郝杰鋒

(河南省焦作孟州市電力公司,河南孟州 454750)

VRGIS技術在智能電網管理中的應用研究

郝杰鋒

(河南省焦作孟州市電力公司,河南孟州 454750)

進入新世紀,科學技術迅速發(fā)展,各種技術的更新?lián)Q代逐漸加快,地理信息系統(tǒng)等相關技術也不例外。VRGIS是地理信息系統(tǒng)與虛擬現(xiàn)實技術結合的產物,它既具備傳統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)存儲、處理功能,也具備VR(虛擬現(xiàn)實技術)的靈境技術和虛幻界面。智能電網即電網的智能化,也被稱為“電網2.0”,它是建立在集成的、高速雙向通信網絡的基礎上,通過先進遙感、測量技術實現(xiàn)電網的可靠安全、經濟實惠。目前電網系統(tǒng)智能化逐漸加強,并且向VRGIS技術靠攏是其發(fā)展的一個主要方向。

地理信息系統(tǒng) 虛擬現(xiàn)實 智能電網 應用技術

隨著科學技術的發(fā)展，我國的智能電網業(yè)也進入高速發(fā)展的階段。VRGIS技術巧妙地將三維虛擬現(xiàn)實技術與地理信息系統(tǒng)的優(yōu)勢結合，可以實現(xiàn)實時三維立體化檢測，將其廣泛的應用進智能電網之中也是電網業(yè)發(fā)展的主流趨勢。它能夠將三維虛擬現(xiàn)實技術逐步擴展至電力系統(tǒng)，從而實現(xiàn)智能電網由二維可視化到三維可視化平穩(wěn)較快過渡，便于電網的管理。隨著VRGIS的應用日益廣泛，對VRGIS進行合理規(guī)劃和利用，是智能電網現(xiàn)代化過程中面臨的一個主要的問題。

1 智能電網應用現(xiàn)狀

(1)自動化成為主流。這是電網行業(yè)發(fā)展的一個主流趨勢。它是指整個供電網絡過程中實現(xiàn)無人或少量人為操控，實現(xiàn)供電的自動化。智能電網以計算機網絡為操控主體，只需要人進行合理的編程，就可以實現(xiàn)供電的全自動化。

(2)較好的自愈能力。自愈是實現(xiàn)電網安全可靠運行的主要功能。目前世界流行的電網系統(tǒng)有一個明顯的特點，就是穩(wěn)定可靠。大部分智能電網都有一定的自愈能力，可以在少量或無人干預時實現(xiàn)問題元器件的隔離從而做到正常運行，做到供電中斷風險的最低化。此外，智能電網可以實時進行自測，來檢測各種元器件或供電網絡是否正常運行。

(3)集成程度高。智能電網與傳統(tǒng)電網一大區(qū)別在于智能電網的集成能力要遠遠高于傳統(tǒng)電網。智能電網可以實現(xiàn)監(jiān)視、控制、維護、能量管理、配電管理、市場運營、企業(yè)資源規(guī)劃等和其他各類信息系統(tǒng)之間的綜合集成，并在此基礎上進行相應的業(yè)務集成，形成一個一體化的電網信息系統(tǒng)。這樣非常有利于對輸電網絡進行虛擬化監(jiān)測，也便于對供電網絡各項數(shù)據(jù)進行描述。

2 VRGIS技術在智能電網管理中的應用

2.1 數(shù)字化變電站的建設應用

數(shù)字化變電站是指由智能化一次設備和網絡化二次設備構建，可以實現(xiàn)變電站內部智能電氣設備間信息共享和互操作的現(xiàn)代化變電站。在數(shù)字化變電站里就有對虛擬現(xiàn)實和地理信息系統(tǒng)等技術的應用。首先，對變電站進行智能調度時要對整個供電網絡有一個全方位的分析了解，GIS技術可以對分布在各地的輸電網絡進行全面的采集、管理和顯示，虛擬現(xiàn)實技術則為其提供了三維立體化的仿真影像，這樣更有利于數(shù)字化變電站任務實施和問題解決的智能化，在世界各國都有廣泛應用。

