胡元軍 張曉紅

（蘇州農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇蘇州 215001）

對(duì)于整個(gè)學(xué)校的電力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，配電系統(tǒng)是對(duì)其進(jìn)行協(xié)調(diào)規(guī)劃的主要部分，對(duì)于整個(gè)電力系統(tǒng)的發(fā)電變電、電力運(yùn)輸、電力分配、學(xué)校各部門(mén)用電起著重要作用。因此學(xué)校對(duì)于配電系統(tǒng)的管理工作要格外重視，通過(guò)采取先進(jìn)的管理技術(shù)保證配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行，才能確保整個(gè)學(xué)校的電力系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的滿足全校師生學(xué)習(xí)生活當(dāng)中的供電需求[1]。隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷革新，學(xué)者們已經(jīng)將地理信息系統(tǒng)GIS引入到配電網(wǎng)的管理當(dāng)中，許多企業(yè)運(yùn)用GIS技術(shù)建立數(shù)字電網(wǎng)對(duì)企業(yè)生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)的配電網(wǎng)進(jìn)行信息化管理，極大優(yōu)化了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，許多學(xué)校也開(kāi)始將GIS系統(tǒng)應(yīng)用到學(xué)校配電網(wǎng)的管理當(dāng)中。

1.GIS在配電網(wǎng)管理中的基本功能

（1）電子地圖的建立及管理：GIS可以從國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的電子地圖當(dāng)中獲取某一區(qū)域的電子地圖，建立對(duì)指定區(qū)域電子地圖的分區(qū)顯示、快速定位與尋找，并且能夠?qū)φ麄€(gè)電子地圖進(jìn)行實(shí)時(shí)更新與漫游。

（2）對(duì)配電網(wǎng)中的設(shè)備進(jìn)行管理：GIS可以對(duì)配電網(wǎng)當(dāng)中的各種設(shè)備進(jìn)行圖形顯示、數(shù)據(jù)查詢、對(duì)某一時(shí)段的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析等。

（3）對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行自動(dòng)制圖：GIS可以提供某一區(qū)域內(nèi)配電網(wǎng)的各種圖形繪制，例如結(jié)合GPS定位系統(tǒng)對(duì)某一區(qū)域配電網(wǎng)當(dāng)中線路的鋪設(shè)信息進(jìn)行自動(dòng)化線路走向圖形繪制，還可以根據(jù)建立的電子地圖繪制出配電網(wǎng)當(dāng)中的首次接線圖、指定區(qū)間的電纜斷面圖、室內(nèi)室外網(wǎng)絡(luò)接線圖等，并且能夠?qū)δ骋粎^(qū)域內(nèi)配電網(wǎng)的電力數(shù)據(jù)進(jìn)行折線圖、柱狀圖等不同統(tǒng)計(jì)圖形的呈現(xiàn)，這些圖形當(dāng)中的數(shù)據(jù)都會(huì)進(jìn)行實(shí)時(shí)更新便于管理人員進(jìn)行電力檢查與維護(hù)。

（4）對(duì)某一區(qū)域的電網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析：GIS可以根據(jù)某一區(qū)域配電網(wǎng)當(dāng)中所用的設(shè)備信息、線路分布的空間信息及拓?fù)潢P(guān)系建立一個(gè)電物理空間、設(shè)備空間以及電地理空間的仿真電網(wǎng)模型，并且綜合這一仿真模型當(dāng)中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)對(duì)該區(qū)域停電情況進(jìn)行預(yù)判，對(duì)電路系統(tǒng)復(fù)合大小、線路的折損情況進(jìn)行分析，從而為管理人員進(jìn)行配電網(wǎng)優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持[2]。

（5）多地區(qū)配電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享：在GIS廣泛應(yīng)用的過(guò)程中，各地區(qū)之間電力系統(tǒng)信息化與自動(dòng)化體系不斷完善，配電系統(tǒng)之間產(chǎn)生了緊密的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)了不同地區(qū)電力系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享，并且系統(tǒng)能自動(dòng)對(duì)無(wú)效數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除避免產(chǎn)生數(shù)據(jù)的冗余，實(shí)現(xiàn)了不同地區(qū)之間配電網(wǎng)數(shù)據(jù)的深層挖掘與利用，為我國(guó)總體的配電網(wǎng)數(shù)據(jù)管理帶來(lái)便利。

2.GIS在配電網(wǎng)管理中的特點(diǎn)

