林洲游，邵丹璐，林 群

（1.國網(wǎng)浙江省電力公司溫州供電公司，浙江 溫州 325000；2.浙江創(chuàng)維自動化工程有限公司，杭州 310026）

基于營配貫通和可視化技術的配電網(wǎng)電子沙盤系統(tǒng)的設計與開發(fā)

林洲游1，邵丹璐2，林 群1

（1.國網(wǎng)浙江省電力公司溫州供電公司，浙江 溫州 325000；2.浙江創(chuàng)維自動化工程有限公司，杭州 310026）

針對沿海地區(qū)臺風、暴雨等極端天氣給電力搶修帶來的困難，分析了搶修應急決策輔助信息展示需求，研究了配電網(wǎng)電子沙盤系統(tǒng)的應用架構，構建的系統(tǒng)具有應急準備、應急指揮和日常模擬3大功能，闡述了實現(xiàn)該系統(tǒng)的關鍵技術。利用該系統(tǒng)，可提高可視化指揮決策輔助水平，滿足各類人員對多領域、多層次和多維度展示的應用需求。

配網(wǎng)搶修；電子沙盤；應急管理；輔助決策

0 引言

江浙、福建等沿海地區(qū)，每年都會因臺風、暴雨等極端天氣造成大面積停電，存在搶修面積大、時間緊和難度大等困難。近年來，隨著信息技術在電力行業(yè)的廣泛應用，為提高電網(wǎng)搶修處理過程中的決策能力和有效指揮、組織搶修及恢復重建工作提供了有力的技術支撐。

將圖形技術、網(wǎng)絡技術和地理信息技術等應用于配電網(wǎng)（以下簡稱配網(wǎng)）搶修工作，進行輔助管理和決策，可提高配網(wǎng)搶修能力[1，2]。電子沙盤對當前災情的態(tài)勢輸出與信息輸入具有快速、簡便和精確等優(yōu)點[3]，易于動態(tài)更新，將電子沙盤融入配網(wǎng)搶修系統(tǒng)，可為搶修規(guī)劃、決策、評價和管理提供有效的參考依據(jù)。浙江省電力公司通過開展營配貫通工作，將原營銷、配網(wǎng)運行分管的專業(yè)工作進行優(yōu)化整合，統(tǒng)一了生產(chǎn)組織模式和資源配置，實現(xiàn)了配網(wǎng)運行、故障調(diào)度、檢修和營銷管理的無縫鏈接[4]，提高了供電服務能力和運營管控能力[5]。

從極端天氣下配網(wǎng)搶修速率和優(yōu)化指揮決策的角度出發(fā)，設計開發(fā)了基于營配貫通和可視化技術的配網(wǎng)電子沙盤系統(tǒng)，該系統(tǒng)在應急準備、應急指揮和日程模擬3方面充分發(fā)揮作用，為提高可視化指揮決策輔助水平、加快特殊情況下?lián)屝匏俣忍峁┝似脚_，可滿足各類人員對于多領域、多層次和多維度展示的應用需求。

1 設計思路

1.1 配網(wǎng)電子沙盤總體架構

應急指揮系統(tǒng)關注主網(wǎng)和配網(wǎng)應急救災全過程的監(jiān)控和管理，配網(wǎng)電子沙盤系統(tǒng)應用于配網(wǎng)應急指揮，基于現(xiàn)有營配貫通成果，結(jié)合電網(wǎng)GIS（地理信息系統(tǒng)）平臺可視化功能，為配網(wǎng)應急指揮人員在應急事件發(fā)生時提供相應的數(shù)據(jù)支持和輔助功能，對配網(wǎng)設備的運行狀況、搶修隊伍和搶修物資的調(diào)配情況進行可視化展示。系統(tǒng)應用架構如圖1所示。

圖1 配網(wǎng)電子沙盤應用架構

配網(wǎng)電子沙盤平臺由感知層、融合層和應用層組成，感知層集成PMS（生產(chǎn)管理系統(tǒng)）、CIS（營銷管理系統(tǒng)）、GIS（電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)）、EMS（調(diào)度自動化系統(tǒng)）、配網(wǎng)搶修系統(tǒng)、營配貫通平臺、氣象平臺等多個系統(tǒng)和數(shù)據(jù)，構成系統(tǒng)的末端觸電網(wǎng)絡；融合層構建統(tǒng)一電網(wǎng)拓撲、地理和資源圖形信息模型，實現(xiàn)各種類型數(shù)據(jù)的高速傳輸、分布存儲、集中處理和智能分析；應用層構建了微應用框架，具備在線監(jiān)測、快速指揮、匯總分析的微應用公共模塊。

1.2 配網(wǎng)電子沙盤特點

配網(wǎng)電子沙盤主要為防汛抗臺、防雪防凍和電網(wǎng)風險等特殊業(yè)務場景進行搶修指揮而開發(fā)的具有展示、指揮和數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能的營配貫通數(shù)據(jù)共享平臺，系統(tǒng)主要特點如下：

