GIS系統在配電管理中的應用及發展

摘要：GIS系鏡作為各種技術的綜合體，在配電管理中得到了廣泛的應用，文章以著眼現在，展望未來的方式，在簡要分析GIS系統應用現狀的基礎上，結合具體實例對其在配電網管理中的實踐應用進行分析，總結出了其今后的主要發展趨勢。

關鍵詞：GIS系統；配電管理；地理信息系統

中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A 文章編號：1006－8937(2010)24－0101－02

GIS為Geographic Information System的簡稱，即地理信息系統，是以采集、存儲、描述、分析地球表面及空間和地理分布有關的數據的信息系統。它是以地理空間數據庫為基礎，在計算機硬、軟件環境的支持下，對空間相關數據進行采集、管理、操作、分析、模擬和顯示，并采用地理模型分析方法，適時提供多種空間和動態的地理信息，為地理研究、綜合評價、管理、定量分析和決策服務而建立起來的一類計算機應用系統。

簡而言之，地理信息系統是以計算機為工具，具有地理圖形和空間定位功能的空間型數據管理系統，它是一種特殊而又十分重要的信息系統，綜合了計算機、系統工程、經濟管理等多學科的知識，屬跨學科的技術系統。

1 GIS系統在配電管理中的應用現狀

GIS由于其強大的數據分析功能和空間分析功能已被廣泛應用于電力系統中與空間信息有密切關系的各個方面。由于輸電網地域廣闊，經過地區的地形復雜，引入GIS技術來為下一步施工運行管理和工程模擬電算提供信息保證，從而可進行工程優化設計，并可以滿足電壓等級的提高和電網容量的增大要求以及輸電線路運行的可靠性和故障排除的及時迅速性。由于電廠地下管道復雜，使得采用GIS技術來管理、維護電廠的地下管網成為了一個很主要的應用方面。采用GIS技術，使得整合不同變電站不同地理位置的電氣設備在線監測信息成為可能。由于配電網包括有眾多地理位置各異的設備、網絡、用戶等，使得配電網GIS研究成為電力GIS研究的重點。在配電網運行方面，其綜合信息系統可以管理變壓器的負荷以及在事故中負荷轉移隨著監視控制和數據采集(SCADA)技術在DMS中的廣泛應用。在配電網規劃方面將GIS及人工智能(AL)方法引入到配電網規劃問題的研究之中，結合GIS空間及網絡分析的拓撲特性和AI方法的魯棒性及高效性等優點，采用GIS技術幫助分析決策，綜合運用GIS和AI算法來實現配電網優化規劃。應用基于GIS的城市電網規劃計算機輔助決策系統來優化城市電網規劃，解決城市電網規模大、不確定和不精確因素多以及涉及領域廣等問題。

通過以上介紹，可以看出GIS技術已在電力系統中特別是配電網中得到了廣泛應用。文章在保證安全性、準確性、完整性、實用性、開放性、可擴充性、易維護性的基礎上提出一種新型GIS系統在配電網管理中的應用情況。

2 GIS系統在配電管理中的應用實例分析

2.1系統概況

該系統是作為供電企業MIS系統的一個子系統開發的，在整個MIS流程系統中占有很重要的地位，是整個系統不可缺少的一部分。根據系統的總體目標和功能將整個系統合理劃分為以下幾個模塊：系統管理模塊、地圖管理模塊、專用繪圖模塊、查詢統計模塊、運行管理模塊、安全管理、計劃管理模塊。

2.2系統應用情況分析

2.2.1線路分段

基于地理信息系統的圖形設備信息對10 kv線路進行分段，使得基礎數據準確。為保證10 kV線路理論線損計算的精確性，對10 kV線路進行分段時，除了按照分支情況以及線型進行劃分之外，還按照變壓器位置進行進一步細分。

2.2.2計算理論線損

可按照國家標準規定的電量法、容量法和均方根電流法等多種方法計算10 kV線路理論線損；可按照均方根電流法計算35 kV線路及以上線路的理論線損。

2.2.3線損指標的動態考核

以八十條10 kV線路為例進行一個月的理論線損計算，需要兩分鐘的時間，而傳統方式(手工，電子表格計算，非GIS程序計算)至少需幾個人月的時間，這樣，對lO kV線路只能一年進行一次固定線損指標考核，但使用基于GIS的理論線損計算系統可轉變為每月都可以根據lOkV線路的實際供、售電量和線路結構等信息進行線損指標的動態考核，達到線損管理更加科學、合理、真實。

2.2.4提供精準電網信息

可從地理信息系統中獲得準確的各電壓等級線路的詳細信息，包括線路長度、線型、位置及分支走向情況等。對于10 kV線路，可以準確的獲得線路分段的分支編號、起桿號和止桿號、分段線型、分段長度、分段電阻、分段電流。對于35 kV線路，可以準確的獲得線路的線型、線路長度、起桿號和止桿號。

