農網配電自動化系統中地理信息系統的實踐分析

東國保

摘要：農網配電需要處理大量的數據信息，并且均為空間信息范疇，以往的技術無法滿足配電自動化的實際需求，在這樣的背景下，就需要借助地理信息系統技術，提升配電自動化系統的工作效率，防止出現資料丟失、工作延誤等現象。本文闡述了地理信息系統的內容，然后對農網配電自動化系統中地理信息系統的實踐展開探究。

關鍵字：農網;配電自動化系統;地理信息系統

前言

地理信息系統是一種計算機系統，主要是對地理空間信息數據進行采集與管理，在配電系統中的應用有助于維護空間地理信息，并確保電力運行的安全。農網配電需要處理的對象為空間信息范疇，只有借助地理信息系統，才能夠更好地為電力企業服務。

1 地理信息系統的相關概述

地理信息系統即GIS，這是一種空間信息系統，主要是計算機的支持下，對空間中的地理數據進行采集、管理、分析等等，例如街道、居民區等，以圖形等方式進行標注，并結合地理位置，將各種參數展示出來。GIS系統由三個子系統組成，即基礎設置、實時運行、查詢輸入系統，通過收集與儲存信息，并對其進行監測，對農網配電進行調整，促進配電網自動化管理。GIS的功能主要包括：空間數據的采集、地圖修飾和分層處理、數據錄入和查詢等等。在農網配電自動化的應用過程中，GIS主要有設備管理、施工控制、模擬、自動布線等多種功能。其一，設備管理功能，農網配電的基礎設備比較多，設備的日常維護對電力的正常運行有較大的關系，通過借助GIS能夠對設備進行邏輯編碼，然后在數據庫中進行管理;其二，施工控制功能，農網配電的工程量比較大，通過借助GIS能夠對施工現場進行有效監管，從而幫助施工人員根據實際情況制定施工方案，優化施工工作;其三，自動布線功能，GIS在農網配電自動化系統中的應用能夠有效控制施工參數，提升施工質量;其四，模擬功能，一些設備不能進行實操，通過借助GIS進行模擬，能夠對施工方案進行優化。總的來說，GIS在農網配電自動化系統中的應用有助于控制施工情況，提升工作效率，促進配電自動化發展。

2 農網配電自動化系統中地理信息系統的實踐

2.1 GIS在信息管理中的應用

在農網配電自動化系統中，信息管理十分復雜，有效的信息管理占據著重要作用，通過應用GIS能夠實現信息的準確分析與處理，將一些地理信息以及電網相關數據呈現在工作人員面前，可以結合相關要求，查詢所需的數據信息，制定合理的工作計劃，為管理決策提供可靠的依據，還能夠使工作人員全面了解設備、線路、用戶分布等各種信息。在計算機地圖功能中，通過引入GIS，能夠顯示出街道、居民區等，工作人員可以清晰、直觀地查看線路和設備的分布情況，并且還能夠根據地圖、數據庫信息等，了解設備參數，或者查詢完整的參數信息，例如塔桿參數、線路檔案等。同時，工作人員可以結合線路走向與地理背景，完成線路測量，查詢相關參數，并且利用地圖以及數據庫，在特定范圍之內，根據相應的電壓等級，統計變壓器以及用戶量。

2.2 GIS在變壓器負荷管理中的應用

GIS在農網配電自動化中的應用，可以使工作人員對變壓器的實際情況有一定的了解，從而有效提升變壓器的管理效率。在農網配電系統中，當變壓器出現負荷故障的時候， GIS的應用能夠快速且精準地定位故障點，縮短故障維修時間，提升維修效率，減少人力資源的浪費，并且確保了用戶的正常用電。同時， GIS的應用還能夠預測變壓器的負荷，有效進行實時監測，通過對區域密度進行分析，形成相應的分析圖，然后對比不同時期的變化情況，及時發現變壓器故障現象，盡可能防止這一現象的發生，提升農網配電自動化程度[1]。如圖1所示，為變壓器負荷管理系統結構示意圖，變壓器負荷管理不僅能夠防止出現低負荷造成的效率低等現象，還能夠防止出現高負荷造成的損壞問題。

