GIS系統(tǒng)在電網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用

謝偉俊

（廣東電網(wǎng)清遠(yuǎn)陽山供電局，廣東 清遠(yuǎn) 513100）

1 配電網(wǎng)的規(guī)劃措施

1.1 對配電網(wǎng)規(guī)劃的分析

配電網(wǎng)的規(guī)劃主要包含: 變電所優(yōu)化、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造規(guī)劃、短路容量分析、負(fù)荷數(shù)據(jù)測量、無功規(guī)劃等。（1）對負(fù)荷數(shù)據(jù)的預(yù)測，主要有兩個方面：一是預(yù)測未來的用電量，二是預(yù)測未來用電功率的需求量。（2）變電所優(yōu)化的規(guī)劃，主要是變電所位置及站容問題，在諸如線路容量、負(fù)荷需求、變電所容量等條件滿足的情況下，對新建變電所的容量與選扯進(jìn)行優(yōu)化。（3）網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造的優(yōu)化方案，主要是系統(tǒng)的負(fù)荷限度及電源，能否滿足在未來發(fā)展的需求，但可行性的建設(shè)要滿足運(yùn)行的約束條件及投資預(yù)算，而且還要使運(yùn)行成本及投入資金最低化。（4）短路容量的分析，是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計、變壓器容量、阻抗的選取、電壓等級、工作方式等方面的控制問題，使各同級電壓斷路器的閉合電流與設(shè)備電流的動穩(wěn)定相互配合。（5）無功規(guī)劃，是對新增無功補(bǔ)償裝備容量、種類、最佳位置及時間的確定。

1.2 配電網(wǎng)規(guī)劃的要求

配電網(wǎng)規(guī)劃的最終目的是為能尋找出更好的資金投入方案及決策，因此對配電網(wǎng)規(guī)劃的基本要求如下:（1） 造價成本減少化；（2） 滿足負(fù)荷量的增長；（3）確保供電質(zhì)量；（4）與環(huán)境協(xié)調(diào)性保持一致。

2 GIS電網(wǎng)規(guī)劃中的使用方法

2.1 設(shè)計GIS系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)

GIS系統(tǒng)包含：用戶層、數(shù)據(jù)信息層和應(yīng)用層。電網(wǎng)規(guī)劃層有：應(yīng)用層、數(shù)據(jù)信息層和用戶層3層。應(yīng)用層的功能是把電網(wǎng)規(guī)劃所用到的各性能聚集在一起，就如：對地理與電網(wǎng)屬性方面信息的瀏覽和查找、電網(wǎng)數(shù)據(jù)更新、地理信息管理、電網(wǎng)圖層信息管理、電網(wǎng)屬性信息管理、系統(tǒng)管理、線路增減、變電站分布地扯等；數(shù)據(jù)層的功能是收集與電網(wǎng)有關(guān)的數(shù)據(jù)信息，GIS的為該層的重要組成部分；用戶層的功能是為電網(wǎng)發(fā)展計劃用戶，提供權(quán)限控制保證及可視化的圖像界面。系統(tǒng)主要利用客戶端服務(wù)器的構(gòu)造形式。地理信息庫訪問裝備配件主要是利用ESRI提供的ARC SDE，客戶端則以Visual Basic為主要開發(fā)工具，再對 ESRI的地理信息系統(tǒng)裝備配件MapObject2.0進(jìn)行改良開發(fā)。數(shù)據(jù)庫管理則運(yùn)用MicroSoft提供的SQL Server。

2.2 導(dǎo)入地形數(shù)據(jù)信息

GIS系統(tǒng)的開發(fā)中對于地形數(shù)據(jù)地圖信息的導(dǎo)入非常重要，地形數(shù)據(jù)地圖信息能否正確導(dǎo)入，是保證數(shù)據(jù)庫準(zhǔn)確、可靠、簡捷使用的建立前提。一般在我國規(guī)劃數(shù)據(jù)的地圖信息是運(yùn)用AutoCAD軟件完成，再把AutoCAD提供的數(shù)據(jù)用DXF交互器把現(xiàn)數(shù)據(jù)地圖信息導(dǎo)入，這是一種有極為快捷、簡便的方法。

2.3 電網(wǎng)圖層的管理

根據(jù)GIS系統(tǒng)圖層數(shù)據(jù)信息的索引表，對通過不同版本的索引機(jī)制，管理地理信息圖層及對SDE 存儲的圖層進(jìn)行管理。為讓管理更方便及能更高效的對圖層妥當(dāng)組織，對系統(tǒng)設(shè)計了5類的圖層管理要求，包含有建新電網(wǎng)、長期規(guī)劃電網(wǎng)、中期規(guī)劃電網(wǎng)、電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行、近期規(guī)劃電網(wǎng)。

