基于營配貫通和可視化技術的配電網電子沙盤系統的設計與開發

林洲游，邵丹璐，林 群

（1.國網浙江省電力公司溫州供電公司，浙江 溫州 325000；2.浙江創維自動化工程有限公司，杭州 310026）

基于營配貫通和可視化技術的配電網電子沙盤系統的設計與開發

林洲游1，邵丹璐2，林 群1

（1.國網浙江省電力公司溫州供電公司，浙江 溫州 325000；2.浙江創維自動化工程有限公司，杭州 310026）

針對沿海地區臺風、暴雨等極端天氣給電力搶修帶來的困難，分析了搶修應急決策輔助信息展示需求，研究了配電網電子沙盤系統的應用架構，構建的系統具有應急準備、應急指揮和日常模擬3大功能，闡述了實現該系統的關鍵技術。利用該系統，可提高可視化指揮決策輔助水平，滿足各類人員對多領域、多層次和多維度展示的應用需求。

配網搶修；電子沙盤；應急管理；輔助決策

0 引言

江浙、福建等沿海地區，每年都會因臺風、暴雨等極端天氣造成大面積停電，存在搶修面積大、時間緊和難度大等困難。近年來，隨著信息技術在電力行業的廣泛應用，為提高電網搶修處理過程中的決策能力和有效指揮、組織搶修及恢復重建工作提供了有力的技術支撐。

將圖形技術、網絡技術和地理信息技術等應用于配電網（以下簡稱配網）搶修工作，進行輔助管理和決策，可提高配網搶修能力[1，2]。電子沙盤對當前災情的態勢輸出與信息輸入具有快速、簡便和精確等優點[3]，易于動態更新，將電子沙盤融入配網搶修系統，可為搶修規劃、決策、評價和管理提供有效的參考依據。浙江省電力公司通過開展營配貫通工作，將原營銷、配網運行分管的專業工作進行優化整合，統一了生產組織模式和資源配置，實現了配網運行、故障調度、檢修和營銷管理的無縫鏈接[4]，提高了供電服務能力和運營管控能力[5]。

從極端天氣下配網搶修速率和優化指揮決策的角度出發，設計開發了基于營配貫通和可視化技術的配網電子沙盤系統，該系統在應急準備、應急指揮和日程模擬3方面充分發揮作用，為提高可視化指揮決策輔助水平、加快特殊情況下搶修速度提供了平臺，可滿足各類人員對于多領域、多層次和多維度展示的應用需求。

1 設計思路

1.1 配網電子沙盤總體架構

應急指揮系統關注主網和配網應急救災全過程的監控和管理，配網電子沙盤系統應用于配網應急指揮，基于現有營配貫通成果，結合電網GIS（地理信息系統）平臺可視化功能，為配網應急指揮人員在應急事件發生時提供相應的數據支持和輔助功能，對配網設備的運行狀況、搶修隊伍和搶修物資的調配情況進行可視化展示。系統應用架構如圖1所示。

圖1 配網電子沙盤應用架構

配網電子沙盤平臺由感知層、融合層和應用層組成，感知層集成PMS（生產管理系統）、CIS（營銷管理系統）、GIS（電網地理信息系統）、EMS（調度自動化系統）、配網搶修系統、營配貫通平臺、氣象平臺等多個系統和數據，構成系統的末端觸電網絡；融合層構建統一電網拓撲、地理和資源圖形信息模型，實現各種類型數據的高速傳輸、分布存儲、集中處理和智能分析；應用層構建了微應用框架，具備在線監測、快速指揮、匯總分析的微應用公共模塊。

1.2 配網電子沙盤特點

配網電子沙盤主要為防汛抗臺、防雪防凍和電網風險等特殊業務場景進行搶修指揮而開發的具有展示、指揮和數據統計功能的營配貫通數據共享平臺，系統主要特點如下：

（1）研究了基于PMS系統設備從屬關系的配網設備快速停電及恢復工具。通過PMS系統配網設備的主從屬關系，結合營銷系統的用戶信息，在應急事件發生時，進行大批量設備停電的快速分析及地理圖構面工作。

（2）研究臺風預警風圈范圍內，受影響設備的分布趨勢。在臺風預警風圈內，以搶修網格為基礎單元，實現受影響配網設備和用戶的實時分布統計和趨勢預測。

（3）研究配網故障搶修、EMS與配網電子沙盤的數據共享融合。基于配網電子沙盤平臺，推送公變停電、專變停電、智能總保和開關告警數據，提供快速停電功能。

2 功能模塊

基于營配貫通和可視化技術的配網電子沙盤系統，包括應急準備、應急指揮和日常模擬三大功能模塊（功能框架如圖2所示），實現了應急監控、專項搶修、應急指揮和日常模擬等功能。

圖2 配網電子沙盤功能框架

2.1 應急準備

2.1.1 基礎模塊

（1）網格規劃模塊：依托城市管理及數字化信息平臺，基于城鎮按供電所供電范圍、市區按營業廳/班組供電范圍的原則，默認劃分搶修責任網格，加強對單元網格的信息管理。系統基于GIS地圖的供電范圍自動生成網格并支持手動調整，提供搶修網格的技術數據維護和展示。

