王英子 海 迪 劉姜鈞泰 崔 嬌 賀渝鑌

（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司昆明供電局）

0 引言

配電網(wǎng)圖模是一種對(duì)真實(shí)的配電網(wǎng)連接特性的抽象表達(dá)，從而構(gòu)建出配網(wǎng)系統(tǒng)的圖形、模型，它是主站系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)視以及各種高級(jí)分析應(yīng)用功能的基本依據(jù)。與GIS 圖紙屬于一張靜止的圖紙相比，配電自動(dòng)化系統(tǒng)需要在圖紙上展開大量的監(jiān)視、操作、調(diào)整等工作，因此，對(duì)配電自動(dòng)化圖紙進(jìn)行更新、校核的過(guò)程十分繁瑣。

1 當(dāng)下配網(wǎng)圖模準(zhǔn)確性校核系統(tǒng)存在的問題

以昆明供電公司為例，昆明供電公司現(xiàn)有2300余條線路，每日GIS 圖形變化率為97，在配電網(wǎng)中存在著“圖”與“圖”不一致的現(xiàn)象。電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的圖像與實(shí)際情況不一致、一次裝置錯(cuò)誤控制等問題，給配電系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)管理帶來(lái)了很大的困難。存在如下問題：（1）圖模校驗(yàn)工作量大。與主網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定的情況相比，配電網(wǎng)的線路較多且變化較大。檢驗(yàn)方法簡(jiǎn)單，檢驗(yàn)的模型數(shù)量多，精度難以保證；圖形模型不能完成自動(dòng)化的輸入，需要手工鍵入指令，耗時(shí)耗力。（2）圖像與實(shí)際情況不一致。配電網(wǎng)進(jìn)行大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)調(diào)整，增加了大量的新用戶，當(dāng)前，主要是靠著自動(dòng)化工作人員來(lái)進(jìn)行與配電自動(dòng)化終端變化有關(guān)的圖模變化，而沒有與之相關(guān)的變化則是大量的積累，存在著圖與實(shí)際不符的問題。（3）對(duì)工作過(guò)程產(chǎn)生不利地作用。圖模是調(diào)度端、現(xiàn)場(chǎng)端開展工作的基礎(chǔ)，由于圖示不合，會(huì)影響到日常類檢修工作、創(chuàng)新類工作的開展。（4）存在較高的安全性隱患。以IP 地址和組號(hào)為代表的配電網(wǎng)中的重要數(shù)據(jù)，由于其與實(shí)際情況的不一致所引起的重要數(shù)據(jù)誤差，很容易引起配網(wǎng)調(diào)度人員對(duì)一次側(cè)的控制失誤，從而引發(fā)電網(wǎng)和人員的安全隱患。為了解決這些問題，設(shè)計(jì)開發(fā)了一種基于GIS 軟件的GIS 圖形檢查系統(tǒng)。它利用技術(shù)手段來(lái)對(duì)手工核對(duì)工作進(jìn)行協(xié)助，從而降低了工作人員的工作負(fù)擔(dān)，從而確保了配網(wǎng)圖模的質(zhì)量，從而提升了圖模運(yùn)維的智能化程度，為配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用打下了基礎(chǔ)［1］。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 配網(wǎng)凸模維護(hù)方式分析

