地理信息系統(tǒng)在電網(wǎng)規(guī)劃中應(yīng)用的展望

李永清

摘 要：電力系統(tǒng)最主要的負(fù)荷中心是城市，城市的電網(wǎng)運(yùn)作是否具有良好的效力，主要取決于城市的電網(wǎng)建設(shè)及規(guī)劃是否經(jīng)濟(jì)和科學(xué)，對(duì)于大型供電企業(yè)來(lái)說(shuō)，城市的電網(wǎng)規(guī)劃對(duì)其生存與發(fā)展無(wú)疑具有舉足輕重的作用。隨著科技的飛速發(fā)展和人們生活水平的提高，對(duì)于供電的要求也越來(lái)越高。因此，努力提升電網(wǎng)規(guī)劃方案的合理性、經(jīng)濟(jì)性與準(zhǔn)確性，促進(jìn)城市的現(xiàn)代化發(fā)展，適應(yīng)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)向高新科技與高附加值轉(zhuǎn)型的需要，已經(jīng)成為當(dāng)下供電企業(yè)的主要任務(wù)。

關(guān)鍵詞：地理;信息系統(tǒng);電網(wǎng)規(guī)劃;應(yīng)用;展望

中圖分類號(hào)：TM715 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1064（2021）04-093-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.04.046

地理信息系統(tǒng)（GIS）不僅能夠促進(jìn)電網(wǎng)的拓?fù)浞治雠c電網(wǎng)的可視化展示，而且能夠自動(dòng)地結(jié)合饋線在配電網(wǎng)故障隔離、故障定位、恢復(fù)非故障區(qū)域的供電功能，保證配電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控、停電范圍分析、故障準(zhǔn)確定位以及生產(chǎn)管理的輔助決策等功能，為電網(wǎng)運(yùn)行與管理部門提供全方位支持，進(jìn)而提高用戶服務(wù)水平與服務(wù)效率。

1 地理信息系統(tǒng)概述

地理信息系統(tǒng)是一種空間信息系統(tǒng)，依托現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)技術(shù)，采集與管理地表（主要指大氣層）空間與地理分布的相關(guān)信息，由于具有良好的數(shù)據(jù)顯示、處理、描述等性能，在電網(wǎng)規(guī)劃等諸多領(lǐng)域得到了普遍應(yīng)用，例如。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，地理信息系統(tǒng)也隨之得到了迅速發(fā)展。地理信息系統(tǒng)是集計(jì)算機(jī)、地理、測(cè)繪、數(shù)學(xué)等科學(xué)技術(shù)于一體的綜合性技術(shù)。隨著科技與經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，地理信息系統(tǒng)正在不斷更新中，在如今的電網(wǎng)規(guī)劃中發(fā)揮著極其重要的作用[1]。現(xiàn)代化測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用，拓展了自動(dòng)化、智能化、信息化，可以幫助相關(guān)人員熟悉了解工程的地形、海拔、方位等信息。除此之外，現(xiàn)代化的測(cè)繪技術(shù)能夠減少工作量，降低人力和物力的支出，為相關(guān)建設(shè)創(chuàng)造了更高的效益。

2 地理信息系統(tǒng)在電網(wǎng)規(guī)劃中應(yīng)用的必要性

電力能源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中不可缺少的重要能源之一，它對(duì)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)與可持續(xù)發(fā)展起到了重大的促進(jìn)作用。目前，我國(guó)的電力系統(tǒng)主要是國(guó)家電網(wǎng)主管系統(tǒng)，該電力系統(tǒng)已經(jīng)覆蓋了90%以上的土地面積，涵蓋26個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）。電網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)用地理信息系統(tǒng)具有較為廣闊的發(fā)展前景，其在實(shí)際應(yīng)用中能夠融合計(jì)算技術(shù)、編程技術(shù)、數(shù)字運(yùn)算、智能處理、自動(dòng)控制等，提高電網(wǎng)的運(yùn)轉(zhuǎn)速率，在減少設(shè)備損耗的基礎(chǔ)上，降低機(jī)械運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生問(wèn)題的概率，提高我國(guó)電力工程的社會(huì)效益。同時(shí)，如果電力系統(tǒng)的運(yùn)行一旦出現(xiàn)異常，且在短時(shí)間內(nèi)得不到及時(shí)有效的修復(fù)，將導(dǎo)致社會(huì)經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)嚴(yán)重問(wèn)題。

