为了实现这一目的，首要的就是对配电网的现状进行综合评估，故配电网评估系统的开发亟待开展，配电网评估软件需要进行全面、详细且具有针对行的需求分析。本文对配电网评估软件的业务需求和数据需求进行了详细地分析。
2.业务需求分析
业务需求是指目标客户对待开发软件系统的设计和目标所提出的高层次要求。业务需求就是系统目标，它必须是业务导向、可度量以及合理可行的。业务需求直接决定了软件开发的最终目标，是决定了客户最终体验的关键环节。
配电网评估系统是集基础数据输入、自适应权重体系计算、基本指标的计算与评分、综合指标评估、网络结构水平评估、供电能力评估、设备运行水平评估、总指标评估和评估报告输出九项功能在内的综合系统。配电网评估系统的主要业务描述如下：
（1）基础数据输入：能够实现电网公司EMS、SCADA数据格式，自定义数据格式等基础数据的识别和存储。
（2）自适应权重体系计算：能够建立配电网评估指标体系，能够根据多位专家的评分标准，计算出自适应权重体系的基础值，同时能够基于基础数据的完善程度实现权重体系的自适应修正。
（3）基本指标的计算与评分：能够根据各基本指标的计算公式与评分标准，实现所有指标的计算与评分，并存储到数据库中。
（4）综合指标评估：基于基本指标评估结果和修正后的权重体系，分别计算供电可靠性、电压质量和经济性等三个子指标，进而计算出综合指标。
（5）网络结构水平评估：基于基本指标评估结果和修正后的权重体系，分别计算变压器接线水平和线路结构水平两个子指标，进而计算出网络结构水平指标。
（6）供电能力评估：基于基本指标评估结果和修正后的权重体系，分别计算负载能力和转供能力两个子指标，进而计算出供电能力评估指标。
（7）设备运行水平评估：基于基本指标评估结果和修正后的权重体系，分别计算装备技术水平和设备运行状况两个子指标，进而计算出设备运行水平评估指标。
（8）总指标评估：基于综合指标、网络结构水平指标、供电能力指标、设备运行水平指标以及修正后的权重体系，计算出配电网评估的总指标。
（9）评估报告输出：根据以上评估结果，对权重体系、基本指标计算值与评分、综合指标、网络结构水平、供电能力、设备运行水平和总评估指标等计算结果以固定的报告格式输出，并分析配电网存在的典型问题及改进建议。
3.数据需求分析
数据流图（Data Flow Diagram，DFD）是一种图形化设计技术，其从数据传递和加工角度，以图形方式来表达系统的信息流和数据流在系统内部的逻辑流向和逻辑变换过程，是结构化设计方法的主要工具。为了表达数据处理过程的数据加工情况，需要采用层次结构的数据流图。本小节利用数据流图分析描述系统以及各功能模块的数据流动情况。
（1）系统顶层数据流图
顶层数据流图中，待开发软件系统用一个过程来表示，分析工作主要集中于待开发系统与其使用角色间的数据流动，即其输入输出数据。用户向配电网评估系统提交评估请求单，并根据相应模块功能输入基础数据;配电网评估系统向用户返回评估结果列表和评估报告;电力工程师向配电网评估系统输入评估指标体系表;系统管理员与配电网评估系统进行交互，负责用户与数据库信息的维护。系统顶层数据流图1所示。
图1 系统顶层数据流图
（2）各功能模块的数据流图
各功能模块的数据流图是对顶层数据流图的细化，详细描述了每个功能模块的输入输出数据，形象地展示了各功能模块间的数据流动情况。基础数据输入模块接收用户输入的基础数据，输出基础数据表并存储;自适应权重体系计算模块接收电力工程师输入的评估指标体系，输出修正后的权重体系并存储;基本指标计算模块根据基础数据表和内置的计算公式计算得到基本指标的计算结果并存储;综合指标评估模块、网络结构水平评估模块、供电能力评估模块和设备运行水平评估模块分别根据基本指标评估结果和修正后的权重体系计算得到各自的输出结果;总指标评估模块的输入主要包括综合指标评估结果、网络结构水平评估结果、供电能力评估结果和设备运行水平评估结果以及修正后的权重体系，其输出总指标评估结果并储存;各本地数据均存储至数据库中，保存为本次评估的详细数据;评估报告输出模块通过读取数据库中的详细数据，输出评估结果列表和评估报告。各功能模块间的数据流图如图2所示。
图2 各功能模块间的数据流图
3.结语
为了建立全面、真实而准确的配电网评估系统，本文对该系统软件设计与开发的业务需求和数据需求进行详细的分析。首先，从基础数据输入、自适应权重体系计算、基本指标的计算与评分、综合指标评估、网络结构水平评估、供电能力评估、设备运行水平评估、总指标评估和评估报告输出九项功能出发，详细地分析了配电网评估系统的业务功能需求;然后，利用层次结构的数据流图分析描述了系统总体以及各功能模块的数据流动情况。本文所做的业务需求分析与数据需求分析工作能够为配单网评估系统的软件设计与开发提供有益的参考。
参考文献
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作者简介：
任敬刚（1972―），男，山东东营人，技师，主要从事电力系统调度等方面的工作。
关键词：继电保护 供配电系统 可靠 综合自动化系统
中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）10（a）-0058-01
1 供配电系统简介
现在发电厂发电机的出口电压为10 kV，低压发电机出口电压为0.38/0.22 kV。发电厂发出的电除8%自己消耗外，其余向外输送。10 kV直接供给发电厂附近的用户，远距离的用户就要经过升压后再向外输送。输送距离与电压等级成正比，电压等级越高输送距离越远。110 kV及以下为配电线路，以上为输电线路。发电机、变压器、开关设备与输电线路等与调度管理相结合称为电力系统。供配电系统由变压器、开关设备与输电线路组成。由于电能的生产、输送和使用本身所固有的特点，以及连接成电力系统后出现的新问题，决定了电力系统的运行与其它工业生产过程相比具有许多显著不同的特点。例如电能生产和使用同时完成，正常输电过程和故障过程都非常迅速，具有较强的地区性特点，与国民经济各部门关系密切。
2 继电保护的作用
电是一种特殊产品，它不能大量储存。根据欧姆定律，电压保持不变，电流随着负载电阻（交流电为阻抗）变化而改变。当发生事故后，假如输电线路短路，短路点以后的负载阻抗就被短路，只剩下变压器与输电线路的阻抗，根据欧姆定律，阻抗减小电流就会增大，出现短路电流。电力系统容量越大发生短路事故后系统电压降越小，短路电流就越大，直接威胁到电网的稳定运行，继电保护必须迅速将故障点从电网中切除，保证电网继续正常运行。继电保护作用就是能保证在电力系统发生故障后，迅速、准确地将事故点从电网中切除，保证电力系统继续供电。
