配網(wǎng)實時地理信息系統(tǒng)在停電管理中的應用

摘要：文章根據(jù)城市配網(wǎng)停電管理的發(fā)展方向，論述了研發(fā)和應用配網(wǎng)實時地理信息系統(tǒng)在提高停電管理水平的必要性和實現(xiàn)方法。

關鍵詞：停電管理；配電GIS；配電自動化系統(tǒng)；負荷監(jiān)控系統(tǒng)；故障定位；供電可靠性

中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）27-0045-03

在社會能源的市場中，電能永遠占領著社會廣大需求的市場。停電，關系民生，是影響供電可靠性的最直接原因。因此，配網(wǎng)調(diào)度部門在進行停電管理系統(tǒng)的設計時，有必要引入智能技術以優(yōu)化處理停電的手段和方式。建立帶有實時地理信息和調(diào)度運行管理功能模塊的停電管理系統(tǒng)，可以科學高效地管理停電流程和輔助調(diào)度、有效地提高配網(wǎng)停電管理水平。

以下就在配網(wǎng)停電管理中研究開發(fā)和應用配網(wǎng)實時地理信息系統(tǒng)的必要性、實現(xiàn)方式以及在實際應用中發(fā)揮的作用等方面做一個簡單的分析：

1 建立具備“實時”地理信息的配電停電管理平臺的必要性

目前，在我國電力行業(yè)中配電停電管理中的計劃停電檢修、業(yè)擴項目、恢復送電、故障處理等工作所應用的配網(wǎng)停電管理模塊往往是在獨立的作業(yè)、運行管理系統(tǒng)中，不具有設備的地理信息數(shù)據(jù)或者是有地理數(shù)據(jù)但無實時信息。現(xiàn)大多數(shù)配網(wǎng)停電管理中所應用到的地理信息系統(tǒng)又只具有靜態(tài)屬性，并不具有動態(tài)屬性，或者說不具備配網(wǎng)的實時運行信息和輔助決策支持能力。而具備實時信息的配電自動化、負荷監(jiān)控、故障定位等系統(tǒng)又大多各自孤立、單獨管理。配電管理的各個信息系統(tǒng)各自為政，信息共享性差。特別是故障定位、負荷轉(zhuǎn)移等實時SCADA應用難以得到準確的地理圖，使得供電可靠性、安全性受到影響。

因而，配電GIS系統(tǒng)與配電自動化系統(tǒng)、負荷監(jiān)控系統(tǒng)、故障定位平臺、配電網(wǎng)潮流計算系統(tǒng)、營銷用電管理系統(tǒng)等應用平臺整合勢在必行。這樣才能為停電管理提供一種地理信息、配網(wǎng)設備圖形與臺賬信息、運行信息、SCADA遙測、遙信信息等屬性數(shù)據(jù)有機結合、統(tǒng)一管理的“實時”運行管控平臺，從而減少停電，提高供電可靠性。

2 系統(tǒng)的構建方式和實現(xiàn)的功能

2.1 系統(tǒng)建立原則

這一基于配電GIS的配網(wǎng)停電管理系統(tǒng)的建設涉及網(wǎng)絡與通信、電力行業(yè)知識、大型數(shù)據(jù)庫技術等多種技術，采用多層架構進行設計，主要運行環(huán)境包括數(shù)據(jù)庫服務器、Web服務器、數(shù)據(jù)分析服務器、管理應用服務器、GPS數(shù)據(jù)采集終端、故障定位采集器等。建設中應以“實用、可靠、高效、先進”為基本準則，建立“規(guī)范、安全、開放”的系統(tǒng)構架，實現(xiàn)對內(nèi)跨區(qū)接收SCADA的實時數(shù)據(jù)，對外跨區(qū)接收負荷監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)、線路故障尋址定位數(shù)據(jù)，結合配電GIS數(shù)據(jù)，實現(xiàn)在不同安全區(qū)的配電調(diào)度臺、外網(wǎng)便攜機工作站、PDA移動終端等設備上進行停電分析等高級功能。

2.2 功能設計及系統(tǒng)架構

基于配電GIS的配網(wǎng)停電管理系統(tǒng)的架構圖（如圖1），其功能設計主要是：通過正反物理隔離裝置實現(xiàn)與位于信息第I安全區(qū)的SCADA系統(tǒng)、調(diào)度電能電量采集系統(tǒng)接口，獲取配網(wǎng)自動化數(shù)據(jù)；同時，結合配電GIS設備運行數(shù)據(jù)、營銷用電管理數(shù)據(jù)及電網(wǎng)拓撲關系實現(xiàn)對配電網(wǎng)進行潮流計算、停電范圍分析，根據(jù)配電全網(wǎng)圖內(nèi)開斷設備的運行方式，確定線路的停電范圍，自動統(tǒng)計出所有停電高壓用戶的清單，并根據(jù)遙信量或設備狀態(tài)置入的改變時間，確定該停電范圍內(nèi)的停電時間和停電時戶數(shù)。在調(diào)度臺應用方面，將這些動態(tài)信息通過全網(wǎng)圖動態(tài)潮流進行展示，實現(xiàn)圖形開票、停電模擬操作等，使得工作票、操作票管理“活化”，使兩票系統(tǒng)也具備了停電分析功能；通過與負荷監(jiān)控系統(tǒng)和無線故障尋址系統(tǒng)的接口，在線路過負荷或配電線路設備故障時，將故障線路位置和用電側(cè)實時信息反映到GIS地理模型和全網(wǎng)圖中，在配調(diào)工作臺上可進行系統(tǒng)故障隔離模擬和決策方案給出，輔助科學調(diào)度、快速處理。

