配電網(wǎng)圖形數(shù)據(jù)集成應(yīng)用方法研究

王鵬，隆輝，陳程，彭澤，屈少青

(國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司長(zhǎng)沙供電分公司，湖南 長(zhǎng)沙 410015)

配電網(wǎng)圖形數(shù)據(jù)集成應(yīng)用方法研究

王鵬，隆輝，陳程，彭澤，屈少青

(國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司長(zhǎng)沙供電分公司，湖南 長(zhǎng)沙 410015)

文中介紹1套集配電網(wǎng)生產(chǎn)運(yùn)行、調(diào)度、營(yíng)銷(xiāo)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和高精度地圖、設(shè)備坐標(biāo)、負(fù)荷曲線為一體的配電網(wǎng)圖形數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)提供一個(gè)熟悉配電網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況、獲取電網(wǎng)規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的有效工具，目前該系統(tǒng)已在長(zhǎng)沙地區(qū)配電網(wǎng)規(guī)劃中得以成功應(yīng)用。

配電網(wǎng)；規(guī)劃；圖形數(shù)據(jù)；集成；可視化

配電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、圖形是電網(wǎng)規(guī)劃等工作順利開(kāi)展的基礎(chǔ)。目前，現(xiàn)有的包含配電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等信息的系統(tǒng)由于分布于各個(gè)部門(mén)中，同種數(shù)據(jù)有不同的來(lái)源和的管理維護(hù)方式，導(dǎo)致日常工作中從各系統(tǒng)調(diào)取數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析處理時(shí)，無(wú)法確保數(shù)據(jù)的統(tǒng)一和精準(zhǔn)，降低了配電網(wǎng)日常統(tǒng)計(jì)分析、規(guī)劃工作的效率。現(xiàn)有的地理信息系統(tǒng) (GIS)作為配電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的支撐系統(tǒng)，其坐標(biāo)數(shù)據(jù)的精度誤差較大，個(gè)別設(shè)備誤差甚至達(dá)十幾米，且GIS系統(tǒng)在圖形界面顯示方面響應(yīng)速度較慢，地理圖形顯示不清晰。GIS系統(tǒng)目前主要是生產(chǎn)運(yùn)行單位結(jié)合工作需求進(jìn)行使用維護(hù)，其它單位使用較少，因此無(wú)法有針對(duì)性地提出使用需求，系統(tǒng)的功能有待完善。

針對(duì)以上問(wèn)題，在配電網(wǎng)圖形與數(shù)據(jù)應(yīng)用集成方面進(jìn)行了一系列探索，開(kāi)發(fā)出了統(tǒng)一的配電網(wǎng)圖形數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，一方面對(duì)來(lái)自不同部門(mén)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理以提升其規(guī)范性；另一方面可以為電網(wǎng)規(guī)劃人員提供一個(gè)快速熟悉整個(gè)配電網(wǎng)現(xiàn)狀的工具，規(guī)劃人員使用系統(tǒng)工具即可方便地對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行供電分區(qū)、功能分區(qū)、分塊規(guī)劃，提升配網(wǎng)規(guī)劃工作精細(xì)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)和圖形的有效整合管理，從而提高了規(guī)劃成效。本系統(tǒng)也可以為其他單位、部門(mén)提供日常工作所需數(shù)據(jù)資料及圖紙等。

1 配電網(wǎng)圖形數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)介紹

配電網(wǎng)圖形數(shù)據(jù)集成應(yīng)用是將電網(wǎng)日常工作所需的圖形、數(shù)據(jù)有機(jī)地整合為一體，實(shí)現(xiàn)圖形和數(shù)據(jù)的相互統(tǒng)一。具體實(shí)現(xiàn)方法為:將所采集到的配電網(wǎng)設(shè)備地理坐標(biāo)信息和地下管網(wǎng)信息導(dǎo)入系統(tǒng)中，采取自動(dòng)連線方式形成清晰、直觀的配電網(wǎng)網(wǎng)架，并將變電站一次接線圖、10 kV線路一次接線圖、線路負(fù)荷曲線等圖形資料與配電網(wǎng)網(wǎng)架線路相關(guān)聯(lián)，賦予配電網(wǎng)設(shè)備和線路網(wǎng)架相應(yīng)的生產(chǎn)運(yùn)行、調(diào)度及營(yíng)銷(xiāo)等屬性參數(shù)，搭配相應(yīng)的高精度衛(wèi)星地圖，形成配電網(wǎng)圖形數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。