3 继电保护的四大要素
继电保护和自动装置的设计和应用应以合理的运行方式和可能的故障类型为依据，并应满足可靠性、选择性、速动性与灵敏性四项基本要求。（1）可靠性是指保护应该动作时动作，不应该动作时不动作。另外还要求继电保护设备本身运行可靠，不发生故障，要有自诊断功能。为保证可靠性，宜选用可能的最简单的保护方式，应采用由可靠元件和尽可能简单的回路构成的性能良好的装置，并应具有必要的检测、闭锁和双重化等措施。保护装置应该便于整定、调整和运行维护。（2）选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障。当故障设备和线路本身的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备、线路的保护或断路器失灵保护切除故障。为保证选择性，对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两元件，其灵敏系数及动作时间，在一般情况下应相互配合。（3）速动性是指保护装置应尽快的切除短路故障，其目的是提高系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围，提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。（4）灵敏性是指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具有必要的灵敏系数。灵敏系数应根据不利的正常运行方式和不利的故障类型计算，但可不考虑可能性很小的情况。
4 继电保护的分类
（1）继电保护按保护对象分为：发电机保护、变压器保护、线路保护、母线分段断路器保护、高压电动机保护与高压电容器保护等。（2）继电保护按保护动作性质分为：无延时速断、带延时速断、过电流、反时限过负荷、定时限过负荷、过电压、低电压、失压、纵差动、横差动、单性接地（零序过电流、零序过电压）、负序过电流、负序过电压、低频解列、不平衡电流、不平衡电压、转子单性接地、过励磁、失励与自动重合闸等。（3）继电保护按保护作用分为：主保护、后备保护与辅助保护，后备保护又分为远后备和近后备保护。远后备是在主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。近后备是由本电力设备或线路的另一套来实现的后备保护，如变压器差动与后备保护。辅助保护是为补充主保护与后备保护的功能，或主保护与后备保护退出运行而增设的简单保护。（4）非电量保护包括：轻瓦斯、重瓦斯、高温、超高温、高压电动机故障与现场工艺故障跳闸等。
5 变配电站综合自动化系统
变配电站综合自动化系统包括变配电站综合自动化装置与计算机系统。变配电站综合自动化装置除具有继电保护功能外，还具有监控功能，所以又称为综合保护装置（简称为综保装置）。大型发电机、变压器与远距离输电线路都有专用的保护，称为微机保护装置。小型变配电站一般采用变配电站综合自动化装置与中央信号箱相配合方案。
6 变配电站综合自动化装置的特点
（1）保护功能强，容易得到改善，除保护功能外，还具有监控功能。（2）可靠性高，软件分析能力提高了继电保护动作的可靠性，自诊断能力提高了装置本身的运行可靠性。（3）软件判断能力强，动作准确率高，拒动少。产品抗干扰能力提高后，误动也相对减少。（4）具有一定的附加功能，如事故与操作记录以及故障录波等。（5）使用灵活、维护与调试方便。（6）变配电站综合自动化装置本身价格不断降低，功能不断加强，工程综合造价也不断降低。（7）具有远方调度功能，便于实现计算机联网。（8）产品规格与型号种类繁杂，给设计、施工以及维护带来许多不便。
7 结语
鉴于供配电系统的特点及继电保护在供配电系统中的重要作用，应该不断加强对供配电系统中继电保护的研究，并做好继电器保护与电子技术的结合，使其在保证电力系统完全稳定运行中发挥更大的作用。
参考文献
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[2] 任元会.工业与民用配电设计手册[M].北京：中国电力出版社，2005.
【关键词】电力系统 综合自动化 控制系统
一、引言
2008年春节来临之时，我国南方遇到了半世纪未遇的特大雨雪冰冻天气，南方电网设施遭受到了毁灭性打击，一时间造成列车停运和较大部地区供电中断，使南方电网遭受了前所未有的重大考验。这次灾害留给我们的教训是深重的。电力系统自动化和现代化发展的水平，一定程度上影响着电力设施的稳定和安全。本文意在电力系统综合自动化发展状况和未来发展趋势作简要阐述。
二、电力系统综合自动化相关方面的解析
电力系统综合自动化是基于科技发展和计算机网络技术的出现而逐步形成的一个概念，是一个综合发电厂、变电站、输配网络和用户的集成概念，其概念研究和实现的主要目的就是如何更好地掌控和监视电力从出厂到供应的全过程，使输配过程更有效和通畅。电力系统综合自动化主要包括电网调度自动化、发电厂自动化(包火力和水力发电厂)、电力系统信息自动 传输、电力系统反事故自动化、供电系统自动化以及电力工业管理系统的自动化。其实质就是如何使电力在生产―传输―用户过程中实行有效自动化控制，从而实现电力供应的迅捷、损耗的最小和安全可靠。
图1三层控制系统模型电力系统综合自动化基本工作流程是，在相对的中心地带的调控中心装置现代化的计算机，以此向四周辐射网络系统，围绕这一中心的发电厂、变电站之间则设置信息服务和反馈的远方监视控制装置，并时时进行监控，从而形成了一个立体化的网络覆盖面，形成全面的畅通的信息传达和指令传输。中心计算机负责总体调控，而相关的监控设备则主要负责诸如设备操作和事故内容的记录、编制各种报表的记录处理、系统异常事故的自动恢复操作和常规操作的自动化等。在此基础上，形成以控制部件为中心，通过计算机和计算机的结合，以及终端硬件装置与控制计算机的结合，运用各种软件实现控制范围的扩大和自动化程度的深化。电力系统综合自动化采用的是分层控制的操作的方式，即在调度所、控制所和发电厂、变电站的各组织分层间，按所管辖功能范围分担和综合协调控制功能，以达到系统合理经济可靠运行目的的控制系统。当前，分层控制依据电力系统的大小一般分为二层和三层控制。具体情况如下图1和图2。