（1）在空間定位上呈現(xiàn)分布式特點(diǎn)：GIS系統(tǒng)具有空間定位的特點(diǎn)，在空間定位上分散呈現(xiàn)且不可重疊，在屬性方面表現(xiàn)為多層次的特點(diǎn)。例如，在某一地理位置上，配電系統(tǒng)當(dāng)中的電力線路分布與當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢檬侵丿B的，但是在GIS系統(tǒng)當(dāng)中進(jìn)行分析時(shí)，是按照不同的層次進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的。

（2）系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)體量大：GIS系統(tǒng)當(dāng)中包含的數(shù)據(jù)大多是以點(diǎn)、線、面的矢量化方式呈現(xiàn)的。例如，對(duì)于配電系統(tǒng)當(dāng)中的電力線分布，GIS系統(tǒng)分析的關(guān)注點(diǎn)在于電力線之間的邏輯連接，系統(tǒng)數(shù)據(jù)收集時(shí)一般收集的是電力線兩個(gè)端點(diǎn)的矢量信息。并且由于GIS系統(tǒng)要對(duì)不同的電力線走向、轉(zhuǎn)折點(diǎn)信息、設(shè)備信息等進(jìn)行不同的數(shù)據(jù)處理，因此系統(tǒng)內(nèi)部所包含的數(shù)據(jù)量非常龐大。

（3）信息呈現(xiàn)的多樣性：GIS系統(tǒng)當(dāng)中不僅包括配電網(wǎng)地理實(shí)體的物質(zhì)呈現(xiàn)和電力能量本身的呈現(xiàn)方式，還有根據(jù)這些實(shí)體物質(zhì)衍生出來(lái)的一系列數(shù)字、文字、電子地圖、單位時(shí)間內(nèi)的變化影響、進(jìn)行數(shù)據(jù)分析之后產(chǎn)生的一系列紙質(zhì)材料等，具有信息呈現(xiàn)的多樣性特征。

3.現(xiàn)階段學(xué)校配電網(wǎng)管理中應(yīng)用存在的問(wèn)題

學(xué)校配電網(wǎng)的發(fā)展是隨著每個(gè)學(xué)校建設(shè)規(guī)模的不同以及學(xué)校內(nèi)部用電負(fù)荷的變化進(jìn)行建設(shè)的，現(xiàn)階段學(xué)校的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)隨著學(xué)校發(fā)展變得越來(lái)越復(fù)雜，而傳統(tǒng)的配電網(wǎng)管理已經(jīng)不適應(yīng)學(xué)校配電網(wǎng)的管理需求。

（1）學(xué)校配電網(wǎng)連接的設(shè)備數(shù)量巨大：有些學(xué)校由于占地面積大，配電系統(tǒng)分布廣闊，一個(gè)學(xué)校當(dāng)中配電網(wǎng)所包含的電力設(shè)備數(shù)量龐大并且種類(lèi)繁多，教學(xué)用電、生活用電等分布于學(xué)校的各個(gè)地區(qū)，配電網(wǎng)時(shí)常處于不斷變化之中，傳統(tǒng)的配電網(wǎng)管理系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的維護(hù)工作任務(wù)艱巨。

（2）傳統(tǒng)人工管理效率低下：現(xiàn)階段有些學(xué)校對(duì)于配電網(wǎng)的管理還停留在傳統(tǒng)的人工管理階段，當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)需要人工檢查解決，整個(gè)過(guò)程費(fèi)時(shí)費(fèi)力并且效率低下。此外，人工管理情況下，工作人員對(duì)配電網(wǎng)的了解基本處于“摸黑”階段，配電網(wǎng)發(fā)生故障之后，維修人員對(duì)于故障發(fā)生的原因只能從現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)進(jìn)行了解，無(wú)法根據(jù)信息化系統(tǒng)當(dāng)中的直觀數(shù)據(jù)進(jìn)行更準(zhǔn)確的判斷，并且在配電網(wǎng)日常的管理中也無(wú)法做到故障預(yù)判。

（3）缺乏對(duì)于配電網(wǎng)的智能化管理：傳統(tǒng)的配電網(wǎng)管理方式對(duì)于學(xué)校內(nèi)部一些老校區(qū)當(dāng)中電纜縱橫交錯(cuò)的情況很難進(jìn)行詳細(xì)的梳理，存在極大的安全隱患，需要經(jīng)常派人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)巡邏便于發(fā)生故障后進(jìn)行定位，致使配電網(wǎng)管理任務(wù)繁重[3]。并且傳統(tǒng)的管理方法無(wú)法對(duì)學(xué)校配電網(wǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析，不利于后續(xù)學(xué)校電網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化。