1.1 開(kāi)發(fā)流程及支撐保障體系

1)生產(chǎn)運(yùn)行單位、各縣區(qū)供電所通過(guò)建立坐標(biāo)采集人員隊(duì)伍或者采取委托方式對(duì)設(shè)備地理坐標(biāo)信息進(jìn)行采集，將采集到的設(shè)備坐標(biāo)信息、地下管網(wǎng)信息等報(bào)送經(jīng)研所。

坐標(biāo)信息的采集，信息量較大且精度要求高，不僅需要相關(guān)單位在人員配置、組織構(gòu)架方面提供保障，還需要有堅(jiān)強(qiáng)的技術(shù)支撐保障系統(tǒng)，配以一些專(zhuān)業(yè)儀器和定位傳輸系統(tǒng)，力求盡可能降低采集門(mén)檻和日常信息采集更新成本。經(jīng)過(guò)實(shí)地調(diào)研探索，開(kāi)發(fā)出一種利用手機(jī)終端采集設(shè)備地理坐標(biāo)的“電力坐標(biāo)采集軟件”，在確保采集精度的同時(shí)極大地降低了采集成本。

采集流程為:首先對(duì)現(xiàn)狀設(shè)備坐標(biāo)信息進(jìn)行整理和統(tǒng)計(jì)，了解各種設(shè)備的大概數(shù)量和的基本分布情況；其次對(duì)供電區(qū)域進(jìn)行科學(xué)劃分，然后逐個(gè)對(duì)劃分的片區(qū)以地理道路或單條線路為單位，在相關(guān)部門(mén)主導(dǎo)下對(duì)設(shè)備坐標(biāo)信息進(jìn)行采集。

坐標(biāo)信息采集后，采集軟件會(huì)自動(dòng)將坐標(biāo)數(shù)據(jù)采用無(wú)線傳輸媒介傳輸?shù)胶笈_(tái)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)坐標(biāo)的采集、傳輸及保存。結(jié)合日常配網(wǎng)設(shè)備異動(dòng)，同步進(jìn)行采集傳輸，使得基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處于流動(dòng)中，確保數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性及完整性。

2)將從后臺(tái)服務(wù)器獲取的地理坐標(biāo)信息進(jìn)行整合分析，導(dǎo)入WalkISurvey軟件，并借助系統(tǒng)工具實(shí)現(xiàn)對(duì)坐標(biāo)數(shù)據(jù)自動(dòng)連線，形成配電網(wǎng)整體網(wǎng)架，將變電站一次接線圖、10 kV線路一次接線圖、線路負(fù)荷曲線等圖形資料與配電網(wǎng)網(wǎng)架線路相關(guān)聯(lián)，并按照統(tǒng)一的規(guī)則賦予網(wǎng)架、設(shè)備相應(yīng)的運(yùn)行參數(shù)、固有屬性、電量負(fù)荷等數(shù)據(jù)，對(duì)地區(qū)整體供電區(qū)進(jìn)行供電分區(qū)劃分，形成配電網(wǎng)圖形數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，系統(tǒng)整體解決方案見(jiàn)圖1。

3)系統(tǒng)建成后，規(guī)劃人員可以通過(guò)本系統(tǒng)快速熟悉配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、設(shè)備信息，獲取所需要的電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及地理接線圖，增強(qiáng)對(duì)配電網(wǎng)規(guī)劃工作的駕馭能力，生產(chǎn)運(yùn)行、調(diào)度、營(yíng)銷(xiāo)等部門(mén)也可以從本系統(tǒng)中獲取日常工作所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，促進(jìn)全系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)一致性。

圖1 信息的采集、處理及應(yīng)用

1.2 配電網(wǎng)圖形數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)

1)系統(tǒng)基于數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)的管理，并將分散在一些優(yōu)秀軟件中的核心技術(shù)和思想進(jìn)行了歸納，構(gòu)成了系統(tǒng)支持方案。如系統(tǒng)中采用或參考了MapInfo在專(zhuān)題圖制作中的數(shù)據(jù)模型要求、AutoCAD的塊和線的作用與表達(dá)、Arc/ Info中的Coverage模式等。以用戶(hù)為核心的界面設(shè)計(jì)操作靈活方便，易學(xué)易用，符合大多數(shù)使用者的日常操作習(xí)慣。

