范孝良，于 寧，董正華

(1.華北電力大學(xué) 機(jī)械工程系，河北保定071003;2.華北電力大學(xué)電力工程系，河北保定071003)

1 低壓配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)

低壓配電網(wǎng)是指電壓等級(jí)在10 kV以下的配電網(wǎng)絡(luò)，包括400，380，220 V.低壓配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)(GIS)是將供電企業(yè)低壓配電網(wǎng)的日常管理工作與地理信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)有機(jī)結(jié)合形成的軟件系統(tǒng)［1］.該系統(tǒng)利用全球衛(wèi)星定位設(shè)備采集低壓配電網(wǎng)中的變壓器、桿塔和表箱的地理位置，在矢量化的電子地圖背景上自動(dòng)繪制出配電線(xiàn)路和接戶(hù)線(xiàn)走向，形成了低壓配電網(wǎng)全方位管理的可視化工作平臺(tái).依托該工作平臺(tái)，以直觀可視的方式對(duì)低壓配電網(wǎng)和低壓設(shè)備進(jìn)行管理，將極大提高供電企業(yè)的管理水平和工作效率.另外，低壓GIS通過(guò)共享MIS數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓電力客戶(hù)的可視化查詢(xún)［2］.更為重要的是，以低壓GIS中形成的配電網(wǎng)拓?fù)潢P(guān)系為基礎(chǔ)，結(jié)合各用戶(hù)的用電量就可以對(duì)配電地區(qū)的理論線(xiàn)損率進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，為降損節(jié)能管理工作提供科學(xué)依據(jù)［3］.

1.1 低壓地理信息系統(tǒng)與高壓地理信息系統(tǒng)的比較

高壓配電網(wǎng)是指電壓等級(jí)在10 kV及其以上的配電網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于縣級(jí)供電企業(yè)來(lái)說(shuō)，主要包括10，35，110，220 kV.高壓配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)高壓GIS.盡管低壓GIS和高壓GIS都是對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行管理的系統(tǒng)，但是由于對(duì)象的不同，在系統(tǒng)規(guī)劃和功能設(shè)計(jì)上有很大的差異，具體見(jiàn)表1［4］.

1.2 低壓地理信息系統(tǒng)的技術(shù)難點(diǎn)

低壓GIS的建立是一個(gè)龐大而又復(fù)雜的過(guò)程，需要大量數(shù)據(jù)、圖形、文檔、標(biāo)準(zhǔn)以及各部門(mén)之間的配合與統(tǒng)一，在建設(shè)中需要考慮以下問(wèn)題:

a.系統(tǒng)用戶(hù)數(shù)據(jù)龐大，應(yīng)用服務(wù)器運(yùn)行數(shù)據(jù)負(fù)荷較重，一旦發(fā)生服務(wù)器“崩潰”等問(wèn)題，后果嚴(yán)重.因此要求開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的容量、軟硬件兼容，開(kāi)發(fā)平臺(tái)以及數(shù)據(jù)庫(kù)可以支撐龐大的數(shù)據(jù)負(fù)荷，或者備有數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)服務(wù)器，以防萬(wàn)一.

b.末端用戶(hù)數(shù)量眾多且分布集中，幾米的誤差可能導(dǎo)致表箱的地理空間位置錯(cuò)位甚至完全混亂.因此對(duì)GPS采集數(shù)據(jù)的精度要求較高，要對(duì)入戶(hù)表箱的每個(gè)點(diǎn)分理明白.

c.在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段，要進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的采集、測(cè)量和存儲(chǔ)，要求GPS手持儀的采集手段快捷，數(shù)據(jù)錄入方便，提供低人耗高成效的工作方式.

2 低壓地理信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

2.1 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)目標(biāo)

a.充分利用網(wǎng)絡(luò)資源.以B/S方式運(yùn)行，將基礎(chǔ)性、全局性的處理交由服務(wù)器執(zhí)行，而對(duì)數(shù)據(jù)量較小的簡(jiǎn)單操作則由客戶(hù)端直接完成.能夠靈活高效地尋求計(jì)算負(fù)荷和網(wǎng)絡(luò)流量負(fù)載在服務(wù)器端和客戶(hù)端的合理分配.

