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最短路径算法在线路抢修中的应用论文
从某顶点出发，沿图的边到达另一顶点所经过的路径中，各边上权值之和最小的一条路径叫做最短路径。下面是小编为大家整理的最短路径算法在线路抢修中的应用论文，欢迎阅读。
摘要：配电网结构越来越复杂，电力设备日益增加，配电网故障定位及最佳路径选择的问题是电力部门的研究热点，也是提高抢修效率和供电质量的关键。文章首先分析了配电网使用最短路径算法进行线路抢修的重要意义，其次阐述了最短路径算法的基本原理、优化算法流程，最后对优化算法效率进行分析，以便能实现最短抢修路径的有效选择。
关键词：最短路径；配电网；线路抢修
随着国民经济的迅猛发展，电力系统与工农业生产、居民生活息息相关，人们对配电网的稳定性和可靠性提出了更高要求。配电网不仅是供电与用电的连接，也承担着管理的角色，一旦配电网出现电力故障，配电管理要在尽可能短的时间内恢复供电，而要最短时间内恢复供电，对故障进行准确定位、隔离及抢修是确保配电网高效运行的关键，其中对故障准确定位是最为关键的，能否准确对故障进行定位直接影响恢复供电时间。虽然配电网自动化程度不断提高，隔离开关可以解决部分电力故障，对于隔离开关难以解决的故障，就必须派出专门人员去解决故障。在实际抢修过程中，最短路径选择成为影响抢修效率的关键要素，能够有利于确保抢修的及时性和高效性。基于此，笔者对基于空间方向的最短路径优化算法在配电网线路抢修进行研究。
1.线路抢修使用最短路径算法的重要意义
配电线路一旦发生电力故障，要及时进行维护，而配电网线路复杂、电力设备众多，维修路径的选择如果仅依靠实践经验，就难以提高工作效率，也失去了灵活性，若能寻找一种耗时较短、路径也短的线路选择方式，不仅能够尽快恢复供电，确保供电可靠性，还能缩短维修时间，有效降低电力部门的运营成本，提高经济效益和社会效益，对整个社会来说意义深远。
2.最短路径优化算法的基本原理
根据几何原理可知，两点之间直线距离最短，然而在实际的配电网线路中，两点之间直线作为一段道路的概率很小，但沿着两点之间的直线代表抢修线路的'趋势，在沿着这个方向上存在某条道路最短路径可能性较大。为了计算最短路径，可采用夹角最大的贪婪算法，在当前节点处找出所有与其相邻的邻接点，取出所有节点中与当前、终点连成直线夹角最大的节点，然后将此节点作为当前节点，继续选取夹角最大的路段，直到当前节点为终点。这种算法即考虑了方向性特征，也考虑全局特性，因此可信度难以得到有效保证，为了提高精确性，对该算法进行优化，在经过节点同时进行起点、终点直线左右两边各满足夹角最大节点的搜索，即搜索一棵二叉树。
假设O，D点分别表示起点和终点，OD之间最短路径优化算法：假设存在一抢修路径队列，先将O作为当前节点，K1是与O点连接且OK1与OD夹角为负的节点，K2是与与O点连接且OK2与OD夹角为正的节点，表达式如下（1），（2）所示：
3.优化算法流程
在使用上述优化算法进行计算时，首先要定义一个存放节点编号的路径队列，Node[]、i，num分别表示数组、序号及节点总数。具体优化算法流程，如下图1所示。
4.算法效率分析
为了验证上述优化算法是否有效，笔者通过实例实验进行验证，实验选用某供电局辖区街道图，如图2所示，路口节点数n和路段数量m分别为245和410，在配电线路中任意取四点A、B、C、D，用优化前和优化后的算法分别计算AB，CD之间的最短路径，优化前，优化后的计算结果分别为：（AbB，Cc1d2D）、（AaB，Cc2d2D）。为了对优化前后两种计算结果对比更明确，两种计算结果进行比较，见表1。表中N1、N2、T、L分别表示最短路径的路段个数、求解过程搜索的节点数、求解时间及最短路径长度。
根据上述分析结果可以看出：第一，优化后的算法效果比优化前算法结果要好，当搜索时间相同时，计算精确度相对较高；第二，求解时间与节点数量N2几乎成正比关系。经过试验表明：在配电网最短路径实际运用，优化后的算法更具有优越性，也更具有实用性和操作性。
5 结 语
综上所述，配电线路结构复杂、电力设备众多，一旦发生故障，为了确保尽快恢复供电，寻找最短路径是提高维修效率的重要方法之一，对基于空间方向的最短路径优化算法进行研究，结果表明：优化后的算法比优化前的算法效果更好，适合在线求解供电线路的最短路径。
参考文献：
[1] 王晓丽，杨兆升，吕旭涛.平行四边形限制最短路径算法及其在交通网 络中的应用[J].吉林大学学报（工学版），2013，（1）.
[2] 叶品勇，都洪基.Dijkstra算法在配电网最佳抢修路径计算中的应用[J].继电器，2013，（11）.
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