2.2.5實現數據共享與同步

通過與地理信息、電量電費計算和業擴報裝等其它MIS系統實現數據共享和數據同步，從而保證常態下的數據一致性和準確性?？梢詮碾娏侩娰M計算系統當中獲取指定10 kV線路上各變壓器的當月售電量。通過與其它MIS系統實現數據共享和數據同步，為保證常態下理論線損基礎數據的一致性和準確性，系統提供了地理信息、電量電費計算和業擴報裝3個系統的數據和操作同步功能，運行地理信息系統可以獲得電量電費計算系統臺帳中與電量信息系統圖形中不匹配的變壓器。

2.2.6接口數據獲取

系統提供了線路數據接口、變壓器臺帳接口、電量數據接口等多種來源數據接口規則，按照規定的接口導人數據即可正常完成理論線損數據的計算。為提高理論線損系統的獨立運行能力，系統提供了各類接口數據直接錄入功能。

2.2.7靈活報表及分析

可輸出打印報表并進行對比分析，報表格式定義靈活，如電量法理論和實際線損比較表、容量法理論與實際線損比較表、電量法理論和實際線損歷史月比較表、容量法理論和實際線損歷史月比較表(其中實際線損數據可從對應實際線損報表中獲取)，例如報表中可詳細的列出了子仲供電所內每條10 kV線路在2010年7月份的實際損失電量、理論損失電量、實際線損率和通過容量法計算的理論線損率等對比數據。

2.2.8圖形比較分析

系統提供了線損的圖形分析功能，如電量法理論和實際線損比較圖、容量法理論與實際線損比較圖、電量法理論和實際線損歷史月比較圖、容量法理論和實際線損歷史月比較圖(其中實際線損數據可從對應實際線損報表中獲取)。

2.2.9線損運行分析

①時間變化。以曲線圖的形式分析選中線路的理論線損率在線路供電時間從0～720 h變化情況，當供電時間在360～720h之間變化時，在月供電在360～500 h內隨著供電時間的增加，理論線損率會隨之降低。在月供電時間00～720 h內隨著供電時間的增加，理論線損率會隨之增長。

②電量變化。以曲線圖的形式分析理論線損率在線路電量變化而隨之變化的情況，如圖l所示。如圖1所示，該段的電量不斷增大至當前電量的150％時，理論線損率會隨之降低。但電量從當前電量的150％不斷增大至當前電量的300％時，理論線損率會隨之上升。

⑧電網變化。電網結構模擬理論線損分析功能，模擬電網結構變化(增減分支、改變線型等)分析、計算線路的理論線損，在線路改造或新架線路前，對線路進行線路圖繪制，然后模擬計算出該線路的理論線損，以實現對線路結構變化后的線損估計。

3 GIS系統發展趨勢

GIS具有的較強的空間數據分析和關聯分析功能正是系統所需要的。其空間信息分析功能可大致分為空間信息處理、空間信息分析、數值地形分析和網絡分析等。文章只是簡要的介紹了一種新型的CIS系統應用情況。文章已經闡述過GIS系統的應用前景比較廣泛，隨著信息、網絡、電力、計算機技術的發展，GIS系統將向更加成熟的方向發展。

電力GIS的主要依托是GIS平臺，GIS技術的發展勢必將引起電力GIS的發展，進入20世紀90年代以來，隨著計算機技術的發展，計算機微處理器的處理速度愈來愈快，性能價格比更高；其存儲器能實現將大型文件映射至內存的能力，并且能存儲海量數據。此外，隨著多媒體技術、空間技術、虛擬實景、數字測繪技術、數據倉庫技術、計算機圖形技術三維圖形芯片、大容量光盤技術及寬頻光纖通訊技術的突破性進展為GIS技術在配電系統的廣泛、深入應用展示了更加光明的前景?？梢灶A料到，未來電力GIS將可能有如下幾個發展方向：

①網絡電力GIS與現有電力GIS相比，網絡電力GIS具有適應性強、應用面廣、實時性強、維護方便、使用簡單的特點，目前已有多家國內外公司推出Web GIS平臺，但是在國內主要依賴于Web構建的電力GIS還比較少，總的來說，網絡電力GIS的主要功能尚以常規瀏覽，簡單查詢為主，難以實現專業分析，目前正處在一個探索與試驗階段，正在逐漸成熟與發展。

②電力G／S的多媒體化。多媒體技術是一種集聲、像、圖、文、通訊等為一體，并以最直觀的方式表達和感知信息，以形象化的、可觸摸(觸屏)的甚至聲控對話的人機界面操縱信息處理的技術。應用多媒體技術對電力GIS的系統結構、系統功能及應用模式的設計產生極大的影響，使得電力GIS的表現形式更豐富，更靈活，更友好。

③電力GIS與SCADA系統的結合。電力GIS與SCADA系統集成進行在線實時管理將成為必然趨勢，電力系統其他各子系統的數據與GIS系統實現數據共享，統一管理。通過SCADA系統，電力GIS可以實現故障在

線監測，負荷轉移、潮流計算等，同時演示當前結果。

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