图2二层控制系统模型中央控制所相当于一个中枢神经，负责总体性的控制。主要是负荷-频率控制，主干系统的电压控制，发电厂、变电站的监视系统，系统安全监视控制，调度记录统计，发电计划系统构成。配有CPU(控制用计算机)、CDT(循环数字遥测)、TC(远方监视控制装置)、SSC(系统稳定控制装置)、VQC(电压-无功率控制装置)。中央控制所得主要功能就是维持整个系统的有效运行和设备的完整性。而中央控制所的下行任务则需要由地方控制所来完成，从而形成一个上下联动的完整系统。地方控制所主要功能是对发电厂、变电所进行有效监控。对地方系统的电压控制、安全监视、水工调度、运行记录、报告和通报发电计划与系统构成计划等等，除发电厂无功功率控制装置不配备外，其他设备功能基本与中央控制所相同，在此不一一赘述。
中央和地方控制所实际上是调度自动化的主要内容，其主要作用就是对电网安全运行进行时时监控、对电网实行有效的经济调度以及对电网运行安全分析和事故处理。这些功能的实现必须有计算机系统和数据信息传输网络为基础的数据采集与监控(SCADA)，配以自动发电控制(AGC)，经济调度控制(EDC)，安全分析(SA)等等软件来实施。
图3配电所数字型保护控制装置电力系统综合自动化对变电站保护和控制也提出了更高的要求，它必须要具有集中控制功能和有先进的继电保护和控制，并能远距离控制、抗电磁干扰；有事件记录；可无人值班；能适应全系统统一控制的需要；满足分期建设的要求。配置的基本原则体现在：分层；数据分快、中、慢速传递；保护系统通信高度优先，但不经常占用；保护具有独立工作能力；功能处理器配置成群；数据采集装置设在开关站内；数据采集装置的数量和地点应具有灵活性；备用方式的选择具有灵活性。配电变电所数字型保护控制装置构成如上图3。
城乡配电网的实现较为复杂。在实现主网、发电厂、变电所自动化的同时，国外先进的电力部门已开始用先进的配电设备装备配电系统，组成配电SCADA系统，通过光纤等通信手段控制监测城乡的配电，例如配电系统的电压电流监测、控制自动重合器、启动分路开关等。电力系统综合自动化实施的一个至关重要的手段是：数据性信息的传输必须有一个可靠的调度通信网，传输电力生产过程中的安全监测数据，生产调度数据、远动数据及行政、财务、供应及计划管理数据等。电力系统综合自动化中的信息传递主要分为从上至下和从下至上两种方式。从上至下的信息传递一般称为下行信息传递，主要是从各级控制所下达到发电厂、变电站的指令和操作信息，从下至上的信息传递一般称为上行信息传递，就是传达判断、处理所需信息。
三、我国电力系统综合自动化的发展方向
我国电力系统综合自动化的发展方向就是全面建立DMS系统，通过DMS系统，一，可以提高电气综合管理水平，适应现代电力系统技术发展的需要；二，使电气设备保护控制得到优化，消除大面积停电故障，提高供电系统的可靠性；三，能够建立快速电气事故处理机制，使故障停电时间减到最短，对生产装置的影响也可以大大降低；管理人员可以随时掌握整个电力系统运行情况以及电流。电压、电量、功率等各种运行参数，实现电力平衡、负荷监控、精确计量和节约用电等多种功能；四，改变了现行的运行操作及变电值班模式，实现了真正意义的无人值守变电站管理方式，达到大幅度减员增效的目的。
四、对电力系统综合自动化的几点思考
电力系统综合自动化是一个集传统技术改造与现代技术进步于一体的技术总体推进过程。虽然，当前电力系统的综合自动化已经进入以计算机技术和监控技术开发为主要标志内的阶段，但对于我国这样一个电力需求大、电网建设复杂而电力系统综合自动化改革开始较晚的国家来说，在追赶先进技术的同时，还必须要注重对传统技术和设备的改进，只有这样才能保证电力系统综合自动化的早日全面实现。
参考文献：
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【关键词】配电网 电能质量 电容器 综合优化 无功补偿
1 概述
西北地区面积广阔，用电不集中，大量新能源并网，存在着电网结构不合理、供电半径大、馈线线路长、导线截面细、无功补偿能力不足等问题。同时由于配电配网使用大量的农业机械，农业机械几乎都是感性负载，负载无功比例大，导致农网无功污染严重，可靠性受到极大的影响。西北电网负荷变化明显，全年不同时间段和不同季节，其电能质量呈现不同的特性，导致配电网的无功需求量经常波动，并且波动范围大。由于以上原因，西北电网呈现以下显著特征：一是电网建设基础薄弱，偏远地区农网配置低，末端电压随着季节出现阶段性偏高或偏低现象；二是电网老化快、电能质量差、供电不稳，三相不平衡现象严重；三是配电网线损大，故障多，输电成本高。因此，保证配电电网电压质量成为需要解决的首要问题。
2 西北地区配网电能质量优化设备现状
西北地区配电网无功补偿装置绝大多数采用并联电容电抗器投切方式，也有少量采用可控硅平衡电抗器调节方式（SVC），配电网无功补偿装置多集中于10kV以上线路，而极少有0.4kV配电网加装无功补偿。相比于0.4kV电网的无功补偿，目前加装于10kV线路的无功补偿装置，虽然对降低配电网的线损帮助不大，但可集中补偿，单机容量大，安置于变电室内部，安装方便，维护工作量小、成本相对较低，目前被普遍采用。而在0.4kV电网加装传统电容投切无功补偿装置，存在如下问题：设备单机容量小、造价高；安装位置分散，难以维护，易过补偿或欠补偿；终端电网工况复杂，补偿装置易发生谐振，故障率高；电容器寿命短，运行成本高；无功功率固定或阶梯补偿，难以适应用电设备无功的大幅度变化。
3 基于IGBT技术的电能质量综合优化装置（MEC）技术原理
电能质量综合优化装置（MEC）的基本原理是由大功率电力半导体器件IGBT构成的桥式逆变器电路，采用PWM空间矢量控制，并联连接在0.4kV配电网线路上，其等效为一个输出电压、电流、相位可调的电压＼电流源，向电网发出或者吸收无功电流，并可输出叠加有高频成分的电流波形，以抵消电网线路中的高次谐波。达到改善电能质量的目的。
电能质量综合优化装置（MEC）由两大部分组成，即指令电流运算电路和补偿电流发生电路（由电流跟踪控制电路、驱动电路和主电路三部分构成）。其中，指令电流运算电路的核心是检测出补偿对象电流中的谐波和无功等电流分量，因此有时也称之为谐波和无功电流检测电路。补偿电流发生电路的作用是根据指令电流运算电路得出的补偿电流的指令信号，产生实际的补偿电流。