如果將地理信息系統(tǒng)與電力系統(tǒng)相結(jié)合，可以及時(shí)有效地反應(yīng)故障出現(xiàn)的區(qū)域，并且隔離故障，以免導(dǎo)致故障范圍的擴(kuò)大，再調(diào)配適當(dāng)?shù)娜肆ξ锪右該屝?，?duì)搶修人員進(jìn)行精準(zhǔn)定位，不僅能夠最大程度地降低電力系統(tǒng)發(fā)生事故的概率，而且能夠有效縮短搶修時(shí)間，最終提高電力搶修工作的效率，推動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。雖然目前我國(guó)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化水平較高，但是我國(guó)的電力系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)以及企業(yè)資源規(guī)劃系統(tǒng)仍然處于互相并行的狀態(tài)，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)有機(jī)融合[2]。

管理信息系統(tǒng)（MIS）是一個(gè)進(jìn)行信息的收集、儲(chǔ)存、傳輸、更新、加工、拓展與維護(hù)的系統(tǒng)，電力系統(tǒng)的企業(yè)管理人員只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單操作就能及時(shí)掌握整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，全面掌握第一手資料與信息。

3 基于地理信息系統(tǒng)的電網(wǎng)規(guī)劃管理系統(tǒng)功能

3.1 查詢功能

地理信息系統(tǒng)的查詢功能主要包括查詢分析功能與實(shí)時(shí)查詢功能[3]。實(shí)時(shí)查詢功能是指通過(guò)接口將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存入地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，然后這些信息就能夠有效地呈現(xiàn)在地理信息系統(tǒng)中。該功能不僅可以通過(guò)地理信息系統(tǒng)實(shí)時(shí)遙測(cè)電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，而且能夠查看任意時(shí)間段內(nèi)的線路、變壓器、設(shè)備運(yùn)行狀況以及用戶的負(fù)荷曲線等，當(dāng)負(fù)荷電流超出設(shè)定的數(shù)值時(shí)，該系統(tǒng)就能夠自動(dòng)啟用報(bào)警裝置，提醒相關(guān)工作人員對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，避免危險(xiǎn)事故的發(fā)生。通過(guò)不斷完善地理信息系統(tǒng)，能夠開(kāi)發(fā)出更多的功能與價(jià)值，加快信息獲取速度，為構(gòu)建“數(shù)字中國(guó)”奠定基礎(chǔ)。

3.2 編輯功能

編輯功能主要包括圖層編輯與數(shù)據(jù)編輯。圖層編輯即在原先地理圖像信息的基礎(chǔ)上進(jìn)行編輯，此種編輯方式主要包括修改、增加或刪除等，例如，道路的改變、城市結(jié)構(gòu)的改變、建筑物的增加等，都能夠在圖層編輯上進(jìn)行相應(yīng)修改。數(shù)據(jù)編輯功能是指在地理信息系統(tǒng)中對(duì)電力設(shè)施的數(shù)據(jù)與屬性進(jìn)行修改、增加或刪除，例如，及時(shí)記錄桿塔位置的變化、輸電線路的增加或減少等[4]。在新時(shí)代背景下，應(yīng)用地理信息系統(tǒng)的編輯功能，可以從整體上提升電網(wǎng)規(guī)劃精度，有效減少測(cè)量誤差，對(duì)保障建設(shè)前測(cè)量質(zhì)量具有積極作用。

3.3 電網(wǎng)故障定位功能

在電網(wǎng)規(guī)劃管理系統(tǒng)中應(yīng)用地理信息系統(tǒng)，所有數(shù)據(jù)都應(yīng)儲(chǔ)存在地理信息系統(tǒng)中。當(dāng)電網(wǎng)規(guī)劃管理發(fā)生故障時(shí)，只需上報(bào)用戶名，即可在地理信息系統(tǒng)中快速地查詢到用戶的配變名稱和配變地址位置，以便及時(shí)找出問(wèn)題發(fā)生的原因，運(yùn)用遠(yuǎn)程隔離開(kāi)關(guān)對(duì)故障進(jìn)行有效隔離，能夠在一定程度上縮小故障的擴(kuò)展范圍，及時(shí)解決問(wèn)題與故障。

