地理信息系統(tǒng)（GIS）在配電網(wǎng)自動化中的應用

摘要：隨著電力需求的日益增加，電力系統(tǒng)中配電網(wǎng)的自動化需求也越來越高。回顧我國配電網(wǎng)的管理工作，以自動化配電設(shè)備為基礎(chǔ)，整合了計算機技術(shù)、自動化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等多種信息和技術(shù)為一體的自動化配電網(wǎng)絡(luò)大大提高了電力輸送的效率，保證了電力應用的安全。與此同時，我們認識到雖然自動化水平逐步提高，但是要實現(xiàn)對區(qū)域內(nèi)特別是大范圍信息的準確、高效捕捉和反饋難度仍然很大，這就需要與地理信息系統(tǒng)的結(jié)合。因此，本文首先對地理信息系統(tǒng)進行簡單介紹，對其概念和在配電網(wǎng)中的功能做概述，然后分析目前應用中的問題，針對問題提出解決和改善的具體措施，最后對目前配電網(wǎng)自動化與地理信息系統(tǒng)的結(jié)合進行總結(jié)。

關(guān)鍵詞：GIS 配電網(wǎng)自動化 GIS系統(tǒng)構(gòu)建

中圖分類號： TM76 文獻標識碼：A 文章編號1672-3791（2015）05（a）-0000-00

1地理信息系統(tǒng)在配電網(wǎng)自動化應用中的背景介紹

1.1地理信息系統(tǒng)概念介紹

隨著技術(shù)的日益發(fā)展，整合了計算機科學、地理學、測量學、地圖學等多學科綜合知識的新型技術(shù)的地理信息系統(tǒng)應用而生，并日益先進，我們將其簡稱為GIS系統(tǒng)。所謂GIS系統(tǒng)就是能夠?qū)崿F(xiàn)信息與數(shù)據(jù)的采集、存儲、檢查、操作、分析和顯示的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。目前，GIS在各個應用系統(tǒng)中都發(fā)揮著良好的成效，例如城市管理系統(tǒng)、電力系統(tǒng)等。對于電力系統(tǒng)中配電管理工作，如何提升自動化水平一直是個難題。結(jié)合GIS所具有的強大的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)功能，我們逐漸將其與配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)結(jié)合起來，以改善過去對于不同時空信息捕捉、存儲、分析等的難題。

1.2地理信息系統(tǒng)在配電網(wǎng)自動化中的主要功能分析

GIS對于配電網(wǎng)自動化的實現(xiàn)和提升影響是巨大的，其功能主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）代碼管理功能。對于配電網(wǎng)絡(luò)中各個零部件及設(shè)備等的管理是做好配電自動化管理工作的基礎(chǔ)。通過GIS，我們能夠?qū)υ摼W(wǎng)絡(luò)內(nèi)的線路、設(shè)備、變電站等進行邏輯編碼，并對應不同的型號和指標參數(shù)進行標準化處理，從而對于數(shù)據(jù)庫構(gòu)建和標準化的管理奠定了基礎(chǔ)。

（2）圖形控制功能。自動化的一個要求就是圖形化呈現(xiàn)。通過GIS在配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中的應用，能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)內(nèi)的地理信息和相關(guān)的現(xiàn)場實景圖進行拍攝，并且工作人員可以根據(jù)需要進行大小、層次等的調(diào)整，方便對于觀察對象的實事具體觀測。

（3）圖形編輯功能。我們在實際工作中無法進行設(shè)備、部件的隨意更改和調(diào)整，但是通過GIS，我們能夠進行模擬化的添加、刪除和移動等操作，從而對不斷變化的環(huán)境進行精準地勘測，并采用自動布桿實現(xiàn)快速修復，并能夠按照不同比例進行打印處理。

（4）自動布線功能。對配電網(wǎng)中線路和塔桿的布置不僅可以手動完成，也可以通過GIS的應用，實現(xiàn)自動化，并且能夠更加準確對線的長度、屬性、數(shù)量等進行控制，達到更高的精度和準確度。

（5）短路電流計算。能夠自動地進行短路電流計算。

（6）其他功能。此外，GIS還可以實現(xiàn)損耗計算、設(shè)備統(tǒng)計等其他功能。大大釋放了人力勞動，提高了配電的精確度和效率。

2地理信息系統(tǒng)在配電網(wǎng)自動化中功能的實現(xiàn)與體系構(gòu)建

目前，GIS已經(jīng)是配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分，它以空間位置的為參考數(shù)據(jù)，進行圖像、聲音、視頻等多種各類型的表達，將過去模糊抽象的配電網(wǎng)工作，清晰、準確、高效地展現(xiàn)出來。但是，我們也看到GIS系統(tǒng)仍然需要不斷改進，才能更好與配電網(wǎng)自動化結(jié)合起來。

