1、浅谈配网管理中的 GIS技术 摘要：近几年，随着 GIS 应用范围的扩展，电力企业也开始将 GIS 技术应用于业务范围中，最初的应用是配网管理。借助地理信息可视化技术，将配电线路、供用电设备及地理环境以图文并茂的形式准确、直观的展现出来，为电力企业提供了配电线路、设备维护管理的高效途径。根据国内外的应用经验来看 ,电力 GIS 系统是城乡电网建设与改造工程必须使用的信息技术。 关键词：配网管理； GIS 技术 0 前言： GIS(Geographic Information System) “ 地理信息系统 ” 是在 计算机软件技术支持下采集、储存、管理、检索和综合分析各种地理空间信息，以多种
2、形式输出数据与图形产品的计算机系统。配电网 GIS就是一改原来配电系统的运作方式，使用计算机在电子地图上完成配网实时调度、客户工作、设备管理、查询决策等运行管理工作的信息管理系统。 由于配电网的信息具有空间性和时间性难于统一管理 ,所以供电局信息的处理 ,基本上还是处于大部分计算机单机处理、小系统和手工并存的阶段。在此阶段中 ,信息的手工处理和计算机处理并存 ,传统的数据交流方式和现代化的传输方式同在 ,必然存在各种问题。因此，供电企 业利用现代化的计算机网络，建设配网 GIS系统，是企业为满足市场经济和城市建设的需要，也是现代化电网建设对电网管理现代化提出的必然要求。 1 系统的设计机理 配
3、网生产作为电网企业主要生产业务之一，其信息化管理系统必须在构建一体化的思想指导下，面向 “ 开放、标准、集成 ” ，在电力企业整体信息化的大框架下进行规划、设计和开发。配网生产管理信息系统应与相关业务管理系统实现流程集成和信息互通，这些业务管理系统包括配网 GIS、配网工程管理信息系统、主网生产管理信息系统、电力营销管理信息系统、计量自动化 系统、供电可靠性管理系统、企业信息门户等。在系统的总体规划阶段需要对应用集成相关的内容进行充分考虑，兼顾开放性、可扩展性和效率，遵循通用的数据模型标准，以便为相关业务系统提供通用的服务。 2 总体设计 NCPDGIS 的总体设计 ,是在系统调查和分析的基础
4、上进行的。它将提出系统的结构框架与规范标准建议 ,为系统的分项详细设计和工程实施提供依据。为便于系统的总体设计达到目标 ,遵循以下一些原则 ,作为进行总体设计的指导和依据。 (1)软件工程的方法 :系统的整个开发周期 ,可分为系统调查阶段 、系统分析阶段、系统总体设计阶段、分项详细设计与实施阶段、系统试运行阶段和系统评价阶段 ,从而保证系统开发的科学性和开发的质量。 (2) 系统整体性原则 :NCPDGIS 系统的开发是从全局出发以企业发展规划与目标为依据 ,仔细分析各方面需求来实现整体目标。 (3) 系统的开放性原则 :系统的开放性表现为对外界有良好的信息交换能力 ,对内部有良好的互联与兼容
5、能力 ,对用户提供充分的维护与扩充功能 ,有较强的应变能力以适应企业与环境变化。 (4) 系统的稳定性原则 :系统从实际出发 ,符合企业的条 件和人员素质状况 ,在人机界面的设计上应与实际相符合 ,为系统的使用者提供良好的人机界面。 (5) 系统的分步实施原则 :NCPDGIS 系统的开发与建设 ,采用 “ 统一规划、分步实施、实用当先、易于扩充 ” 的方针 ,整个系统的建设在统一规划指导下 ,分阶段进行 ,使系统边建设边发挥效益。 2.1 配电网 GIS 的建立 目前开发配电网 GIS 有两种趋势，一种是把 GIS 作为整个配电网自动化的基础平台，另一种是把 GIS作为其中的组成部分，与 S
6、CADA等其他系统共同完成整个配电网自动化的功能。笔者认为第二种 方案比较可行。原因是目前大部分地区 SCADA系统的功能已经完成，并且投入运行，作为新增加的GIS 只要通过数据库的关联，就能实现信息的共享，而且又能保证各个子系统的独立性，使整个系统的可维护性增强。同时减少了开发 GIS子系统的工作量，免去了资金的重复投入。 2.2 拓扑关系的建立 由于现实中电网设备的连接关系有上、下级 ,起点、终点的区分 ,因此在绘制电网设备图 ,建立电网拓扑关系的设计过程中就必须遵循沿电流方向的原则。首先绘制变电站、站内电源点及变电站的出线开关 ,然后绘制出线开关引出的导线 ,输入 导线的属性信息后 ,再
