Оптимизация размещения трансформаторных подстанций в городских микрорайонах с использованием генетического алгоритма и алгоритмов трассировки ЛЭП на карте

Состояние вопроса. Решение задачи определения местоположения электрических подстанций при проектировании схем энергоснабжения городских кварталов в оптимизационной постановке осложняется необходимостью учета пространственных ограничений при выборе маршрутов прохождения линий электропередачи. В связи с этим в реальной практике выбора мест размещения подстанций обычно ограничиваются сравнением нескольких вариантов. В научной литературе задачи в оптимизационной постановке обычно рассматриваются без учета реальных условий прохождения ЛЭП на местности, что существенно снижает адекватность используемых моделей. В связи с этим исследование возможностей совместного использования методов комбинаторной оптимизации и построения маршрутов минимальной стоимости в среде ГИС для выбора оптимальной схемы размещения электрических подстанций при проектировании схем энергоснабжения городских микрорайонов является актуальным.

Материалы и методы. Для проведения исследований применены методы построения кратчайших путей на графах и методы поиска оптимальных решений на основе генетических алгоритмов. В качестве данных для проведения вычислительных экспериментов использованы фрагменты карты города Иваново.

Результаты. Разработан новый метод определения оптимального количества и местоположения трансформаторных подстанций для питания множества зданий, представленных на цифровой карте города. С использованием волнового алгоритма построения ценовых поверхностей дана оценка стоимости прокладки трасс кабельных ЛЭП от потребителя до любой точки размещения трансформаторной подстанции. С использованием генетического алгоритма осуществлен выбор структуры сети.

Выводы. Результаты исследования подтверждают возможность определения оптимального местоположения трансформаторных подстанций в среде ГИС с учетом имеющихся пространенных ограничений.