配電網(wǎng)圖模是指配電網(wǎng)系統(tǒng)模型和圖表，對(duì)配電網(wǎng)連接特點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的描述，為配網(wǎng)維修人員工作提供了支撐。配網(wǎng)圖模檢查體系的合理與否，直接關(guān)系到整個(gè)配網(wǎng)自動(dòng)化體系的實(shí)際應(yīng)用程度，是整個(gè)配網(wǎng)自動(dòng)化體系建設(shè)成功與否的關(guān)鍵。根據(jù)中國(guó)電力行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，各地供電所已經(jīng)進(jìn)行了20 多年的配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)，而配電網(wǎng)模型的試驗(yàn)問題會(huì)對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)用化運(yùn)行產(chǎn)生一定的影響，這也是供電局目前所要解決的問題。當(dāng)前，由于配電網(wǎng)維修任務(wù)繁重，升級(jí)頻率高，導(dǎo)致配電網(wǎng)模型在各系統(tǒng)之間的標(biāo)準(zhǔn)難以統(tǒng)一，不兼容等問題。目前階段，在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)建設(shè)的過(guò)程中，配網(wǎng)凸模的維護(hù)可以分成兩種方式：① 以GIS 系統(tǒng)和配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)單獨(dú)的維護(hù)為主，兩者之間沒有顯著的聯(lián)系。② 根據(jù)地理信息系統(tǒng)的特點(diǎn)，將地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入到電網(wǎng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)中。第一種方法要求對(duì)兩組模型進(jìn)行統(tǒng)一的管理，由于這種管理方法的工作量很大，而且不能進(jìn)行模型間的共享，因此在后一種方法中得到了廣泛的應(yīng)用。但是經(jīng)過(guò)對(duì)該系統(tǒng)的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，因?yàn)楦鱾€(gè)區(qū)域的GIS 系統(tǒng)的水平有很大的差別，再加上GIS 系統(tǒng)的功能還不夠完善，GIS 系統(tǒng)的維修人員的職業(yè)素養(yǎng)也是參差不齊，從而導(dǎo)致了圖模的維修質(zhì)量不高。若出現(xiàn)維修失誤，在沒有檢驗(yàn)的情況下，將會(huì)對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生干擾，進(jìn)而危害到電網(wǎng)的安全。為此，很多供電所都積極地進(jìn)行了配網(wǎng)自動(dòng)化圖模智能管控技術(shù)的研究，旨在針對(duì)當(dāng)前GIS 系統(tǒng)圖模質(zhì)量水平低、人工校核工作量大等問題，期望能夠通過(guò)對(duì)配電網(wǎng)GIS 圖模校核系統(tǒng)的開發(fā)與完善，更方便地獲得圖模文件，并實(shí)現(xiàn)CIM/SVG 圖形的語(yǔ)法語(yǔ)義校驗(yàn)、一致性校驗(yàn)和拓?fù)湫ｒ?yàn)，從而既可以提升校核工作的效率，又可以提升配網(wǎng)圖模質(zhì)量，以此達(dá)到圖模運(yùn)營(yíng)智能化的目的。

2.2 總體設(shè)計(jì)思路

配網(wǎng)圖模精度檢核系統(tǒng)，從監(jiān)控目錄中對(duì)新模型文件和圖形文件進(jìn)行分析，并將檢核結(jié)果用GIS模型接入管理平臺(tái)來(lái)顯示，GIS 運(yùn)維人員以檢查結(jié)果為依據(jù)，對(duì)GIS 圖模展開修改，之后，再將其提交到GIS 圖模檢核系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行檢查，一直到圖模檢核成功后，才會(huì)將其傳遞到配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，以此來(lái)保證配電網(wǎng)圖模的正確性。配網(wǎng)圖模精度檢查系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)了將新模型與上一次入庫(kù)模型進(jìn)行比較的功能，并支持圖模一致性檢查以及全網(wǎng)檢驗(yàn)［2］。

2.3 硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容

將GIS 圖模校核系統(tǒng)應(yīng)用于安全區(qū)，主要由數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器等組成。其中，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器主要用于保存模板文件和模板檢查記錄；圖模檢查服務(wù)器主要完成圖模文件的輸入，與GIS 的圖模訪問，圖模檢查等工作；WEB 服務(wù)器的作用就是為指定的用戶提供WEB 的發(fā)布服務(wù)，讓用戶可以利用電腦對(duì)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。該防火墻為GIS 圖形檢查與GIS系統(tǒng)之間的連接提供了條狀，從而實(shí)現(xiàn)了逆向隔離設(shè)備與配電網(wǎng)中的自動(dòng)控制分區(qū)的連接。

2.4 軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容

在軟件體系結(jié)構(gòu)方面，采用B/S 和C/S 相結(jié)合的方式來(lái)完成配電網(wǎng)的GIS 圖模檢查。在B/S 端，利用java/FLEX，然后發(fā)展了WEB 接口，并完成了視圖模式檢查記錄。除此之外，在C/S 方面，在C++/QT語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)圖模導(dǎo)入、圖模驗(yàn)算、驗(yàn)算結(jié)果定位功能開發(fā)目標(biāo)的前提下，通過(guò)對(duì)實(shí)際情況的研究發(fā)現(xiàn)，上述功能對(duì)操作實(shí)時(shí)性有較高的要求。