2)支持大多數(shù)專(zhuān)業(yè)測(cè)量，充分考慮了各種測(cè)量的共性，解決測(cè)量?jī)x器數(shù)據(jù)獲取和解析計(jì)算、圖形的加工和編輯等基本問(wèn)題，注重對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量的要求，由系統(tǒng)加工的數(shù)據(jù)不僅能夠滿(mǎn)足電網(wǎng)地理接線圖對(duì)數(shù)據(jù)精度的需要，又能滿(mǎn)足各種系統(tǒng)數(shù)據(jù)模式需要。

3)強(qiáng)大的地圖編輯功能。充分借鑒了 CAD軟件靈活的編輯方式，結(jié)合 GIS數(shù)據(jù)編輯的特殊性，為使用者提供高效、準(zhǔn)確、易于使用的編輯方式，極大地提高了工作效率。

4)支持海量數(shù)據(jù)管理。通過(guò)優(yōu)化的內(nèi)存和數(shù)據(jù)庫(kù)管理，可以輕松應(yīng)用數(shù)個(gè)GB的影像數(shù)據(jù)，在進(jìn)行放大、縮小和漫游等瀏覽操作時(shí)，能保證流暢的顯示速度。

2 配電網(wǎng)圖形數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)創(chuàng)新亮點(diǎn)

1)系統(tǒng)將配電網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備信息、網(wǎng)架信息、坐標(biāo)信息及地圖相融合，能夠使電網(wǎng)規(guī)劃人員無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)查勘，通過(guò)系統(tǒng)快速熟悉配電網(wǎng)整體架構(gòu)形態(tài)，顯著提高工作效率。

2)系統(tǒng)通過(guò)已開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)集成軟件Qlikview調(diào)取來(lái)自SG186，SCADA等系統(tǒng)的電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)和圖形緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)用圖形展示數(shù)據(jù)，用數(shù)據(jù)支撐圖形。

3)系統(tǒng)可根據(jù)需要調(diào)用相關(guān)線路的負(fù)荷曲線、一次接線圖，獲取線路互聯(lián)點(diǎn)設(shè)備的詳細(xì)信息及關(guān)聯(lián)情況。

4)系統(tǒng)調(diào)用的影像電子地圖精度達(dá)到0.1 m，級(jí)數(shù)為19級(jí)，電子矢量地圖可達(dá)17級(jí)，能夠清晰顯示長(zhǎng)沙地區(qū)道路網(wǎng)架及影像。地圖具有行政區(qū)縣、行政村邊界，并包含有地區(qū)地名地址、交通路網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)，可查詢(xún)行政村面積等數(shù)據(jù)，滿(mǎn)足電網(wǎng)規(guī)劃工作需求，促進(jìn)電網(wǎng)規(guī)劃與政府規(guī)劃有效銜接。

5)本系統(tǒng)能夠應(yīng)用于電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、生產(chǎn)運(yùn)行、營(yíng)銷(xiāo)業(yè)擴(kuò)等多個(gè)領(lǐng)域，成為配電網(wǎng)管理中一個(gè)跨專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)平臺(tái)，有利于規(guī)劃意圖的執(zhí)行和規(guī)劃成果的落實(shí)。

6)系統(tǒng)服務(wù)于國(guó)家電網(wǎng)公司建設(shè)中的一體化電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)平臺(tái)，與平臺(tái)在數(shù)據(jù)內(nèi)容和格式上統(tǒng)一，為平臺(tái)提供所需要的數(shù)據(jù)。

3 系統(tǒng)具體實(shí)施案例介紹

1)芙蓉供電區(qū)中壓配電網(wǎng)規(guī)劃，將整個(gè)供電區(qū)劃分為供電分區(qū)、功能分區(qū)、分塊，體現(xiàn)分區(qū)分塊規(guī)劃思路；自動(dòng)連線形成網(wǎng)架，計(jì)算出每個(gè)分塊的負(fù)荷密度，統(tǒng)計(jì)每個(gè)區(qū)域的電量，提升配網(wǎng)規(guī)劃工作精細(xì)度。

2)灰湯供電區(qū)低壓配電網(wǎng)規(guī)劃，清晰展示村網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，并能夠展示每個(gè)臺(tái)區(qū)的供電范圍，統(tǒng)計(jì)配變、桿塔等數(shù)量及低壓線路長(zhǎng)度，利用系統(tǒng)標(biāo)簽顯示功能，靈活查詢(xún)?cè)O(shè)備信息、數(shù)據(jù)和參數(shù)，如圖2所示。

