基于地理信息系統(tǒng)的配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)研究

李岳峰+趙志剛

摘 要：本文從地理信息系統(tǒng)與配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)相融合的角度出發(fā)，介紹了地理信息系統(tǒng)的概念與組成部分，同時(shí)指出了該系統(tǒng)較之其他系統(tǒng)平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)。重點(diǎn)分析了配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的內(nèi)在聯(lián)系、實(shí)用功能以及應(yīng)用方式，同時(shí)對(duì)該系統(tǒng)的未來建設(shè)提出若干建議，以滿足配電網(wǎng)管理需求，進(jìn)而提高供電可靠性及用戶滿意度。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；配電網(wǎng)；自動(dòng)化；系統(tǒng)管理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.124

1 地理信息系統(tǒng)的概述

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，簡(jiǎn)稱GIS）是一項(xiàng)具有綜合性學(xué)科特征的技術(shù)，它是以地理學(xué)和地圖學(xué)為基礎(chǔ)上加以應(yīng)用遙感技術(shù)與計(jì)算機(jī)科學(xué)衍變而生，目前已經(jīng)普遍用于各類科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中，例如：土地信息采集、城市信息規(guī)劃、電力信息整合、空氣質(zhì)量信息監(jiān)管等。

2 地理信息系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)

地理信息系統(tǒng)包括硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)兩大部分。其硬件設(shè)備主要有：數(shù)據(jù)采集裝置；人機(jī)圖形交互裝置；中央處理裝置；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備；圖形輸出設(shè)備。其軟件部分分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件不僅包括計(jì)算機(jī)本身的操作系統(tǒng)、語言系統(tǒng)，還有數(shù)字化操作軟件、繪圖軟件等。應(yīng)用軟件則包含很多功能化程序，如統(tǒng)計(jì)分析程序、圖形信息處理和網(wǎng)絡(luò)信息整合程序以及地理分析程序等。

另外，GIS系統(tǒng)還具有以下特點(diǎn)：

（1）具有良好的開放性，為便于與其他系統(tǒng)相連接，其所有的圖形信息、屬性信息和處理規(guī)則都放置在數(shù)據(jù)庫中。（2）內(nèi)置專業(yè)的建模工具，可自動(dòng)進(jìn)行規(guī)則檢驗(yàn)，以簡(jiǎn)化模型。（3）基于OLE/COM技術(shù)，支持Java技術(shù)。（4）適合做二次開發(fā)，可采用通用的開發(fā)語言進(jìn)行個(gè)性化開發(fā)。（5）多數(shù)據(jù)源訪問，即能隨時(shí)訪問其他GIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫。（6）支持通用柵格和多媒體數(shù)據(jù)。（7）內(nèi)嵌集中式數(shù)據(jù)庫和分布式緩存技術(shù)，將圖形以DDC文件的形式傳輸?shù)紻DC服務(wù)器上。

3 配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)

配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)包含站內(nèi)自動(dòng)化系統(tǒng)、饋線自動(dòng)化系統(tǒng)、負(fù)荷信息系統(tǒng)以及用戶表端系統(tǒng)這四個(gè)子系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)圖像和屬性的雙重管理功能。

（1）數(shù)據(jù)預(yù)處理功能。主要包括圖像及數(shù)據(jù)的錄入、轉(zhuǎn)換和編輯。

（2）站內(nèi)自動(dòng)化子系統(tǒng)管理。主要包括：配電設(shè)備的實(shí)時(shí)參數(shù)管理；站內(nèi)運(yùn)行方式分析；配電站供電范圍分析與指示；故障區(qū)域分析與顯示；配電變電站選址的策略優(yōu)化。

（3）饋線自動(dòng)化子系統(tǒng)管理。配電線路圖的系統(tǒng)信息查詢；系統(tǒng)可供電范圍的分析與顯示；區(qū)域分析顯示；線路運(yùn)行輔助管理；線路追蹤顯示；設(shè)備缺陷管理；實(shí)時(shí)信息處理；動(dòng)態(tài)組編輯。

（4）負(fù)荷信息系統(tǒng)管理。利用獨(dú)立的負(fù)荷監(jiān)控與控制系統(tǒng)，將各類負(fù)荷控制終端創(chuàng)建于地理接線圖中，并以此為基礎(chǔ)提供各類用戶地理信息查詢、設(shè)備狀態(tài)分析和實(shí)時(shí)參數(shù)顯示。具體功能如下：信息元的創(chuàng)建和刪除；終端信息查詢；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示；高負(fù)荷區(qū)域顯示；負(fù)荷密度分析；負(fù)荷轉(zhuǎn)移決策；接入用電管理部門。