4.GIS在學(xué)校配電網(wǎng)管理中的應(yīng)用

4.1 對(duì)學(xué)校配電網(wǎng)進(jìn)行可視化應(yīng)用

GIS管理系統(tǒng)在對(duì)學(xué)校配電網(wǎng)進(jìn)行管理時(shí)能夠?qū)⒌乩硇畔⑾到y(tǒng)當(dāng)中的可視化技術(shù)應(yīng)用到日常管理工作中，通過(guò)對(duì)GIS數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中儲(chǔ)存的學(xué)校不同地區(qū)的電網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行鏈接來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)學(xué)校配電網(wǎng)內(nèi)部空間信息與不同設(shè)備屬性信息的統(tǒng)一化管理，使學(xué)校配電網(wǎng)管理工作更加科學(xué)明晰，如圖1所示。在可視化系統(tǒng)當(dāng)中，可以加載學(xué)校內(nèi)部包含地理信息的各種配電網(wǎng)圖形文件，對(duì)電子地圖進(jìn)行放大、縮小等基礎(chǔ)操作，還可以在電子地圖上進(jìn)行數(shù)據(jù)移動(dòng)、選擇等基礎(chǔ)處理，也可以同時(shí)瀏覽學(xué)校不同區(qū)域的配電網(wǎng)。此外，可視化還可以進(jìn)行一些常規(guī)的編輯工作，例如繪制電桿、變壓器、中斷器等的圖形元件，進(jìn)行電線桿位置的修正、移動(dòng)電子地圖當(dāng)中的插件，查看學(xué)校任何一個(gè)地點(diǎn)的電子設(shè)備屬性、對(duì)某一數(shù)據(jù)或電子設(shè)備進(jìn)行自定義備注等?？梢暬僮髂軌蜃尮芾砣藛T清晰的了解到學(xué)校任何一角落的線路、設(shè)備等的相關(guān)狀況，便于管理人員對(duì)學(xué)校配電網(wǎng)進(jìn)行全面的變更與管理。

圖1 GIS在學(xué)校配電網(wǎng)管理中的可視化應(yīng)用

4.2 對(duì)學(xué)校配電網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢與分析

GIS系統(tǒng)可以為學(xué)校各部門(mén)提供相應(yīng)的配電網(wǎng)地理化分析、電子設(shè)備的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與數(shù)據(jù)查詢。系統(tǒng)會(huì)按照不同的地理區(qū)域、配電網(wǎng)當(dāng)中過(guò)往出現(xiàn)的停電事件進(jìn)行不同的分類(lèi)與數(shù)據(jù)匯總，便于維修人員和管理人員查詢與分析。GIS系統(tǒng)還能夠?qū)τ趯W(xué)校電子地圖當(dāng)中的用戶進(jìn)行定位查詢，對(duì)學(xué)校教學(xué)用電、生活用電進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，例如智能化的對(duì)學(xué)生宿舍進(jìn)行電壓限制、用電量統(tǒng)計(jì)，對(duì)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中的用電費(fèi)用進(jìn)行管理等。管理人員通過(guò)在系統(tǒng)內(nèi)部根據(jù)自己想要了解的內(nèi)容逐一輸入查詢條件，就可以看到系統(tǒng)呈現(xiàn)出的信息篩選情況，還可以實(shí)現(xiàn)圖形數(shù)據(jù)查詢和電子設(shè)備屬性數(shù)據(jù)的單向或雙項(xiàng)查詢服務(wù)。為了做到便捷管理，GIS系統(tǒng)能夠在電子地圖上逐一對(duì)學(xué)校不同區(qū)域的用戶進(jìn)行地址編碼，對(duì)于數(shù)據(jù)進(jìn)行分區(qū)打印，避免出現(xiàn)學(xué)校配電網(wǎng)管理當(dāng)中區(qū)域交叉等混亂局面。

4.3 對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與故障預(yù)測(cè)

