10kV配電網地理信息系統

李啟林， 曹德喜

（1.九臺市農電有限公司，吉林 九臺 130500；2.吉林省農電勘測設計有限公司，吉林 長春 130022）

0 引 言

隨著農村電網規模的日益擴大，導致供電系統區域不斷擴大，互聯技術在電網中的發展，在農村電網經濟運行、規劃選址中涉及的關聯因素，如人口發展、資源、經濟、社會活動等，它們作為電力系統管理的主線都與地理系統有關，地理信息系統能夠形象地描述出相應地理系統內容，有效地顯示數據信息[1－2]。電力系統正向高度自動化、信息化方向快速發展，需要管理龐大的用戶數據、規劃數據、電力設備設施數據等信息；變電、輸電、發電系統均是包含大量信息系統，很大程度上科學的決策依賴于決策者所掌握的信息量的多少。地理信息系統（GIS）管理可以最大程度地將有關信息集成起來，從而為電力系統決策人員提供多方位立體化的決策依據[3－5]。

九臺地區10kV配電網作為農村電力系統運行的重要環節之一，它的現代化發展對整個電力系統的發展起著至關重要的作用，用戶和決策者為更好地掌握電網信息，更好地進行規劃設計、設備管理、用戶報裝、電量計費、饋線增容、負荷管理、故障排除、供電恢復等工作，利用現代信息化技術引入地理信息系統（GIS），使農村10kV配電管理上了一個新的臺階。

1 九臺10kV地理信息系統設計目標

1.1 配電網地理信息系統的需求分析

由于近幾年全國范圍“創建一流供電公司”工程的展開，同時尋求一種快速、科學、高效的縣城及農村配電網管理手段，替代目前傳統的人工管理模式，實現縣城及農村配電網的工程建設管理、客戶保修服務、故障查詢、生產運行管理、設備周期維護等方面的自動化管理，已經成為當前縣級農電企業面臨的新的課題，開發農村配電網地理信息系統十分必要[6－8]。農村配電網健康狀況水平得到了很大程度全面改善，農村用電單價大幅下降的同時，廣大農民用電積極性顯著提高。隨著農村用電設備的增多，電網的新建和改動比較頻繁，傳統的autocad繪制或手工繪制圖紙的工作量就越來越大，加之出圖的周期較長，效率低下，浪費資源，共享性能差，各項管理數據與電網實時性的矛盾日益突出，嚴重影響營銷、生產秩序。

1.2 系統設計的總體目標

農村10kV配電網地理信息系統中的空間管理信息系統（Geographical Management Information System，GMIS）功能就解決了普通管理信息系統所存在的這個問題[9]。例如在普通管理信息系統中，一根電纜只包含了諸如默認編號、長度、型號材質等屬性數據，而在九臺10kV配電網地理信息系統中，除了包含上述屬性數據外，還需要有這根電纜在大地中的走向分布以及與變壓器等其它電力設備間的拓撲關系連接。

1.3 農村配電網地理信息系統的設計方法

農村配電網地理信息系統設計的用戶較多，系統需在網絡環境下運行，目前主流的分布式運行模式如下。

1.3.1 客戶機／服務器模式（C／S）

用戶通過客戶機在網絡系統上向上位機服務器提出服務請求，服務器根據請求完成預定的操作，處理后結果送回下位機客戶端。其特點如下：

1）充分利用兩端的能力，響應時間短、網絡流量小，程序與數據隔離，安全、透明；

2）客戶端一般負擔較重；客戶端界面不統一，應用程序與平臺有關。

1.3.2 瀏覽器／服務器模式（B／S）

采用TCP／IP，HTTP傳輸協議，以 Web為中心，客戶端通過瀏覽器Browser訪問Web服務器以及與Web服務器相連的后臺數據庫，是一種基于Internet技術的三層客戶機／服務器模式[10－13]。其特點如下：