圖2 選定范圍進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及導(dǎo)出

利用系統(tǒng)的圖層顯示功能，將電網(wǎng)現(xiàn)狀存在的問(wèn)題，如臺(tái)區(qū)低電壓、存在安全隱患區(qū)域等問(wèn)題清晰展現(xiàn)，準(zhǔn)確、直觀把握現(xiàn)狀問(wèn)題，有針對(duì)性進(jìn)行規(guī)劃解決。

4 系統(tǒng)實(shí)踐效果

1)為配電網(wǎng)規(guī)劃工作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及相關(guān)圖形資料，清晰展示供電分區(qū)，已在長(zhǎng)沙地區(qū)2014—2020年配電網(wǎng)滾動(dòng)規(guī)劃修編、2015—2016年長(zhǎng)沙城區(qū)10 kV優(yōu)選排序工作中得到應(yīng)用，顯著提高規(guī)劃人員規(guī)劃水平，取得較好的實(shí)踐效果。

2)能夠?qū)С銮逦?、直觀的CAD格式的配電網(wǎng)現(xiàn)狀地理接線圖，供電網(wǎng)規(guī)劃、生產(chǎn)運(yùn)行等單位使用。

3)集配網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行、調(diào)度、營(yíng)銷(xiāo)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)于一體，統(tǒng)一各體系間數(shù)據(jù)出口口徑，為各單位、部門(mén)提供日常工作所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和圖形。

5 總結(jié)

文中結(jié)合電網(wǎng)規(guī)劃工作自身需求，對(duì)電網(wǎng)基礎(chǔ)資料收集等工作中面臨的問(wèn)題進(jìn)行歸納總結(jié)，就電網(wǎng)圖形與數(shù)據(jù)的應(yīng)用集成方法進(jìn)行深入研究探索，在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出一套配電網(wǎng)圖形數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，可以為配電網(wǎng)規(guī)劃人員提供一個(gè)直觀展示配電網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況、即時(shí)獲取電網(wǎng)規(guī)劃所需基礎(chǔ)資料的有效工具，提高電網(wǎng)規(guī)劃工作的效率和質(zhì)量，增強(qiáng)了規(guī)劃人員對(duì)配電網(wǎng)規(guī)劃工作的駕馭能力，為各單位、部門(mén)提供日常工作所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，確保全系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)命名、口徑的一致性。

〔1〕方力謙.基于GIS的配電網(wǎng)綜合管理系統(tǒng)的研制 〔J〕.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012(24):56，58.

〔2〕徐敏，章健，張寶軍，等.圖形化配電網(wǎng)信息管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā) 〔J〕.微計(jì)算機(jī)信息，2008，24(27):15-17.

〔3〕孫彥彬.配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng) 〔D〕.哈爾濱:哈爾濱理工大學(xué)，2002:18-30.

〔4〕陳偉忠，秦開(kāi)明，郇嘉嘉，等.基于Web的配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)研究 〔J〕.電氣應(yīng)用，2009，28(21):24-28.

〔5〕國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司長(zhǎng)沙供電分公司.長(zhǎng)沙地區(qū)2015—2020年配電網(wǎng)滾動(dòng)規(guī)劃 〔R〕.2014:14-15.

〔6〕國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司長(zhǎng)沙供電分公司.長(zhǎng)沙電網(wǎng)2014年度運(yùn)行方式 〔S〕.長(zhǎng)沙:2014:3-30.

Research on distribution network graph and data integration application method

WANG Peng，LONG Hui，CHEN Cheng，PENG Ze，QU Shao-qing
(State Grid Hunan Electric Power Corporation Changsha Power Supply Company，Changsha 410004，China)

A system is introduced integrating data，graph，geo-location and load curve coming from production operation，power grid dispatch and marketing in the paper.The system provides an effective tool to master the situation on spot and obtain basic data for network planning.At present，this system has been applied successfully in distribution net work planning work of Changsha.

distribution network；planning；graphic data；integration；visualization

10.3969/j.issn.1008-0198.2015.02.003

TM715.3

B

1008-0198(2015)02-0010-03

2014-11-04 改回日期:2014-12-15