电能质量综合优化装置MEC应用系统原理为：变电站将输电网高压降为10kV，经1#、2#……N#变压器（10kV/0.4kV）向最终用户供电，传统方案是在变电站变压器10kV出口加装无功补偿装置，如并联电容、SVC或SVG，使用该方案时，10kV配电网线路存在大量无功电流，无功电流经1#-N#变压器流入最终负荷。采用MEC电能质量综合优化装置后，变电站变压器10kV端将不需要向低压配电网提供无功，10kV配电网线路功率因数接近于1，只存在有功电流，负荷及1#-N#变压器所需要的无功电流全部由MEC装置提供，10kV/0.4kV配电网变压器的最大容量得以有效利用。同时，由负荷产生的高次谐波、电压闪边、三相不平衡等影响电网质量及安全性的问题，都通过MEC装置得到解决，变电站将只负担有功功率的传输，有效容量得以大幅度提升。
4 配电网电能质量综合优化装置（MEC）的应用效果
4.1 配电网电能质量综合优化装置（MEC）的现场应用
某台区负荷是三相生产用电与单相负载混合用电，由于单相用电的不同时性及临时性，导致台区三相不平衡问题突出。针对这种情况，我们进行了电能质量优化装置（MEC）改造，并利用台区配变集采系统连续采集安装前后十天同一时间段数据进行对比，效果如下：
（1）三相不平衡治理情况：三相电流不平衡度由安装前的34.1%下降至9.4%，满足变压器运行规程不超过15%的要求。台区三相电流不平衡问题得到有效治理。同时改造前台区三相负荷不平衡导致的中性点电压偏移，三相电压差别较大，常超上限和越下限。电压在240V以上的情况时有出现，最高到248.5V；台区电压低于220V情况经常出现，最低到211V。装置投入后台区电压超240V的情况很少出现，最高到241.1V；没有出现电压低于220V的情况。
（2）无功功率治理情况：台区本身无功缺口较小，在10-20kvar之间，装置投入运行后补偿无功的速度很快，台区无功功率基本在-1.0kvar至-2.0kvar之间。装置无功投入超出了负荷侧需求，需要控制无功输出。
4.2 配电网电能质量综合优化装置（MEC）节能效果分析
电网线路及变电电能损耗约为发电厂总输出电量的15%左右，其中配电网的线损约占8%以上，0.4kV配电网加入MEC电能质量综合优化装置后，根据类比数据，可降低电网线路、变压器等损耗4%以上。
以一台200kVA的10kV/0.4kV配网变压器为例，西北地区一般低压配电网变压器运行功率因数为0.7～0.8，按0.75计算，该变压器实际输出有功功率150kW，实际输出无功功率132kVar，装配一台150kVA的配电网电能质量综合优化装置（MEC），即可实现无功完全补偿，按节电率最小4%计算，年运行时间8000小时，则年节约电量约为48000度，节约电费（每度按0.4元计）19200元。
5 结语
综上所述，对低压配电网采用基于IGBT技术的电能质量综合优化装置（MEC）改造，经前后测试对比，补偿的效果显著，达到即无功补偿又治理谐波的目标。是改善西北地区配电网质量问题的有效途径。有利于大幅提高配电网实际输电容量，提高配电网变压器运行的安全性及工作寿命，节约配电网建设费用。
参考文献：
[1]陈志业，尹华丽，.电能质量及其治理新技术[J].电网技术，2002年07期.
【关键词】煤矿中央变电所；控制电源；新型供电系统
目前，国内煤矿中央变电所供电系统普遍采用单一形式的隔爆型高压真空配电装置，用于控制、保护和测量三相交流中性点不直接接地的供电系统，并可直接启动高压电动机。而这种供电系统由于存在技术上的不足，即控制电源的不稳定性，使得煤矿中央变电所经常发生越级跳闸、断路器拒动等现象。针对上述问题，笔者介绍一种新型煤矿中央变电所供电系统的设计思路。
1 传统的煤矿中央变电所供电系统存在的技术问题
国内传统的煤矿中央变电所采用单一形式的隔爆型高压真空配电装置，其供电系统结构如图1所示。
1.1 该供电系统存在的技术问题
（1）从图1可看出，虽然该系统有双电源供电，但目前矿用隔爆型高压真空配电装置还不能做到当一路电源出现故障时，另一路处在热备用中的矿用隔爆型高压真空配电装置能在很短的时间内合上（有的煤矿企业通过人工将另一路备用电源合上）。随着煤矿自动化技术的实施，如何实现煤矿中央变电所备用电源的自动、准确、可靠地投入，减少备用电源投入时间是煤矿面临的一个实际问题。
（2）当供电线路的任一台出线柜出现接地故障时，那么所有的高压真空配电装置就会出现零序电压，每台高压真空配电装置就会检测到零序电压。由于零序电压值受电压互感器的容量、测量误差和综合保护器的检测精度的影响，很容易出现每台高压真空配电装置检测到的零序电压值不一样，这给综合保护器的判断带来不确定性。将电压互感器安装在断路器小车上不利于隔爆腔体的小型化。
（3）由于母线联络配电装置的电源只能在一端获得电源。所以，在一路电源出现故障，另一路如何将控制电源送到综合保护器中去控制断路器合闸，是煤矿普遍存在的问题。
1.2 该供电系统控制电源存在的技术问题
高压真空配电装置的控制和操作回路有直流操作电源和交流操作电源2种。目前矿用隔爆型高压真空配电装置的控制和操作电源采用交流操作电源，它通过电压互感器将一次主回路电压变换为100V供断路器和综合保护器使用。在采用微机综合保护器以后，继电保护跳闸由微机综合保护器的跳闸继电器的输出接点接通分励线圈控制，微机综合保护器的控制电源与合分闸电源的可靠性必须保证，本身的供电电源的可靠性也必须得到保证，以上任一电源出现故障，继电保护回路都会拒动。这就是微机综合保护器用于交流操作的矿用隔爆型高压真气配电装置时出现的新问题。
由于煤矿井下环境比较恶劣，供电线路的可靠性无法得到保证。在高压真空配电装置的母线和出线发生短路故障时，母线电压突然下降很多，难以保证继电保护动作的可靠性。
为此，《JB8739-1998矿用隔爆型高压真空配电装置》第5.3.4.3规定短路保护采用复式电源应满足下述要求：当配电系统发生近端短路、电源电压为零、电流互感器一次通过4倍额定电流时，其二次电流源绕组的输出应为25V·A（负载电阻为25Ω），使断路器可靠分闸。而断路器能够可靠分闸使用的电流源及母线电压主要受下列因素的影响：
（1）标准规定短路点为近端短路，电源电压为零；短路时产生的电流在电流互感器二次侧形成的电压及容量是否能够推动断路器的分励线圈（考虑失压线圈失效）。
（2）电流互感器的磁滞饱和曲线；电流源变压器磁滞饱和曲线以及输出容量。
（3）如果短路点介于近端和远端之间，此时线路的残压是否能够满足高压真空配电装置控制电源的需求。
2 新型煤矿中央变电所供电系统介绍
新型煤矿中央变电所供电系统主要由中央变电所的新型供电系统和直流操作电源控制系统2个部分组成。
2.1 新型供电系统
新型供电系统结构如图2所示。
2.1.1 新型供电系统采用的断路器
