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        配電網(wǎng)規(guī)劃管理中GIS技術(shù)的應(yīng)用探討

        2021-03-27 00:53:26張國(guó)華黃東明鄭維明鐘添榮
        電工材料 2021年4期
        關(guān)鍵詞:配電網(wǎng)容量負(fù)荷

        林 佳,張國(guó)華,黃東明,鄭維明,鐘添榮

        (1.國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司,福建福州 350001;2.國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司泉州供電公司,福建泉州 362000;3.廈門億力吉奧信息科技有限公司,福建廈門 361008)

        引言

        在信息化時(shí)代背景下,加強(qiáng)地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)在配電網(wǎng)規(guī)劃管理中的應(yīng)用,有效發(fā)揮GIS技術(shù)的功能優(yōu)勢(shì),能切實(shí)提高配電網(wǎng)規(guī)劃管理的科學(xué)性、合理性,更好地為社會(huì)提供供電服務(wù)。

        1 配電網(wǎng)規(guī)劃的內(nèi)容及GIS技術(shù)的作用、功能

        配電網(wǎng)是電力供應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施,必須在配電網(wǎng)的覆蓋之下,電力能源才能輸送到達(dá)。而我國(guó)的地域面積廣闊、地形復(fù)雜,電力能源的需求結(jié)構(gòu)多樣、多變,這給配電網(wǎng)的建設(shè)帶來(lái)了很大的難題,只有提前做好科學(xué)的規(guī)劃工作,才能確保配電網(wǎng)始終保持安全、高效的運(yùn)行,滿足社會(huì)生活、生產(chǎn)的用電需求[1]。因此,就配電網(wǎng)規(guī)劃的內(nèi)容來(lái)說(shuō),不僅需要考慮到對(duì)環(huán)境條件的適應(yīng),還要考慮到對(duì)負(fù)荷的有效承載,從而通過(guò)合理的分配與組織,使配電網(wǎng)形成一個(gè)有機(jī)的整體。而要做到這一點(diǎn),顯然需要對(duì)諸多的信息進(jìn)行匯總、處理和分析。

        現(xiàn)代信息化技術(shù)的出現(xiàn)與普及,催生了諸多的具體實(shí)用性技術(shù),GIS技術(shù)便是其中之一,其主要的作用和功能是全方位地采集、存儲(chǔ)、管理現(xiàn)實(shí)世界當(dāng)中的地理數(shù)據(jù)、空間信息,并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的分析和描述,降低原本數(shù)據(jù)、信息的抽象性,提高其“可讀性”,發(fā)揮出這些數(shù)據(jù)信息的價(jià)值。GIS涉及到了對(duì)多門學(xué)科如地理學(xué)、水文學(xué)、地球物理、大氣學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等的綜合應(yīng)用,不過(guò)它最為突出的特點(diǎn),依然是利用信息化技術(shù)所賦予的優(yōu)勢(shì),如它可以通過(guò)對(duì)地理數(shù)據(jù)、空間信息的復(fù)雜分析,再可視化地顯示出具體情況,為相關(guān)工作提供決策依據(jù)。就配電網(wǎng)規(guī)劃中的GIS技術(shù)應(yīng)用來(lái)說(shuō),在GIS技術(shù)的幫助下規(guī)劃者可以更加直觀、形象地掌握和了解地理位置信息,準(zhǔn)確分析水文、地質(zhì)、地貌,保證配電網(wǎng)能夠完全地適應(yīng)于周圍環(huán)境條件。不僅如此,在GIS技術(shù)平臺(tái)中,還可以綜合性地反映出各個(gè)區(qū)域的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電網(wǎng)負(fù)荷以及地區(qū)經(jīng)濟(jì)情況,而且同樣是以直觀形象的方式顯示出來(lái),這些都是配電網(wǎng)規(guī)劃需要考慮的重要信息。通過(guò)對(duì)這些信息的可視化、綜合化,無(wú)疑更有利于配電網(wǎng)規(guī)劃工作的開展[2]。再者,基于GIS技術(shù),還可以建立專門的配電網(wǎng)規(guī)劃知識(shí)庫(kù)、模型庫(kù)和專家系統(tǒng),能夠更加自動(dòng)化、智能化地輔助配電網(wǎng)規(guī)劃工作開展,根據(jù)對(duì)地理、經(jīng)濟(jì)、供電負(fù)荷等數(shù)據(jù)信息的綜合分析,給出規(guī)劃決策方面的建議。

