基于GIS系統的配電網規劃系統研究

王 煜/陜西省地方電力（集團）有限公司西安供電分公司

?

基于GIS系統的配電網規劃系統研究

王 煜/陜西省地方電力（集團）有限公司西安供電分公司

【摘 要】本篇文章通過對基于GIS系統的配電網絡規劃系統的介紹，使人們充分了解了基于GIS系統的配電網絡的結構和組成，以及基于GIS系統的配電網絡規劃形式。充分借助GIS地理信息原理實現配電網絡規劃和具備靈活性、互動性的規劃方案，從而將繁瑣的數據進行分析并加以計算，保障規劃工作效果，提升工作效率。

【關鍵詞】配電網規劃；地理信息系統；電力系統

在傳統的規劃配電網規劃系統中，人們常常利用手動技術或者借助AUTO CAD繪圖軟件來實現配電網規劃系統，這樣不僅消耗大量的時間，也消耗了大量的人力。而且規劃設計結果并不美觀，靈活性能也受到了局限，導致效果不理想。GIS系統不僅具有大量的數據儲備空間，還有較強的的網絡分析能力，借助其具備的功能來進行配電網絡規劃系統處理，這樣不僅對大量的數據實現統一管理，從而提升工作人員的工作效率，還把規劃措施調配的更加靈活，使規劃過程更加明朗清晰，提升配電網絡規劃系統的效果和效率。

一、配電網規劃概述

（一）配電網規劃的主要內容

配電網規劃主要包含以下幾個內容：

（1）負荷預測：第一是未來需求量的預測，第二是對未來用電量的預測，兩個方面。

（2）為了網絡構造可以實現優化規劃，就要預算出未來電源和負荷水平呈現的狀況，建立一個合理的網絡建設計劃，應用較少的資金來實現配電網絡的運行需求，從而滿足資金限額的拘束要求。

（3）為了變電所實現優化規劃，將變電所的位置和容量進行規劃，在進行變電所規劃時要滿足多種約束條件，其中包括負荷要求、線路容量以及變電所容量等，進而完善變電所的地位和容量。

（4）短路容量校核是指根據不同的設備方式進行配電網絡控制，例如提高網絡設計，根據電壓等級分配，變壓器容量的大小，阻抗的選擇方式以及運行方式等，從而確保各個級別的電壓斷路器開斷電流和設備中穩定電流可以很好的配合。

（5）無功規劃是指根據無功補償設備的最好的地理位置，容量的大小，類型的區分和投放時間的長短來確定是否更換新的無功補償設備。

（二）配電網規劃的基本要求

實現配電規劃的主要因素是利用最少的資金，來實現最好的方案，保證配電規劃和城市規劃共同完成并且與生態環境協調一致，從而滿足人們對未來用電量的需求。

二、基于 GIS 的配電網規劃智能決策支持系統

專家決策模塊相當于一個智能儲存庫，它可以將配電網絡進行分化，該系統可以根據涉及的中心理論進行支持。專家決策模塊可以借助配電網絡規劃有關的不同信息，實現綜合解析，根據分析的結果采取最合理優化的解決措施進行配電系統的網絡規劃。專家決策模塊可以借助知識庫中廣大數據實現推理判斷，模型庫根據不同的標準模式劃分成多個模型，其中包括任何方面都可以用的通用模型，指定的專業模型和根據不同的用戶要求劃分的用戶模型等。方法庫中有很多的數學籌算辦法，在配電網絡規劃中根據不同的問題尋找不同解決對策。在制定配電網規劃時，不僅要求科學合理布局，還要兼顧到基礎數據，這些基礎數據包括區域國民經濟狀況、配電網絡系統負荷特性、配電網絡結構等。配電網規劃能夠與SCADA 系統、MIS系統等進行有效連接，并且能夠一并與專家決策模塊進行互聯互通。利用 GIS智能技術，可以直接將配電網絡各個目標進行優化。在負荷分析子系統和優化規劃子系統等諸多子系統大力支持下，專家決策模板才能準確的實現對配電網絡進行規劃，進而形成一個獨立的規劃效果。同時在地理信息數據的幫助下，GIS系統可以直觀地將配電網絡規劃效果清晰的展現出來，建立出各規劃年的配電規劃圖。