矿用隔爆型高压真空配电装置的断路器目前主要有弹簧操作机构断路器和永磁操作机构断路器2种。弹簧操作机构断路器在弹簧进行储能时，需要从电压互感器获得比较大的电流。而永磁操作机构断路器由于在充电回路中限流电阻的存在使得电压互感器的容量相应要比弹簧操作机构断路器的电压互感器小很多。所以，新型供电系统采用永磁真空断路器。
2.1.2 新型供电系统的组成
从图2可看出，该系统主要由以下几种隔爆型高压真空配电装置组成：
（1）进线隔离开关配电装置：进线隔离柜用于对电源进行有效的电气隔离，并和另一路的电源进线隔离柜进行电气闭锁。
（2）电压互感器配电装置：将每台电压互感器柜的输出电源引到双电源切换装置，并通过控制电路对蓄电池进行浮充电。同时，电压互感器柜提供零序电压信号，为别的矿用隔爆型高压出线柜电缆是否接地的判断提供依据，减少由原来每台电压互感器和测量回路形成的误差，并依据综合保护器检测各回路的零序电流形成判断依据。
（3）母线联络配电装置：母线联络柜是在保证1号或2号回路出现问题时进行有效的故障隔离，防止故障进一步扩大；或当母线联络柜出现故障时形成分裂运行状态，确保各自回路能够正常运行。
（4）出线配电装置。
2.2 直流操作电源控制系统
2.2.1 双电源装置一次系统
随着永磁真空断路器在煤矿的推广应用，采用直流电源作为矿用隔爆型高压真空配电装置的控制和操作电源成为可能，直流操作电源具有供电可靠性高的优点。
2.2.2 主要功能
（1）为保证控制的可靠性，双电源装置具有双电源输出：一路作为断路器的工作电源，一路作为综合保护器的工作电源。这两路电源相互独立。
（2）具有实时直流电压、电流检测、显示功能。
（3）由于煤矿井下比较潮湿，增加了输出直流电源的绝缘监视功能。
（4）具有通信功能，能够传输直流电源装置的基本信息。
（5）具有可靠的开盖直流放电回路。
2.3 矿用隔爆型高压真空配电装置设计更改内容
（1）将原来每台高压真空配电装置的电压互感器去除，采用专门一台电压互感器配电装置，有利于高压真空配电装置的小型化；
（2）每台高压真空配电装置增加了开门断控制电源的机械闭锁装置；
（3）将电流互感器电流源绕组恢复为原来保护测量功能，降低了原来测量、保护公用一组绕组而引起的磁滞饱和现象，使综合保护器测量的电流值更加准确，范围更宽。
参考文献：
[1]张宏伟，吕洪生，颜之静.矿用高压配电装置的信号采集设计[J].山东煤炭科技，2009（1）.
[2]丁宁.井下高压配电装置微机综合保护器的研究[D].焦作：河南理工大学，2009.
关键词：输电线路；系统管理；功能模块
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.04.140
0 引言
随着我国经济的发展和电力普及进程的加快，社会的发展越来越依赖电力设备的供应，需要供电企业不断提供高品质电源，以实现社会现代化目标。完善的输电线路管理系统不仅需要保证基础运行速度，还要开发更高品质的电力科学技术和高效的信息管理系统，才能实现电力企业与社会经济发展协调运作，同时，创建专业化的输电线路管理系统是输电管理部门的迫切需要。
1 我国电力管理系统调度概念
我国地区电网调度以10V为界限分为配电控制管理和地区调度两部分，配电制度管理主要运用配电管理系统功能（DMS），地区调度采用部分能量管理系统功能（EMS），DMS与EMS二者最明显的区别在于前者负责配电和负荷，后者在于发送电力与输送电力，在输电线路管理系统中，EMS主要功能即网络安全分析、数据的整理与监控（SCADA）、能量掌控（发电调控和发电计划），而负责配电系统和配电调度中心的配电管理系统（DMS）主要功能是负荷管理、网络分析、负荷控制以及SCADA。我国电力管理系统实行两级调度制度，即地调管理输电线、输电变压站与配调（500KV--35KV），管辖的地区电网属于次输电系统，配电控制中心简称配调，负责配电线、配电变压站、以及馈线和负荷（10KV--220KV）。在PMS中，输变配设备的管理均存在逻辑和物理两个概念，在不同的应用情况下使用不同，PMS与OMS、ERP、可靠性周边系统进行横向集成。
2 输电线路安全管理系统
（1）运用MIS系统促进输电线路发展途径。MIS系统作为输电线路日常安全管理的输电系统，目前运行客机/（C/S）结构体系与三层机构体系两种系统，使系统可维护性和可拓展性增强，安全性能得以改善，电力公司可以提供敏感商业机密服务业务继而放入专业的服务器上进行检索，安全实现“零客户”管理，即不需要安装客户端软件，客户直接在Internet用户端应用运行即可，由于其本身具有数据规范与模糊查询等功能，为运行维护、设备修理、智能服务提供有效支持，从根本上维护供电公司输电线路上安全生产管理实施。（2）加强雷达定位对输电线路的有效监管。雷达定位系统对输电线路安全开展具有积极意义，在电路输送过程中有效利用雷达定位功能，从根本上解决工作人员操作问题，减少企业财政方面的支出。在雷暴天气情况下，应用型雷电定位系统开启能够实时监测偏远地带供电情况，高效预测某一时间段、某一地域的雷电活跃情况，消除基层工作人员雷雨天气高空作业触电的隐患，保障了带电工作人员与检修人员的生命财产安全。（3）利用GIS系统提升输电线路安全层次。输电线路周围环境整洁程度决定了杆塔外壁是否处于绝缘状态，GIS输电系统通过将路面清洁水平与绝缘情况结合分析，使工作人员能够在电脑地图上直观、清晰掌握线路周围的污染源，GIS系统为清除线路污点和路面积污提供了前所未有的便利，确保设备安全高效的运行。GIS系统不但可以检查出全区线路的污秽情况，而且可以将输电塔实际基本信息、坐标定位以及相关发电材料以特殊的电脑数据程序存储在硬盘中，这样管理者可直接运用数据分析、检修、查询输电线路等方面的信息，为输电线路提供了一个安全智能的综合信息平台。
3 输电线路信息管理系统
适当增加信息数据库的建造，数据库建设是实现信息管理系统的核心基础，数据库的选择要从功能、性能、稳定性、兼容性等方面因素综合考虑。目前我国广泛应用的数据库系统有微软SQL Server数据库、Sybase关系数据库、Oracle关系数据库三种数据库运营平台，对数据库的选用，一方面要靠结合本地区管理信息系统的实际情况，适当考虑扩充运营模式方式，消耗费用和操作流程都是重点考察对象。因此，我国输电信息系统经过反复实践与研讨，最终选用Microsoft SQL Server 2000数据库。数据库管理系统是输电线路管理设计的重点，它由主干模块与子模块功能相互作用影响，进而形成当今完善稳定的输电线路信息管理系统。