2.4 對分區(qū)分壓容載比和負(fù)荷密度圖的計算

GIS電網(wǎng)規(guī)劃系統(tǒng)，可以通過不同電壓變壓器的所處點，并根據(jù)SCADA系統(tǒng)得出的負(fù)載情況，找出分區(qū)分壓的容載比值。根據(jù)GIS系統(tǒng)，可得出 10 kV饋線的分布位置與自帶配電變壓器的容量值。通過到的10 kV饋線電流值，而得出該饋線的負(fù)荷值，將其進(jìn)行一定權(quán)限重分配或平公每一臺配電變壓量，供電半徑則根據(jù)每臺配變的250 米來計算，最終可算出整個區(qū)域的負(fù)荷密度值分布圖情況。

2.5 對圖形界面以下規(guī)劃地理接線圖的設(shè)計

GIS電網(wǎng)規(guī)劃系統(tǒng)為設(shè)計人員在電網(wǎng)規(guī)劃時，對于圖形界面下的地理接線圖的設(shè)計過程，非常簡便、快捷等。GIS電網(wǎng)規(guī)劃系統(tǒng)的功能非常強(qiáng)大，不僅提供了圖形設(shè)計的應(yīng)用平臺，而且所有電力系統(tǒng)的圖形模板，都內(nèi)置于平臺中，圖形界面可視化對電網(wǎng)規(guī)劃的地理接線圖進(jìn)行簡化設(shè)計。

2.6 對計算電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行分析

GIS規(guī)劃系統(tǒng)在算出兩點間距方面，有著簡便、快捷等優(yōu)點，因此電網(wǎng)在取線路長度時，僅需通過電網(wǎng)地理接線圖，便能非常容易地知道。GIS系統(tǒng)要使之前成圖形生的拓?fù)潢P(guān)系，簡化其計算參數(shù)以進(jìn)行其他潮流計算方法、短路的電流計算法與電壓的無功計算法及計算模塊利用的數(shù)學(xué)拓?fù)潢P(guān)系的簡化等，將電網(wǎng)計算與電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治鐾瓿伞?/p>

2.7 查找、瀏覽接線圖

相關(guān)的技術(shù)工作者在電網(wǎng)的規(guī)劃過程中，要不時瀏覽及查找與電網(wǎng)有關(guān)的地理信息資料，而且還要根據(jù)發(fā)電廠與變電站配置方面的關(guān)系，就如，在對系統(tǒng)地圖瀏覽時，查找變電站的代號時，可在菜單找出有關(guān)的接線圖案，還能查出與當(dāng)前站點相關(guān)聯(lián)的輸電線路及下級輸電線路。而且還能根據(jù)關(guān)鍵字的查找、條件查找、圖形信息查找、區(qū)域選擇查找等查找方法，找出相關(guān)接線圖。

2.8 電網(wǎng)規(guī)劃決策的輔助

GIS系統(tǒng)為對電網(wǎng)信息圖層中的信息按區(qū)域進(jìn)行統(tǒng)計中，而另外設(shè)計了統(tǒng)計分析功能，以支持決策，用鼠標(biāo)隨意選定某一區(qū)域，便可對該處進(jìn)行統(tǒng)計分析，根據(jù)顏色的不同，顯示出各區(qū)域的電力負(fù)荷情況。通過輸電網(wǎng)GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)，對負(fù)荷結(jié)果進(jìn)行預(yù)測，并且GIS系統(tǒng)可以得出分區(qū)分壓變電站的容載系數(shù)平衡表、年度項目投入資金的預(yù)算表，供規(guī)劃工作人員作決定時使用及逐年配置情況。

3 GIS系統(tǒng)在配電網(wǎng)規(guī)劃中的優(yōu)勢

（1）GIS系統(tǒng)的構(gòu)造具有完善、直觀的圖文查找性能及強(qiáng)大的運(yùn)算能力，讓規(guī)劃工作人員的工作時間大大減少，使工作質(zhì)量及效率得到提高，同時加快了工作的進(jìn)度。（2）對GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理信息的積累與配電網(wǎng)實行滾動規(guī)劃，有利于社會的經(jīng)濟(jì)性發(fā)展。（3）如果將性能指標(biāo)加以量化，便能使規(guī)劃過程中更為直接，規(guī)劃的結(jié)果也更具先進(jìn)性和技術(shù)性科。（4）使城市規(guī)劃與配電網(wǎng)規(guī)劃同步，有助于對環(huán)境的協(xié)調(diào)。

[1]GIS電網(wǎng)規(guī)劃研究[J].中國電網(wǎng)，2009.