三、基于 GIS 系統的配電網規劃方法

我們可以借助GIS 系統中巨大的資源容量和技術，應用到配電網絡的規劃中來，這樣不僅可以讓配電工作人員方便快捷進行配電網絡規劃設計，還使配電網絡規劃具有合理科學的性能。具體來說，基于 GIS 系統的配電網規劃方法主要分為以下幾個部分。

（一）空間負荷預測

（1）在空間負荷預測中，為了更好的管理供電系統，可以根據不同的用電類型和不同的負荷性質把供電地域劃分到多個小區。在進行配電系統規劃的過程中，小區負荷預測一般采用的方式是負荷密度法，它主要根據規劃部門所在的區域進行從上至下的規劃方式，其主要特點就是對負荷密度進行預測。而負荷密度法的主要缺點就是容易因為人為的失誤受到影響。

（2）基于 GIS 系統的配電網規劃的案例很多。例如，在GIS系統中應用GIS 空間負荷預測系統，它主要功能就是將降低數據收集數量，降低分析和處理系統的難度，減少配電工作人員的工作量。以負荷密度法舉例。首先，在制定配電網規劃時，不僅要求科學合理布局，還要兼顧到基礎的負荷，而這些基本負荷包括商業負荷、城市居民負荷、農村負荷、工業負荷、城市公共負荷和其他負荷。然后再借助GIS 系統中的規劃功能，將整個大區域劃規劃成諸多小分區，進而將各個小分區中原來的負荷數據以及未來預測的負荷分布進行整理收集。并將整理出來的數據進行分析，并與各個區域規劃部門給出的規劃數據進行對比，進而整理出最合理的數據進行計算，得出準確的分區負荷密度。

（二）變電所的地理位置及容量優化規劃

在實現負荷空間預測時，根據各個小區實際負荷值和分布趨勢作為基礎，借助GIS 系統來實現未來我國負荷發展的要求，進而優化變電所的地理方位和容量。利用最少的資金的同時，確定各個階段時期變電所不同的地理方位和不同的容量。為了得到準確的空間負荷預測結論，就要借助GIS 系統和電子地圖技術，將在規劃區域內的所有能夠查詢的地理方位進行備選，可以先制定一個變電所地址的選擇表，進而實現目標年的用電要求。最后結合負荷實際增長狀況以及成本投放的數量進行審核，實現各個期間的用電要求可以滿足負荷增長的需求，進而實現投資經濟利益的最大化。

（三）網絡結構優化、短路容量校核及無功規劃。

為了實現配電網絡結構優化，我們可以從兩方面入手，第一步驟是實現空間負荷預測，第二步驟是實現變電所的位置優化和容量優化。網絡結構優化主要是借助設立非線性混合整數規劃模型的原理，在諸多拘束的因素下，例如負荷要求、優化變電所地理方位和容量、提高變電器和線路的容量以及保持功率平衡性能等，實現應用最少的資金，規劃出最合理的目標以及保障各個高壓和中壓配線具有穩定的網架結構。

四、結束語

總而言之，通過本文對GIS 的配電網規劃系統的應用及發展方向的進一步分析，使我們對GIS 的配電網規劃系統有了新的認識，配電工作人員在擬定配電網絡圖紙時，可以根據配電網絡不同的地理信息進行配電網規劃系統的設計，從而加大配電網規劃系統的工作效率。

參考文獻:

［1］周云成.基于 GIS 的 10kV 配電網絡電氣連通性分析［J］.電力系統保護與控制，2010，38（ 10）: 83 －87.

［2］周云成，許童，樸再林.基于 CIM 的配電網 GIS 數據模型存儲與維護方法研究［J］.電力系統保護與控制，2012，40（ 15）: 104 － 108.