地理信息系統(tǒng)中的斷路器能夠?qū)€路的顏色進(jìn)行有效控制，當(dāng)某地區(qū)發(fā)生停電事故時(shí)，地圖上方的顏色就會(huì)發(fā)生變化，并發(fā)出故障提示，能夠輕松地標(biāo)記停電范圍，找出停電用戶的位置。地理信息系統(tǒng)能夠減少故障定位時(shí)間，進(jìn)而節(jié)約人工定位成本，提高后續(xù)建設(shè)開(kāi)展的經(jīng)濟(jì)效益，從整體上提升技術(shù)應(yīng)用的價(jià)值，為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

4 地理信息系統(tǒng)在電網(wǎng)規(guī)劃中應(yīng)用的展望

電網(wǎng)規(guī)劃是保證電網(wǎng)結(jié)構(gòu)合理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，電網(wǎng)規(guī)劃的優(yōu)化程度越高，產(chǎn)生的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益也就越大。隨著時(shí)代的變化，配電網(wǎng)變化也越發(fā)頻繁，每天都會(huì)產(chǎn)生大量的信息，且因?yàn)殡娋W(wǎng)規(guī)劃人員不能像計(jì)算機(jī)等高科技設(shè)備一樣具有高產(chǎn)計(jì)算能力，因此，人力是很難計(jì)算出電網(wǎng)規(guī)劃中優(yōu)化模型以及記憶大容量的關(guān)系型數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)等高新技術(shù)能夠獲得更多的優(yōu)化結(jié)果，但是由于受到地理環(huán)境的限制，當(dāng)前的規(guī)劃方案還存在一些可行性方面的問(wèn)題，優(yōu)化程度也不高。

建設(shè)地理信息平臺(tái)電網(wǎng)規(guī)劃圖形分層系統(tǒng)，能夠在地理信息、網(wǎng)架接線現(xiàn)狀信息平臺(tái)以及其他的電力設(shè)備的基礎(chǔ)上，構(gòu)筑一個(gè)電網(wǎng)規(guī)劃軟件平臺(tái)，利用地理信息系統(tǒng)的可視化特點(diǎn)，能夠規(guī)劃出信息圖，再結(jié)合地理信息系統(tǒng)的多源數(shù)據(jù)集成、拓?fù)浞治?、空間分析、海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，為配網(wǎng)規(guī)劃方案設(shè)計(jì)提供更加良好的輔助分析流程，整合資源，創(chuàng)新形式，在一定程度上提高電網(wǎng)規(guī)劃決策的規(guī)范性與科學(xué)性，提升供電系統(tǒng)的合理性，確保電網(wǎng)的安全性與可靠性。

從當(dāng)前的電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)流程可以了解到，電網(wǎng)規(guī)劃方案受到了設(shè)計(jì)規(guī)劃人員的技術(shù)程度與經(jīng)驗(yàn)的限制[5]。電網(wǎng)規(guī)劃方案中涉及的內(nèi)容過(guò)于廣泛，且不同地區(qū)情況不同，區(qū)域內(nèi)的負(fù)荷分布與電源結(jié)構(gòu)也各不相同，因此，電網(wǎng)規(guī)劃方案制定人員在規(guī)劃各個(gè)區(qū)域的電網(wǎng)時(shí)，根本無(wú)法按照通用的規(guī)律進(jìn)行設(shè)定[6]。

當(dāng)前，地理信息系統(tǒng)的視化技術(shù)以及空間數(shù)據(jù)庫(kù)的處理已經(jīng)十分成熟，只需要將區(qū)域內(nèi)部的電網(wǎng)規(guī)劃信息的負(fù)荷預(yù)測(cè)、電源規(guī)劃等內(nèi)容與空間地理信息相結(jié)合，就能夠完美地實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)屬性信息與地理信息的可視化，進(jìn)而為當(dāng)前的電力網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃提供更加合理的方案。

5 結(jié)語(yǔ)

加強(qiáng)地理信息系統(tǒng)在電網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用，能夠在很大程度上加強(qiáng)電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的服務(wù)效率，提升人們對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的滿意度，在未來(lái)的實(shí)踐過(guò)程中，希望相關(guān)部門加強(qiáng)對(duì)地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的重視，努力將地理信息系統(tǒng)巧妙地運(yùn)用到電網(wǎng)規(guī)劃中，不僅為智能配電網(wǎng)的創(chuàng)造與建設(shè)增添新的內(nèi)涵，而且進(jìn)一步推動(dòng)整個(gè)電網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展。

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