地理信息系統(tǒng)在電網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用及展望

張寧

摘要：通過分析實(shí)際電網(wǎng)規(guī)劃流程，構(gòu)建了地理信息系統(tǒng)在電網(wǎng)規(guī)劃中的輔助功能框架；為電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的構(gòu)架提供參考。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)；地理信息系統(tǒng)；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

一、引言

電網(wǎng)規(guī)劃是對即將開展的電網(wǎng)建設(shè)工作提供設(shè)計(jì)方案，其涉及的問題是多方面的，比如電網(wǎng)的運(yùn)行可靠性和電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、不同地域環(huán)境下工程的建設(shè)、電網(wǎng)負(fù)荷分布以及電網(wǎng)新技術(shù)的應(yīng)用等。

二、電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)流程

電網(wǎng)的規(guī)劃就是將建設(shè)電網(wǎng)的資源統(tǒng)一配置和優(yōu)化管理，保證電網(wǎng)建設(shè)安全、穩(wěn)定的進(jìn)行，并在考慮環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，保證電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的合理性。不同配電網(wǎng)公司管理的電網(wǎng)其運(yùn)行和區(qū)域電網(wǎng)管理體制不同，因而其電網(wǎng)規(guī)劃也會有所不同。但是電網(wǎng)規(guī)劃的基本流程是基本一致的。電網(wǎng)規(guī)劃主要的設(shè)計(jì)與規(guī)劃步驟為：電源規(guī)劃與負(fù)荷預(yù)測、市場空間與電力電量分析、電力流分析、工程建設(shè)必要性研究和最后的方案評估與確定，其具體的規(guī)劃基本流程如圖1所示。

圖1 電網(wǎng)規(guī)劃流程圖

三、地理信息系統(tǒng)在電網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用

從電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)流程可以看出，電網(wǎng)規(guī)劃的方案制定很大程度上受到設(shè)計(jì)規(guī)劃人員的經(jīng)驗(yàn)和掌握相關(guān)技術(shù)程度的限制；且電網(wǎng)規(guī)劃方案涉及的面太過廣泛，針對于不同的地區(qū)，因?yàn)槠涞乩砦恢玫牟煌鴮τ谠搮^(qū)域內(nèi)的電源結(jié)構(gòu)和負(fù)荷分布也完全不同，方案制定人員在對不同區(qū)域的電網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃時(shí)并沒有通用的規(guī)律可循。

就目前地理信息系統(tǒng)的發(fā)展而言，其對于空間數(shù)據(jù)庫的處理和地理信息的可視化技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。只要將區(qū)域內(nèi)的電網(wǎng)規(guī)劃信息如電源規(guī)劃、負(fù)荷預(yù)測等，與空間地理信息相結(jié)合，便能實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的地理信息與屬性信息可視化，從而為電力網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃提供更加切合實(shí)際的方案校驗(yàn)與經(jīng)濟(jì)性評價(jià)。地理信息系統(tǒng)的電網(wǎng)規(guī)劃框架如圖2所示。

圖2 地理信息系統(tǒng)的電網(wǎng)規(guī)劃框架

3.1 可視化功能

目前我國的電網(wǎng)正處于高速發(fā)展期，電網(wǎng)的變動(dòng)相對頻繁，同時(shí)也會改變電網(wǎng)的地理接線圖。而地理信息系統(tǒng)能夠通過對地理信息與相關(guān)電網(wǎng)數(shù)據(jù)的有機(jī)結(jié)合實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)在地圖上的數(shù)字化、可視化，而結(jié)合地理信息系統(tǒng)的二次開發(fā)功能，電網(wǎng)的地理接線圖也能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)更新，這些都為電網(wǎng)規(guī)劃的準(zhǔn)確性、合理性提供了必要的技術(shù)支持。

3.2 輔助功能開發(fā)平臺

地理信息系統(tǒng)結(jié)合電網(wǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，還能實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的相關(guān)拓?fù)渌惴?、潮流算法等方案校?yàn)，能夠通過地理信息數(shù)據(jù)與電網(wǎng)數(shù)據(jù)的結(jié)合對電網(wǎng)規(guī)劃方案的經(jīng)濟(jì)性作出評價(jià)，輔助規(guī)劃人員作出合理的規(guī)劃方案選擇。

（1）負(fù)荷預(yù)測

電網(wǎng)的長期負(fù)荷預(yù)測需要結(jié)合區(qū)域內(nèi)的歷史用電數(shù)據(jù)、區(qū)域內(nèi)大用戶用電量的改變、區(qū)域內(nèi)天氣的變化以及周邊大工程項(xiàng)目的開展情況。地理信息系統(tǒng)的開發(fā)平臺能夠保存相關(guān)的歷史用電數(shù)據(jù)，并且在不改變歷史數(shù)據(jù)的情況下，進(jìn)行數(shù)據(jù)的調(diào)整。另外用戶還能結(jié)合區(qū)域內(nèi)的其他因素調(diào)整負(fù)荷預(yù)測方案。

（2）變電站布點(diǎn)、定容與電網(wǎng)線路布局

變電站是區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)的供電中樞機(jī)構(gòu)，只有保證其合理的布局與容量，與電網(wǎng)線路路徑的合理規(guī)劃，才能保證區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)穩(wěn)定、安全的運(yùn)行。通過對區(qū)域電網(wǎng)的負(fù)荷預(yù)測，能夠初步確定變電站的定點(diǎn)范圍。

3.3空間數(shù)據(jù)管理模式

地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)類型主要分為兩種一類是地理信息數(shù)據(jù)，一類是相關(guān)的屬性數(shù)據(jù)即電網(wǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)。地理空間數(shù)據(jù)主要描述地理空間位置通常用點(diǎn)、線、面三個(gè)元素來表述。點(diǎn)對應(yīng)的屬性信息是變電站位置與容量，線對應(yīng)的屬性信息是電網(wǎng)線路走向與負(fù)荷等信息。隨著數(shù)據(jù)庫技術(shù)與GIS技術(shù)的進(jìn)一步結(jié)合，已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)將空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)同時(shí)存入統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)對地理信息系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)的一體化存儲與管理。

四、總結(jié)

通過將地理信息系統(tǒng)與電網(wǎng)相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)相關(guān)信息的地理可視化、負(fù)荷預(yù)測、變電站布點(diǎn)、線路布局和規(guī)劃方案評估等功能，為設(shè)計(jì)人員提供更加合理的經(jīng)濟(jì)評價(jià)與方案評估。

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