（1）研究了基于PMS系統(tǒng)設備從屬關系的配網(wǎng)設備快速停電及恢復工具。通過PMS系統(tǒng)配網(wǎng)設備的主從屬關系，結(jié)合營銷系統(tǒng)的用戶信息，在應急事件發(fā)生時，進行大批量設備停電的快速分析及地理圖構面工作。

（2）研究臺風預警風圈范圍內(nèi)，受影響設備的分布趨勢。在臺風預警風圈內(nèi)，以搶修網(wǎng)格為基礎單元，實現(xiàn)受影響配網(wǎng)設備和用戶的實時分布統(tǒng)計和趨勢預測。

（3）研究配網(wǎng)故障搶修、EMS與配網(wǎng)電子沙盤的數(shù)據(jù)共享融合?；谂渚W(wǎng)電子沙盤平臺，推送公變停電、專變停電、智能總保和開關告警數(shù)據(jù)，提供快速停電功能。

2 功能模塊

基于營配貫通和可視化技術的配網(wǎng)電子沙盤系統(tǒng)，包括應急準備、應急指揮和日常模擬三大功能模塊（功能框架如圖2所示），實現(xiàn)了應急監(jiān)控、專項搶修、應急指揮和日常模擬等功能。

圖2 配網(wǎng)電子沙盤功能框架

2.1 應急準備

2.1.1 基礎模塊

（1）網(wǎng)格規(guī)劃模塊：依托城市管理及數(shù)字化信息平臺，基于城鎮(zhèn)按供電所供電范圍、市區(qū)按營業(yè)廳/班組供電范圍的原則，默認劃分搶修責任網(wǎng)格，加強對單元網(wǎng)格的信息管理。系統(tǒng)基于GIS地圖的供電范圍自動生成網(wǎng)格并支持手動調(diào)整，提供搶修網(wǎng)格的技術數(shù)據(jù)維護和展示。

（2）應急預案模塊：提供了面對突發(fā)事件的應急管理、指揮和救援計劃等內(nèi)容，為極端天氣不同階段下的突發(fā)狀況提供了參考和依據(jù)。

2.1.2 事件建立

風險預警模塊提供了電網(wǎng)風險預警、自然災害預警等事件的維護界面，包括預警信息內(nèi)容、有效期、預警等級等信息，基于預警事件的狀態(tài)進行應急搶修。

2.1.3 事件籌備

事件籌備是預警事件業(yè)務流程中不可缺少的一環(huán)，為搶修提供重要保電用戶、搶修人員和搶修資源等重要基礎數(shù)據(jù)信息。

（1）保電用戶：根據(jù)風險預警等級，自動獲取營銷系統(tǒng)的保電用戶信息。

（2）隊伍管理：根據(jù)風險預警等級和影響范圍，提供搶修隊伍管理維護功能。

（3）裝備管理：根據(jù)風險預警等級和影響范圍，提供搶修資源管理維護功能。

2.2 應急指揮

2.2.1 事件監(jiān)視

（1）電子沙盤：電子沙盤模塊是系統(tǒng)的核心業(yè)務模塊，提供了一個可視化展示和指揮決策的平臺，可進行包括氣象數(shù)據(jù)、停電態(tài)勢操作、倒桿斷線、資源分布和保電用戶的展示。

氣象數(shù)據(jù)模塊主要為系統(tǒng)提供日常氣象、臺風數(shù)據(jù)的展示，提供臺風路徑預測、影響范圍分析等數(shù)據(jù)，為指揮決策提供數(shù)據(jù)依據(jù)；停電態(tài)勢模塊提供系統(tǒng)停電業(yè)務操作及展示平臺，并統(tǒng)計停電影響的設備和用戶范圍；倒桿斷線模塊提供倒桿斷線的定位信息展示；資源分布模塊提供搶修隊伍及資源的調(diào)配和實時位置展示。

（2）停電情況：提供系統(tǒng)停電列表，提供復電操作，統(tǒng)計停電影響數(shù)據(jù)，為搶修指揮人員提供業(yè)務操作平臺。

（3）受損情況：基于系統(tǒng)的受損操作平臺，提供斜桿、倒桿、斷桿、斷線、桿上設備故障、異常等7種受損類型的維護。

（4）視頻監(jiān)控：展示變電站等視頻信息，為搶修監(jiān)控人員提供信息參考。

2.2.2 事件總結(jié)

信息上報模塊提供10kV及以上輸變電設備停役情況表、供電計劃明細統(tǒng)計表、變電站主變停役統(tǒng)計表、線路停役情況表、臺風倒塔情況明細表等數(shù)十張報表，自動統(tǒng)計系統(tǒng)相關數(shù)據(jù)，為搶修一線值班人員及搶修指揮中心匯總查看數(shù)據(jù)提供信息化手段，以便整體掌握事件災情及恢復情況，為搶修指揮決策提供輔助數(shù)據(jù)。