2.1GIS系統(tǒng)開發(fā)與配電網(wǎng)自動化的結(jié)合

雖然，GIS在配電網(wǎng)自動化中的應用有很多積極影響，但是該系統(tǒng)的開發(fā)和創(chuàng)建難度卻很大。這與其強大的數(shù)據(jù)量和復雜的管理系統(tǒng)是密不可分的，也正是由于它們的存在，才確保了功能的實現(xiàn)。因此，我們要研究GIS在配電網(wǎng)自動化中的進一步應用，就要對系統(tǒng)開發(fā)重點進行充分了解。

一般來說，GIS是由三個主要的子系統(tǒng)構(gòu)成的。

（1）系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)置子系統(tǒng)。在該子系統(tǒng)中，主要包括對于整體系統(tǒng)的規(guī)劃和各項指標參數(shù)和邏輯命令的基本設(shè)定，從而對系統(tǒng)進行編輯和維護工作，完成配電網(wǎng)圖形的編輯和數(shù)據(jù)庫維護任務(wù)。

（2）實時運行子系統(tǒng)。GIS發(fā)揮功能的重要環(huán)節(jié)就是對配電網(wǎng)的檢測和調(diào)配工作。在該子系統(tǒng)中，要通過技術(shù)應用，實現(xiàn)對配電設(shè)備的各項操作，并且將操作的結(jié)果返回回來，進行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的記錄。

（3）查詢輸出子系統(tǒng)。GIS不僅可以進行設(shè)定、運行，更能夠?qū)⒉蹲降男畔⑦M行數(shù)據(jù)化、圖形化等多種類型的輸出，方便用戶進行瀏覽，查看目前電網(wǎng)運行狀況，從而成為配電網(wǎng)自動化管理工作中查詢、統(tǒng)計、分析的重要信息來源和判斷依據(jù)。

2.2GIS在配電網(wǎng)自動化應用中的新挑戰(zhàn)

任何技術(shù)的發(fā)展都有其局限性，GIS的應用也是如此。針對應用中的問題進行總結(jié)和分析。

（1）功能模塊的混亂和失效。在實際應用中，我們需要不同模塊和子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合，才能夠?qū)崿F(xiàn)GIS的高效應用。但是受技術(shù)水平和控制管理工作中問題的影響，有的時候功能模塊會出現(xiàn)交錯或是功能性損壞，無法進行作業(yè)。

（2）信息的兼容性缺乏。在有的地方和區(qū)域，GIS獨立運行時成效良好，但要實現(xiàn)大范圍、大領(lǐng)域信息的功效和綜合應用難度卻很大。

（3）個性化的缺失。過去的GIS系統(tǒng)在配電網(wǎng)自動化中的多樣性是十分缺乏的，這樣的結(jié)構(gòu)和軟件平臺并不能夠滿足所有客戶的需求，而且對于遠程采集、監(jiān)視、控制等工作更傾向于機械化，沒有重點和更加便捷地網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

（4）此外，GIS在人性化、拓展化等工作中還是有很多不足的，技術(shù)需要不斷提升和進步。

2.3 GIS在配電網(wǎng)自動化應用中的新需求

總結(jié)GIS應用中存在的不足，在新的時期我們要從五個大方面進行配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中GIS應用的拓展和延伸。

（1）功能模塊化的深入發(fā)展。將這個GIS進行劃分，確定子系統(tǒng)、功能模塊和不同層次的組建，進行分別的開發(fā)，這樣不僅能夠提高應用程序的重用度，也能大大降低成本，提高電力企業(yè)經(jīng)濟利潤。

（2）強化信息數(shù)據(jù)的共享性。利用分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，不僅是解決數(shù)據(jù)存儲兩大，網(wǎng)絡(luò)通訊費用高的有效局促，更是進一步提升自動化系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)化管理數(shù)據(jù)基石的重要手段。

（3）加強網(wǎng)絡(luò)化管理工作。現(xiàn)代化的信息技術(shù)，資源日益共享，網(wǎng)絡(luò)成為人們溝通交流的重要途徑。加強網(wǎng)絡(luò)化管理，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)遠程采集、監(jiān)視、控制和綜合管理，提高配電管理的便捷性、透明性。

