GIS系統在電網規劃中的應用

謝偉俊

（廣東電網清遠陽山供電局，廣東 清遠 513100）

1 配電網的規劃措施

1.1 對配電網規劃的分析

配電網的規劃主要包含: 變電所優化、網絡構造規劃、短路容量分析、負荷數據測量、無功規劃等。（1）對負荷數據的預測，主要有兩個方面：一是預測未來的用電量，二是預測未來用電功率的需求量。（2）變電所優化的規劃，主要是變電所位置及站容問題，在諸如線路容量、負荷需求、變電所容量等條件滿足的情況下，對新建變電所的容量與選扯進行優化。（3）網絡構造的優化方案，主要是系統的負荷限度及電源，能否滿足在未來發展的需求，但可行性的建設要滿足運行的約束條件及投資預算，而且還要使運行成本及投入資金最低化。（4）短路容量的分析，是根據網絡結構設計、變壓器容量、阻抗的選取、電壓等級、工作方式等方面的控制問題，使各同級電壓斷路器的閉合電流與設備電流的動穩定相互配合。（5）無功規劃，是對新增無功補償裝備容量、種類、最佳位置及時間的確定。

1.2 配電網規劃的要求

配電網規劃的最終目的是為能尋找出更好的資金投入方案及決策，因此對配電網規劃的基本要求如下:（1） 造價成本減少化；（2） 滿足負荷量的增長；（3）確保供電質量；（4）與環境協調性保持一致。

2 GIS電網規劃中的使用方法

2.1 設計GIS系統的功能結構

GIS系統包含：用戶層、數據信息層和應用層。電網規劃層有：應用層、數據信息層和用戶層3層。應用層的功能是把電網規劃所用到的各性能聚集在一起，就如：對地理與電網屬性方面信息的瀏覽和查找、電網數據更新、地理信息管理、電網圖層信息管理、電網屬性信息管理、系統管理、線路增減、變電站分布地扯等；數據層的功能是收集與電網有關的數據信息，GIS的為該層的重要組成部分；用戶層的功能是為電網發展計劃用戶，提供權限控制保證及可視化的圖像界面。系統主要利用客戶端服務器的構造形式。地理信息庫訪問裝備配件主要是利用ESRI提供的ARC SDE，客戶端則以Visual Basic為主要開發工具，再對 ESRI的地理信息系統裝備配件MapObject2.0進行改良開發。數據庫管理則運用MicroSoft提供的SQL Server。

2.2 導入地形數據信息

GIS系統的開發中對于地形數據地圖信息的導入非常重要，地形數據地圖信息能否正確導入，是保證數據庫準確、可靠、簡捷使用的建立前提。一般在我國規劃數據的地圖信息是運用AutoCAD軟件完成，再把AutoCAD提供的數據用DXF交互器把現數據地圖信息導入，這是一種有極為快捷、簡便的方法。

2.3 電網圖層的管理

根據GIS系統圖層數據信息的索引表，對通過不同版本的索引機制，管理地理信息圖層及對SDE 存儲的圖層進行管理。為讓管理更方便及能更高效的對圖層妥當組織，對系統設計了5類的圖層管理要求，包含有建新電網、長期規劃電網、中期規劃電網、電網穩定運行、近期規劃電網。

2.4 對分區分壓容載比和負荷密度圖的計算

GIS電網規劃系統，可以通過不同電壓變壓器的所處點，并根據SCADA系統得出的負載情況，找出分區分壓的容載比值。根據GIS系統，可得出 10 kV饋線的分布位置與自帶配電變壓器的容量值。通過到的10 kV饋線電流值，而得出該饋線的負荷值，將其進行一定權限重分配或平公每一臺配電變壓量，供電半徑則根據每臺配變的250 米來計算，最終可算出整個區域的負荷密度值分布圖情況。

2.5 對圖形界面以下規劃地理接線圖的設計

GIS電網規劃系統為設計人員在電網規劃時，對于圖形界面下的地理接線圖的設計過程，非常簡便、快捷等。GIS電網規劃系統的功能非常強大，不僅提供了圖形設計的應用平臺，而且所有電力系統的圖形模板，都內置于平臺中，圖形界面可視化對電網規劃的地理接線圖進行簡化設計。

2.6 對計算電網網絡拓撲進行分析

GIS規劃系統在算出兩點間距方面，有著簡便、快捷等優點，因此電網在取線路長度時，僅需通過電網地理接線圖，便能非常容易地知道。GIS系統要使之前成圖形生的拓撲關系，簡化其計算參數以進行其他潮流計算方法、短路的電流計算法與電壓的無功計算法及計算模塊利用的數學拓撲關系的簡化等，將電網計算與電網網絡拓撲分析完成。

2.7 查找、瀏覽接線圖

相關的技術工作者在電網的規劃過程中，要不時瀏覽及查找與電網有關的地理信息資料，而且還要根據發電廠與變電站配置方面的關系，就如，在對系統地圖瀏覽時，查找變電站的代號時，可在菜單找出有關的接線圖案，還能查出與當前站點相關聯的輸電線路及下級輸電線路。而且還能根據關鍵字的查找、條件查找、圖形信息查找、區域選擇查找等查找方法，找出相關接線圖。

2.8 電網規劃決策的輔助

GIS系統為對電網信息圖層中的信息按區域進行統計中，而另外設計了統計分析功能，以支持決策，用鼠標隨意選定某一區域，便可對該處進行統計分析，根據顏色的不同，顯示出各區域的電力負荷情況。通過輸電網GIS系統數據，對負荷結果進行預測，并且GIS系統可以得出分區分壓變電站的容載系數平衡表、年度項目投入資金的預算表，供規劃工作人員作決定時使用及逐年配置情況。

3 GIS系統在配電網規劃中的優勢

（1）GIS系統的構造具有完善、直觀的圖文查找性能及強大的運算能力，讓規劃工作人員的工作時間大大減少，使工作質量及效率得到提高，同時加快了工作的進度。（2）對GIS系統數據庫管理信息的積累與配電網實行滾動規劃，有利于社會的經濟性發展。（3）如果將性能指標加以量化，便能使規劃過程中更為直接，規劃的結果也更具先進性和技術性科。（4）使城市規劃與配電網規劃同步，有助于對環境的協調。

[1]GIS電網規劃研究[J].中國電網，2009.