        2 配電網(wǎng)規(guī)劃管理中GIS技術(shù)的應(yīng)用

        2.1 配電網(wǎng)空間負(fù)荷預(yù)測(cè)規(guī)劃中GIS技術(shù)的應(yīng)用

        空間負(fù)荷預(yù)測(cè)是配電網(wǎng)規(guī)劃中的重要一環(huán),需要引起高度重視。其需要全面、詳細(xì)和準(zhǔn)確地了解區(qū)域用電情況、負(fù)荷性質(zhì)等信息,并逐步縮小預(yù)測(cè)區(qū)域,進(jìn)行針對(duì)性的空間負(fù)荷預(yù)測(cè)。在實(shí)際的配電網(wǎng)空間負(fù)荷預(yù)測(cè)中,最為常用的方法是負(fù)荷密度法,其特點(diǎn)是能夠有效地控制預(yù)測(cè)誤差。聚類分析法的應(yīng)用也相當(dāng)普遍,其能夠通過(guò)從不同因素角度出發(fā),分析同類負(fù)荷受到的影響,從而為配電網(wǎng)的規(guī)劃提供更加詳細(xì)、豐富的資料,增強(qiáng)規(guī)劃的精準(zhǔn)度,而且非常適合與GIS技術(shù)配合使用。如通過(guò)對(duì)GIS技術(shù)的應(yīng)用,可以直觀、準(zhǔn)確地區(qū)分不同空間負(fù)荷,如居民負(fù)荷、工業(yè)負(fù)荷、農(nóng)業(yè)負(fù)荷等,使規(guī)劃人員能夠更加輕松、便捷地獲得相關(guān)資料、數(shù)據(jù),提高其工作效率,減少其工作量。再者,通過(guò)GIS技術(shù)平臺(tái),規(guī)劃人員還可以對(duì)各個(gè)規(guī)劃區(qū)域進(jìn)行更加微觀的劃分,采集小區(qū)中與各類負(fù)荷有聯(lián)系的歷史數(shù)據(jù),以此作為依據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)的負(fù)荷分布情況,計(jì)算、修整各個(gè)分區(qū)的負(fù)荷密度,準(zhǔn)確計(jì)算出總負(fù)荷量[3]。

        2.2 配電網(wǎng)地理位置與容量規(guī)劃中GIS技術(shù)的應(yīng)用

        在基本確定了配電網(wǎng)的各空間負(fù)荷之后,便需要進(jìn)一步分析、判斷未來(lái)的負(fù)荷發(fā)展容量需求,使配電網(wǎng)的規(guī)劃和建設(shè),對(duì)未來(lái)的社會(huì)發(fā)展具有適應(yīng)性。在這些工作中,GIS技術(shù)同樣可以發(fā)揮著突出的作用,如在GIS技術(shù)所繪制的地形空間圖形之下,結(jié)合對(duì)空間負(fù)荷的預(yù)測(cè)結(jié)果,就能夠更加科學(xué)、合理地進(jìn)行備選變電所位置的規(guī)劃,使配電網(wǎng)不論是從地理環(huán)境角度還是從運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷角度來(lái)講,都能夠得到配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)化,控制建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)的成本,滿足生活、生產(chǎn)用電需求。

        2.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、短路容量校核與無(wú)功規(guī)劃中GIS技術(shù)的應(yīng)用

        如果要在配電網(wǎng)規(guī)劃中,實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,就需要應(yīng)用到模型庫(kù),借助其優(yōu)勢(shì),來(lái)建立起相關(guān)非線性規(guī)劃模型,設(shè)定規(guī)劃目標(biāo)年的高壓狀態(tài)中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),保證所有的配電網(wǎng)性能需求如變電站的容量、位置,空間負(fù)荷,以及投資和運(yùn)行費(fèi)用都得到滿足。通過(guò)GIS技術(shù)的有效應(yīng)用,對(duì)規(guī)劃中各個(gè)目標(biāo)年的短路容量與務(wù)工電壓進(jìn)行計(jì)算與分析,在短路容量校核系統(tǒng)的幫助下對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行校正,確保其設(shè)備容量與系統(tǒng)需求相適應(yīng),并且電能質(zhì)量能夠與標(biāo)準(zhǔn)相符。在確定了各個(gè)階段的規(guī)劃之后,通過(guò)GIS技術(shù)的應(yīng)用,可以相當(dāng)直觀地將網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)顯示出來(lái),同時(shí)還可以非常簡(jiǎn)便地進(jìn)行相關(guān)信息如線路型號(hào)、長(zhǎng)度投建以及改建年分等查詢[4]。這樣對(duì)配電網(wǎng)的規(guī)劃以及管理都能夠提供更詳細(xì)的參考、依據(jù)支撐。

        2.4 新式測(cè)繪技術(shù)與GIS技術(shù)的配合使用

        當(dāng)前,可見光激光點(diǎn)云技術(shù)與傾斜攝影技術(shù)的使用日漸廣泛,其能夠與GIS技術(shù)相互配合,建立出更加準(zhǔn)確的三維空間模型,為配電網(wǎng)的規(guī)劃、管理提供便利。如可以綜合可見光激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)、無(wú)人機(jī)傾斜攝影數(shù)據(jù),從多個(gè)層次、多個(gè)角度進(jìn)行全面的地理空間數(shù)據(jù)信息收集,然后再與GIS平臺(tái)中的坐標(biāo)算法進(jìn)行轉(zhuǎn)換、匹配,從而在GIS系統(tǒng)中,構(gòu)建出更加直觀、詳細(xì),更加符合人為認(rèn)讀、識(shí)別的配電網(wǎng)網(wǎng)架和設(shè)備三維空間模型。有了這樣的三維空間模型作為技術(shù)支撐,不論是配電網(wǎng)的規(guī)劃還是管理,都可以更加高效、準(zhǔn)確、安全。

        3 結(jié)語(yǔ)

        就目前的實(shí)際情況來(lái)看,我國(guó)的配電網(wǎng)建設(shè)工作已經(jīng)取得了很大的成就,配電網(wǎng)覆蓋范圍越來(lái)越廣,運(yùn)轉(zhuǎn)效率也越來(lái)越高,但是從發(fā)展的眼光來(lái)看,我國(guó)還有許多的地方需要新建、改建配電網(wǎng)。為此,應(yīng)當(dāng)將GIS等信息化技術(shù)應(yīng)用到配電網(wǎng)的規(guī)劃管理中來(lái),利用其功能,借助其優(yōu)勢(shì),幫助提高配電網(wǎng)規(guī)劃管理的科學(xué)性、合理性,以使配電網(wǎng)能夠更加符合未來(lái)社會(huì)的生活、生產(chǎn)需求。

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