摘 要：目前我國正處于城市建設(shè)的快速發(fā)展時期，配電網(wǎng)的規(guī)模及網(wǎng)架結(jié)構(gòu)每年都有很大的變化，本文是結(jié)合我國配電網(wǎng)發(fā)展及管理的現(xiàn)狀，提出了采用基于圖形化的地理信息系統(tǒng)實現(xiàn)配電網(wǎng)的可視化管理的具體應用。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)（GIS） 配電網(wǎng)可視化 電力GIS

中圖分類號：TM7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（b）-0023-01

地理信息系統(tǒng)（GIS：Geographical Information System）是集計算機科學、地理學、測量學、遙感學、環(huán)境科學、空間科學、信息科學、管理科學等學科為一體的新興學科，以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法實時提供多種空間的和動態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服務的計算機信息系統(tǒng)[1]。

電力GIS是將電力企業(yè)的電力設(shè)備、變電站、輸配電網(wǎng)絡(luò)、電力用戶與電力負荷和生產(chǎn)及管理等核心業(yè)務連接形成電力信息化的生產(chǎn)管理的綜合信息系統(tǒng)。它提供的電力設(shè)備設(shè)施信息、電網(wǎng)運行狀態(tài)信息、電力技術(shù)信息、生產(chǎn)管理信息、電力市場信息與山川、河流、地勢、城鎮(zhèn)、公路街道、樓群，以及自然環(huán)境信息集中于統(tǒng)一系統(tǒng)中。

1 電力GIS的發(fā)展現(xiàn)狀

電力GIS的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段。

第一階段：CAD+數(shù)據(jù)庫的應用階段，在此時還沒有實際的地理信息，也沒有電網(wǎng)模型，僅僅是實現(xiàn)了數(shù)據(jù)在圖像界面的展現(xiàn)，CAD的圖像只是數(shù)據(jù)展現(xiàn)的背景。

第二階段：用地理信息數(shù)據(jù)取代了CAD圖像，建設(shè)了GIS平臺，是第一階段的升級，在GIS平臺上顯示數(shù)據(jù)，但是還沒有建設(shè)基于GIS的應用。

第三階段：已經(jīng)建設(shè)了比較完善的基于GIS的應用平臺，存在的主要問題是數(shù)據(jù)的更新，此階段數(shù)據(jù)的維護主要還是依靠人力，系統(tǒng)運行一段時間后就會出現(xiàn)和現(xiàn)場不一致的情況，導致失去使用的價值。

2 面向配電網(wǎng)管理的地理信息系統(tǒng)

2.1 配電網(wǎng)管理中存在的問題

配電網(wǎng)的發(fā)展是隨城市建設(shè)規(guī)模及用電負荷迅速增長和供電可靠性要求而提出的，配網(wǎng)的結(jié)構(gòu)越來越復雜，而管理方式仍然停留在很初級的階段，配網(wǎng)的調(diào)度和管理已經(jīng)不適應城市供電的需求，突出反映在如下幾點。

（1）設(shè)備數(shù)量巨大，分布廣闊，一個城市配電設(shè)備數(shù)量大概是40萬～100萬，并且隨著城市的建設(shè)發(fā)展配電網(wǎng)經(jīng)常處于變動中，導致數(shù)據(jù)的維護工作量非常大。

（2）目前各級供電企業(yè)也都建設(shè)了地理信息系統(tǒng)，但基本上都只管理了設(shè)備臺賬數(shù)據(jù)，屬于傳統(tǒng)的人工管理或者傳統(tǒng)的信息管理技術(shù)，無法保證數(shù)字化配電網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、設(shè)備屬性和現(xiàn)場一致性。

（3）配網(wǎng)的調(diào)度仍然處于“摸黑調(diào)度”的階段，在故障發(fā)生后，搶修人員無法及時了解線路狀況、開關(guān)的狀態(tài)、地理位置、現(xiàn)場環(huán)境等信息，雖然有的地方建設(shè)了自動化系統(tǒng)，但是缺乏將數(shù)據(jù)直觀展現(xiàn)的手段，對指導現(xiàn)場故障定位處理的作用不大。

（4）線路故障發(fā)生后，無法確定故障點位置、停電范圍，特別是一些老城區(qū)，電纜眾橫交錯，只能依靠有經(jīng)驗的運行人員來到現(xiàn)場巡線檢查后，才能確定故障位置，影響范圍等信息。

2.2 系統(tǒng)建設(shè)要點

面向配電網(wǎng)管理的地理信息系統(tǒng)是一個由地理信息技術(shù)，結(jié)合配電網(wǎng)實際管理的要求，對配電設(shè)備進行綜合管理的系統(tǒng)?？梢詫鹘y(tǒng)電力GIS所提供的準確的、最新的設(shè)備信息和空間信息與配電網(wǎng)實時運行狀態(tài)信息有機地結(jié)合起來，使得配電網(wǎng)絡(luò)拓撲和信息更直觀、更便于運行管理。

