農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)中地理信息系統(tǒng)的實(shí)踐分析

東國保

摘要：農(nóng)網(wǎng)配電需要處理大量的數(shù)據(jù)信息，并且均為空間信息范疇，以往的技術(shù)無法滿足配電自動(dòng)化的實(shí)際需求，在這樣的背景下，就需要借助地理信息系統(tǒng)技術(shù)，提升配電自動(dòng)化系統(tǒng)的工作效率，防止出現(xiàn)資料丟失、工作延誤等現(xiàn)象。本文闡述了地理信息系統(tǒng)的內(nèi)容，然后對(duì)農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)中地理信息系統(tǒng)的實(shí)踐展開探究。

關(guān)鍵字：農(nóng)網(wǎng);配電自動(dòng)化系統(tǒng);地理信息系統(tǒng)

前言

地理信息系統(tǒng)是一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，主要是對(duì)地理空間信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與管理，在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用有助于維護(hù)空間地理信息，并確保電力運(yùn)行的安全。農(nóng)網(wǎng)配電需要處理的對(duì)象為空間信息范疇，只有借助地理信息系統(tǒng)，才能夠更好地為電力企業(yè)服務(wù)。

1 地理信息系統(tǒng)的相關(guān)概述

地理信息系統(tǒng)即GIS，這是一種空間信息系統(tǒng)，主要是計(jì)算機(jī)的支持下，對(duì)空間中的地理數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、管理、分析等等，例如街道、居民區(qū)等，以圖形等方式進(jìn)行標(biāo)注，并結(jié)合地理位置，將各種參數(shù)展示出來。GIS系統(tǒng)由三個(gè)子系統(tǒng)組成，即基礎(chǔ)設(shè)置、實(shí)時(shí)運(yùn)行、查詢輸入系統(tǒng)，通過收集與儲(chǔ)存信息，并對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)農(nóng)網(wǎng)配電進(jìn)行調(diào)整，促進(jìn)配電網(wǎng)自動(dòng)化管理。GIS的功能主要包括：空間數(shù)據(jù)的采集、地圖修飾和分層處理、數(shù)據(jù)錄入和查詢等等。在農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化的應(yīng)用過程中，GIS主要有設(shè)備管理、施工控制、模擬、自動(dòng)布線等多種功能。其一，設(shè)備管理功能，農(nóng)網(wǎng)配電的基礎(chǔ)設(shè)備比較多，設(shè)備的日常維護(hù)對(duì)電力的正常運(yùn)行有較大的關(guān)系，通過借助GIS能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行邏輯編碼，然后在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行管理;其二，施工控制功能，農(nóng)網(wǎng)配電的工程量比較大，通過借助GIS能夠?qū)κ┕がF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行有效監(jiān)管，從而幫助施工人員根據(jù)實(shí)際情況制定施工方案，優(yōu)化施工工作;其三，自動(dòng)布線功能，GIS在農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用能夠有效控制施工參數(shù)，提升施工質(zhì)量;其四，模擬功能，一些設(shè)備不能進(jìn)行實(shí)操，通過借助GIS進(jìn)行模擬，能夠?qū)κ┕し桨高M(jìn)行優(yōu)化。總的來說，GIS在農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用有助于控制施工情況，提升工作效率，促進(jìn)配電自動(dòng)化發(fā)展。

