基于GIS城市供电系统抗震功能研究

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1、中国海洋大学硕士学位论文基于GIS城市供电系统抗震功能研究姓名：莫善军申请学位级别：硕士专业：港口、海岸及近海工程指导教师：冯启民2003.7.1摘要本文以城市供电系统作为研究对象，首先简要概述了国内外学者在城市供电系统抗震可靠性研究领域的现状，分析了现有的一些理论和方法以及存在的问题。当前在供电系统抗震性能研究，仅在有关电气设备单体的抗震分析理论及工程经验方面比较成熟，但针对变电站系统和整体网络系统抗震可靠性研究仍处于萌芽状态，仅对供电系统的抗震可靠性作了粗略地定量描述，还没有考虑其抗震功能状态的定量描述，在失效状态的经济损失的

2、预测方法方面还仅仅是开始。另外应用GIS和MIS技术在城市供电系统防灾管理领域也是刚刚起步。本文从系统工程的角度深化了城市供电系统抗震可靠度分析方法，把城市供电系统的结构分为系统元件(电气设备)、系统单元(变电站主接线系统)和整个网络系统3个层次，研究了不同层次抗震可靠度计算方法以及整体系统的功能失效影响，并利用GIS技术给出了评价和预测城市供电系统抗震功能状态分析方法和软件，在如下方面取得了有新意的成果：1．针对变电站主接线系统特点建立设备逻辑关系模型，利用串并联关系对馈线抗震可靠性进行最小路径分析计算；最后确定变电站主接线系统

3、和建构筑物并联关系给出馈线系统抗震可靠性。2．根据历史地震资料和国家重大工程项目资料，统计了大量我国常用的电气设备在地震加速度峰值条件的平均破坏概率。3．对于整体供电网络系统进行等效处理，利用网络搜索方法对其进行抗震可靠性进行分析计算。从系统整体安全性角度计算出各个网络中各个变电站的可靠概率。4．提出了在地震加速度峰值条件下，基于整体供电网的变电站破坏概率的供电系统功能状态模型，从破坏概率角度给出供电网络系统功能状态划分的定量描述。同时，给出了供电系统抗震功能影响区域划分方法。5．提出了供电系统地震经济损失估计模型，对地震灾害过程

4、中供电系统的经济损失包括四部分：修复重建费用、销售利润损失、供电中断造成的用户停减产损失和停减产而产生的利税损失。6．利用GIS技术进行供电系统抗震功能分析计算。本论文对ArcGIS平台进行客户化和￥BA开发，嵌入地震影响场、供电系统抗震功能失效和地震经济损失等模型，建立城市供电系统抗震功能失效分析计算专用软件，可以动态、直观、有效的对某一城市供电系统抗震性能进行分析展示。7．以福建省龙岩市供电系统作为分析计算实例，说明了本文提出的方法。首先，对龙岩市供电系统资料数据进行处理，建立了龙岩市供电系统抗震数据库，包括地震小区划、基础空

5、间和供电网络等数据；针对所辖5个变电站主接线系统建立逻辑计算模型，进行抗震可靠性分析计算，同时对整体供电网络系统抗震性能进行分析计算，给出在设定地震作用下供电区域影响场功能失效状态和经济损失估算。GIS关键词：城市供电系统、抗震功能状态、供电影响区域、地震经济损失、IlGIS-basedAseismicFunctionStudyofUrbanElectricPowerSystemAbstractAnurbanelectricpowersystemisanimportantpartofurbanlifelinesystemsofmo

6、demsociety,anditisvulnerableduringearthquake．Inthisthesis，thepresentdevelopmentconditionofstudyinthefieldisintroducedindetail．Therelativemethodsareusedtoanalyzetheseismicreliabilityofdifferentlevelsofelectricpowersystem，whichconcludehigh—voltageelectricequipments，subs

7、tationsandthewholenetwork．Then，seismicfunctionstatesoftheurbanelectricpowersystemareworkedoutaccordingtofailureprobability,alsoseismiceconomiclossesareworkedout，whichincludedirectlOSSandindirectlOSS．Inthisfield，thestudyoftheseismicreliabilityofthehigh—voltageelectrice

8、quipmentshasdevelopedformanyyearsandbeenmature，butthestudyofhighvoltagesubstationsystemandthehi曲一voltageelectricpowernetwork