2.2 能源管理系統(tǒng)的建設

隨著各種用電設備越來越多，人們對電量的需求與日俱增，對各個地區(qū)電網能源的科學管理成為智能電網發(fā)展要面臨的一個重要問題。一般來說，智能電網的能源管理系統(tǒng)主要由三部分組成；計算機管理系統(tǒng)、傳感器件、通信網絡。管理系統(tǒng)要對采集的數(shù)據(jù)進行匯總分析，從而為電力的合理分配提供參考依據(jù)，這就需要利用GIS技術對各部分用電量進行實時的監(jiān)測計算、匯總分析，在獲取資源的基礎上利用虛擬現(xiàn)實技術對各部分用電量的走勢進行合理地預測，從而優(yōu)化能源分配結構。目前中國在用戶端能源管理方面應用較為廣泛，如廣州亞運會海心沙島的虛擬化管理。

2.3 借助VRGIS技術進行巡檢工作以加強管理

有效地利用虛擬現(xiàn)實技術和地理信息系統(tǒng)是電網行業(yè)智能化的必然趨勢。VRGIS不僅可以幫助智能電網完善供電管理活動，也可以幫助智能電網進行各個階段的巡回偵測以查補系統(tǒng)的問題和缺漏，完善整個電網。在這個過程中，對分散的信息點進行管理主要依靠GIS技術得以實現(xiàn)，這個過程主要包括信息點數(shù)據(jù)的建立、數(shù)據(jù)提取以及修改等。巡視過程中則需要對整個系統(tǒng)的結構進行三維立體的復原，在計算機中建立一個完整的虛擬時空，將整個輸電網絡反應進計算機的大腦里，這樣比過去人為的編程更精準，處理問題也更加及時。

3 VRGIS技術在智能電網管理中應用的意義

3.1 保證高效的運營

VRGIS技術與智能電網的深入融合，可以調整電網資產的管理與運營，可以做到讓人們明白什么時候要什么資產，需要何種質量的電力，從而將電力資源與其他資產進行很好的整合，優(yōu)化電力資源的配置。同時在VRGIS技術支持下的智能電網更具備先進性，它可以讓人們更好地了解各地區(qū)、各部分的用電情況，最大限度地發(fā)揮電網的功能，降低運營成本。利用VRGIS技術進行動態(tài)監(jiān)測以使資產達到最佳狀態(tài)，可以不斷提升電網負荷能力，延長使用壽命。

3.2 促進電力市場健康發(fā)展

地理信息系統(tǒng)可以隨時對各地電網的各項運營數(shù)據(jù)進行提取、匯總和報告，這樣可以為市場參與者提供充分的數(shù)據(jù)資料，幫助客戶和電網工作人員對其有更加深入地了解，幫助人們細化對容量、變化率、潮流阻塞情況等參量的掌握，使得電力行業(yè)得到科學的規(guī)劃和運營。此外，虛擬現(xiàn)實技術可以實時地對智能電網進行虛擬化的仿真描繪，地理信息系統(tǒng)也可以從中提取到相關技術參數(shù)，對電網的運營過程進行監(jiān)測，可以使系統(tǒng)及時的處理各種可能出現(xiàn)的問題，保證電力市場的健康發(fā)展。

4 結語

近年來，隨著市場化的加深、數(shù)字化技術的不斷發(fā)展，電力網絡與市場和用戶的交互越來越多，人們對電力的需求與日俱增，對電力質量的要求也越來越高。傳統(tǒng)的電網管理方式已經越來越不適應社會的發(fā)展。推動電網行業(yè)智能化，應用VRGIS技術進行偵測和管理，是中國電網業(yè)發(fā)展的趨勢，也是中國社會發(fā)展的必然趨勢。我國已經開展了相關工作，但依舊有很多問題亟待解決。推進VRGIS技術與智能電網管理的有機融合還有很多事情要做，智能電網管理的現(xiàn)代化之路任重而道遠。

[1]王瀚秋,劉開鋒.低壓配電網GIS結合電力營配一體化信息平臺的建設與應用[J].電力信息化,2010(1).

[2]李斌,韓峰.虛擬現(xiàn)實地理信息系統(tǒng)(VRGIS)技術在鐵路勘測中的應用[J].甘肅科技,2004(4).