2 農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)中地理信息系統(tǒng)的實(shí)踐

2.1 GIS在信息管理中的應(yīng)用

在農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，信息管理十分復(fù)雜，有效的信息管理占據(jù)著重要作用，通過應(yīng)用GIS能夠?qū)崿F(xiàn)信息的準(zhǔn)確分析與處理，將一些地理信息以及電網(wǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)在工作人員面前，可以結(jié)合相關(guān)要求，查詢所需的數(shù)據(jù)信息，制定合理的工作計(jì)劃，為管理決策提供可靠的依據(jù)，還能夠使工作人員全面了解設(shè)備、線路、用戶分布等各種信息。在計(jì)算機(jī)地圖功能中，通過引入GIS，能夠顯示出街道、居民區(qū)等，工作人員可以清晰、直觀地查看線路和設(shè)備的分布情況，并且還能夠根據(jù)地圖、數(shù)據(jù)庫信息等，了解設(shè)備參數(shù)，或者查詢完整的參數(shù)信息，例如塔桿參數(shù)、線路檔案等。同時(shí)，工作人員可以結(jié)合線路走向與地理背景，完成線路測(cè)量，查詢相關(guān)參數(shù)，并且利用地圖以及數(shù)據(jù)庫，在特定范圍之內(nèi)，根據(jù)相應(yīng)的電壓等級(jí)，統(tǒng)計(jì)變壓器以及用戶量。

2.2 GIS在變壓器負(fù)荷管理中的應(yīng)用

GIS在農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化中的應(yīng)用，可以使工作人員對(duì)變壓器的實(shí)際情況有一定的了解，從而有效提升變壓器的管理效率。在農(nóng)網(wǎng)配電系統(tǒng)中，當(dāng)變壓器出現(xiàn)負(fù)荷故障的時(shí)候， GIS的應(yīng)用能夠快速且精準(zhǔn)地定位故障點(diǎn)，縮短故障維修時(shí)間，提升維修效率，減少人力資源的浪費(fèi)，并且確保了用戶的正常用電。同時(shí)， GIS的應(yīng)用還能夠預(yù)測(cè)變壓器的負(fù)荷，有效進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過對(duì)區(qū)域密度進(jìn)行分析，形成相應(yīng)的分析圖，然后對(duì)比不同時(shí)期的變化情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器故障現(xiàn)象，盡可能防止這一現(xiàn)象的發(fā)生，提升農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化程度[1]。如圖1所示，為變壓器負(fù)荷管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，變壓器負(fù)荷管理不僅能夠防止出現(xiàn)低負(fù)荷造成的效率低等現(xiàn)象，還能夠防止出現(xiàn)高負(fù)荷造成的損壞問題。

2.3 GIS在SCADA數(shù)據(jù)庫中的應(yīng)用

SCADA是數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，具有專屬的數(shù)據(jù)庫，并且和GIS數(shù)據(jù)庫之間有一定的聯(lián)系，以此進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。SCADA數(shù)據(jù)庫可以結(jié)合GIS技術(shù)快速展現(xiàn)配電系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況，相關(guān)管理人員可以借助這些數(shù)據(jù)對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全面分析，并在最短時(shí)間內(nèi)發(fā)布調(diào)度信息，快速控制突發(fā)故障的嚴(yán)重化，將損失降至最低，提升電力調(diào)度的控制力。電力地理地圖有許多符號(hào)，部分符號(hào)表示配電設(shè)施的狀態(tài)，例如開關(guān)、斷路器等等，只有及時(shí)更新符號(hào)數(shù)據(jù)，才能夠準(zhǔn)確展示電力狀態(tài)。如果SCADA數(shù)據(jù)庫信息變更，能夠及時(shí)準(zhǔn)確反映數(shù)據(jù)的變化，數(shù)據(jù)庫定時(shí)進(jìn)行狀態(tài)更新，如果有相應(yīng)的需求，則可以提取數(shù)據(jù)庫中的真實(shí)信息。此外，SCADA系統(tǒng)與GIS系統(tǒng)連接之后，如果變電站負(fù)荷過載，則會(huì)自動(dòng)報(bào)警，然后進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)移決策，如圖2所示，為負(fù)荷轉(zhuǎn)移輔助決策模塊，主變負(fù)荷的轉(zhuǎn)移輔助決策為，當(dāng)轉(zhuǎn)移至另外一主變時(shí)，若其負(fù)荷剩余能量滿足故障主變的負(fù)荷，便可以進(jìn)行轉(zhuǎn)移;當(dāng)向其他變電站轉(zhuǎn)移時(shí)，先判斷有沒有臨近變電站線路，最好把負(fù)荷向其他變電站轉(zhuǎn)移[2]。