7、绘制导线上的各种用电设备。遇到两条线路中间有联络线时 ,联络开关为联络线上的电网正常运行时断开的开关 ;最后用主窗体右下方的 “ 连通设备 ” 按钮点取站内电源点与该站的某出线开关把电源连通 ,每个出线开关在新绘制时都要与该站内电源点连通。 3 配电网自动化中 GIS 实现的功能及其特点 GIS 在配电网自动化中的应用可以分为离线和在线两个方面。 3.1 离线应用方面主要包括： 图形的操作：在以地理图为背景的配电网分布图上，可以分层显示变电所、变压器、线路、开关、杆塔以及到用户的地理位置。 由于这些图形均为矢量图，可完成无级放大、缩小和漫游，并且地理的比例尺及视野可以任意设定。 ：设备检修管理
8、：根据检修管理指标，自动地进行校核，自动列出各项指标的完成情况，提醒工作人员安排设备检修工作，并提出设备检修计划。 ：空间数据测量：测量两点、多点之间的距离和任意定义区域的面积。通过鼠标定位，既可得出该点的坐标，完成配电线路长度的测量，也可以统计供电区域的面积。 ：设备档案管理：管理所有的配电系统设备档案和用户档案，根据要求进行各种查询统计。主要根据属性数据与空间数据关系，进行双项查询。 ：开 操作票：把开操作票的任务放在 GIS界面上完成，直观、简单地在地图上用鼠标电击选取操作对象，就能把操作对象的名称及其当前状态填入相应的操作票表单中，再在标准动作库及术语库中选择操作目标结果，就能方便、准
9、确地开操作票。 ：用户报装辅助决策：通过直接在地图上部设报装用户位置，系统根据报装容量，电流强度等自动的搜索设定范围内满足要求的变压器，选择不同的变压器系统自动在图上 画出最佳的架设路径，并给出具体的长度。 3.2 在线应用在线应用方面主要包括： ：负荷管理：根据地图上负荷控制点的位置，结合独立运行的负荷监控实 时系统，根据负荷点的地理分布及各种实测数据，进行区域负荷密度分析，制定负荷专题图。 ：在线操作：在地理接线图上直接对开关进行遥控，对设备进行各种挂牌和解牌操作。 ：反映配电网的运行状况：读取 SCADA 系统实时状态量，通过网络拓扑着色，反映配电网实时运行状况。对于模拟量，通过动态图层
10、进行数据的动态更新，确保数据的实时性。 ：停电管理：是配网自动化中管理系统的重要组成部分，利用故障投诉电话弥补配电自动化信息采集的不足，根据用户停电投诉电话中故障地点的数量和位置，进行故障定位，确定隔离程 序；并且分析故障停电的范围，排除可能的故障点顺序。 ：与用户抄表与自动记费系统接口：远方抄表与自动记费系统向 GIS传送用户地址、用户的名称以及用电负荷等信息，GIS 可以显示抄表区域和区域的负荷情况，使数据更加直观。 4 系统在管理和生产上的应用 该系统的应用使供电局的工作质量和效率得到极大的提高 ,已经从量的变化转变为质的飞跃 ,其实用性、高效率和易操作性深受使用者的普遍欢迎 ,主要表现
11、在以下几个方面。 (1) 设备统计 :该统计功能的实现 ,将以往所有设备运行专责人每年末需要十几天时间 完成的现场设备资产统计工作转变为一天全部完成 ,功效得到极大提高。 (2) 设施资料的更新和查询 :以往采用手工翻阅多本图册和台帐才能完成的查询工作 ,现在仅用几秒钟就完成所有相关内容的查阅。 (3) 设施图纸和相关资料的共享 :原来各部门之间经常要传送一些相关的图纸和资料 ,以解决交叉资料的使用和维护问题 ,采改用该系统从根本上解决了各部门之间图形和数据资料的 “ 分散加工 ” 与 “ 整体共享 ” 的矛盾。 (4) 显示停电影响范围以及停电设备和用户的自动查询和统计功能 ,可事先通知相关
12、的重要单位 ,避免 不必要的损失。 5 结论 通过对配网管理地理信息系统的设计目标和功能应用分析得到以下结论。 配网 GIS 系统技术是面向电业生产和管理的综合信息系统，这套系统的开发建设和使用，在提高供电生产现代化管理水平方面所发挥的巨大作用，最终将集中体现在提高供电部门经济效益方面所具有的实用价值上。配网GIS 系统用计算机将数据库、电网图形和地理背景信息有机地结合起来，革命性地实现了供电相关数据由此及彼的多向交叉查询和综合分析，建立了完备的配电网络模型，形成了贯穿于整个 “ 配网运行维护管理体系 ” 各个管理单元的综合信息管理系统。系统中强大的 “ 分布更新维护，集中共享查询 ” 的设施资料管理功能必将极大地提高供电企业的生产效率和管理水平。
