習永強

摘 要：隨著我國科學技術的進步，對電力的需求也不斷增大，各種新技術在電力配電系統(tǒng)中得到廣泛應用。在這樣的背景下，我國電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)模也越來越大，結構也隨著變得復雜。建立電力配電網(wǎng)系統(tǒng)時需要對該地區(qū)的空間地理環(huán)境信息有足夠的了解，而傳統(tǒng)的信息技術無法達到這一要求，此時采用GIS技術正好能滿足配電網(wǎng)系統(tǒng)對這方面的需求。文章通過對GIS技術和電力配電網(wǎng)系統(tǒng)進行介紹，從而闡述基于GIS技術的配電網(wǎng)智能系統(tǒng)的規(guī)劃方法，進而對GIS在配電網(wǎng)中的應用進行探討。

關鍵詞：GIS；地理信息系統(tǒng)；電力配電網(wǎng)系統(tǒng)

1 關于GIS技術和電力配電系統(tǒng)的相關介紹

GIS即地理信息系統(tǒng)的簡稱，是一種特定的空間信息系統(tǒng)，它能夠在計算機技術的支持下對地理信息進行儲存、處理、運算、分析以及應用，還可以對地球上的信息進行圖形分析等。同時，GIS是一門以地圖學、地理學以及遙感和計算機科學為基礎的綜合性學科，且在各個領域得到應用，它可以通過對空間地理信息進行分析和處理，進而將地理分析的結果和地圖獨特的視覺化效果與計算機數(shù)據(jù)庫管理技術集成在一起。

1.1 GIS技術的特點

1.1.1 開放性

GIS技術能夠支持ORACLE、SQLSERVER等多種大型的計算機數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，并支持多種計算機操作系統(tǒng)，同時還能運行多種開發(fā)工具和編程語言，且在編程時可以嵌入多種非專用編程環(huán)境，具有很強的可連接性和可擴充性以及開放式的環(huán)境。

1.1.2 先進性

GIS技術采用與世界同步的計算機數(shù)據(jù)庫技術、網(wǎng)絡技術、圖形技術以及地理信息處理技術，能夠有效的支持圖紙查詢和遠程數(shù)據(jù)，并利用系統(tǒng)的先進功能直接對地圖、各類數(shù)據(jù)進行打印。此外，系統(tǒng)還具備完善的現(xiàn)場勘測數(shù)據(jù)，線路桿塔等的具體位置，同時兼并分層控制圖紙、漫游、無級縮放、直接選擇定位等功能，可以直接進行相關計算來完成線路設備的安裝以及遷移。能夠用計算機技術來分析線路的方位和區(qū)域，從而為用戶提供可依賴的分析依據(jù)，方便管理人員進行判斷決策。

1.1.3 發(fā)展性

在GIS技術的應用開發(fā)過程中，可以方便系統(tǒng)的擴展功能與其它應用的銜接，使得系統(tǒng)開發(fā)成功后可以進一步發(fā)展，具有有效的可連接性與可擴充性。

2 關于電力配電系統(tǒng)的介紹

2.1 電力GIS所具有的功能

電力GIS需要對系統(tǒng)的信息做到瞬間收集并對其進行處理和分析，以保障電力系統(tǒng)信息的實時性，同時電力GIS對儲存容量、數(shù)據(jù)處理以及傳輸速度的要求也比較高。電力GIS還具有足夠的可靠性和穩(wěn)定性，滿足電力行業(yè)對可維護性高的要求，它還能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的多次輸出，以達到業(yè)務系統(tǒng)高準確性以及高可靠性的要求。隨著對電力的需求量不斷增大，電力系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展成一個龐大的復雜系統(tǒng)，電力系統(tǒng)獲取的實時信息量大，整個系統(tǒng)的接口多樣且復雜，信息系統(tǒng)的覆蓋面也非常廣，這都體現(xiàn)了電力GIS設施的分散性以及設備的多樣性。

2.2 電力配電系統(tǒng)具備的特點

整個電力配電系統(tǒng)具有相對集中性和系統(tǒng)開放性，同時該系統(tǒng)具備了規(guī)劃所需要的地理圖形和數(shù)據(jù)，且這些數(shù)據(jù)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的共享，使得用戶可以對這些數(shù)據(jù)進行訪問。同時，隨著各種技術的日益更新，在開發(fā)設計該系統(tǒng)時實現(xiàn)了可連接性和可擴充性。而GIS技術和常見的數(shù)據(jù)庫都是兼容的，使得系統(tǒng)能夠在多種操作系統(tǒng)上運行，從而為整個系統(tǒng)的應用提供了便利。

3 基于GIS技術的配電網(wǎng)智能系統(tǒng)與規(guī)劃方法

3.1 空間負荷預測

在預測該地區(qū)的空間負荷之前，需要對地理圖形和配電網(wǎng)系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)化，并將其所具有的相關資料輸入到數(shù)據(jù)庫，最后在地理圖形上利用空間負荷預測的方法對該地區(qū)的負荷分布圖進行分析，并推測未來發(fā)展的趨勢。