4 整体系统管理与功能模块分析
（1）系统整体管理分析。电力输送线路是一个复杂而庞大的体系，输电线路整体结构设计采用工程原型法，供电公司电力输送系统主要包括任务管理、系y管理、运行管理、监控管理、缺陷管理、维修管理、状态管理、存储管理、工程项目管理和综合管理等模块，进而根据有关线路和数据的整合、归类、整理形成各个主干业务的子系统业务，即运行管理、试验管理、安检管理、档案管理，除了档案管理其余三种管理类型都要送至专业部门进行查询检查。对每个主任务肢解划分透彻贯彻实行，进行大数据分析对比，最终实现数据类型完整一致的规范检测，与前后分析结合对比检查，确认无误后方可进行综合归纳，从而达到全面化、严格化、科学化的输电线路管理系统。
（2）系统管理功能模块分析。各种主干业务进一步划分为小型业务即子模块，系统管理包括用户管理、打印、打印预览、打印设置等子模块；任务管理包括任务查询、统计员工、组织员工等子模块；线路安全管理有季度审查、检修任务票、修调计划、大修记录等模块；运行管理包括线路巡视、线路故障、特定地区等模块；线路台账管理包括架空线路台账、杆塔数据统计、台账查询统计、查看地形等子模块。每一个系统输电设备下都有与之对应的模块体系，它存在于基本的线路信息上，作为整个功能系统稳定有序运行的必经途径。
综上所述，作为电网的重要环节，运用MIS、GIS等系统实现输电流程上的准确掌控，应用到实际的开发生产中，使输电线路系统逐步走向标准化的轨道，为输电线路管理工作逐步信息化、科学化提供了发展动力。
参考文献：
关键词：输配电系统规划；遗传算法；最短路算法；启发式方法
1、引言
从物理或数学意义的角度讲，不同电压等级网络的综合规划对获得全局最优解，得到总体上最大的经济效益是必要的。然而，输配电系统的同时综合规划长期以来并不被人们所重视，在实践中，人们普遍采用将各电压等级系统分层规划的策略。造成这种状况的原因主要是：
①输配电系统的网络结构不同，进而导致优化算法不同；
②各电压等级综合规划导致问题规模激增。另外，各级电网的分层管辖也是造成分层规划的一个实际原因。
本文对多电压等级、不同网络结构的输配电系统综合规划问题进行了研究，提出了基于知识的最短路遗传算法的解决方法[1].文献[1]利用最短路遗传算法求解了配电系统重构问题。实际上，网络规划问题与网络重构问题可被看成一类问题，只不过是弧费用的计算方法不同而已，即规划问题的弧费用需要用分段函数来表示，从而考虑固定投资和不同的线型。
2、不同电压等级的开环系统综合规划
在电力系统中，为了避免电磁环网，高中压配电网必定是开环运行的。这时就能利用能生成树状网络的最短路遗传算法来求解不同电压等级的开环系统综合规划问题。对于规划问题中根据安全性和可靠性的要求需要闭环设计的系统，可以先应用本文的方法得到树状网络，然后采用文献[2]的方法进行专门的联络线优化，以构成环网。最短路遗传算法是在同一个电压等级中实现的[1]，这样才能直接将负荷潮流迭加到各弧的流量上。对于多电压等级系统，只需仿照标幺值计算的原理将各电压等级的电气量折算到某一选定的电压等级上，就可以采用最短路遗传算法进行网络的全局优化。
3、开环与非开环混合输配电系统综合规划
如果需要进一步将开环与非开环系统综合规划，或配电系统允许弱环运行，最短路遗传算法就不能直接应用了。
但是，经过下述2个改变以后，最短路遗传算法即可近似地求解上述问题了。
3.1节点入度限制
首先，应允许在不需要放射运行的节点构成环。这可通过检测和限制节点入度数的方法来实现。最短路遗传算法中，在形成寻路网络Gm时，当某个中间节点k的入弧数Nin-x-m=1时，则其余指向该节点的有向弧（潮流必为0）均舍弃，这保证了最终形成的网络为放射状。现在，对每一节点规定最大入弧数，即最大入度Nin_k_MAX，若节点k属于放射状运行系统，则令其为1，否则令其为该节点最大允许的进线数。Nin_k_m记录节点k入弧数的变化情况，其初始值为0，并有机会逐渐增加。当时，其余指向该节点的有向弧（潮流为0）均舍弃。即实现了不同运行方式系统对网络结构的要求。经过以上改进的最短路遗传算法就可以解决开环与非开环系统综合规划在网络结构方面的要求。虽然，从原理上说它得到的只是较优解。
但可证明当各负荷大小趋近于0时，这种方法得到的解就会与全局最优解一致。当负荷越大时，其解越可能偏离最优解，因为此时该负荷有很大可能是由多个实际电源点供电。由于负荷通常在较低电压等级，而允许成环网运行的网络是在很高的电压等级，且低压负荷的容量比高压环网系统中元件的容量要小得多，所以，可近似地认为负荷点是由一个（实际）电源点供电，因此用最短路遗传算法获得的解将接近于实际最优解。
3.2有功潮流
由于网孔的出现，使得以负荷复电流（或功率）直接迭加构成线路中潮流的方法失去了合理性。因为只有一个虚拟源点，对于同时由2条以上供电路径供电的节点来说，可能会导致矛盾的节点电压。为了避免这种情况，此时可只考虑有功功率的优化。实际上对于允许环网的系统规划问题，现有的方法[3]也全是只考虑有功优化，而无功配置和电压控制由专门的无功优化来完成。这是因为：一方面，无功设备的投资一般要比线路、变压器和有功电源的投资小得多；另一方面，无功潮流在一定程度上可独立于有功潮流的控制。
4、基于知识的高效最短路算法
尽管最短路遗传算法不会有维数灾问题。
但是基本的Dijkstra最短路算法的计算时间复杂性是O（N2），其中N是规划问题的网络流模型的节点数，因此，基于最短路算法的局部优化算法的计算时间复杂性是O（N3）（认为负荷数与节点数成一定比例）；若遗传算法的种群个体数和最大代数取固定值，则最短路遗传算法的计算时间复杂性是O（N3）。可见随问题规模的增大，最短路遗传算法的计算时间也将很长。实际上，直接在输配电系统规模非常庞大的网络上利用常规的最短路算法为某一个负荷点寻找供电路径是很不必要的。对于一个负荷点来说，整个系统中可能为其供电的元件只是很小的一部分。如果能根据输配电系统的实际信息把这一小部分元件提取出来后再应用最短路算法，则最短路算法的寻路时间将大大缩短。而由前面的分析可知，最短路算法的计算时间复杂性决定了整个算法的计算时间复杂性。我们称这个被提取出来供寻找负荷m的最经济供电路径的网络为寻路网络Gm.用以提取寻路网络的方法应具备以下特点：
①易于计算机实现。
②在保证不丢失最优解的基础上，尽可能缩小寻路网络。下面，以一个实例来说明如何实现基于输配电系统知识的最短路算法。
若现有10kV，66kV，220kV，3个电压等级系统，要寻找负荷m的最优供电路径，则可按以下步骤提取寻路网络Gm.
