電力系統(tǒng)自動(dòng)化中地理信息系統(tǒng)GIS技術(shù)的應(yīng)用

潘 欽 李 珂 劉曉歡

許繼集團(tuán)有限公司

1 地理信息系統(tǒng)與電力系統(tǒng)自動(dòng)化的概述概述

1.1 地理信息系統(tǒng)技術(shù)的現(xiàn)狀

地理信息系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)在在我國是數(shù)字城市、智慧城市建設(shè)的重要支撐技術(shù)之一，該技術(shù)在我國擁有較大的發(fā)展空間與潛力。地理信息系統(tǒng)技術(shù)在我國從1970年起步，歷經(jīng)三個(gè)發(fā)展階段。目前已實(shí)現(xiàn)全國地理信息系統(tǒng)的規(guī)范化管理，解決了地理信息無法共享和系統(tǒng)不兼容的問題，同時(shí)應(yīng)用型地理信息系統(tǒng)發(fā)展迅速，該領(lǐng)域在高校設(shè)置了相應(yīng)的學(xué)科并進(jìn)行學(xué)科建設(shè)，培養(yǎng)了必備的人才。

1.2 電力系統(tǒng)自動(dòng)化

電力系統(tǒng)自動(dòng)化是指在電力生產(chǎn)、運(yùn)輸、管理、運(yùn)行等方面實(shí)現(xiàn)調(diào)控、調(diào)度、管理的自動(dòng)化。電力系統(tǒng)是一個(gè)地域分布較廣，由發(fā)電站、變電站、輸送電網(wǎng)絡(luò)和電力用等組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)對國家、社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展來說有著非常重要的關(guān)系。隨著社會(huì)不斷的發(fā)展，人們的環(huán)保意識逐漸提高，自動(dòng)化電力系統(tǒng)在發(fā)展過程中可以有效地保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境，節(jié)約自然資源，從而達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果。電力系統(tǒng)的自動(dòng)化可以有效地保證電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中的安全性、穩(wěn)定性，降低電力系統(tǒng)能源的消耗，提高整個(gè)電力系統(tǒng)的質(zhì)量與運(yùn)行效率，從而促進(jìn)電力行業(yè)快速發(fā)展。

2 電力系統(tǒng)自動(dòng)化中地理信息系統(tǒng)GIS技術(shù)的應(yīng)用

2.1 應(yīng)用于智能變電站

按照智能變電站建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)，考慮到智能變電站建設(shè)位置的特殊性，在建設(shè)時(shí)采取GIS設(shè)計(jì)方案，運(yùn)用地理信息數(shù)據(jù)，來設(shè)計(jì)GIS智能變電站，能夠達(dá)到環(huán)境友好型與資源節(jié)約的目標(biāo)。GIS智能變電站運(yùn)行的可靠性較高，而且電磁污染較小，能夠支撐周邊電網(wǎng)的運(yùn)行，確保區(qū)域供電的有效性，對提升風(fēng)電與光伏發(fā)電的送出能力，有著積極的作用。當(dāng)GIS變電站環(huán)網(wǎng)后，能夠進(jìn)一步提升外送電能力。基于信息數(shù)字化與信息共享化等標(biāo)準(zhǔn)，建設(shè)的GIS變電站，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能環(huán)保，再實(shí)際運(yùn)行時(shí)，能夠改善220kV電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，全面提升電網(wǎng)運(yùn)行的安全性與可靠性。GIS平臺(tái)作為供電信息化建設(shè)的重點(diǎn)能力，可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)與運(yùn)維服務(wù)等功能。

2.2 應(yīng)用于輸電線路運(yùn)維管理

地理信息系統(tǒng)GIS技術(shù)的應(yīng)用，能夠?yàn)檩旊娋€路運(yùn)維管理人員提供基礎(chǔ)幫助，將GIS技術(shù)融入到輸電線路運(yùn)維管理系統(tǒng)中，借助GIS圖形處理功能以及數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)等，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息融合，包括地理位置與空間信息等，通過現(xiàn)場采集線路設(shè)備信息，將其輸出到數(shù)據(jù)庫儲(chǔ)存起來，用作輸電線路運(yùn)維基本數(shù)據(jù)，可以使得運(yùn)維人員及時(shí)獲取可視化信息，為輸電線路運(yùn)檢與設(shè)備維護(hù)等工作，提供完成的數(shù)據(jù)信息，提升決策的有效性與合理性。

