GIS配網業務管理系統設計探討

劉光輝

摘 要：文章針對供電局配電網絡系統所存在的問題，運用GIS將設備信息、電線路信、地理圖形以及運行信息結合為一體，從而實現優化供電局的配網管理系統的最終目的，使得供電局的配網管理系統的工作效率得以提高。

關鍵詞：GIS；配網業務管理；系統設計

中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）24-0085-02

隨著現代信息科技的不斷發展，使得電力企業管理朝著信息化管理的方向發展，尤其是配電網業務管理這一方面。配網業務管理系統一共包括有五個子系統，分別是生產信息管理系統、客戶服務系統、數據采集系統、用電營銷系統以及監制系統，這五個子系統之間的關系是相互獨立的。為了提高供電局配網管理系統的工作效率，筆者以目前配網業務管理系統的實際情況作為參考依據，在數據共享以及編碼統一上，利用GIS處理能力，將配電線路信息、設備信息地理圖形以及運行信息融合為一體，并且集成生產管理和電力銷售等系統，來實現數據共享，從而能夠更準確的分析供電局配電網的用電狀態以及線損，為優化供電局配網提供支持。

1 選擇開發平臺

目前，市場上GIS平臺的種類較多，在本次的系統設計中，筆者選用產自ESRI公司GIS平臺，GIS平臺型號為Arc。之所以選擇ESRI公司的GIS平臺，是因為ESRI是位列世界前茅的優秀GIS軟件生產廠商。

本次設計的GIS配網業務管理系統的電力設備以及地形圖信息數據庫的構建，所利用的軟件均為ESRI公司所生產的。以ESRI公司生產的ArcObjects組件為基礎，再集成分類功能，構建起一套Arc GIS嵌入式組件。該組件只要在Java和互聯網的環境下，即可投入使用。具有靈活體系結構的ArcSDE，非常適合供用戶使用，在可行的條件下，用戶可以自行選擇數據儲存空間。該系統所使用的數據為Oracle數據庫，大小為10 G，使用NET作為開發工具。

2 GIS配網業務系統結構

本次利用GIS所設計的配網系統用戶有生技部、營銷部以及供電局領導。在該系統的數據庫中，儲存著大量的系統資料和地理信息等數據。該系統中的C/S客戶端負責編輯系統資料，B/S客戶端則負責進行分析和計算，管理工作站是用來負責控制該管理系統的參數。

線損的分析需要建立在配電臺區數據、電量數據以及線路售電量的基礎上，而這些數據只能從營銷系統中獲得，除此之外，線損的分析，還需要結合GIS數據。要重新構建起一個數據庫，就必須將配電網設備GIS的屬性數據納入其中，因此，必須通過通過操作ArcSDE數據引擎來獲取配電網設備的GIS的屬性數據。本次設計的GIS配網業務管理系統整體數據流程如圖1所示。

3 系統功能設計

本次設計的GIS配網業務管理系統有著設備信息和地理信息管理、線損和統計分析、新投異動流程、系統管理以及工作考核等功能，下面我們具體對這些功能進行介紹。

3.1 地理信息管理

該系統中的地理信息管理一共有八個功能模塊，分別是設備定位、地圖瀏覽、鷹眼顯示、同桿編輯、圖層管理、圖元管理以及地理信息編輯。

該系統不僅提供了選擇繪圖文件，還提供了圖元編輯器，以便系統用戶可以自行設計所需要的圖文符號。當用戶需要繪制圖形的時候，用戶可以在圖元符號庫中選擇合適的圖元直接使用，圖元符號包括有變電站、電纜分支箱、環網柜、變壓器、線路、開關、電纜以及表計等等。在這些圖元中，變電站、開關站和電纜分支箱分別有兩種狀態，一種是規劃中或者待建狀態，另一種是已建成狀態，兩種狀態的圖元使用不同的顏色來表示，以便用戶選擇和使用。

圖形繪制，是指利用圖元數據庫中的圖元，在電子地圖上，繪制電力設備的接線圖和地理位置。圖形編輯，是指地理信息圖形上移動或者刪除配網設備。

圖層管理指的是關閉、顯示、凍結圖層。圖層主要包括了客戶投資設備、變電站、開關站、電力線、電纜、分支網環柜、業務投資設備、電桿、表計、變壓器、地理要素以及開關等分層。

在本設計的GIS配網業務管理系統中，不僅設置了設備關鍵詞搜索功能，還設置了建筑物名、地點名等關鍵詞收索功能。即客戶機可以通過輸入設備名稱來收索設備的具體位置，也可以通過輸入建筑物名或者地點名稱，來收索輸入地點周圍的配電網設施。由于建筑物和地點的名稱比較容易記憶，因此，才在本次設計的GIS配網系統中設置按照地名、建筑名等關鍵詞收索功能，以此來方便配網管理人員的操作，這也是該系統的設計亮點。

