配電網作業現場智能管控技術研究

胡軍

(云南電網有限責任公司，昆明 650011)

0 前言

電力應用GIS 經歷了基礎的“CAD+數據庫”、傳統GIS，進入了“動成圖+設施管理+地理信息系統”相結合的階段，電網GIS 系統已經滲透到電力行業的各個部分，成為國外發達國家電力企業節約生產成本、提高服務水平，增強自身競爭力的重要手段。而在國內電力GIS 系統尚處于應用的初期，主要目的是提高管理水平和工作效率，將圖形和數據庫相結合來描述和管理各種電力設備的參數屬性，為調度員提供準確的電網地理信息，根據用戶的故障投訴判斷發生故障的位置或地點等。

1 電力移動GIS 現狀

經過多年的建設實施，目前電力行業已經初步建成了電網GIS 平臺，實現了輸配網圖形建模、輸配網業務管理、輸配網業務分析等多項功能，GIS 平臺在各個供電局應用不斷成熟，用于輔助現場作業的移動GIS 相關應用也逐漸萌芽。

移動GIS 在電力線路巡檢作業、應急搶修等方面得到初步應用，但應用單一，很多場景還未覆蓋到，缺少一個全面，基礎的平臺。特別是配電網領域，設備量大，線路結構復雜，維護搶修工作多，按照傳統的現場作業方式不僅工作量大，將電力GIS 系統、安全生產管理等系統的管理手段管理方式延伸到現場，運用信息技術規范和簡化現場作業流程，實現對現場作業的管理和實時監控，具有重要意義。

1.1 系統架構方案

圖1 移動GIS 系統整體架構

基于移動GIS 的配電網作業現場智能管控技術研究及應用通過對配電網現場作業整理分析，將主要現場作業的業務移動化。應用基于現有GIS 數據，與GIS 系統、生產系統制定統一化標準接口，使移動端應用能夠直接和GIS 系統、生產系統直接交互，且與GIS 系統生產系統業務流程保持一致，來實現其移動端應用，通過一致、同步的方式來管控、規范化配電網現場作業。

移動端系統主要基于Android 開發的APP，運行于定制的PDA 終端設備上，實現設備臺賬及圖紙查看、缺陷管理、數據采集、核查、電力設備GIS 展示、缺陷管理、搶修管理、配網巡視等業務功能。應用系統的服務端基于J2EE 四層架構設計實現，通過B/S 方式進行訪問，降低系統開發和部署的難度，基礎功能主要實現GIS 引擎、移動地圖服務、接口跳轉、信息推送、認證管理、軌跡管理、安全接入管理、指標管理、權限管理等功能。

1.2 網絡拓撲結構方案

基于移動GIS 的配電網作業現場智能管控技術研究及應用網絡拓撲方案主要由:移動應用接入區、移動應用管控區、業務系統前置區、內業務系統等部分組成。每一部分的功能如下所述:

移動應用接入區，主要負責配網移動生產應用的接入，使用APN 撥號方式或者內網WIFI 連接進入各供電局分布式部署移動應用管控區;

移動應用管控區，主要負責對APN 撥號進入的終端及應用進行安全審核，主要通過驗證登錄IMEI 號是否是合法授權設備進行驗證;

業務前置區，業務前置區主要部署了供電局安全生產前置服務器。供電局安全生產前置服務器主要負責對供電局層面部署的應用進行安全認證、數據的抽取及管理，同時需要承擔移動GIS地圖服務及對省公司大集中系統的安全認證數據抽取及管理。安全生產業務前置機完成主網、配網所有安全生產相關的移動應用的數據交換和應用安全管理;

圖2 移動GIS 系統網絡拓撲方案

內部業務系統區，通過安全生產前置服務器連接進入內網的配網安全管理系統、GIS 系統、技術監督系統、氣象預警系統。各個業務系統對接入的用戶進行合法性認證及相應的權限認證。

2 配電網系統設計與實現

2.1 系統功能模塊設計

基礎模塊:完善的移動配網GIS 用戶界面、基礎GIS 應用，如:展示電網設備的沿布圖、拓撲關系、臺賬信息;

數據采集核查:配電網設備數據的采集或者核查，模塊嚴格按照GIS 的數據要求進行開發，包括10 kV、400 V 的配電網線路設備數據、拓撲順序、包含關系數據等;

設備圖紙查看:同步GIS 臺賬數據在移動端進行展現，離線、在線查看線路單線圖，站房詳圖;

配網巡視管理:生產管理系統為移動巡視系統提供基礎數據如巡視標準、設備臺賬數據，移動終端從生產管理系統下載任務巡視并執行，執行完成以后進行上傳;

缺陷管理:移動終端與配網生產系統對接，實現缺陷的匯報及處理;

故障搶修管理:與配網巡視相同，移動終端實現搶修任務下載，執行搶修任務并上傳結果。

2.2 數據集成方案

2.2.1 整體方案

移動GIS 終端與生產系統和GIS 系統的交互首先通過移動服務平臺，在移動平臺進行判別、過濾、分流并進行轉發，對口到各個供電局的GIS 系統及生產管理系統，各系統的返回信息也同樣通過移動平臺進行轉發，發送到對應的移動終端上進行展現。

圖3 移動GIS 系統數據集成整體方案

2.2.2 移動GIS 與生產系統數據集成

移動GIS 與生產系統數據集成內容主要有:配網巡視、移動搶修、缺陷管理幾個現場作業的數據交互。

2.2.3 移動GIS 與GIS 系統數據集成

移動GIS 與GIS 系統數據集成主要是實現配電網設備基礎數據的交互，包括臺賬數據，地理位置數據，拓撲數據、圖紙等數據的同步下載，見圖4。

圖4 與配網GIS 系統集成方案

2.3 系統實現方案

2.3.1 基礎模塊方案

基礎模塊功能主要是實現配電網數據在移動端的展現和定位，類似與GIS 系統導航樹功能，以在線或離線地圖為背景，查看配電沿布圖，查看功能位置、設備的臺賬，技術參數，線路、站房類設備的圖紙，以及移動端用戶的登錄認證，消息推送等，基礎功能主要用于輔助其他現場作業的業務。

2.3.2 數據采集核查方案

數據采集主要針對GIS 端沒有的新投運的配電網設備臺賬數據進行采集，包括配電架空線路數據采集、配電電纜數據采集和配電站房等設備的經緯度、拓撲順序、臺賬、技術參數等信息進行采集。

2.3.3 配網巡視方案

配網巡視是與配網生產管理系統進行集成，在生產系統新建任務、新增標準，然后由移動終端進行同步下載，或者在移動端新建巡視任務，在移動端執行巡視任務，最后將結果回傳到配網生產管理系統，形成閉環。

2.3.4 缺陷管理方案

缺陷管理主要有缺陷信息下載處理，缺陷信息填報處理，所有的步驟與生產管理系統同步，按照固化的表單信息進行填寫。

2.3.5 搶修管理方案

移動端同步配網生產管理系統的搶修任務，在移動端進行執行，執行完成后將執行結果回傳到生產管理系統。

2.3.6 服務平臺方案

移動端服務平臺提供日志管理、認證管理、信息推送、接口轉發、終端管理等功能。

3 結束語

目前現場作業移動信息化還處于起步階段，通過基于移動GIS 的配電網作業現場智能管控技術研究及應用可以看出移動終端在配電網現場作業中的廣闊應用場景。隨著電力行業信息化建設不斷完善，移動GIS 應用也能在電力行業諸多領域中具有廣泛的推廣及應用價值。

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