3 在配網(wǎng)停電管理中的深化應用

基于配電GIS的配網(wǎng)停電管理系統(tǒng)的研發(fā)及深入應用對配網(wǎng)的生產(chǎn)和日常工作方式和方法有著很大的改觀，主要表現(xiàn)在幾個方面：

3.1 設備停役申請圖形化

配電設備停役申請業(yè)務是各生產(chǎn)單位上報的停電檢修申請票、新設備并網(wǎng)申請或者其他相關需要配合的工作申請，通過調(diào)度部門的運行方式、繼電保護、可靠性專業(yè)的審核、平衡，經(jīng)有關負責人批準后實施停電操作。傳統(tǒng)的申請系統(tǒng)是以文字描述方式進行填報，各節(jié)點負責人在審核申請時，只是對工作內(nèi)容、安全措施進行審核，圖文未結合，審核、平衡時主要憑個人工作經(jīng)驗；而基于配電GIS的配網(wǎng)停電管理系統(tǒng)的應用，使得在設備停役申請一開始提交時就已圖形化，在一個申請單中可對停電設備的地理位置、涉及范圍、停電時戶數(shù)、停電用戶的用電負荷等進行直觀體現(xiàn)，審核人可對停電信息準確掌握，審批合理。

3.2 停電分析動態(tài)化

配電線路中，接線方式復雜、網(wǎng)絡節(jié)點繁多，且設備異動頻繁，再有經(jīng)驗的調(diào)度員也須花較多時間對工作范圍內(nèi)的可能來電側(cè)進行反復核對，工作效率不高。而在配電GIS停電管理系統(tǒng)中利用可視、動態(tài)的網(wǎng)絡信息圖，實現(xiàn)了基于配電全網(wǎng)圖的電網(wǎng)連通性、開關遙信、遙測量等信號分析、負荷分布分析、停電范圍分析、電源點追溯，并進行在配電GIS電氣接線圖上各線路節(jié)點的模擬潮流動態(tài)顯示，線路載流量的動態(tài)著色，提供配電線路負荷轉(zhuǎn)供電方案等功能，輔助調(diào)度員進行科學、合理

調(diào)度。

3.3 分析運行數(shù)據(jù)，實時掌握停電情況，提高供電可靠性

在配電網(wǎng)中，由檢修或設備故障引起停電的主要指標有：設施停運停電率、設施停電平均持續(xù)時間、線路故障停電率、變壓器故障停電率等。分析這些數(shù)據(jù)及指標，可以掌握運行設備存在的問題以便消除缺陷，提高設備的良好率，保障電網(wǎng)安全可靠地運行。顯然，以常規(guī)方法很難做準確統(tǒng)計，易出現(xiàn)誤分析、誤判斷。而該系統(tǒng)實現(xiàn)配電GIS數(shù)據(jù)、SCADA數(shù)據(jù)、負荷監(jiān)控數(shù)據(jù)等全面整合、分析，便可實時地對配網(wǎng)中的線路、配變、開關、重合器、分段器等設備數(shù)據(jù)進行采集和監(jiān)視控制，充分利用計算和分析，得到準確的可靠性指標及數(shù)據(jù)。依據(jù)這些數(shù)據(jù)指標，可準確掌握好設備運行狀況，從而有利于下一步更深入地做好檢修管理工作，精細化運行維護工作的每一個環(huán)節(jié)。

3.4 調(diào)度指令圖形開票，操作票生成自動化

傳統(tǒng)的調(diào)度指令由調(diào)度員根據(jù)工作票要求的安全措施，結合電氣接線圖，手工填票，操作人員又要根據(jù)指令票填寫倒閘操作票；而該系統(tǒng)的應用實現(xiàn)調(diào)度指令的圖形開票，即從全網(wǎng)圖、異動后接線圖中點選設備后自動生成指令，并將設備編號、操作單位等運行信息自動帶入，操作票則可根據(jù)調(diào)度指令票，直接自動生成，工作效率大大提高。

3.5 故障尋址迅速，減少停電時間

配電網(wǎng)故障是否能迅速定位和及時處理，是提高停電管理水平的一個重要標準。目前，故障發(fā)生地點主要依靠人工方式進行排查。往往會造成停電范圍大、故障點排查不準確、搶修時間長、工作效率低等現(xiàn)象。這種情況下做出的調(diào)度決策往往目的性差、時效性差。如該系統(tǒng)實用化后，由于采用了實時監(jiān)控系統(tǒng)結合故障尋址系統(tǒng)，能在配電GIS地理圖與全網(wǎng)圖上報警提示故障位置、相關配電設備運行信息、監(jiān)控終端動作信息并著色線路影響區(qū)域。然后，結合實時運行方式和潮流計算分析數(shù)據(jù)，給出處理故障的最佳解決方案，為決策者提供了準確的故障點與周圍環(huán)境的特征，為搶修工作的進行贏得了寶貴的時間，有效地控制了停電時間與停電范圍。

4 結語

具備“實時”地理信息的配電停電管理系統(tǒng)的研發(fā)和深化應用，給出了一個全新的手段，為設備維護和狀態(tài)監(jiān)督提供了完整直觀的信息支持，將有效地幫助調(diào)度運行人員及時了解電網(wǎng)的整體情況，精確做出調(diào)度決策，以減少停電次數(shù)、縮小停電范圍、縮短停電時間，為提高供電管理水平帶來新的生機。

作者簡介：蔡文鋒（1979-），男，福建漳州人，福建省漳州電業(yè)局中級工程師，研究方向：配電、配網(wǎng)調(diào)度。

（責任編輯：秦遜玉）