2.4 GIS在停電管理中的應(yīng)用

在農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，停電管理可以結(jié)合用戶的實(shí)際反映，對(duì)故障的位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位，并以此對(duì)停電范圍進(jìn)行分析，然后排除故障點(diǎn)，從而彌補(bǔ)信息采集中的不足之處。當(dāng)用戶反映故障之后，GIS的應(yīng)用能夠根據(jù)維修人員所在的地點(diǎn)，自動(dòng)給出最佳途徑，幫助工作人員快速找到發(fā)生故障的位置，并有效解決故障問題，從而確保用戶的正常用電，還能夠在很大程度上提升用戶用電滿意度。同時(shí)，GIS在農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用，還能夠?qū)νｋ娺M(jìn)行模擬操作，通過不同的操作，對(duì)停電范圍進(jìn)行搜索，然后確認(rèn)相應(yīng)的操作結(jié)果，以此制訂合理的停電計(jì)劃。如圖3所示，為停電分析模塊，如果是設(shè)備故障、電網(wǎng)檢修等引起的停電，系統(tǒng)會(huì)對(duì)停電的范圍進(jìn)行分析，并自動(dòng)生成相應(yīng)的通知單。對(duì)于不同的部門，停電分析的對(duì)象有所不同，針對(duì)變電、輸電、調(diào)度，在一次系統(tǒng)圖上面，使用不同顏色標(biāo)出停電和沒有停電的設(shè)備，例如開關(guān)、變壓器等等，然后形成相應(yīng)的停電設(shè)備統(tǒng)計(jì)表、申請(qǐng)單;針對(duì)配電，在地形圖背景上，使用不同顏色標(biāo)出停電和沒有停電的配網(wǎng)設(shè)備，例如線路、開閉所等等，并輸出相應(yīng)的配網(wǎng)設(shè)備統(tǒng)計(jì)表、停電用戶統(tǒng)計(jì)表與分布圖、停電申請(qǐng)表、通知單;針對(duì)停電營業(yè)，對(duì)停電造成的售電量損失進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，然后算出相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)損失[3]。

2.5 GIS在配電網(wǎng)生產(chǎn)管理中的應(yīng)用

GIS系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮電網(wǎng)資源的優(yōu)勢(shì)，保證電力企業(yè)數(shù)據(jù)信息的共享，提升資源的利用率。如圖4所示，為電網(wǎng)GIS平臺(tái)系統(tǒng)的如果GIS和農(nóng)網(wǎng)配電系統(tǒng)互相融合在一起，便可以實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)功能。通過利用GIS圖形功能，在計(jì)算機(jī)的作用下，能夠有效解決地圖相關(guān)問題，并且還能夠轉(zhuǎn)化成測(cè)繪電子地圖，以可視化形式呈現(xiàn)出來，在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)上，能夠全面了解線路和電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況，管理人員也能夠借助計(jì)算機(jī)查詢相關(guān)參數(shù)。同時(shí)，GIS還能夠展示出拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在不同顏色標(biāo)識(shí)下，當(dāng)出現(xiàn)短路故障等現(xiàn)象時(shí)，便可以利用GIS電網(wǎng)的追蹤拓?fù)浞治龉δ埽焖俣ㄎ还收宵c(diǎn)，從而高效進(jìn)行故障處理。

結(jié)語

地理信息系統(tǒng)在農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)中有著重要的作用，不僅可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的信息支持，降低故障發(fā)生概率，還能夠確保供電正常，提升用戶的用電滿意度。在農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，地理信息系統(tǒng)在信息管理、變壓器負(fù)荷管理、SCADA數(shù)據(jù)庫、停電管理、在配電網(wǎng)生產(chǎn)管理中的應(yīng)用，大大提升工作效率，促進(jìn)電力系統(tǒng)的順利運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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[3]周健，吳琳，梅進(jìn)，顧建全，柳江濤.配電自動(dòng)化中的動(dòng)態(tài)地理信息系統(tǒng)研究[J].通信電源技術(shù)，2020，37（02）：40-41.DOI：10.19399/j.cnki.tpt.2020.02.014.