4 GIS系統(tǒng)與配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的聯(lián)系

在電力領(lǐng)域中，GIS系統(tǒng)可將電網(wǎng)信息和地理信息進(jìn)行整合管理，通常是利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)，將電網(wǎng)的布局、設(shè)備性能以及實(shí)時(shí)信息按實(shí)際地理位置顯示在地理系統(tǒng)特征圖上。

綜上所述，GIS系統(tǒng)為配網(wǎng)自動(dòng)化管理系統(tǒng)提供了配電網(wǎng)的基礎(chǔ)圖形數(shù)據(jù)服務(wù)。目前國內(nèi)外大多均采用SVG格式作為調(diào)度專用單線圖數(shù)據(jù)格式，該格式嚴(yán)格遵從XML語法，并用文本格式的描述性語言來描述圖像內(nèi)容。SVG圖形格式具有以下優(yōu)點(diǎn)：圖形文件可讀，易于編輯；與現(xiàn)有技術(shù)可以互動(dòng)融合；可方便地建立文字索引，從而實(shí)現(xiàn)基于內(nèi)容的圖形檢索；可用來生成動(dòng)態(tài)圖形。

5 地理信息系統(tǒng)在配電自動(dòng)化中的應(yīng)用

（1） GIS系統(tǒng)與SCADA系統(tǒng)相結(jié)合的應(yīng)用。繪制或自動(dòng)生成地理位置接線圖，并在圖上對(duì)任意多邊形區(qū)域的運(yùn)行工況和設(shè)備參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，并在地理位置接線圖的基礎(chǔ)上對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系模塊進(jìn)行染色。

（2）GIS系統(tǒng)在負(fù)荷管理系統(tǒng)中的應(yīng)用。GIS系統(tǒng)對(duì)將負(fù)荷進(jìn)行類別層次劃分，并用不同的顏色在地理位置接線圖上進(jìn)行標(biāo)注。在應(yīng)對(duì)突發(fā)事故及非計(jì)劃性停電維修時(shí)根據(jù)負(fù)荷類型決定處理的優(yōu)先級(jí)，并把優(yōu)先級(jí)高的負(fù)荷突出顯示于地理接線圖中。同時(shí)，對(duì)用戶的用電情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從而滿足削峰、填谷等調(diào)控策略。

（3） GIS系統(tǒng)在故障電話處理系統(tǒng)的應(yīng)用。當(dāng)用電側(cè)發(fā)生非計(jì)劃性停電后，可撥打用電服務(wù)中心專線檢修電話。檢修人員可根據(jù)GIS系統(tǒng)顯示的最新設(shè)備狀態(tài)及故障點(diǎn)地理位置來采取最及時(shí)的應(yīng)對(duì)措施，這樣不僅能縮短停電時(shí)間，提高用戶用電滿意度，同時(shí)進(jìn)一步保證了供電端設(shè)備的使用可靠性，降低了事故安全隱患。

6 配電地理信息系統(tǒng)的建設(shè)

（1）選擇優(yōu)秀的操作平臺(tái)并完善的電子地圖，這關(guān)系到整個(gè)配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的整體構(gòu)架是否完整、信息準(zhǔn)確度是否達(dá)標(biāo)。（2）完善系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，做到地理信息完整、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確和狀態(tài)更新及時(shí)。（3）完善系統(tǒng)的功能開發(fā)。（4）進(jìn)一步提高配網(wǎng)自動(dòng)化與配電地理信息系統(tǒng)的整合度。

7 結(jié)束語

將地理信息系統(tǒng)融合到配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)中，已成為目前供電調(diào)度部門的主流應(yīng)用方案。為實(shí)現(xiàn)更為及時(shí)、精準(zhǔn)、豐富的信息支持和決策支持，還需不斷提升二者的融合度，使得供電企業(yè)能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)進(jìn)行無縫式實(shí)時(shí)監(jiān)控與運(yùn)行管理，加強(qiáng)對(duì)配電網(wǎng)段設(shè)備全局地理位置的把控，進(jìn)而不斷提升工作效率及用戶滿意度。

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作者簡(jiǎn)介：李岳峰（1993-），男，碩士研究生，研究方向：電氣工程領(lǐng)域。endprint