空間負荷預測是進行配電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃的基礎，只有對某地區(qū)的未來負荷進行預測，才能對該地區(qū)的電力配電網(wǎng)系統(tǒng)進行規(guī)劃設計。在預測空間負荷時，可以利用GIS的相關功能以及城市規(guī)劃部門提供的資料對該地區(qū)的總量負荷進行分析，從而預測需要規(guī)劃地區(qū)的空間負荷，最后對該地區(qū)的配電網(wǎng)系統(tǒng)進行設計規(guī)劃。

3.2 系統(tǒng)網(wǎng)絡結構優(yōu)化

在完成空間負荷預測之后，就需要對系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構進行優(yōu)化，優(yōu)化模型常常采用非線性混合整數(shù)規(guī)劃模型。在建立數(shù)學模型時，可以將規(guī)劃電力配電網(wǎng)系統(tǒng)的年投資作為目標函數(shù)，以變壓器和線路的容量限制、負荷需求以及配電網(wǎng)的放射條件作為約束，最后采取基于規(guī)則的專家規(guī)劃與最優(yōu)化算法相結合的方式。在優(yōu)化結束后，可以在地圖上顯示各個地區(qū)的配電網(wǎng)絡結構并直觀的看到系統(tǒng)的擴展情況。

4 GIS技術在電力配電系統(tǒng)中的應用

4.1 GIS在電力配電網(wǎng)系統(tǒng)中的應用現(xiàn)狀

20世紀90年代我國開始在電力配電網(wǎng)系統(tǒng)中應用GIS技術，但由于GIS與電力配電系統(tǒng)結合是一件比較難的事，到現(xiàn)在我國對GIS技術應用的研究依舊緩慢。對于GIS而言，在規(guī)劃電力配電網(wǎng)系統(tǒng)時需要保障數(shù)據(jù)的及時性和準確性，但在實現(xiàn)的應用GIS過程中，由于缺少這樣的保障制度，導致無法在配電網(wǎng)系統(tǒng)中發(fā)揮GIS的優(yōu)勢。從現(xiàn)在的情況來看，電力GIS還存在一些問題，例如沒有好的系統(tǒng)開發(fā)平臺，導致很多高級功能都無法實現(xiàn)；與其它系統(tǒng)沒有接口，無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享等等。

4.2 GIS技術在配電網(wǎng)系統(tǒng)中的應用

在配電網(wǎng)系統(tǒng)中應用GIS技術時，需要將GPS技術有效的結合在一起，具體包括信息的采集、智能管理線路、搶修調(diào)度管理以及地圖管理系統(tǒng)四個部分。系統(tǒng)通過對地理空間信息進行采集，然后根據(jù)這些信息規(guī)劃配電網(wǎng)線路，并對這些線路進行智能化管理，規(guī)劃完成后，還需要保障能夠?qū)ο到y(tǒng)中常出現(xiàn)的問題進行搶修，最后制定出該地區(qū)的地圖管理系統(tǒng)。

目前，我國已有很多在電力管理系統(tǒng)中應用GIS技術，并取得了很好的成果。例如，在江蘇省一家電力信息公司，通過加強對GIS技術的研究和應用，成功的把客戶服務系統(tǒng)、調(diào)度管理信息系統(tǒng)、輸電管理系統(tǒng)建立在GIS平臺上；上海瀘西供電所通過在數(shù)字電網(wǎng)系統(tǒng)中應用GIS技術，成功的對該地區(qū)150萬用戶的用電狀態(tài)進行監(jiān)控，從而改善了供電業(yè)的服務方式，并利用GIS技術對配電網(wǎng)系統(tǒng)的完全性進行了保障，當電網(wǎng)發(fā)生事故時，采用GIS技術輸出事故現(xiàn)場的電路以及線路圖，從而為搶修人員提供了準確的信息。

5 結束語

GIS在電力配電網(wǎng)系統(tǒng)中的研究對于供電系統(tǒng)有效的管理電網(wǎng)信息系統(tǒng)，提高企業(yè)的辦事效率有很大的作用，同時，還可以優(yōu)化企業(yè)的電網(wǎng)結構，提高供電管理的工作效率，給社會和企業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟效益。因此，將GIS技術引進電力配電網(wǎng)系統(tǒng)中，不僅能方便電力企業(yè)管理規(guī)劃系統(tǒng)數(shù)據(jù)，還能更直接的看清系統(tǒng)構造以及系統(tǒng)的交互性。另外，在規(guī)劃配電網(wǎng)系統(tǒng)時，可以應用GIS技術對配網(wǎng)的地理信息進行工程設計，以提高設計的效率，從而使得配電網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)劃與整個城市的規(guī)劃同步進行。

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