圖1 配電網(wǎng)GIS 圖模校核流程

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 配網(wǎng)圖模校核算法

本文的主要內(nèi)容是配電網(wǎng)GIS 圖模檢查，檢查內(nèi)容有拓?fù)錂z查、屬性檢查和圖模一致性檢查3 類。其中，屬性檢查是對(duì)配網(wǎng)圖模型進(jìn)行維護(hù)的基礎(chǔ)，也是對(duì)配網(wǎng)圖模型進(jìn)行存儲(chǔ)的先決條件。在引文網(wǎng)絡(luò)模型之前，必須對(duì)其屬性進(jìn)行檢查。它的應(yīng)用場(chǎng)景主要有以下幾個(gè)方面：在圖模導(dǎo)入過(guò)程中的前檢查階段，此時(shí)會(huì)對(duì)還沒有通過(guò)檢驗(yàn)的模型進(jìn)行提示，同時(shí)將其定位到特定的模型文件中，方便運(yùn)營(yíng)人員進(jìn)行排查；導(dǎo)入模型后，任何時(shí)候都可以實(shí)現(xiàn)對(duì)單張線圖模型的屬性檢查，這在可能會(huì)出現(xiàn)模型修改或檢查需求發(fā)生改變時(shí)比較普遍，然后，對(duì)于模型，再一次進(jìn)行基礎(chǔ)屬性檢查。在實(shí)際工作中，要分析離線環(huán)境下的模型文件，并進(jìn)行對(duì)象提取，將其與配置的各類設(shè)備基本屬性的必填信息相結(jié)合，對(duì)設(shè)備對(duì)象進(jìn)行仔細(xì)檢查和校核，將被校核的設(shè)備對(duì)象進(jìn)行精確地記錄下來(lái)，并進(jìn)行集中描述，定位到模型文件的特定一行，最后將數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，形成一份圖模基本屬性校核報(bào)告。

在離線的條件下，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錂z驗(yàn)是對(duì)圖模關(guān)聯(lián)進(jìn)行檢驗(yàn)的一種有效方法。在應(yīng)用的過(guò)程中，與同屬性的檢驗(yàn)相似，將網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋺?yīng)用在圖模導(dǎo)入的預(yù)檢查階段，此時(shí)，在饋線模型的幫助下，可以產(chǎn)生一個(gè)可視化的圖形化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。對(duì)于運(yùn)營(yíng)人員而言，這種操作可以讓自己更直觀地感受到拓?fù)溥B通性。當(dāng)模型被輸入到一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)中時(shí)，可以在任何時(shí)候，對(duì)一個(gè)有可能被更改的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行檢查，然后，再對(duì)這個(gè)模型進(jìn)行一次網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錂z查，檢查過(guò)程中會(huì)同時(shí)產(chǎn)生一份網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錂z查報(bào)告，其中包含了拓?fù)鋶u數(shù)目、設(shè)備規(guī)模、異常信息等信息。

3.2 饋線圖模一致性互校核分析報(bào)告的形成

在離線的基礎(chǔ)上，圖?；z查是圖模協(xié)同性檢查的組成成分，它在一致性檢查中具有非常重要的作用，在饋線上進(jìn)行模態(tài)一致性檢查是很普遍的，要及時(shí)地找到并把握模態(tài)或模態(tài)要素的衰減，以保證模態(tài)信息的完整。它被普遍用于圖形模式導(dǎo)入前的檢驗(yàn)，對(duì)保證被導(dǎo)入圖形模式的一種重要作用。

在圖?；バＵ^(guò)程中，在脫機(jī)的情況下，對(duì)建模文件和圖形文件進(jìn)行了實(shí)時(shí)分析。在對(duì)建模文件進(jìn)行分析的過(guò)程中，可以得到與其相關(guān)的拓?fù)湎嚓P(guān)的器件，并可以建立一個(gè)元素集來(lái)獲得元素之間的關(guān)聯(lián)信息；在對(duì)圖表文件進(jìn)行分析的時(shí)候，可以將各種圖元中所含有的模型對(duì)象的集合信息以及模型間的拓?fù)潢P(guān)系信息都掌握在自己的手中。在分析完畢之后，可以對(duì)模型和圖元信息進(jìn)行雙向的比較，并以該模型作為參照，來(lái)理解圖表文件之間的差別。以此圖為參考，進(jìn)行建模文檔的差異性分析，綜合兩個(gè)角度的比較分析，得出饋線圖模相容性互校驗(yàn)的結(jié)論。

4 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)目前配網(wǎng)圖模型的使用情況，本文對(duì)配網(wǎng)GIS 圖模型進(jìn)行了一系列的校核，從而可以完成GIS圖模型的屬性、拓?fù)湟约皥D模型一致性的校核，使得配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的基石，即配網(wǎng)圖模型可以得到標(biāo)準(zhǔn)化的維護(hù)、校核、流轉(zhuǎn)，從而極大地節(jié)省了圖模型的校核時(shí)間，提升了圖模型的校核效率，保證了配網(wǎng)圖模型的準(zhǔn)確性，為配網(wǎng)自動(dòng)化等有關(guān)系統(tǒng)的建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。在全國(guó)范圍內(nèi)，隨著電力網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，本系統(tǒng)還可以在全國(guó)范圍內(nèi)推廣，具有很好的發(fā)展?jié)摿Α?/p>