地理信息系統在配電網自動化中的應用

丁 娟

（國網銀川供電公司調度控制中心，寧夏 銀川 750001）

GIS 已成為配電網自動化不可缺少的重要組成部分。 電力設備分布圖以實際地理位置為背景， 一方面用戶可以更為方便地了解設備的具體空間位置， 另一方面可以準確地反映配電網的具體工作情況，用戶可通過查看實時信息進行了解。

1 空間數據的組織方式

在查看相關的地理空間數據時，我們主要是以空間位置為參考，將地圖作為空間數據的表現方式，而空間實體和某坐標系統（一種參考系統）兩者則可以體現空間位置。 在計算機中的表達中，可以用點、線、面再加上說明和注記來表示任何空間實體，比方說，我們可以用點、線、面來表示居民小區、道路、電話亭、電線路等這些空間實質物體。

空間數據的這種組織方式，一方面使配電網自動化這一要求得到滿足。 另外一方面， 還可以將配電網的實際分布展現出來，而這建立在根據實際地理位置進行布置的基礎上。可以通過層的概念有效地管理圖形和基礎數據， 并且層次之間的組合方式比較靈活，還可以自由地進行分層。

屬性數據是與空間圖形數據對應的另一種數據，通過對相關信息的描述來展現實際情況，這些相關信息包括稱號、電纜的型號、線路的編號、額定的電流、配電線路長度、配變的型號、安裝的確切位置、投運運營的時間、檢修的情況等。 通過查閱這些屬性數據，我們可以更方便地進行檔案資料的查詢。那些本身存在但未被錄入的屬性數據必須在GIS 中進行錄入和編輯， 而對于已在管理信息系統（MIS）中錄入和使用的部分，則可以通過共享途徑直接獲取。

2 配電網GIS 的搭建

目前配電網GIS 的開發方案中，一種是將GIS 作為一個基礎平臺，實現GIS 的輔助功能。 另一種是將其與SCADA 共同運作，不再作為一個平臺，而只是其中的組成部分，從而實現整個配電網的自動化。 相較而言，筆者更偏向于第二種方案，主要有以下三方面的原因:首先，新添加的GIS 只要通過數據庫的關聯就可以實現信息的共享。 當然，前提是目前大部分地方SCADA系統的功能已經完成并投入運行。其次，可以保證各子系統的獨立性，使整個系統的可維護性增強。 再次，減少了開發GIS 子系統的工作量，節約成本。

3 GIS 在電力企業中的作用

供電局的配電網GIS 經歷了多次軟件升級和開發，主要體現在從過去單一性的功能轉換到多樣性功能， 如今可以半自動生成開閉所一次接線圖，顯示實時信息，實現停電負荷統計的模擬等。

GIS 是一種有效管理配電網運行的技術載體。 借助這種技術載體， 配電網的運行現狀可以一目了然地呈現在電力企業面前，同時，也可以使得一些應用系統如MIS、企業資源計劃管理系統（ERP）、配電網自動化系統（SCADA）、生產信息管理系統、營銷系統等更好地發揮作用。

4 開發相關的系統

相關系統的開發主要是以模塊的方式進行劃分，以配電網自動化中的應用功能為基礎。 這樣做主要是因為GIS 數據量比較大， 相對于一般我們所了解的管理系統，GIS 的維護工作更加復雜，所以，除了依據一定的專業知識，也需要根據不同的職能對GIS 進行相應的開發。

GIS 按照功能劃分，主要可分為以下3個子系統:（1）系統編輯、 維護子系統， 主要負責配電網圖形的編輯和數據庫的維護。 （2）實時運行對子系統，操作相關的配電設備，從而實時反映操作結果。 （3）瀏覽、查詢子系統，可完成查詢、統計、分析工作，監控當前電網狀況。

GIS 發展迅猛， 與其相關的組件很多， 如ERSI 的Map Objects，MapInfo 的Map X，Intergraph 公司的Geo Media 等。 另外，Internet 技術的快速發展， 也對GIS 的建立提出了更高的要求。 Web GIS 是Internet 與GIS 相結合的產物，而GIS 的應用功能通過客戶端的瀏覽器便可以調用。 目前市場上已出現相關產品，如ESRI 的Internet Map Server（IMS），MapInfo 的MapXtreme，AutoDesk 的MapGuide，Intergraph 的AMTO3000。 未來應進一步研制一種可以對故障期間故障錄波器記錄的數據進行分析的軟件，這種軟件主要是以每個采樣點為基礎進行相角離線分析，從而為分析系統安全自動裝置、 校核穩定計算效果和保護的動作行為提供重要的判斷依據。

時間精度微秒級時標可安裝于不同母線的測量設備，為日后研制區域性安全自動裝置提供基礎。日后如能采用一種專用光纖或微波通道，實時而高速地將有關采樣信息傳送至中心站，對不同地點的電氣信息進行分析處理后， 相關廠站接收到相關的控制措施并予以實施，這樣電力系統穩定水平必將大大提高。

國產故障錄波器的發展方向是研制出帶有微秒級時間精度時標的故障錄波器， 該種故障錄波器對電力系統運行分析有著重要意義。

5 結語

配電網的發展與現代化對電力發展起著舉足輕重的作用，是電力系統運行的重要環節。 應用配電網地理信息系統，電網的運行狀況可以更清晰地展現在人們的面前， 并最終可對電網實時有效地進行管理，提高電網管理質量，保障供電的可靠性。 筆者堅信，隨著科學技術的進步和電網企業的發展，配電網地理信息系統定將得到廣泛的應用。