3.2 設備信息管理

本次所設計系統中，系統額管理對象為變電站、開關站、架空線、分支箱、環網柜、電纜、變壓器、開關、桿塔、刀ICJ以及客戶。配網設備一共有兩種屬性，一是地理信息屬性，二是設備信息屬性。設備信息：是指配網設備的名稱和型號，配網的設備信息需要用戶自己繪制、錄入。地理信息屬性：是指使用系統中的地理信息編輯功能繪制而來的；刀ICJ不僅具有名稱、編號等屬性設置，還具有開閉狀態、線路配網、搭接桿號等設備的屬性設置；客戶的信息屬性包括名稱、上級設備、戶號、聯系電話、移動電話、負責人等；其它的設備的信息樹形基本和上述信息屬性相似，配網管理人員通過使用設備信息管理模塊，進行自由維護、刪除或者添加模塊。

3.3 新投異動流程

該系統的流程為：①申請；②審批；③查勘；④審批；⑤派工；⑥驗收；⑦系統更新；⑧二次審批；⑨系統更新生效。

本次設計的系統是以GIS作為基礎，決定該系統是否適合長久使用的關鍵在于，GIS數據的精準性。GIS系統所涉及的數據量較大，且和地理位置之間具有密切的相關性，因此在該系統的數據維護上，要相對繁瑣和復雜些。假如沒有一個好的機制來保障系統變更，那么該系統就很容易和現實脫節，從而失去使用價值，因此，在本次設計的系統中，設置了新投異動功能，當配網設備數據需要進行變更的時候，管理人員就可以通過新投異動流程來完成相應的數據更新使數據更新，使該系統的數據和實際數據同步。

3.4 線損計算

線損計算包括了初始化計算、配電臺區線損計算以及計量段線損計算等。

初始化計算是指產生空白的配電臺區線損、線路線損以及計量段線損等；然而實際測算線損主要包括以下幾個方面：

①售電量匯總，即10 kV線路的綜合售電量、配電臺區售電量以及綜合售電量的匯總。

②母線的線損平衡計算，包括母線的平衡線損、配電臺區線損、綜合線損以及10 kV線路綜合線損等方面的計算。

③累計線損計算，包括配網線路的累計綜合線損、配網臺區的累計線損以及累計綜合線損的計算。

經過上述的線損計算，即可統計出很多具有實效性的數據：

①把理論線損值和實際線損值相比較，再結合以往的經驗，來估測最終的線損值，使用這樣的方法來計算線損，會計較接近于真實線損值。

②以電壓材質和電壓等級作為計算理論線損值的依據，然后再把計算所得的理論線值和實際線損值相比較，二者之間的差值即為線損異常，這是就需要將數據交給相關的配電網檢修人員進行參考和檢修。

③首先將每條線路的線損計算出來，然后再把每天線路的線損值相加，得到配網線路的總線損值，相關管理人員可以根據配網線損值，以便對配網進行檢修。

3.5 統計分析

通過對配網線路進行線損統計分析，以便配網管理人員及時的掌握線損的變化訊息，根據數據進行相對的檢測和維修，是整個配電網的運行得以保障。線損分析統計主要包括以下幾大方面：

綜合線損同比分析；

售電量、供電量、線損率月增長率以及損失電量；

配變臺區和線路全年的線損；

全局線路分電壓等級線損合計；

變壓器線損和線路分月對比圖；

配網線路的線損趨勢相關分析；

配網線路的綜合線損趨勢相關分析；

公變臺區累計線損趨勢相關分析；

配網臺區的線損趨勢相關分析；

配網線路的累計線損趨勢相關分析；

配網線路的累計綜合線損趨勢相關分析；

線路線損同比分析；

公變臺區線損同比分析；

綜合累計線損趨勢分析；

10 kV線路綜合線損同比分析；

當月供電局公用變壓器低壓線損報表。

4 結 語

隨著現代信息科技的不斷發展，配網信息化變得越來越普遍化了，在本次系統設計中，筆者針對供電局配電網絡系統所存在的問題，在GIS的基礎上，將設備信息、電線路信、地理圖形以及運行信息結合為一體，構建起一個全新的GIS配網業務管理系統，配網業務管理系統一共包括有五個子系統，分別是生產信息管理系統、客戶服務系統、數據采集系統、用電營銷系統以及監制系統。以期望能夠實現優化供電局的配網管理系統的目的，提高供電局的配網管理系統的工作效率。

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