表1 高壓GIS與低壓GIS的比較

b.3層結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)核心層.減少服務(wù)器負(fù)擔(dān)，并且通過(guò)服務(wù)器負(fù)載均衡的技術(shù)解決多用戶(hù)同時(shí)運(yùn)行的瓶頸問(wèn)題，整個(gè)系統(tǒng)在Internet/Intranet和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)上完成，保證數(shù)據(jù)的唯一性和一致性.

c.簡(jiǎn)單的操作系統(tǒng).用戶(hù)只要經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的培訓(xùn)就可完成系統(tǒng)的所有操作，降低系統(tǒng)維護(hù)的復(fù)雜程度.

d.基于MVC架構(gòu).以IIS為基礎(chǔ)的 ASP系統(tǒng)服務(wù)器端使用 VBScript腳本語(yǔ)言，客戶(hù)端使用JavaScript腳本語(yǔ)言，基于AJAX框架.

e.基于GIS的低壓理論線(xiàn)損計(jì)算.可以根據(jù)圖形拓?fù)潢P(guān)系和低壓MIS數(shù)據(jù)進(jìn)行低壓理論線(xiàn)損計(jì)算.以精確的GIS數(shù)據(jù)做支持，使低壓理論線(xiàn)損計(jì)算更加準(zhǔn)確［7－8］.

f.圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)一體化存儲(chǔ).確?？焖俨樵?xún)等操作速度，避免計(jì)算機(jī)受到病毒破壞或其它故障造成圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)不一致的問(wèn)題.數(shù)據(jù)庫(kù)一體化，提供通用數(shù)據(jù)接口，保證數(shù)據(jù)共享.

g.一體化人機(jī)界面.提供友好的、人性化人機(jī)界面，所有菜單格式和圖形界面格調(diào)統(tǒng)一規(guī)范.自定義各種設(shè)備的圖形符號(hào)，豐富且人性化的視圖導(dǎo)航工具，簡(jiǎn)單易用的圖形繪制功能，靈活實(shí)用的圖形編輯功能，完善的權(quán)限管理和統(tǒng)計(jì)功能.

2.2 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)模式

針對(duì)縣級(jí)供電企業(yè)對(duì)低壓地理信息系統(tǒng)的功能要求及其所具備的條件，在比較了B/S和C/S兩種開(kāi)發(fā)模式的基礎(chǔ)上(見(jiàn)表2)，擬采用基于B/S模式的低壓地理信息系統(tǒng).這樣既可以降低硬件資源購(gòu)買(mǎi)及軟件開(kāi)發(fā)的費(fèi)用，又可以降低后期維護(hù)的費(fèi)用，工作人員可以在任何時(shí)間和地點(diǎn)登陸地理信息系統(tǒng)，真正實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)操作的功能.

表2 C/S與B/S架構(gòu)優(yōu)劣比較

2.3 低壓地理信息系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示.

圖1 系統(tǒng)功能圖

3 低壓地理信息系統(tǒng)的主要模塊設(shè)計(jì)

3.1 低壓GIS管理

利用全球衛(wèi)星定位設(shè)備采集低壓配電網(wǎng)中的變壓器、桿塔和表箱的地理位置，在圖2所示的矢量化電子地圖背景上自動(dòng)繪制出配電線(xiàn)路和接戶(hù)線(xiàn)走向，形成低壓配電網(wǎng)全方位管理的可視化工作平臺(tái).

圖2 地圖顯示

3.2 低壓設(shè)備管理

依托該工作平臺(tái)，以直觀可視的方式對(duì)低壓配電網(wǎng)和低壓設(shè)備進(jìn)行管理，將極大地提高供電企業(yè)的管理水平和工作效率.另外，低壓GIS通過(guò)共享MIS數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓電力客戶(hù)的可視化查詢(xún).

3.3 低壓設(shè)備物資管理

供電企業(yè)的管理過(guò)程同時(shí)也是各種電力物資的消耗過(guò)程，物資儲(chǔ)備會(huì)占用大量資金.另外，由于物資供應(yīng)渠道多，物資品種規(guī)格又千變?nèi)f化，建立物資管理信息系統(tǒng)非常必要，也是當(dāng)務(wù)之急.本系統(tǒng)可以使農(nóng)電物資的申請(qǐng)、審批、使用、回收等環(huán)節(jié)均實(shí)行統(tǒng)一規(guī)劃管理，提高了管理的透明度，彌補(bǔ)了原有人工統(tǒng)計(jì)的疏漏，提高了經(jīng)濟(jì)效益.

3.4 低壓線(xiàn)損計(jì)算

以低壓GIS中形成的配電網(wǎng)拓?fù)潢P(guān)系為基礎(chǔ)，結(jié)合各用戶(hù)的用電量就可以對(duì)配電區(qū)的理論線(xiàn)損率進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，為降損節(jié)能管理工作提供科學(xué)依據(jù).

4 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合縣級(jí)供電企業(yè)的需求實(shí)際，運(yùn)用地理信息技術(shù)和軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)，開(kāi)發(fā)了適用于縣級(jí)供電企業(yè)的低壓配電網(wǎng)GIS全方位管理的可視化工作平臺(tái)，技術(shù)先進(jìn)，系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)合理，性?xún)r(jià)比高，具有系統(tǒng)定制能力和二次開(kāi)發(fā)能力，安全可靠，為實(shí)現(xiàn)縣級(jí)供電企業(yè)的現(xiàn)代化管理打下了夯實(shí)的基礎(chǔ).

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