配網(wǎng)GIS系統(tǒng)在配網(wǎng)自動(dòng)化中的應(yīng)用分析

鄺偉健　劉偉富　吳進(jìn)喜

【摘 要】地理信息系統(tǒng)（GIS）是較為先進(jìn)的信息技術(shù)，由系統(tǒng)層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用軟件層、應(yīng)用層各個(gè)部分組成，具有適用性強(qiáng)、控制效果好、管理方便、相對(duì)獨(dú)立、成本低等特點(diǎn)，技術(shù)也在不斷提高，在各行各業(yè)的應(yīng)用均十分廣泛。本文從各個(gè)方面闡述了GIS系統(tǒng)的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)及在配網(wǎng)自動(dòng)化中的各種應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】GIS系統(tǒng)；配網(wǎng)自動(dòng)化；應(yīng)用

前言

在我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的時(shí)代背景下，工商業(yè)的發(fā)展，人們生活質(zhì)量的提高，對(duì)于能源的消耗量不斷增大，從某種意義上刺激了電力事業(yè)的發(fā)展。國家對(duì)電網(wǎng)建設(shè)也十分重視，對(duì)其的投入也逐年增加。配網(wǎng)覆蓋率的升高，線路更多，路程更長，也催生了一系列管理上的問題，如配網(wǎng)檢修難度增加、安全性能低、供電穩(wěn)定性不高、容易受到眾多因素的影響等，管理者需對(duì)配網(wǎng)施行有效的監(jiān)管，線路優(yōu)化設(shè)計(jì)，出現(xiàn)故障需及時(shí)排除等，這就需要可靠的信息系統(tǒng)，提供各個(gè)區(qū)域的相關(guān)信息，以便檢查故障范圍及設(shè)備的情況，因此配電網(wǎng)GIS系統(tǒng)應(yīng)用在電力行業(yè)的應(yīng)用也逐漸擴(kuò)大，其可以將配網(wǎng)的各種信息進(jìn)行整合，并與圖形緊密結(jié)合，直觀的反映出配網(wǎng)的運(yùn)行情況[1]。

1.GIS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，簡稱GIS）是在信息技術(shù)的發(fā)展下，為收集、儲(chǔ)存、搜索、分析及輸出顯示地理空間定位數(shù)據(jù)而開發(fā)的一款數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)[2]。其可以提供電力設(shè)備的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，經(jīng)由空間數(shù)據(jù)引擎SDE進(jìn)行管理。其由以下幾個(gè)部分構(gòu)成：①系統(tǒng)層 服務(wù)器操作系統(tǒng)采用 Windows 2003 Server，客戶端操作系統(tǒng)采用 Windows 2000 以上系統(tǒng)；②數(shù)據(jù)層 服務(wù)器采用 Oracle 9i+ArcSDE9.0 for Oracle 9i，其功能是儲(chǔ)存空間數(shù)據(jù)及非空間數(shù)據(jù)，客戶端采用單機(jī)模式的 MicrosoftAccess 數(shù)據(jù)庫，其分為兩級(jí)，最大化的降低客戶端與服務(wù)器之間的交互次數(shù)；③應(yīng)用軟件層 也稱為業(yè)務(wù)邏輯層，通過 ADO. NET 和 MapObjects 組件，和空間數(shù)據(jù)庫相連，進(jìn)行圖形制作、編輯、管理，數(shù)據(jù)分配、查詢、統(tǒng)計(jì)、存入、調(diào)出，用戶不直接與數(shù)據(jù)接觸；④應(yīng)用層 信息輸出顯示工具，主要使用 MapObjects 相應(yīng)控件作為圖形輸出界面，最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能。

2.GIS系統(tǒng)在配網(wǎng)自動(dòng)化中的應(yīng)用

現(xiàn)代化電網(wǎng)的管理極為復(fù)雜繁瑣，其貫穿電力運(yùn)行的整個(gè)過程。從最開端的發(fā)電，到電力運(yùn)輸、配網(wǎng)、到終端使用消耗，都具有明顯的空間跨越性及逐步實(shí)現(xiàn)有傳統(tǒng)的人工管理到自動(dòng)化管理的轉(zhuǎn)變。電網(wǎng)的覆蓋率逐年升高，對(duì)于配電線路的規(guī)劃、用戶統(tǒng)計(jì)、有效管理、設(shè)備安裝維護(hù)等各個(gè)方面都需要有可靠的數(shù)據(jù)支持。在發(fā)展企業(yè)時(shí)的重要決策，也需有足夠的參考信息，GIS 技術(shù)的功能及特點(diǎn)完全可以達(dá)到這個(gè)效果，在電網(wǎng)的自動(dòng)化管理中的應(yīng)用表現(xiàn)以下幾個(gè)方面：

2.1輸電配電線路管理

電力資源從電廠到用戶的終端使用，需經(jīng)過一個(gè)必要的步驟，即為輸電配電過程。輸電配電單位的工作內(nèi)容包括點(diǎn)輸電線路設(shè)計(jì)、高架施工、線路管理維護(hù)、設(shè)備歸檔及養(yǎng)護(hù)等，這些工作內(nèi)容大多數(shù)涉及到當(dāng)?shù)氐牡乩硇畔?，一般的管理辦法是人工管理，其存在著一定的固有缺陷，如信息滯后、更新不及時(shí)、記錄有誤、信息收錄不全面等，無法滿足現(xiàn)代配電線路管理的要求。在配電自動(dòng)化系統(tǒng)中運(yùn)用GIS 系統(tǒng)，以其強(qiáng)大的技術(shù)功能，可以妥善解決該問題，該系統(tǒng)可以做到建立信息、輸出圖形、有效的監(jiān)控力、拓?fù)渲⑻幚淼乩韴D形與連線圖形的連接點(diǎn)，從而將地理電容情況、使用密度、供電系統(tǒng)的路線、覆蓋區(qū)域、拓?fù)淝闆r、輸電導(dǎo)線與架線桿塔的位置關(guān)系、變電站電力隔離器的開關(guān)狀態(tài)等信息直觀的表達(dá)出來，給管理人員對(duì)線路的檢查、維護(hù)、故障排查、電路負(fù)荷控制、操作隔離器、分析電力消耗流向等各項(xiàng)具體工作提供了可靠的情報(bào)支持[3]。