（4）增強系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的開放程度。通過分布結(jié)構(gòu)的開放式設(shè)置，以及軟件平臺的共享應用，為不同用戶提供更加開放、多樣性的服務(wù)，滿足不同用戶及時接入和使用的需求。

（5）要進一步提升GIS的人性化。人性化體現(xiàn)在人機界面的進一步友好化，結(jié)合目前的觸摸技術(shù)，提升系統(tǒng)的可操作性，方便不同知識水平的人員進行快速地掌握和應用。

3 GIS在配電網(wǎng)自動化應用中的改善與提升

在總結(jié)我國目前電力行業(yè)GIS應用的基礎(chǔ)上，我們從宏觀上進行了改善提升分析，并從五個方面提出了意見和建議。

3.1軟硬件技術(shù)提升與結(jié)合

要強化GIS在配電網(wǎng)自動化中的應用，最重要的就是提升GIS的性能。但是國內(nèi)外較為成熟的GIS軟件，雖然在地理信息方面確實處于領(lǐng)先地位。但是要與電力系統(tǒng)結(jié)合起來，成效就難以判定。例如在原件多、關(guān)系復雜的電力系統(tǒng)中，GIS的定位工作要更細，數(shù)據(jù)收集要更精確。因此，從硬件上，不斷進行研發(fā)，提供更好的終端。從軟件上，要加強開發(fā)，特別是個性化定制與研究。

3.2 GIS應用的進一步拓展

配電自動化要求在先進技術(shù)的應用下，實現(xiàn)對配電網(wǎng)自動化、智能化的規(guī)劃和服務(wù)提供。但是GIS的應用當前更側(cè)重于設(shè)備管理和圖紙資料管理，與配電網(wǎng)進行結(jié)合，為其規(guī)劃、服務(wù)工作提供更加具體的數(shù)據(jù)支持和參考。

3.3 加強GIS數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)構(gòu)建

GIS發(fā)揮功效的基礎(chǔ)就是其強大的數(shù)據(jù)庫。但是在電力系統(tǒng)中配電網(wǎng)的資料和數(shù)據(jù)整理輸入工作是非常巨大的，而且配電網(wǎng)經(jīng)常發(fā)生變化，數(shù)據(jù)不穩(wěn)定。但是很多GIS建設(shè)單位沒有足夠的技術(shù)和資金進行二次開發(fā)，本身具備的軟件功能并不全面，或是深度不夠，在實際應用中就很難滿足復雜區(qū)域或網(wǎng)絡(luò)的需求，因此，強化數(shù)據(jù)庫構(gòu)建，通過網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、智能技術(shù)的綜合應用，進行準確的數(shù)據(jù)輸出是未來工作的重點和難點。

3.4加強綜合性人才的培養(yǎng)

要在配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中實現(xiàn)GIS最大限度應用和功能的拓展，必須有專業(yè)的人才支持。但是，國內(nèi)目前在這兩方面總體水平較高的人才是十分缺乏的，而且電力網(wǎng)絡(luò)中工作人員多、知識水平和職業(yè)素養(yǎng)各不相同。加強員工職業(yè)培訓和再教育，既是造福企業(yè)更是造福員工的重要手段。

3.5實現(xiàn)GIS在配電網(wǎng)自動化中的戰(zhàn)略性應用

在我國，幅員遼闊，人口眾多，配電需求大，高峰期明顯。GIS不應該是獨立和片面的，既要具備本地區(qū)本區(qū)域的應用能力，更應該輻射全國，實現(xiàn)全國范圍信息的共享和交流，幫助落后地區(qū)逐步改善技術(shù)困境，實現(xiàn)GIS的全面高效應用。

4結(jié)束語

面對經(jīng)濟發(fā)展的嶄新要求，我們要進一步提升配電網(wǎng)自動化水平。雖然，我國GIS在配電網(wǎng)的應用中成效是顯著的，但是進一步的技術(shù)創(chuàng)新和功能開發(fā)仍然是未來工作的重點。我們相信在各個領(lǐng)域共同努力下，地理信息系統(tǒng)在配電網(wǎng)自動化中的應用會更加全面和充分。

參考文獻

[1]電網(wǎng)智能保護新技術(shù)的研究，焦邵華，華北電力大學博士學位論文，200.04.

[2]配電網(wǎng)自動化技術(shù)，郭謀發(fā)，機械工業(yè)出版社，2012年03月版.

[3]GIS在配電網(wǎng)自動化中的應用，精倫電子股份有限公司.