ボロノイ図による配電用変電所配置の地理的最適化に関する研究

基于Voronoi图的配电变电站布局地理优化研究

基本信息

批准号：
08750322
负责人：
林泰弘
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Ibaraki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750322/
关键词：
配電系統配電設備増設計画最適化問題計算幾何ボロノイ図

项目摘要

本研究では、新設配電用変電所の地理的最適配置を数理的にかつ効率的に決定することを目的とし、計算幾何学と地理情報処理という新たな断面からのアプローチであるボロノイ図を導入した新設配電用変電所の最適配置決定手法を開発した。開発した手法では、まず、既設の配電用変電所の電力供給地域を負荷点から変電所までの距離と変電所の容量ならびに負荷密集度を考慮した重み付きボロノイ図で表現し、ボロノイ図が持つ幾何学的性質(最大空白円)を用いてどの変電所からも距離がかなり離れている箇所を新設配電用変電所の配置候補箇所として見つけ出す。続いて、それらの候補箇所に新設配電用変電所を配置した際のボロノイ図をそれぞれ作成し、供給地域の評価を負荷点から変電所までの距離と変電所容量をコストで換算した関数値で行い、最も評価の高かった候補を新設配電所の配置箇所として決定する。なお、開発した手法を用いて多くの数値シミュレーションを行い、その結果より開発手法の有用性を検証した。本研究を通して得られた成果、ならびに、それらに関連した研究成果は、電気学会を中心に国内外で口頭発表している。本研究で開発した手法を用いれば、新設配電用変電所と新設配電線の最適配置を全て計算機上で決定することが可能となるため、総合自動化が急速に進められている配電系統の運用面ならびに計画面からの支援に寄与できると思われる。

在这项研究中，我们引入了 Voronoi 图，这是一种计算几何和地理信息处理的新横截面方法，旨在以数学方式有效地确定新建配电变电站的最佳地理位置。我们开发了一种确定方法。新配电变电站的最佳布局。开发的方法首先用加权Voronoi图表示现有配电变电站的供电区域，该加权Voronoi图考虑了负载点到变电站的距离、变电站的容量以及负载密度，然后使用几何属性（最大空白圆），远离任何变电站的位置被找到作为新配电变电站的候选位置。接下来，我们为放置新配电变电站时的每个候选位置创建了一个 Voronoi 图，并使用一个函数值来评估服务区，该函数值将负载点到变电站的距离和变电站容量按成本转换为候选位置。评价最高的将确定为新配电站的选址。此外，我们使用所开发的方法进行了多次数值模拟，并根据结果验证了所开发方法的实用性。本研究的成果及相关研究成果已在国内外口头发表，主要是在日本电气工程师学会。使用本研究开发的方法，可以完全在计算机上确定新配电变电站和新配电线路的最佳布局，这是综合自动化快速发展的配电系统运行的一个重要方面。也可以从规划的角度提供支持。