（1）将输配电系统按电压等级分层，负荷点通常在最底层10kV层，虚拟电源点在最高电压等级层220kV层。
（2）定义元件Aij到负荷点m的距离为式中为元件Aij的起点坐标；XB-ij、yE-ij为元件Aij的终点坐标；Xm、Ym为负荷点m的坐标；Kij-m为元件Aij到负荷点m的距离调节系数，通常取1，可用于考虑一些特殊供电情况。按最大供电半径Rm选择出可能给负荷点m供电的10kV区域：若10kV元件（线路、变压器或变电站）与负荷点m的距离大于Rm，则认为其不可能为m供电，因此不加入寻路网络。反之，则将相应的元件加入负荷点m的寻路网络。
（3）通常希望尽可能通过具有主干线型或可靠性高的主干网络传送电能，并且减少电能在主干线型和次要线型间的转换。因此，规定最大精细寻路半径rm.在此半径之外，凡是具有非主干线型或位于次要分支线路或非主干路由（对于规划问题由于许多路由上线型未确定，因此这里用“非主干路由”一词）上的元件都不加入寻路网络，而在此半径之内的元件全加入寻路网络。
（4）经上述步骤形成的10kV系统范围内的寻路网络Gm_10包含有若干66kV/10kV变电站，它们对于10kV负荷点m来说是可能的供电点，而对于66kV系统来说是可能的负荷点。对这些变电站的每一个均采用与步骤（2）、（3）类似的方法，可得到其在66kV系统范围内的寻路网络，这些网络的并集构成负荷m在66kV系统范围内的寻路网络Gm_66.
（5）同理，Gm_66中所包含的220kV/66kV变电站也可看成220kV系统的负荷点。采用与步骤（4）同样的方法可获得负荷点m在220kV系统范围内的寻路网络Gm_220.当然，Gm_66中也可能包含发电厂，此时，可认为其是通过一条无损耗、无费用的虚拟弧，由设于220kV系统的虚拟源点供电。
（6）获得负荷点m在整个输配电系统的寻路网络为显然，经过以上步骤处理后，得到的负荷点m的寻路网络Gm要比初始的整个网络要小得多，因此最短路算法的计算量也将大大缩小。
5、结论
本文对多电压等级、不同网络结构的输配电系统的综合规划问题进行了研究。在解决了电压等级折算问题后，给出了基于最短路遗传算法的纯开环输配电系统综合规划的方法。以此为基础，通过控制节点出入度，并且只针对有功潮流进行优化，又提出了开环与非开环混合的输配电系统综合规划问题的近似解决方法。为了解决输配电系统规模大而造成的计算量问题，给出了基于输配电系统知识的最短路算法的实现方法。
参考文献
[1]余贻鑫，段刚（YuYixin，DuanGang）。基于最短路算法和遗传算法的配电网络重构（Shortestpatyalgoithmandgeneticalgorithmbaseddistributionsystemreconfiguration）[J].中国电机工程学报（ProceedingsoftheCSEE），2000，20（9）：44-49.