2.3 日常模擬

日常預警模塊提供了日常預警事件的維護界面，為模擬停電操作提供日常事件；停電分析模塊提供系統(tǒng)的模擬停電業(yè)務操作平臺、模擬停電數(shù)據(jù)統(tǒng)計平臺和模擬停電情況展示平臺，滿足日常模擬下的停電操作和數(shù)據(jù)分析。

3 關鍵技術

配網(wǎng)電子沙盤系統(tǒng)在配網(wǎng)搶修平臺的基礎上，融合了多平臺的數(shù)據(jù)信息，構建該系統(tǒng)的關鍵技術如下。

3.1 主線、支線分離停電與恢復關系分析

在應急情況下，有大量線路停電，但主線的停電大多由某支線故障造成的。為減小停電影響范圍，現(xiàn)場搶修會及時隔離支線，以實現(xiàn)對主線的快速送電，降低風險。因此在配網(wǎng)電子沙盤系統(tǒng)應用上，需要實現(xiàn)主線、支線的同步停電，恢復送電時故障支線不復電、而主線和其余支線快速恢復送電，從而保證數(shù)據(jù)統(tǒng)計的可靠性，為快速定位應急搶修提供有力依據(jù)，同時降低災害造成的經(jīng)濟損失。

3.2 信息的獲取、整合與展示

系統(tǒng)信息包括主網(wǎng)線路數(shù)據(jù)、臺風預警及路徑、及時天氣信息、道路交通狀況和應急力量分布等多重信息，系統(tǒng)需要快速準確地獲取這些信息，整合后全面、完整地展現(xiàn)給指揮人員。

3.3 應急力量間的及時信息共享

在應急情況下，要實現(xiàn)準確有效的指揮調(diào)度，現(xiàn)場態(tài)勢的獲取是基礎，高效溝通是保障，系統(tǒng)需要建立指揮中心和現(xiàn)場搶修人員之間的溝通橋梁，為搶修調(diào)度提供保障。

4 結(jié)語

針對極端天氣下電力搶修工作中存在的困難，以優(yōu)化指揮決策為目標，設計開發(fā)了基于營配貫通和可視化技術的配網(wǎng)電子沙盤系統(tǒng)，具有應急準備、應急指揮、日程模擬等功能，在一定程度上優(yōu)化了搶修工作，為防汛抗臺工作的開展提供一定參考。

另外，系統(tǒng)建設還存在兩方面不足，需要進一步完善：路徑分析方面，在天氣、地形、環(huán)境等約束條件下，對搶修力量抵達時間、最優(yōu)抵達路徑等問題進行分析和演示；流程優(yōu)化方面，在應急預案指導下，將搶修流程與應急預案流程相結(jié)合，優(yōu)化和標準化特殊情況下的搶修業(yè)務流程。

[1]蔣錦霞，莊曉丹，梅峰.配網(wǎng)生產(chǎn)搶修指揮平臺設計及應用[J].系統(tǒng)開發(fā)與應用，2013，11（5）:57-61.

[2]房牧，許明，王興念，等.配網(wǎng)生產(chǎn)搶修指揮支撐技術研究與應用[J].供用電，2013，30（3）:11-16.

[3]翟國良.應急決策電子沙盤研究與開發(fā)[D].天津：天津大學軟件學院，2009.

[4]魯江鋒.基于營配貫通系統(tǒng)的標準化搶修服務[J].科技與企業(yè)，2012（16）:113-115.

[5]樓小波，沈勤衛(wèi)，倪志泉.供電企業(yè)“營配貫通”及其實踐[J].湖州師范學院學報，2013，35（S1）:136-141.

（本文編輯：方明霞）

Design and Development of Electronic Sand Table for Distribution Network Based on Visualization Technology and Business Transfixion of Marketing and Distribution

LIN Zhouyou1，SHAO Danlu2，LIN Qun1
（1.State Grid Wenzhou Power Supply Company，Wenzhou Zhejiang325000，China；2.Creaway Automation Engineering Co.，Ltd.，Hangzhou310012，China）

Aiming at maintenance difficulties from extreme weather events like typhoon and rainstorm in coastal areas，the paper analyzes the requirement of emergency decision-making support information display；furthermore，it investigates application architecture of the electronic sand table for distribution network.Three key functions of the system such as emergency preparedness，emergency command and daily simulation are summarized，and key technologies for system implementation are analyzed.With the help of the system，visualized commanding decision-making support level is upgraded to meet the application requirements of various personnel on multi-field，multi-level and multi-channel display.

distribution network repair；electronic sand table；emergency management；decision-making support

TM727

：B

：1007-1881（2016）09-0043-03

2016-03-28

林洲游（1975），男，工程師，從事輸電線路運維管理及防汛防臺應急管理工作。