試論GIS 在城市電網(wǎng)規(guī)劃中的作用

吳斌

（四川省電力公司廣安電業(yè)局，四川 廣安 638000）

1 我國城市電網(wǎng)的發(fā)展?fàn)顩r和特點

1.1 城市電網(wǎng)發(fā)展?fàn)顩r

我國傳統(tǒng)的城市電網(wǎng)規(guī)劃采用的主要是手工進行運算。由于計算機信息技術(shù)發(fā)展還處于比較緩慢的狀態(tài)，因此人們在運算時，只是將計算機作為輔助工具。傳統(tǒng)的規(guī)劃方式側(cè)重于配電系統(tǒng)和電源，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，人們采用的規(guī)劃方式法也進行不同程度上的改變?？茖W(xué)性的決策或是規(guī)劃方式漸漸被人們認(rèn)可，開始對地理信息系統(tǒng)和人工智能化技術(shù)產(chǎn)生了很大的興趣，并被廣泛應(yīng)用。90 年代末是地理信息系統(tǒng)（GIS，Geographic Information System,下文簡稱GIS）發(fā)展的黃金時期，人類將人工智能技術(shù)和地理信息系統(tǒng)相結(jié)合，使得GIS 技術(shù)在城市規(guī)劃方面取得了很大的發(fā)展空間，以GIS 技術(shù)作為城市電網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ)，在科技科技研究方面得到了很好的效果。雖然現(xiàn)在大部分電力產(chǎn)業(yè)已將GIS 技術(shù)廣泛應(yīng)用，但是還存在著許多難以解決的問題。

城市電網(wǎng)工作量的不斷增大，使得電網(wǎng)分布數(shù)據(jù)出現(xiàn)不穩(wěn)定，地理圖形變化也比較大，造成系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)難以準(zhǔn)確的計算，需要反復(fù)工作。在使用功能方面是是卻反統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，維護功能受到影響。推理邏輯還存在不足，因此地理信息系統(tǒng)的規(guī)劃運用需要進一步的開發(fā)和研究。

1.2 城市電網(wǎng)特點

城市電網(wǎng)的運行和分配范圍主要是城市內(nèi)部和城市周邊的郊區(qū)，是電力系統(tǒng)中一個比較重要的環(huán)節(jié)，同時也是電力系統(tǒng)中的重要組成部分。城市電網(wǎng)是對城市電能進行傳輸、分配、是負(fù)荷載體，其用電量比較大，需要在供電質(zhì)量以及可靠性、安全性這些方面要有所提高和加強。現(xiàn)代化城市發(fā)展，城市電網(wǎng)發(fā)展要求規(guī)劃方面的嚴(yán)謹(jǐn)、高效、保證質(zhì)量等，同時也需要在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電壓等級和電網(wǎng)系統(tǒng)接地方式進行選擇，自用化水平不斷提高。

2 城市電網(wǎng)規(guī)劃的主要內(nèi)容

2.1 電網(wǎng)自動化規(guī)劃

城市用電量的不斷加大，決定了城市電網(wǎng)規(guī)劃效果的不斷提升，要求與計算機信息技術(shù)緊密結(jié)合，具有科學(xué)、安全、可靠的特點。我國地區(qū)的用電量不統(tǒng)一，不同時期用電量不確定，因此需要自動化配電網(wǎng)規(guī)劃方式進行電力的傳輸。城市電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的有效實現(xiàn)需要配電網(wǎng)分析軟件、數(shù)據(jù)庫管理、配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)、自動化的手抄表分析、饋線自動化，最為關(guān)鍵的是變電站綜合自動化。

2.2 電網(wǎng)規(guī)劃在質(zhì)量、容量以及可靠性方面的驗證

一個完整的電網(wǎng)優(yōu)化系統(tǒng)，需要對其改進方案進行嚴(yán)格的確認(rèn)、保證運行的可靠性和安全性。如果系統(tǒng)中的任意個元件出現(xiàn)問題，都會引起整個配電網(wǎng)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的數(shù)據(jù)搜集失誤。但是不能滿足現(xiàn)代化要求的配電網(wǎng)技術(shù)，就不能實現(xiàn)配電網(wǎng)系統(tǒng)網(wǎng)架的安全性。

2.3 城市電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測

城市電網(wǎng)的負(fù)荷預(yù)測就是能夠及時的滿足人們對電能的需求，并提供比較可靠安全的電能。因此，電網(wǎng)規(guī)劃過程中關(guān)于城市電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測方式也進行嚴(yán)格的修正和提高，進行城市電網(wǎng)規(guī)劃時，首先要估計出將來電網(wǎng)負(fù)荷的變化和特性。城市電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測直接關(guān)系到配電網(wǎng)的安全性、可靠性以及質(zhì)量達標(biāo)的電能傳輸。如果在預(yù)測時返現(xiàn)負(fù)荷容量在不斷減小，這種情況是不能夠滿足人們對電量的需求，提高負(fù)荷預(yù)測精度很必要。