2.2配網(wǎng)設(shè)施管理

輸配電網(wǎng)路線路長，涉及的地域范圍廣闊，電壓的變換次數(shù)很多，因此在電力資源的輸送的過程中需要使用的設(shè)備種類繁多，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫軟件的管理方式很難面面俱到，難免出現(xiàn)疏漏，導(dǎo)致事故的發(fā)生。GIS 系統(tǒng)可以將各類信息收集分析處理后，將其輸出為不同比例的電子地理圖形，直觀的從地圖上表達(dá)出電網(wǎng)的分布狀況，及各種設(shè)備及終端用戶的連接位置狀況，該系統(tǒng)中還儲(chǔ)存有各種設(shè)備的信息，包括功能、特點(diǎn)、適用范圍、安裝位置、檢修歷史等，不僅能對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程的監(jiān)控管理，并且能夠根據(jù)設(shè)備與圖形的拓?fù)潢P(guān)系，運(yùn)用設(shè)備估算電網(wǎng)的在線與離線，管理人員可以輕松得到該地區(qū)內(nèi)重要電力設(shè)備分布狀況，為檢修和維護(hù)及排查故障創(chuàng)造了有利條件，提高檢修人員的工作效率，為管理者的管理方式及正確的決策，提供了全方位的參考依據(jù)[4]。

2.3終端消耗管理

電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展十分迅速，許多地區(qū)原有的電網(wǎng)跟不上當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展，無法滿足日益增長的消耗量，需要進(jìn)行規(guī)模擴(kuò)張、線路改造、設(shè)備更新等工作，但是收集信息的工作任務(wù)大、周期長、成本高，電網(wǎng)環(huán)境配電環(huán)節(jié)復(fù)雜，人員在操作時(shí)，存在信息失真的現(xiàn)場，有許多困難和阻礙[9]。引入GIS系統(tǒng)后，可以從地圖上直接查詢到各個(gè)電力終端使用點(diǎn)的電力消耗、荷載、設(shè)備周期等情況，科學(xué)合理的設(shè)計(jì)出擴(kuò)張及改造方案。對(duì)客戶關(guān)于線路及施工計(jì)劃等各方面的疑問，可以通過地圖上的自動(dòng)定位功能及區(qū)域查詢功能，及時(shí)予以明確的回復(fù)與解答[5]。電業(yè)的營業(yè)部門，在收取及管理用戶方面，可以對(duì)用戶實(shí)行地址編碼，杜絕了邊緣地區(qū)或交叉地區(qū)的管理混亂問題。

3.特點(diǎn)及應(yīng)用前景

該系統(tǒng)是基于計(jì)算機(jī)信息研發(fā)的，其工作原理、技術(shù)核心、工作流程、組建形式、操作規(guī)程等個(gè)方面因素決定了其具有操作簡便、信息準(zhǔn)確度高、輸出信息直觀、流程管理的相對(duì)獨(dú)立、搜索引擎強(qiáng)大等諸多特點(diǎn)，決定了其在電力配網(wǎng)中的強(qiáng)大功能及無可取代的地位。其強(qiáng)大的功能不僅僅可以應(yīng)用于電力配網(wǎng)中地理情況的表現(xiàn)上，還可以利用其強(qiáng)大的信息存儲(chǔ)與處理功能，進(jìn)行廣度上的電力服務(wù)方面的拓展。因此，電力單位在建立健全GIS地理系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)先充分熟悉該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及各種功能，從另一個(gè)高度設(shè)計(jì)其使用方案，是最能夠充分的發(fā)揮出全面的功能，方便快捷的解決電力配網(wǎng)中的諸多問題，推動(dòng)配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的革新。

4.總結(jié)

經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)能源的需求不斷增加，城市電網(wǎng)經(jīng)過多年的使用后，需要有效的管理與改造，及時(shí)排除不穩(wěn)定因素。在電網(wǎng)的管理上，引入GIS 技術(shù)并與具體電網(wǎng)情況向結(jié)合，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)各個(gè)環(huán)節(jié)的管理，如輸變電管理、設(shè)備管理、配電管理等，為其提供給可靠的信息地理反應(yīng)圖作為參考。也可以對(duì)電網(wǎng)上設(shè)備的運(yùn)營狀態(tài)、過程等進(jìn)行監(jiān)控，出現(xiàn)故障時(shí)可以快速準(zhǔn)確的檢測出故障發(fā)生，以便及時(shí)進(jìn)行故障的排查，解決問題，不僅僅在微觀上提高電網(wǎng)工作人員的工作效率，降低了維護(hù)及檢修的工作量，弱化了勞動(dòng)強(qiáng)度，也實(shí)現(xiàn)了配電線路運(yùn)行管理。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹書平，況明生.GIS在配電網(wǎng)中的應(yīng)用與發(fā)展[J].中國科技信息.2009（06）：128-129.

[2]鄒彥艷，劉均.GIS技術(shù)在電力實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科學(xué)技術(shù)與工程.2009（01）：156-159.

[3]張洪吉，鄒崢嶸，陳軍，李緒平.基于GIS的配電網(wǎng)管理信息系統(tǒng)[J].測繪科學(xué).2009（01）：194-195.