بخشی از مقاله
چکیده
مطالعات مکانیابی احداث ایستگاههای فوق توزیع برق، از فعالیت-های مطالعاتی اصلی و زیربنایی در صنعت برق میباشد که بصورت مشترک با همکاری شرکت توزیع برق و سازمان برق منطقهای در هر استان انجام میگردد. در انجام این مطالعات، لایههای اطلاعاتیصرفاً از دید برقی وزندهی میگردد و مطالعات با در نظر گرفتن پارامتر-های موردنیاز شبکههای توزیع برق مورد ارزیابی قرار میگیرد که ماهیت این مطالعات،کاملاً برقی هست . اما در سالهای اخیر با توجه به جمعآوری بخش زیادی از دادههای شبکههای توزیع و انتقال برق در محیط GIS، هنوز رویکرد توسعه فازهای مطالعاتی به منطقهای مکانیابی با استفاده از GIS تغییر نیافته است. اگرچه بخش مطالعات برقی و یافتن نقاط ژرف در مصرف انرژی الکتریکی جهت احداث ایستگاه جدید، جزء لاینفک این نوع مطالعات میباشد، ولی هیچگاه انتخاب زمین مناسب جهت احداث ایستگاه فوق توزیع برق، جایگاهی در آن مطالعات نداشته وصرفاً بر اساس دستورالعملهای انتخاب زمین که در سازمان موجود میباشد و بازدیدهای میدانی مکرر توسط کمیته انتخاب زمین، زمین مناسب جستجو و تعیین میگردد.
در این مقاله با ارائه روش مکانیابی احداث ایستگاههای فوق توزیع برق مبتنی بر GIS و بهرهگیری از منطق فازی در مطالعه موردی شهر برازجان، فصل تازهای را در این مطالعات ارائه نمودهایم. در ابتدا با استخراج فاکتورهای موثر در مکانیابی ایستگاههای فوق توزیع برق و وزندهی به آنها با استفاده از نظر کارشناسان، لایههای اطلاعاتی و طرح تفضیلی شهر برازجان تهیه گردید. سپس با تهیه نقشههای فازی و همپوشانی فازی در ده کلاس، مناطق مناسب تعیین و با تلفیق نقشهها با طرح تفضیلی، پارسلهای مناسب و کاربری آنها به عنوان خروجی نهایی استخراج شد.
واژه های کلیدی:ایستگاه فوق توزیع برق، مکانیابی، منطق فازی، GIS
مقدمه
شبکههای توزیع انرژی برق که رابط بین مصرف کنندگان مختلف با قسمتهای تولید وانتقال شبکه هستند، یکی از وسیعترین قسمت-های شبکه میباشند. در واقع به جز مصرف کنندگان صنعتی سنگین که از پستهای فشارقوی تغذیه میشوند، تمامی مصرف کنندگان الکتریکی در شبکه توزیع واقعند و این موضوع اهمیت این قسمت از شبکه را به وضوح نشان میدهد. به عبارت دیگر کلیه سرمایه گذاری-های واقع در قسمتهای تولید و انتقال از آن جهت است که انرژی الکتریکی به دست مصرف کنندگان برسد و در نهایت این انرژی به شبکههای توزیع تحویل داده میشود تا مشترکین از آن تغذیه شوند. از همین رو پارامترهای موجود در شبکههای توزیع از ارزش بالاتری نسبت به سایر قسمتها برخوردارند. [1] هدف اصلی طراحی و توسعهی شبکههای توزیع و ایستگاههای فوق توزیع برق، پاسخ به رشد مصرف برق با حداکثر کارایی اقتصادی میباشد، به نحوی که محدودیتهای حاکم بر سیستم نقض نگردد.
در طراحی شبکههای توزیع برق، بیشتر توجهات بر روی مکانیابی بهینهی پستهای توزیع فوق توزیع، مسیریابی بهینهی فیدرها و تعیین سطح مقطع هادیها متمرکز شده است. [2] با توسعه دانش و امکانات نرمافزاری از جمله استفاده از قابلیتهای سیستم اطلاعات جغرافیایی و با توجه به رشد سریع پیاده سازی اطلاعات شبکههای برق در محیط GIS و تهیه بانکهای اطلاعاتی مناسب و دقیق و امکان بهرهگیری از تحلیلهای مناسب در این خصوص، هم اکنون توجه بیشتری به شبکههای توزیع طراحی بهینه و مناسب خطوط و احداث ایستگاههای فوق توزیع برق و بخصوص تلفات درآنها معطوف شده است و امید است که با سرمایه گذاری لازم و تدابیر مدیریتی مناسب دراین قسمت، هرچه زودتر مشکلات موجود برطرف شده و شبکه های توزیع به حالت مطلوب واستاندارد نزدیکتر شوند.[1]
با توجه به اینکه ایستگاههای فوق توزیع برق نیز ماهیت مکانی دارند، بنابراین در انجام مطالعات مکانیابی احداث آنها، میتوان با بهرهگیری از GIS و الگوریتمهایی از جمله منطق فازی، به بهینه نمودن تحلیل شبکههای توزیع برق کمک نمود و بهترین مکان را جهت احداث انتخاب نمود. با بهره-گیری از این روش در انجام مطالعات مکانیابی ایستگاههای فوق توزیع برق که در این مقاله به آن پرداخته شده است، کلیه پارامترهای جغرافیایی که در انتخاب بهینهترین مکان موثر خواهند بود تعیین و براساس منطق فازی و تحلیلهای جغرافیایی در نرم-افزار GIS بهینهترین مکانها استخراج میشوند.