关键词：输配电系统规划；遗传算法；最短路算法；启发式方法
1、引言
从物理或数学意义的角度讲，不同电压等级网络的综合规划对获得全局最优解，得到总体上最大的经济效益是必要的。然而，输配电系统的同时综合规划长期以来并不被人们所重视，在实践中，人们普遍采用将各电压等级系统分层规划的策略。造成这种状况的原因主要是：
①输配电系统的网络结构不同，进而导致优化算法不同；
②各电压等级综合规划导致问题规模激增。另外，各级电网的分层管辖也是造成分层规划的一个实际原因。
本文对多电压等级、不同网络结构的输配电系统综合规划问题进行了研究，提出了基于知识的最短路遗传算法的解决方法[1].文献[1]利用最短路遗传算法求解了配电系统重构问题。实际上，网络规划问题与网络重构问题可被看成一类问题，只不过是弧费用的计算方法不同而已，即规划问题的弧费用需要用分段函数来表示，从而考虑固定投资和不同的线型。
2、不同电压等级的开环系统综合规划
在电力系统中，为了避免电磁环网，高中压配电网必定是开环运行的。这时就能利用能生成树状网络的最短路遗传算法来求解不同电压等级的开环系统综合规划问题。对于规划问题中根据安全性和可靠性的要求需要闭环设计的系统，可以先应用本文的方法得到树状网络，然后采用文献[2]的方法进行专门的联络线优化，以构成环网。最短路遗传算法是在同一个电压等级中实现的[1]，这样才能直接将负荷潮流迭加到各弧的流量上。对于多电压等级系统，只需仿照标幺值计算的原理将各电压等级的电气量折算到某一选定的电压等级上，就可以采用最短路遗传算法进行网络的全局优化。
3、开环与非开环混合输配电系统综合规划
如果需要进一步将开环与非开环系统综合规划，或配电系统允许弱环运行，最短路遗传算法就不能直接应用了。
但是，经过下述2个改变以后，最短路遗传算法即可近似地求解上述问题了。
3.1节点入度限制
首先，应允许在不需要放射运行的节点构成环。这可通过检测和限制节点入度数的方法来实现。最短路遗传算法中，在形成寻路网络Gm时，当某个中间节点k的入弧数Nin-x-m=1时，则其余指向该节点的有向弧（潮流必为0）均舍弃，这保证了最终形成的网络为放射状。现在，对每一节点规定最大入弧数，即最大入度Nin_k_MAX，若节点k属于放射状运行系统，则令其为1，否则令其为该节点最大允许的进线数。Nin_k_m记录节点k入弧数的变化情况，其初始值为0，并有机会逐渐增加。当时，其余指向该节点的有向弧（潮流为0）均舍弃。即实现了不同运行方式系统对网络结构的要求。经过以上改进的最短路遗传算法就可以解决开环与非开环系统综合规划在网络结构方面的要求。虽然，从原理上说它得到的只是较优解。
但可证明当各负荷大小趋近于0时，这种方法得到的解就会与全局最优解一致。当负荷越大时，其解越可能偏离最优解，因为此时该负荷有很大可能是由多个实际电源点供电。由于负荷通常在较低电压等级，而允许成环网运行的网络是在很高的电压等级，且低压负荷的容量比高压环网系统中元件的容量要小得多，所以，可近似地认为负荷点是由一个（实际）电源点供电，因此用最短路遗传算法获得的解将接近于实际最优解。
3.2有功潮流
由于网孔的出现，使得以负荷复电流（或功率）直接迭加构成线路中潮流的方法失去了合理性。因为只有一个虚拟源点，对于同时由2条以上供电路径供电的节点来说，可能会导致矛盾的节点电压。为了避免这种情况，此时可只考虑有功功率的优化。实际上对于允许环网的系统规划问题，现有的方法[3]也全是只考虑有功优化，而无功配置和电压控制由专门的无功优化来完成。这是因为：一方面，无功设备的投资一般要比线路、变压器和有功电源的投资小得多；另一方面，无功潮流在一定程度上可独立于有功潮流的控制。
4、基于知识的高效最短路算法
尽管最短路遗传算法不会有维数灾问题。
但是基本的Dijkstra最短路算法的计算时间复杂性是O（N2），其中N是规划问题的网络流模型的节点数，因此，基于最短路算法的局部优化算法的计算时间复杂性是O（N3）（认为负荷数与节点数成一定比例）；若遗传算法的种群个体数和最大代数取固定值，则最短路遗传算法的计算时间复杂性是O（N3）。可见随问题规模的增大，最短路遗传算法的计算时间也将很长。实际上，直接在输配电系统规模非常庞大的网络上利用常规的最短路算法为某一个负荷点寻找供电路径是很不必要的。对于一个负荷点来说，整个系统中可能为其供电的元件只是很小的一部分。如果能根据输配电系统的实际信息把这一小部分元件提取出来后再应用最短路算法，则最短路算法的寻路时间将大大缩短。而由前面的分析可知，最短路算法的计算时间复杂性决定了整个算法的计算时间复杂性。我们称这个被提取出来供寻找负荷m的最经济供电路径的网络为寻路网络Gm.用以提取寻路网络的方法应具备以下特点：
①易于计算机实现。
②在保证不丢失最优解的基础上，尽可能缩小寻路网络。下面，以一个实例来说明如何实现基于输配电系统知识的最短路算法。
若现有10kV，66kV，220kV，3个电压等级系统，要寻找负荷m的最优供电路径，则可按以下步骤提取寻路网络Gm.
（1）将输配电系统按电压等级分层，负荷点通常在最底层10kV层，虚拟电源点在最高电压等级层220kV层。
（2）定义元件Aij到负荷点m的距离为式中为元件Aij的起点坐标；XB-ij、yE-ij为元件Aij的终点坐标；Xm、Ym为负荷点m的坐标；Kij-m为元件Aij到负荷点m的距离调节系数，通常取1，可用于考虑一些特殊供电情况。按最大供电半径Rm选择出可能给负荷点m供电的10kV区域：若10kV元件（线路、变压器或变电站）与负荷点m的距离大于Rm，则认为其不可能为m供电，因此不加入寻路网络。反之，则将相应的元件加入负荷点m的寻路网络。
（3）通常希望尽可能通过具有主干线型或可靠性高的主干网络传送电能，并且减少电能在主干线型和次要线型间的转换。因此，规定最大精细寻路半径rm.在此半径之外，凡是具有非主干线型或位于次要分支线路或非主干路由（对于规划问题由于许多路由上线型未确定，因此这里用“非主干路由”一词）上的元件都不加入寻路网络，而在此半径之内的元件全加入寻路网络。
（4）经上述步骤形成的10kV系统范围内的寻路网络Gm_10包含有若干66kV/10kV变电站，它们对于10kV负荷点m来说是可能的供电点，而对于66kV系统来说是可能的负荷点。对这些变电站的每一个均采用与步骤（2）、（3）类似的方法，可得到其在66kV系统范围内的寻路网络，这些网络的并集构成负荷m在66kV系统范围内的寻路网络Gm_66.
（5）同理，Gm_66中所包含的220kV/66kV变电站也可看成220kV系统的负荷点。采用与步骤（4）同样的方法可获得负荷点m在220kV系统范围内的寻路网络Gm_220.当然，Gm_66中也可能包含发电厂，此时，可认为其是通过一条无损耗、无费用的虚拟弧，由设于220kV系统的虚拟源点供电。
（6）获得负荷点m在整个输配电系统的寻路网络为显然，经过以上步骤处理后，得到的负荷点m的寻路网络Gm要比初始的整个网络要小得多，因此最短路算法的计算量也将大大缩小。
5、结论
本文对多电压等级、不同网络结构的输配电系统的综合规划问题进行了研究。在解决了电压等级折算问题后，给出了基于最短路遗传算法的纯开环输配电系统综合规划的方法。以此为基础，通过控制节点出入度，并且只针对有功潮流进行优化，又提出了开环与非开环混合的输配电系统综合规划问题的近似解决方法。为了解决输配电系统规模大而造成的计算量问题，给出了基于输配电系统知识的最短路算法的实现方法。
参考文献
[1]余贻鑫，段刚（YuYixin，DuanGang）。基于最短路算法和遗传算法的配电网络重构（Shortestpatyalgoithmandgeneticalgorithmbaseddistributionsystemreconfiguration）[J].中国电机工程学报（ProceedingsoftheCSEE），2000，20（9）：44-49.
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