2.4 城市電網(wǎng)無功補償規(guī)劃及數(shù)學(xué)模型的優(yōu)化

提高配電網(wǎng)的質(zhì)量和效率的同時還要減小電網(wǎng)在流動過程中存在的不必要的消耗。如果城市電網(wǎng)中哪里缺少無功補償裝置就要在哪里安裝。但是這種方式往往是不能全面滿足，需要將集中補償和分散補償相結(jié)合，才能夠準(zhǔn)確的檢測出無功補償?shù)木唧w位置。電網(wǎng)無功補償是配電網(wǎng)中起著重要的作用，與投資、電壓質(zhì)量和電網(wǎng)損失由著直接關(guān)系，電網(wǎng)中有功和無功的相互平衡非常必要。

電網(wǎng)規(guī)劃過程中一般是將變電站和網(wǎng)架分為兩部分進行兩部分進行分析，在經(jīng)過負(fù)荷預(yù)測后，需要對高壓配電網(wǎng)的電壓等級進行優(yōu)化計算，確定最佳的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和變電站規(guī)模和數(shù)量。

3 基于GIS 技術(shù)的城市電網(wǎng)規(guī)劃

GIS 技術(shù)檢測的直觀性，為城市電網(wǎng)規(guī)劃工作提供強大的保障。能夠?qū)⒀芯繉ο蟮男畔⒕_的表達出來，并且GIS 技術(shù)已經(jīng)由系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改進為現(xiàn)代化社會比較實用的組合式GIS。

3.1 組件式GIS 結(jié)構(gòu)

3.1.1 行業(yè)性組件

行業(yè)性組件式將特定的應(yīng)用計算方式固定到組件中，并且借助GPS 監(jiān)控技術(shù)需要對GIS 技術(shù)功能以外的有關(guān)信息進行應(yīng)用，加快開發(fā)進程。同時將特定的功能如，規(guī)劃的對象、目標(biāo)和軌跡顯示等在GPS 恒業(yè)中封鎖起來，簡化對其的目標(biāo)和數(shù)據(jù)等信息。但是這樣的行業(yè)性結(jié)合方式還是存在問題，如，基于GIS 組件在技術(shù)上的工作效率降低，使得功能和數(shù)據(jù)空間出現(xiàn)局限性，可靠性和質(zhì)量安全性要加強

3.1.2 高級通用組件，這種比較高端的組件式由基礎(chǔ)組件構(gòu)造形成的，使得通用功能如編輯工具組件、選擇工具組件和屬性瀏覽器等組件被控制系統(tǒng)封鎖住，使得開發(fā)過程更為容易。

3.1.3 基礎(chǔ)組件主要是提供比較基本的數(shù)據(jù)信息庫，運用比較合理的方式與數(shù)據(jù)庫和諧的連接，完善數(shù)據(jù)空間管理。

3.2 組件式GIS 優(yōu)勢

組件式GIS 和傳統(tǒng)的GIS 相比，能夠符合組件標(biāo)準(zhǔn)的都可以在開發(fā)工具中使用。功能比較強大，采用InProc 直接進行調(diào)用形式，其組件是在32 位平臺系統(tǒng)中進行開發(fā)和研究。同時組件式GIS 能夠完全實現(xiàn)傳統(tǒng)GIS 技術(shù)功能，在數(shù)據(jù)容量和相關(guān)信息處理方面比傳統(tǒng)的GIS 技術(shù)要強大很多。組件式GIS 便于開發(fā)，只需要在傳統(tǒng)的GIS 基礎(chǔ)上實現(xiàn)基本功能函數(shù)，并按照Microsoft 中的ActiveX 控制構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)進行接口處的開發(fā)和研究。如果將組建GIS 直接嵌入MIS 開發(fā)工具中，開發(fā)人員就可以隨意的選擇他們能夠使用的開發(fā)工具。組件式GIS 經(jīng)濟適用，運用起來比較靈活，方便。GIS 功能在安全可靠的保證下，能夠?qū)⑾到y(tǒng)運行方式表現(xiàn)的很靈活，能夠?qū)⒖臻g管理能力與數(shù)據(jù)系統(tǒng)相連接等，而且軟件的成本開發(fā)也明顯降低。

[1]林志煌.GIS 在城市電網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用[J].電力需求側(cè)管理，2007（4）.

[2]史偉莉.淺析計算機GIS 技術(shù)在電網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用[J].中國電子商務(wù),2011（11）.

[3]孔濤,程浩忠,許童羽.基于組件式GIS 網(wǎng)絡(luò)分析與多目標(biāo)遺傳算法的城市中壓配電網(wǎng)規(guī)劃[J].中國電機工程學(xué)報,2008（19）.