GIS系統(tǒng)通過(guò)與配網(wǎng)SCADA系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)鏈接能夠在 GIS圖形當(dāng)中對(duì)學(xué)校配電網(wǎng)運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)信息呈現(xiàn)并進(jìn)行動(dòng)態(tài)著色[4]。在運(yùn)行過(guò)程中GIS系統(tǒng)能夠做到對(duì)當(dāng)下數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)的雙重動(dòng)態(tài)分析，隨時(shí)觀測(cè)配電網(wǎng)當(dāng)中的線路情況，并且能夠?qū)Σ煌貐^(qū)存在電路負(fù)荷過(guò)大情況的線路進(jìn)行不同顏色的標(biāo)記。此外，當(dāng)學(xué)校配電網(wǎng)在任何時(shí)間段或任何區(qū)域發(fā)生故障或突發(fā)事件時(shí)，GIS系統(tǒng)能夠做到以事故發(fā)生點(diǎn)為中心，在電子地圖上劃定一定范圍，自動(dòng)收集該范圍內(nèi)所有設(shè)備及線路發(fā)生故障前后特定時(shí)間段內(nèi)的所有數(shù)據(jù)并向管理人員作出警報(bào)，并對(duì)這些故障數(shù)據(jù)自動(dòng)分析與處理，對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)定位并且提供修復(fù)方案。此外，GIS系統(tǒng)通過(guò)不斷的數(shù)據(jù)分析能夠?qū)撛诘娘L(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)判，在電子地圖上對(duì)可能出現(xiàn)故障、停電情況的區(qū)域進(jìn)行標(biāo)記，為管理人員對(duì)整個(gè)配電網(wǎng)進(jìn)行檢修提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)參考。

4.4 實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)校配電網(wǎng)數(shù)據(jù)不同途徑的更新與應(yīng)用

GIS系統(tǒng)當(dāng)中的數(shù)據(jù)更新板塊可以根據(jù)學(xué)校配電網(wǎng)運(yùn)行情況進(jìn)行批量的屬性修改、數(shù)據(jù)更新等，為學(xué)校配電網(wǎng)管理部門(mén)的技術(shù)人員提供便捷的數(shù)據(jù)應(yīng)用與流轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)圖紙資料在機(jī)器內(nèi)部的閉環(huán)管理。配電網(wǎng)資料管理人員可以摒棄對(duì)CAD圖庫(kù)的維護(hù)，直接利用GIS庫(kù)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能將GIS圖形轉(zhuǎn)變?yōu)镃AD格式或者DXF格式，使學(xué)校整個(gè)配電網(wǎng)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、施工環(huán)節(jié)以及調(diào)度環(huán)節(jié)線路圖流轉(zhuǎn)更加便捷。此外，GIS系統(tǒng)可以通過(guò)結(jié)合電力GPS線路巡查對(duì)整個(gè)學(xué)校的配電網(wǎng)進(jìn)行更加便捷的巡邏與檢查，巡線員運(yùn)用手持GPS巡查系統(tǒng)，在移動(dòng)端記錄學(xué)校配電網(wǎng)巡查的航點(diǎn)與航跡，GPS手持系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將巡查員巡邏過(guò)程當(dāng)中的時(shí)間和空間位置、檢驗(yàn)工作當(dāng)中的有效數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳到GIS系統(tǒng)當(dāng)中，GIS系統(tǒng)能夠自動(dòng)根據(jù)GPS采集到的經(jīng)緯度坐標(biāo)在電子地圖當(dāng)中自動(dòng)生成桿塔符號(hào)及線路圖[5]。

5.結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段GIS已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域的配電網(wǎng)管理當(dāng)中得到了廣泛應(yīng)用，在學(xué)校配電網(wǎng)管理過(guò)程中，GIS系統(tǒng)能夠增強(qiáng)管理的可視化效果，能夠基于學(xué)校配電網(wǎng)當(dāng)中的具體信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與處理，提供給管理者科學(xué)的故障解決方法與配電網(wǎng)維護(hù)決策。并且隨著GIS系統(tǒng)的深入發(fā)展以及我國(guó)對(duì)各領(lǐng)域配電網(wǎng)信息化改造的進(jìn)行，GIS系統(tǒng)當(dāng)中搭載的先進(jìn)技術(shù)越來(lái)越多，對(duì)配電網(wǎng)的管理體系也越來(lái)越完善，對(duì)于學(xué)校配電系統(tǒng)管理當(dāng)中的數(shù)據(jù)分析科學(xué)化、故障解決可靠性，對(duì)于學(xué)校師生用電服務(wù)質(zhì)量的提升發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。