1）占用網絡資源業務十分復雜時，效率低；

2）用戶界面簡單易用、易于維護升級，具有良好的開放性、信息共享度高、擴展性好、網絡適應性強。

1.3.3 三層客戶機／服務器模式

基于成熟的分布式技術，將用戶界面與企業邏輯分離，將信息系統按照功能分為表示層、功能層和數據層3個層次，分別放置在不同或相同的硬件平臺上[14－16]。

數據層：負責管理對數據庫的讀寫和維護。

表示層：管理信息系統的用戶接口部分。

功能層：包括系統中核心和易變的企業邏輯，即中間件。

農村配電網地理信息系統需要用戶對網絡進行編輯，不適合采用瀏覽器／服務器模式，盡管系統較復雜，尚不需要采用三層架構，故文中系統采用（B／S）客戶機／服務器模式。

2 九臺10kV配電網地理信息系統的實現

2.1 九臺10kV地理信息系統總體結構

農村配電網絡地理信息系統是綜合運用地形圖（地形圖主要包含建筑物、山地、植被、道路、橋梁、河流、等信息）和配電線路及其設備相結合的信息管理系統[17－20]。

農村10kV配電網絡地理信息系統在COM組件的基礎上進行二次開發，并對其針對電網的功能進行了擴充?？傮w結構如圖1所示。

圖1 系統總體結構圖

2.2 九臺10kV電網地理信息系統功能的實現

10kV農村配電網絡地理信息系統是在SuperMap，VB.Net基礎上開發的一套面向電力的地理信息系統軟件。該系統采用了按模塊開發的方法，即包括專業圖形編輯查詢子模塊、圖形打印輸出子模塊、基礎圖編輯更新子模塊、用戶管理子模塊和系統設置子模塊。系統主界面如圖2所示。

圖2 主窗口界面圖

主視圖窗口顯示地理信息和線路分布，信息窗口顯示用戶所建的線路及設備的相關信息，可新建、修改、刪除及查詢等操作。

2.2.1 基礎數據類型維護

為方便數據輸入，系統提供了類型、型號等系統常用數據的維護（增、刪、改等編輯），維護類型包括：設備類型、變壓器型號、配變管理類型、導線型號、跨穿越類型、桿塔相關、開關型號、開關類型、電容器型號、接線方式、避雷器型號、停電類型、停電原因和用戶相關等子菜單，以桿塔為例，數據結構見表1。

2.2.2 地理位置圖和配電線路圖

系統的圖形分為地理位置圖和配電線路圖，地理位置圖是單純的地理圖，不顯示配電線路的任何相關信息，不可查詢和修改配電線路，可以輸出成圖冊作為檔案備份?？臻g查詢結果的配電線路信息如圖3所示。

表1 屬性數據結構表

圖3 查詢局部圖

系統初始時顯示的為地理圖，用戶可通過系統菜單和工具條按鈕來選擇配電線路圖，進而進行圖形的選擇、查詢等操作。

2.3 與其它系統的集成

2.3.1 基礎運行資料的管理

10kV線路以及變壓器臺區、用戶分布等基礎資料均已輸入GIS，都可以在GIS上看到以矢量圖為背景的所有電力設施的相對位置及真實經緯度坐標。

2.3.2 與客服系統95598集成

集成模塊主要包括故障投訴電話的輸入、投訴電話分析處理、故障信息統計、停電確認、搶修和恢復、報表生成等功能模塊。

2.3.3 與營銷系統集成

將GIS與客服系統進行接口，在客服系統的座席操作界面添加GIS查詢功能。實現GIS與座席“雙屏切換”功能。首先在GIS系統中預留字段名稱，用于輸入用戶的電話號碼。若數據庫中沒有的，可以待有客戶投訴后進行增改。

2.3.4 與集抄系統集成

集抄系統維護提供對配電網遠程集抄系統產生的實時數據由接口自動轉入，不必由人工抄錄進行地理地圖化處理，在地圖上顯示各項指標情況。使理論線損計算人員省去了這方面的工作量，線路資料的管理更直觀、科學、快捷，理論線損的計算結果更為準確。

3 結 語

輸變電地理信息系統將本地區的地理圖素，以及輸電線路、桿塔和變電所，及其相關的輸變電設備進行全面的圖形化處理，實現本地區電網物理結構、物理特性的數字化管理，統一輸變電工作相關的信息數據，由此將大大提高本地區輸電網運行管理水平，規范輸電網的生產規劃、運行管理，通過對卡倫地區電網各類實時信息、各專業管理信息的數據挖掘、聯機分析和綜合統計，解析出能為各層次管理者提供輔助決策的信息依據，為企業創造更大的經濟效益和社會效益。

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