（2）應急預案模塊：提供了面對突發事件的應急管理、指揮和救援計劃等內容，為極端天氣不同階段下的突發狀況提供了參考和依據。

2.1.2 事件建立

風險預警模塊提供了電網風險預警、自然災害預警等事件的維護界面，包括預警信息內容、有效期、預警等級等信息，基于預警事件的狀態進行應急搶修。

2.1.3 事件籌備

事件籌備是預警事件業務流程中不可缺少的一環，為搶修提供重要保電用戶、搶修人員和搶修資源等重要基礎數據信息。

（1）保電用戶：根據風險預警等級，自動獲取營銷系統的保電用戶信息。

（2）隊伍管理：根據風險預警等級和影響范圍，提供搶修隊伍管理維護功能。

（3）裝備管理：根據風險預警等級和影響范圍，提供搶修資源管理維護功能。

2.2 應急指揮

2.2.1 事件監視

（1）電子沙盤：電子沙盤模塊是系統的核心業務模塊，提供了一個可視化展示和指揮決策的平臺，可進行包括氣象數據、停電態勢操作、倒桿斷線、資源分布和保電用戶的展示。

氣象數據模塊主要為系統提供日常氣象、臺風數據的展示，提供臺風路徑預測、影響范圍分析等數據，為指揮決策提供數據依據；停電態勢模塊提供系統停電業務操作及展示平臺，并統計停電影響的設備和用戶范圍；倒桿斷線模塊提供倒桿斷線的定位信息展示；資源分布模塊提供搶修隊伍及資源的調配和實時位置展示。

（2）停電情況：提供系統停電列表，提供復電操作，統計停電影響數據，為搶修指揮人員提供業務操作平臺。

（3）受損情況：基于系統的受損操作平臺，提供斜桿、倒桿、斷桿、斷線、桿上設備故障、異常等7種受損類型的維護。

（4）視頻監控：展示變電站等視頻信息，為搶修監控人員提供信息參考。

2.2.2 事件總結

信息上報模塊提供10kV及以上輸變電設備停役情況表、供電計劃明細統計表、變電站主變停役統計表、線路停役情況表、臺風倒塔情況明細表等數十張報表，自動統計系統相關數據，為搶修一線值班人員及搶修指揮中心匯總查看數據提供信息化手段，以便整體掌握事件災情及恢復情況，為搶修指揮決策提供輔助數據。

2.3 日常模擬

日常預警模塊提供了日常預警事件的維護界面，為模擬停電操作提供日常事件；停電分析模塊提供系統的模擬停電業務操作平臺、模擬停電數據統計平臺和模擬停電情況展示平臺，滿足日常模擬下的停電操作和數據分析。

3 關鍵技術

配網電子沙盤系統在配網搶修平臺的基礎上，融合了多平臺的數據信息，構建該系統的關鍵技術如下。

3.1 主線、支線分離停電與恢復關系分析

在應急情況下，有大量線路停電，但主線的停電大多由某支線故障造成的。為減小停電影響范圍，現場搶修會及時隔離支線，以實現對主線的快速送電，降低風險。因此在配網電子沙盤系統應用上，需要實現主線、支線的同步停電，恢復送電時故障支線不復電、而主線和其余支線快速恢復送電，從而保證數據統計的可靠性，為快速定位應急搶修提供有力依據，同時降低災害造成的經濟損失。

3.2 信息的獲取、整合與展示

系統信息包括主網線路數據、臺風預警及路徑、及時天氣信息、道路交通狀況和應急力量分布等多重信息，系統需要快速準確地獲取這些信息，整合后全面、完整地展現給指揮人員。

3.3 應急力量間的及時信息共享

在應急情況下，要實現準確有效的指揮調度，現場態勢的獲取是基礎，高效溝通是保障，系統需要建立指揮中心和現場搶修人員之間的溝通橋梁，為搶修調度提供保障。

4 結語

針對極端天氣下電力搶修工作中存在的困難，以優化指揮決策為目標，設計開發了基于營配貫通和可視化技術的配網電子沙盤系統，具有應急準備、應急指揮、日程模擬等功能，在一定程度上優化了搶修工作，為防汛抗臺工作的開展提供一定參考。

另外，系統建設還存在兩方面不足，需要進一步完善：路徑分析方面，在天氣、地形、環境等約束條件下，對搶修力量抵達時間、最優抵達路徑等問題進行分析和演示；流程優化方面，在應急預案指導下，將搶修流程與應急預案流程相結合，優化和標準化特殊情況下的搶修業務流程。

[1]蔣錦霞，莊曉丹，梅峰.配網生產搶修指揮平臺設計及應用[J].系統開發與應用，2013，11（5）:57-61.

[2]房牧，許明，王興念，等.配網生產搶修指揮支撐技術研究與應用[J].供用電，2013，30（3）:11-16.

[3]翟國良.應急決策電子沙盤研究與開發[D].天津：天津大學軟件學院，2009.

[4]魯江鋒.基于營配貫通系統的標準化搶修服務[J].科技與企業，2012（16）:113-115.

[5]樓小波，沈勤衛，倪志泉.供電企業“營配貫通”及其實踐[J].湖州師范學院學報，2013，35（S1）:136-141.

（本文編輯：方明霞）

Design and Development of Electronic Sand Table for Distribution Network Based on Visualization Technology and Business Transfixion of Marketing and Distribution

LIN Zhouyou1，SHAO Danlu2，LIN Qun1
（1.State Grid Wenzhou Power Supply Company，Wenzhou Zhejiang325000，China；2.Creaway Automation Engineering Co.，Ltd.，Hangzhou310012，China）

Aiming at maintenance difficulties from extreme weather events like typhoon and rainstorm in coastal areas，the paper analyzes the requirement of emergency decision-making support information display；furthermore，it investigates application architecture of the electronic sand table for distribution network.Three key functions of the system such as emergency preparedness，emergency command and daily simulation are summarized，and key technologies for system implementation are analyzed.With the help of the system，visualized commanding decision-making support level is upgraded to meet the application requirements of various personnel on multi-field，multi-level and multi-channel display.

distribution network repair；electronic sand table；emergency management；decision-making support

TM727

：B

：1007-1881（2016）09-0043-03

2016-03-28

林洲游（1975），男，工程師，從事輸電線路運維管理及防汛防臺應急管理工作。