2.3 GIS在SCADA數據庫中的應用

SCADA是數據采集與監控系統，具有專屬的數據庫，并且和GIS數據庫之間有一定的聯系，以此進行數據交換。SCADA數據庫可以結合GIS技術快速展現配電系統的實際運行情況，相關管理人員可以借助這些數據對電力網絡進行全面分析，并在最短時間內發布調度信息，快速控制突發故障的嚴重化，將損失降至最低，提升電力調度的控制力。電力地理地圖有許多符號，部分符號表示配電設施的狀態，例如開關、斷路器等等，只有及時更新符號數據，才能夠準確展示電力狀態。如果SCADA數據庫信息變更，能夠及時準確反映數據的變化，數據庫定時進行狀態更新，如果有相應的需求，則可以提取數據庫中的真實信息。此外，SCADA系統與GIS系統連接之后，如果變電站負荷過載，則會自動報警，然后進行負荷轉移決策，如圖2所示，為負荷轉移輔助決策模塊，主變負荷的轉移輔助決策為，當轉移至另外一主變時，若其負荷剩余能量滿足故障主變的負荷，便可以進行轉移;當向其他變電站轉移時，先判斷有沒有臨近變電站線路，最好把負荷向其他變電站轉移[2]。

2.4 GIS在停電管理中的應用

在農網配電自動化系統中，停電管理可以結合用戶的實際反映，對故障的位置進行準確定位，并以此對停電范圍進行分析，然后排除故障點，從而彌補信息采集中的不足之處。當用戶反映故障之后，GIS的應用能夠根據維修人員所在的地點，自動給出最佳途徑，幫助工作人員快速找到發生故障的位置，并有效解決故障問題，從而確保用戶的正常用電，還能夠在很大程度上提升用戶用電滿意度。同時，GIS在農網配電自動化系統中的應用，還能夠對停電進行模擬操作，通過不同的操作，對停電范圍進行搜索，然后確認相應的操作結果，以此制訂合理的停電計劃。如圖3所示，為停電分析模塊，如果是設備故障、電網檢修等引起的停電，系統會對停電的范圍進行分析，并自動生成相應的通知單。對于不同的部門，停電分析的對象有所不同，針對變電、輸電、調度，在一次系統圖上面，使用不同顏色標出停電和沒有停電的設備，例如開關、變壓器等等，然后形成相應的停電設備統計表、申請單;針對配電，在地形圖背景上，使用不同顏色標出停電和沒有停電的配網設備，例如線路、開閉所等等，并輸出相應的配網設備統計表、停電用戶統計表與分布圖、停電申請表、通知單;針對停電營業，對停電造成的售電量損失進行統計，然后算出相應的經濟損失[3]。

2.5 GIS在配電網生產管理中的應用

GIS系統能夠充分發揮電網資源的優勢，保證電力企業數據信息的共享，提升資源的利用率。如圖4所示，為電網GIS平臺系統的如果GIS和農網配電系統互相融合在一起，便可以實現多項功能。通過利用GIS圖形功能，在計算機的作用下，能夠有效解決地圖相關問題，并且還能夠轉化成測繪電子地圖，以可視化形式呈現出來，在實時監測技術基礎上，能夠全面了解線路和電網的實際運行情況，管理人員也能夠借助計算機查詢相關參數。同時，GIS還能夠展示出拓撲結構，在不同顏色標識下，當出現短路故障等現象時，便可以利用GIS電網的追蹤拓撲分析功能，快速定位故障點，從而高效進行故障處理。

結語

地理信息系統在農網配電自動化系統中有著重要的作用，不僅可以實現精準的信息支持，降低故障發生概率，還能夠確保供電正常，提升用戶的用電滿意度。在農網配電自動化系統中，地理信息系統在信息管理、變壓器負荷管理、SCADA數據庫、停電管理、在配電網生產管理中的應用，大大提升工作效率，促進電力系統的順利運行。

參考文獻：

[1]羅宇鷹.地理信息系統在配電自動化中的應用[J].科技風，2020（13）：126.DOI：10.19392/j.cnki.1671-7341.202013106.

[2]王靖楠. 農網配電自動化系統中地理信息系統的應用研究[D].河北科技大學，2019.

[3]周健，吳琳，梅進，顧建全，柳江濤.配電自動化中的動態地理信息系統研究[J].通信電源技術，2020，37（02）：40-41.DOI：10.19399/j.cnki.tpt.2020.02.014.