روششناسی مطالعه
با توجه به بررسی روشهای مکانیابی و مطالعات پیشین، جهت مکانیابی احداث ایستگاههای فوق توزیع برق در این مقاله، از منطق فازی و GIS استفاده شده است که گردش کار مراحل انجام مطالعات در نمودار 1 نشان داده شده است.در این مطالعه، در ابتدا لایههای مورد نیاز از جمله اطلاعات مکانی مشترکین برق در محدوده مورد مطالعه، خطوط انتقال برق و ایستگاههای فوق توزیع موجود، نقشه کاربری اراضی شهر برازجان، نقشه توپولوژی، نقشه زمینشناسی، نقشه پراکندگی بارش، نقشه آبراهههای اصلی و فرعی، نقشه گسلها و مراکز صنعتی آلاینده از طریق مراجعه به سازمانها، ارگانها و برداشت اطلاعات میدانی گردآوری شد.
سپس اطلاعات در لایههای مختلف با استفاده از نرم-افزار ArcGIS ژئورفرنس گردید تا دارای یک سیستم مختصات واحد شوند و پس از آن، با استفاده از فواصل اقلیدسی، لایههای اطلاعاتی وکتور به رستر تبدیل شده و به هر لایه توابع عضویت فازی سازگار و ناسازگار اعمال گردید. در مرحله بعد با نظر کارشناسان، وزندهی به لایهها را انجام و با استفاده از نرمافزار، وزنها را به هر لایه اطلاعاتی، اعمال نمودیم. سپس با بهرهگیری از منطقهای فازی، همپوشانی لایهها انجام شد و تحلیل تصمیم انجام گرفت و در نهایت گزینههای بهینه جهت احداث ایستگاه فوق توزیع برق بر روی نقشه کاربری اراضی که GIS Ready شده است، جانمایی گردید. [8]
منطقه مورد مطالعه
شهر برازجان، مرکز شهرستان دشتستان واقع در استان بوشهر می-باشد. برازجان دومین شهر بزرگ استان بوشهر است و در 65 کیلومتری شمال شرق بندر بوشهر و بر سر راه ارتباطی و بازرگانی شیراز به بوشهر، در ارتفاع 80 متری از سطح دریا واقع شده است. شهرستان دشتستان از جنوب به شهرستان دشتی، از مغرب به شهرستان بوشهر و تنگستان، از شمال غرب به شهرستان گناوه و از مشرق و شمال شرق به استان فارس منتهی میشود.از لحاظ مختصات جغرافیایی، شهر برازجان دارای طول جغرافیایی پنجاه و یک درجه و ده دقیقه و عرض جغرافیایی بیست و نه درجه و شانزده دقیقه میباشد. [3] شکل 1، موقعیت جغرافیایی منطقه مورد مطالعه را نشان میدهد.
تعیین لایهها، براساس دستورالعمل "انتخاب محل احداث ایستگاه-های فوق توزیع و انتقال" [4] که توسط شرکت مادرتخصصی توانیرتدوین شده است، انجام گردید و جمعآوری لایههای اطلاعاتی به طریق زیر انجام شده است:
- 1 لایههای اطلاعاتی مشترکین برق سیک و سنگین و ایستگاه های موجود: از بانک اطلاعاتی GIS شرکت توزیع برق بوشهر
- 2 لایه اطلاعاتی خطوط انتقال برق موجود: برداشت میدانی توسط دستگاه GPS
- 3 نقشه شهر برازجان و کاربری اراضی: نقشه طرح تفضیلی اداره کل مسکن و شهرسازی استان بوشهر که لایه اطلاعاتی معابر نیز از این نقشه استخراج گردید.
- 4 لایه های اطلاعاتی گسل ها، آبراهه های اصلی و فرعی، پراکندگی بارش، زمین شناسی و توپوگرافی: از مرکز مطالعات جهاد کشاورزی استان بوشهر
- 5 لایه اطلاعاتی صنعت آلاینده سیمان دشتستان: استخراج از تصاویر Google earth
تعیین سیستم مختصات جهت لایهها و برش آنها بر مبنای محدوده مورد مطالعه
در ابتدا باید سیستم مختصات جهت هممبدا شدن کلیه لایهها تعیین گردد و پس از آن با تولید یک شیپ فایل، سایر مراحل و تحلیلهای مکانیابی انجام گردد. با توجه به اینکه محدوده مورد مطالعه در زون 39 واقع شده است، پس از ورود لایهها به نرمافزار ArcGIS،سیستم مختصات لایهها WGS-1984-UTM-Zone-39Nتعریف شد و پس از آن، شیپ فایل از لایهها جهت انجام سایر مراحل تحلیل تهیه گردید. [5] سپس با استفاده از لایه پلیگونی محدوده شهر برازجان، کلیه لایهها را برش داده تا تحلیل بر روی لایهها در محدوده مورد مطالعه انجام گردد. [6] نقشههای 1 تا 5 ، لایههای اطلاعاتی ژئورفرنس شده دارای سیستم مختصات را که بر مبنای محدوده مورد مطالعه برش خورده است را نشان میدهد.
