GIS在配電系統中的應用討論

曾 益

宜黃縣供電有限責任公司，江西撫州 344400

地理信息系統（GIS，Geographic Information System），是以相關地理信息的數據庫為基礎，在計算機軟硬件的支持下，運用系統工程和信息科學的理論，科學管理和綜合分析具有空間內涵的地理數據，借以為管理、決策等相關活動提供決策所需的必要信息。而配線系統由于會橫跨很大的地域，因此在對其進行全面的控制方面有所障礙，其與GIS系統的結合，極大地增強了配線系統的可視化水平，對于整個配電網絡的優化以及維護工作意義重大。

1 基于GIS的配電系統應用必然性分析

GIS系統與目前存在的整個配電系統相結合，是科技與經濟兩個方面發展的必然。從技術支持角度看，GIS系統自身已經歷經多年的發展，其狀態相對趨于成熟，且目前已經廣泛應用于諸多管理系統，例如電信、水利、電力、通信、石油天然氣、軍事以及交通等，并于其中發揮著舉足輕重的作用。隨著科技的發展，計算機運算速度以及存儲能力的不斷提升，直接提升了大規模的數據庫系統的運算效率，GIS系統也是在這一科技大潮中收益的目標之一。此外，計算機的普及，也使得GIS同配電系統的結合有了更大的應用潛力，這種二者相結合的系統的更大范圍應用，在很大程度上得益于計算機系統以及網絡的普及。

而從配電系統自身發展的角度看，呈現出更多的復雜特征。首先是我國配電系統相對而言較為復雜，由于我國地域廣闊，各個地區配電網絡形成的時間不一，采用的管理技術以及相關機制更有千秋，加之配電網絡通常橫跨很大的地域，更導致管理的困難。不同時期發展起來的配電網絡，隨著發展必將在一定程度上出現融合現象，而各項技術指標，以及配電網絡所處的綜合環境，都為多網融合帶來了障礙。此外，我國10kv以下配電網絡覆蓋面大、設備數量巨大且龐雜，技術接口各異，直接導致線損水平以及故障率都偏高，維護困難并形成多種形式浪費。這些都從客觀上要求GIS與配電系統相結合，共同對目前存在的配電網絡實現有效管理。

2 配電GIS系統在實踐工作中的應用討論

就目前我國的配電網絡管理工作狀況而言，GIS在其中已經開始發揮作用。從目前科技發展的步伐以及GIS的應用狀態看，未來的GIS在配電系統中將主要應用于如下幾個方面：

2.1 針對配電網絡的優化工作

我國配電網絡發展相對缺乏均衡性，通常都是由早期若干個配電網絡相互融合形成，這使得整個網絡呈現出相對的特性分散，在各個融合節點處呈現出一定的不適應性，為整個網絡綜合效率的提升帶來了一定的阻礙。

針對這種狀況，可以首先利用GIS系統中的MapX功能來對配電網絡進行深入的了解。具體工作包括對節點拓撲和線路分段拓撲的判斷，以及不同部分網絡連通性等空間關系。具體需要獲取的數據包括通過選定變電所以及相應路線，獲取線路標識以及路線中的各分段標識，從而確定各段線路起始以及終止信息，以及線路相鄰節點狀態，并根據潮流方向，得到整個配電網絡的拓撲結構矩陣。在此基礎上，運用網絡的潮流計算程序對配電網絡中各條線路展開計算，找出負荷分布不均衡的線或線路簇，對于局部網絡運行功率因數偏低或者損耗過高的現象應當特別予以重視。

根據在現存配電網絡中發現的種種問題，有針對性地對其實施優化工作。需要做的工作包括在配電線路之間增加聯絡線、在整個配電網絡中增加供電回路借以平衡網絡負荷，重新考量配電網絡物理介質的適用性等。在對配電網絡優化的過程中，應當注意整個網絡的系統性，對同一個地區進行供電，在實際工作中存在多種途徑，然而每種供電方式都會對應著不同的線損以及工作效率，基于這種情況，一方面應當重點著力于解決現存配電網絡中的問題，另一方面則應當從系統整體著眼，進行全局性質的優化，力求得到最優的配電系統。

2.2 輔助線損計算工作

就我國目前存在的配電系統而言，計算線損是一個極難完成的任務。由于我國配電網絡多由多個區域性網絡融合而成，因此對于配電網絡末梢的具體狀況常常難以把握，系統中的配電元件參數以及相應的運行數據常常出現缺失狀況，給線損的計算乃至估算帶來不利因素。同時另一個影響線損計算的主要方面來源于低壓電網。在我國，35kV以下的低壓電網廣泛分布在配電網絡的末梢環節，節點多、分支多、元件規格不一等問題在此類配電系統中層出不窮。低壓電網相對于配電系統主干網而言情況更加復雜，負荷分布不均，資料缺失狀況也更為嚴重，因此對于低壓配電系統的線損，目前只能采取電壓損失率法或者臺區損失率發進行大體的估算。

針對于這種情況，引入GIS系統可以從一定程度上幫助實現配電網絡的線損計算。對于較為完善的GIS系統而言，通常可以實現配電系統完整地理信息的精確反映，并且能夠保持其系統內開關類設備與運行方式變化保持一致，更完備的GIS配電系統還能夠準確反映變電站以及開關站的各類出線運行數據。在此基礎上GIS系統能夠通過龐大的數據庫支持實現對整個配電網絡線損的最精確計算，其計算精度取決于GIS系統自身的完備性。同時，這樣的GIS系統通常還能夠給出若干對于網絡優化的建議，幫助制定決策。

鑒于配電網絡橫跨較廣的地理區域，因此對其行為展開計算機模擬并對其動態進行仿真和控制已經成為必然。對于GIS配電系統而言，雖然在建立初期可能會面臨數據采集量大，建模工作繁重等問題，但是一旦建成，將極大有利于對整個配電系統的管理。因此GIS與配電系統的結合，必將會成為未來應用的主流方向。

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