2.3 應(yīng)用于配電網(wǎng)生產(chǎn)管理

GIS系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)采取的是C/A/S與B/A/S，能夠充分的發(fā)揮電網(wǎng)資源優(yōu)勢以及作用，實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)共享，提高信息資源的利用率。配電網(wǎng)系統(tǒng)融合GIS平臺(tái)后，具有多項(xiàng)功能，例如圖1所示。利用給GIS的圖形功能，能夠利用Window平臺(tái)，高效的解決地圖問題。GIS的應(yīng)用，可以將測繪電子地圖轉(zhuǎn)化，以可視化形式展現(xiàn)出來，比如水文地理信息與線路環(huán)境信息等，利用實(shí)時(shí)監(jiān)測技術(shù)，能夠掌握輸電線路與區(qū)域電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)際情況，管理人員可以利用計(jì)算機(jī)設(shè)備，來查詢相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)。利用GIS，能夠快速定位故障，利用數(shù)據(jù)信息，制定解決方案，便于電力系統(tǒng)管理與維護(hù)。在GIS系統(tǒng)上，電力人員可以基于電子地圖，利用設(shè)備編輯工具，進(jìn)行相關(guān)操作，比如設(shè)備刪減與增加，掌握電力設(shè)備運(yùn)行信息，以便于運(yùn)維管理。利用GIS系統(tǒng)建模功能，可以對線路與設(shè)備分布進(jìn)行優(yōu)化，以便于后期管理，確保配網(wǎng)運(yùn)行的安全性與可靠性。基于GIS系統(tǒng)，能夠在計(jì)算機(jī)終端，展現(xiàn)出電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并以不同顏色顯示，若電網(wǎng)發(fā)生故障，比如短路故障或者斷路故障等，利用GIS電網(wǎng)追蹤與拓?fù)浞治龉δ埽梢悦鞔_故障點(diǎn)，執(zhí)行相關(guān)開關(guān)。除此之外，還具有可靠性分析與輔助決策功能，可以對終端用戶用電時(shí)間與停電次數(shù)等，進(jìn)行故障分析，指導(dǎo)后期維修，以確保電網(wǎng)運(yùn)行的安全性。

圖1 電網(wǎng)GIS平臺(tái)系統(tǒng)構(gòu)成圖

3 地理信息系統(tǒng)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化上的發(fā)展方向

地理信息系統(tǒng)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化上扮演著越來越重要的角色，隨著我國電力系統(tǒng)的不斷進(jìn)步與革新，作者認(rèn)為地理信息系統(tǒng)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行管理中的地位會(huì)越來越重要，尤其是在國家大力推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)背景下，電力系統(tǒng)作為系統(tǒng)性極強(qiáng)的一個(gè)基礎(chǔ)性電能生產(chǎn)—輸送—變電—配電—使用的閉合系統(tǒng)，在關(guān)鍵電能控制設(shè)備上實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)，借助地理信息系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)平臺(tái)遙控將是一個(gè)重要發(fā)展方向，與此同時(shí)，地理信息系統(tǒng)技術(shù)的模型運(yùn)算功能在我國電力系統(tǒng)自動(dòng)化的過程中還缺乏有效應(yīng)用，伴隨著我國五大超級計(jì)算中心的建成，我國龐大的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)量已經(jīng)具備大型模擬運(yùn)算的基礎(chǔ)，借助地理信息系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)的模型算法，可以為我國電力系統(tǒng)的優(yōu)化提供更為有力的數(shù)據(jù)分析支持。

4 結(jié)語

電力自動(dòng)化系統(tǒng)中地理信息系統(tǒng)GIS技術(shù)的應(yīng)用，雖然很少發(fā)生故障，但是若發(fā)生故障時(shí)，則會(huì)造成嚴(yán)重后果，因?yàn)闄z修復(fù)雜，而且檢修的專業(yè)性較強(qiáng)，極易造成檢修質(zhì)量問題，因此需要采取相應(yīng)的措施，做好GIS設(shè)備狀態(tài)檢修，以確保GIS應(yīng)用的效果。

[1]張?zhí)?電力地理信息系統(tǒng)在配電自動(dòng)化中的應(yīng)用研究[J].低碳世界，2016(06)：35-36.