基于GIS的農(nóng)網(wǎng)智能化系統(tǒng)

王應(yīng)之

（南京三新供電服務(wù)有限公司，江蘇 南京 210012）

在電力領(lǐng)域的信息系統(tǒng)建設(shè)中，能否很好地運(yùn)用GIS（地理信息系統(tǒng)）技術(shù)，已成為電力系統(tǒng)建設(shè)水平的一個(gè)重要標(biāo)志。著重探討GIS技術(shù)在農(nóng)網(wǎng)智能化建設(shè)中的事故處理、線損實(shí)時(shí)分析及在電力營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)中的應(yīng)用，對(duì)存在的問(wèn)題提出了建設(shè)性的思考與解決方法。

一、GIS技術(shù)在農(nóng)網(wǎng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

中國(guó)電力在GIS方面的應(yīng)用開(kāi)始于二十世紀(jì)九十年代中期，隨后慢慢與國(guó)際領(lǐng)先水平接軌。經(jīng)過(guò)農(nóng)網(wǎng)改造后，農(nóng)電網(wǎng)絡(luò)設(shè)施在各方面都有很大進(jìn)步，但在信息化處理、利用方面還有很大不足，而且由于基層農(nóng)網(wǎng)存在技術(shù)缺陷，存在一系列的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。隨著生活水平提高，面對(duì)用戶(hù)用電量增加，區(qū)域數(shù)據(jù)量的膨脹以及不定因素的增多，目前農(nóng)電部門(mén)常用的AutoCAD等工具已不能在現(xiàn)有資料基礎(chǔ)上做出合理分析，制定有效的管理策略，嚴(yán)重影響了管理效率。現(xiàn)有的農(nóng)電網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、運(yùn)營(yíng)、管理等主要還是依靠人工，基層人員可利用資源比較單一，受客觀條件影響，無(wú)法在第一時(shí)間做出反應(yīng)，不能直觀、全面地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致數(shù)據(jù)更新困難，從而大大延長(zhǎng)了機(jī)動(dòng)時(shí)間。GIS強(qiáng)大的數(shù)據(jù)、空間分析能力，結(jié)合計(jì)算機(jī)圖形、圖像處理技術(shù)，能使管理人員更直觀地掌握電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行情況，為農(nóng)電資源優(yōu)化配置提供了一套完善的信息化解決方案。目前GIS在農(nóng)網(wǎng)方面的應(yīng)用主要集中在配網(wǎng)方面，還有很大進(jìn)步空間。

二、GIS在農(nóng)網(wǎng)智能化系統(tǒng)中的應(yīng)用

作為縣級(jí)供電企業(yè)，建設(shè)智能電網(wǎng)的工作重點(diǎn)，是在智能電網(wǎng)基礎(chǔ)上展開(kāi)農(nóng)網(wǎng)智能化系統(tǒng)建設(shè)。智能化農(nóng)網(wǎng)建設(shè)的重點(diǎn)，又分為配電網(wǎng)建設(shè)、電網(wǎng)調(diào)度建設(shè)、變電環(huán)節(jié)建設(shè)和用電營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)建設(shè)。GIS技術(shù)應(yīng)用到智能化農(nóng)網(wǎng)，須以全區(qū)的地理數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以配電網(wǎng)為骨架，配電網(wǎng)各種信息數(shù)據(jù)為內(nèi)容，依托GIS技術(shù)、空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理技術(shù)、中間件技術(shù)（Middle Ware）、Web Server技術(shù)，以及與OA、MIS的無(wú)縫集成技術(shù)、工作流技術(shù)等，建設(shè)為農(nóng)網(wǎng)調(diào)度、配電網(wǎng)生產(chǎn)運(yùn)行、營(yíng)銷(xiāo)服務(wù)綜合一體的農(nóng)網(wǎng)配電智能化系統(tǒng)。

