龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
基于乡村配电网的输电线路规划研究
作者：朱康林
来源：《西部论丛》2019年第26期
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
摘 要：最近几年，乡村电力设施建设进行得如火如荼，但是由于电力线路的路径选泽不合适而造成的资源浪费和成本增加现象也不在少数，因此提高建设的效率，减少基础建设的工程量是非常必要的。本文基于此类现象，利用节约里程法，分析了某县的电力线路建设路径规划问题。
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
关键词：节约里程法;电网规划;路径研究
随着国家大力发展乡村振兴战略，乡村电网也将迎来新一轮改革建设。其中在输电线路的建设上，合理规划合适的路径不仅可以大大节约成本，还能提高工作效率，甚至能为以后的抢险，检修等工作提供便利。 一、实例问题分析
四川省某县电力公司计划对该县的电力输电网进行改造建设，该县电力公司与下属的八个乡镇之间的距离如下表1-1所示（0表示电力公司，1-8分别表示8个乡镇），每个乡镇的用电需求如下表1-2所示。其中该县能建设的输电线路承受的总功率有500KW和800KW两种规格，同时要求每一条线路的铺设长度不超过30公里，一个乡镇的用电需求仅由一条线路提供即可。该公司要求由此设计一种能使铺设线路总长度最小，线路满载率达到最佳状态的最优路线。
二、节约里程法介绍
节约里程法是目前最有名的经典启发式算法，常用于解决此类输电线路总数不确定的情况。它以两个乡镇目标为起始条件，在满足线路容量，各乡镇用电需求，线路总长度等基本约束条件下，通过不断添加目标点的方式来达到节约路径的目的，因此又称为节约算法或节约法。节约里程法与现代的启发式算法如遗传算法，蚁群算法相比还是具有很多优点的，其中节约里程法具有结构简单，易于理解，操作性好，与实际问题结合能力强等优点，因此节约里程法比较适合于解决这个问题。 三、求解过程介绍
第一步：根据各乡镇的实际最短距离计算出任意两乡镇之间的节约里程，节约里程LAB=OA+OB-AB。并按从高到低的顺序排列形成节约里程表，详见表3-1：
第二步：依据节约里程排序表进行输电线路的组合选择，连接时每一条线路需要满足该线路上的各乡镇用电需求总量不得超过该线路的输送最大容量，同时每条输电线路总里程不得超过规定最远里程。首先确定第一条线路，依据节约里程排序表可知2-7项排在了第一位，节约里程为20公里。所以乡镇2与7应首先考虑，线路0-7-2总里程长11+3=14公里，用电需求为150+250=400KW，符合两种规格的线路运输要求，由于容量和里程都还有一定数量剩余，因此考虑能否再加入其他乡镇社区。由节约里程表继续往下寻找可知与乡镇2和7关系最为接近的是7-8，此项节约14公里，考虑能否将乡镇8加入此条运输线路。线路0-8-7-2总里程长10+7+3=20公里满足最远里程，用电需求为290+250+150=690KW也满足要求。考虑到线路最大容量只有800KW，此条线路无法再加入其他乡镇，所以第一条输电线路为0-8-7-2。计算第二条线路时，需要将上述排序表中的与乡镇8和7和2相关项去掉以后，形成新的节约里
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
程排序表，在新的排序表中，5-6项排在第一位，节约16公里。同理首先考虑线路0-5-6是否满足输电线路运输要求。该输电线路里程数为8+4=12公里符合要求，输电总容量
140+380=520KW也符合要求、接下来与5-6项排列最为紧密的是4-6项，节约13公里，同理考虑把乡镇4加入此条电力输送线路形成0-5-6-4，此时线路里程数为8+4+6=18公里，但运输总容量140+380+300=820KW超出了线路运输要求，因此乡镇4不符合要求。继续往下寻找到最优项为3-5项，节约9公里，因此考虑是否能将乡镇3加入此条线路形成0-3-5-6，此时线路总里程数为5+4+4=13公里符合要求，运输总量为240+140+380=760KW，到此也无法再加入其他乡镇，所以第二条线路为0-3-5-6。由此仅剩乡镇1和乡镇4。线路0-1-4总里程7+8=15公里符合要求，线路总容量为180+300=480KW也满足要求，因此覆盖8个乡镇需要三条线路，汇总如下表3-1所示： 四、总结归纳
假设不对输电线路进行优化，则需要在每一个乡镇建设一条500KW输电线路，总共需要建设输电线路，建设总里程为73公里，线路平均满载率仅为0.48，如果这样不仅需要投入更多的成本，而且效率太低。在运用节约里程法优化以后仅需要建设2条800KW和1条500KW的线路就能满足要求，建设总里程才为48公里，共节约了25公里，平均满载率更是高达0.93。优化以后共少建设5条线路，意味着工程量的大幅减小以及成本的大幅降低，同时每条输电线路的平均满载率也达到了较高水平。总的来说，通过合理的输电线路规划，可以促进整个电力行业的健康有序发展。 参考文献
[1] 蔺士文，杨金云，吴昊龙，张月，龚志成.基于节约里程法的物流配送低碳路徑优化[J].物流工程与管理，2019，41（04）：80-82.
[2] 胡惠琴.试论农村低压电网的规划设计[J].中华民居（下旬刊），2013（10）：282-283. 作者简介：朱康林（1998--），男，汉族，四川眉山人，本科生，研究方向：电气工程及其自动化。