（1）離線數(shù)據(jù)和在線數(shù)據(jù)的結(jié)合。以地理信息為背景，將圖形和數(shù)據(jù)庫相結(jié)合來描述和管理各種電力設(shè)備的參數(shù)屬性以及電網(wǎng)內(nèi)的運行控制信息。在離線方面，系統(tǒng)提供各種設(shè)備屬性、地理信息、圖形數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)；而在線應用上，和配網(wǎng)自動化系統(tǒng)結(jié)合，互相交換運行數(shù)據(jù)和圖形數(shù)據(jù)為調(diào)度員提供準確的電網(wǎng)地理信息；在傳統(tǒng)GIS的基礎(chǔ)增加了在線數(shù)據(jù)，才使得配電GIS真正的“活”了起來，才能更加直觀的表現(xiàn)配電網(wǎng)的運行狀態(tài)。

（2）自動圖形維護。配電網(wǎng)的復雜性及不穩(wěn)定性導致了電網(wǎng)圖形維護的工作量非常大，保證電網(wǎng)的任何改變都能真實的反應在系統(tǒng)中，是配電GIS一直保持可用性的關(guān)鍵點。采用高精度手持設(shè)備，現(xiàn)場工作時，就地采集電網(wǎng)變更的坐標點和變更類型，把采集的數(shù)據(jù)導入到系統(tǒng)中，由系統(tǒng)自動維護電網(wǎng)模型，從技術(shù)和管理流程上保證數(shù)據(jù)的一致性和系統(tǒng)的可用性。

（3）統(tǒng)一的電網(wǎng)模型。配電GIS不是獨立存在的，如果各個相關(guān)的系統(tǒng)單獨建設(shè)，系統(tǒng)間相互利用率非常低，接口復雜，模型轉(zhuǎn)換很容易出錯，使得系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的維護變得十分困難。目前國網(wǎng)公司已經(jīng)頒布了電力GIS基礎(chǔ)軟件平臺（EPGIS）建設(shè)規(guī)范，在平臺架構(gòu)和數(shù)據(jù)模型上要嚴格按照這個規(guī)范建設(shè)，以便于后續(xù)系統(tǒng)的集成。

2.3 配電網(wǎng)管理的典型應用

（1）基于GIS的配網(wǎng)實時監(jiān)控。

通過與配網(wǎng)SCADA系統(tǒng)的動態(tài)鏈接，在GIS圖形中就可以反映電網(wǎng)實時信息，顯示SCADA數(shù)據(jù)，在地理接線圖上實現(xiàn)動態(tài)著色。通過實時、歷史數(shù)據(jù)的分析，實現(xiàn)實時潮流和網(wǎng)絡(luò)線損分析，為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提供科學依據(jù)。

在地理接線圖上，實現(xiàn)對任意臺區(qū)或線路的負荷、負載率進行統(tǒng)計分析，直觀顯示各線路的負狀況分布，對負荷越限的線路用不同的顏色標記。

（2）停電管理。

對于故障停電，配電GIS根據(jù)配網(wǎng)SCADA的實時故障數(shù)據(jù)，自動做出即時分析和處理，進行故障定位，同時提供復電方案，在地理接線圖中顯示故障、停電和恢復區(qū)域，為狀態(tài)檢修提供有益的參考數(shù)據(jù)。提供電網(wǎng)模擬操作，可以任意拉合開關(guān)進行模擬停電范圍的分析，開關(guān)狀態(tài)變化后線路和設(shè)備會根據(jù)供停電狀態(tài)動態(tài)著色，直觀反映模擬電網(wǎng)情況。

（3）用戶報裝。

配電GIS系統(tǒng)自動分析新報裝用戶附近的線路和分支，考慮線路容量、長度、T接點或者開閉所的位置、架空線還是電纜，以及用戶的報裝容量、用電性質(zhì)等多種因素，給出用戶接入配電網(wǎng)中的多種方案。

（4）搶修調(diào)度和巡線管理。

搶修車輛配置GPS終端設(shè)備，當發(fā)生故障或者其他突發(fā)事件時，以事故點為中心，在地圖上劃定一定的范圍，系統(tǒng)自動向該范圍內(nèi)的所有或者指定類型的車輛發(fā)送調(diào)度信息。系統(tǒng)記錄分析每輛搶修車在接到調(diào)度指令后到達事故現(xiàn)場的時間，把這項數(shù)據(jù)作為一項考核指標，便于工作效率的提高。

（5）查詢統(tǒng)計。

系統(tǒng)為各業(yè)務部門提供地理化分析、統(tǒng)計與查詢，主要包括：按照地理區(qū)域、供電區(qū)域?qū)νｋ娛录M行分類、統(tǒng)計和分析；對停電恢復時間進行統(tǒng)計，并分類匯總，通過停電計劃可預測停電可靠率，具備事先預測、先算后停的輔助決策功能。

3 結(jié)語

把地理信息系統(tǒng)運用到配電網(wǎng)的日常調(diào)度管理中，為智能配電網(wǎng)的建設(shè)注入了新的內(nèi)涵。配電網(wǎng)是當前電網(wǎng)建設(shè)的熱點，無論是大型、中小型城市都是把電網(wǎng)改造建設(shè)及信息的實施列入工作重點，投入大量的資金和人力，配電地理信息系統(tǒng)的建設(shè)將對整個電網(wǎng)建設(shè)有重大影響。

參考文獻

[1]李功新.基于GIS的電網(wǎng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)建設(shè)與應用[M].科學出版社，2008.