（一）GIS在配電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用

配電網(wǎng)是供電企業(yè)連接客戶(hù)的重要環(huán)節(jié)，配電網(wǎng)管理的主要職能是組織、指揮和協(xié)調(diào)配電網(wǎng)的運(yùn)行。配電網(wǎng)具有地域分布廣、負(fù)荷分散、線路多、更新頻繁的特點(diǎn)，對(duì)電網(wǎng)延伸、數(shù)據(jù)通信及信息共享造成了很大難度。各方面數(shù)據(jù)的收集、分析、存儲(chǔ)、應(yīng)用，是眾多功能中最耗時(shí)和最基礎(chǔ)的任務(wù)之一，而GIS是一門(mén)集計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、信息科學(xué)和管理科學(xué)為一體的新興學(xué)科，已經(jīng)逐步應(yīng)用到現(xiàn)在的配電系統(tǒng)中。GIS技術(shù)目前已成為信息系統(tǒng)研究領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一。利用GIS數(shù)據(jù)分層處理的特點(diǎn)，將電網(wǎng)覆蓋區(qū)域地理環(huán)境信息與電網(wǎng)分布情況信息、電網(wǎng)設(shè)備信息、電力客戶(hù)信息、電網(wǎng)覆蓋區(qū)域地下管、網(wǎng)建設(shè)情況信息等進(jìn)行高度的整合。例如：對(duì)配電網(wǎng)的關(guān)口、主線路、分支、配電變壓器等各節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集、信號(hào)傳輸、遠(yuǎn)程控制，對(duì)線路供電可靠性、綜合線損、負(fù)荷狀況，對(duì)配電線路負(fù)荷開(kāi)關(guān)及分界開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制。從而實(shí)現(xiàn)為農(nóng)電生產(chǎn)、營(yíng)銷(xiāo)、管理提供實(shí)時(shí)控制、自動(dòng)決策與智能分析。

（二）GIS在電網(wǎng)調(diào)度中的應(yīng)用

基于GIS技術(shù)的電網(wǎng)調(diào)度管理系統(tǒng)，它是由基礎(chǔ)圖形、電力圖形繪圖工具組成，通過(guò)連接點(diǎn)建立電纜、設(shè)備之間的拓?fù)潢P(guān)系，顯示電網(wǎng)地理接線圖；有接口對(duì)設(shè)備的各種數(shù)據(jù)采集，比如：有功、無(wú)功功率、電流及功率因數(shù)等，斷路器、調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)、接地及事故總信號(hào)等狀態(tài)量，變壓器油溫、電能等，通過(guò)GIS技術(shù)模擬設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及對(duì)設(shè)備定位查找。這就對(duì)故障排查、設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)提供了最基礎(chǔ)的保障。對(duì)于計(jì)劃?rùn)z修，也需要進(jìn)行饋線間的負(fù)荷轉(zhuǎn)移以盡可能地保證對(duì)客戶(hù)不間斷供電。GIS應(yīng)用于事故負(fù)荷轉(zhuǎn)移時(shí)，可以計(jì)算三相潮流來(lái)確定線路開(kāi)關(guān)中通過(guò)的功率，得到潮流的解，存于數(shù)據(jù)庫(kù)中以進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)移分析計(jì)算。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生事故時(shí)，立刻執(zhí)行負(fù)荷轉(zhuǎn)移分析計(jì)算程序，找出應(yīng)進(jìn)行操作的開(kāi)關(guān)，然后根據(jù)開(kāi)關(guān)操作的信息，對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓隆?shí)現(xiàn)配電開(kāi)關(guān)的優(yōu)化操作，進(jìn)行配電線路故障開(kāi)關(guān)的監(jiān)控，從有故障的開(kāi)關(guān)到其以下的開(kāi)關(guān)全部斷開(kāi)，調(diào)度網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，從GIS系統(tǒng)中的開(kāi)關(guān)位置，迅速找到故障范圍及時(shí)搶修。

（三）GIS在農(nóng)網(wǎng)線損分析中應(yīng)用

正確構(gòu)建10 kV配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和輸入線路設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，是正確計(jì)算配電網(wǎng)理論線損的基礎(chǔ)。計(jì)算理論線損時(shí)將配電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)輸入系統(tǒng)，能快速與精確地計(jì)算出每條線路的理論線損值，為轄區(qū)各配電線路的線損評(píng)估提供依據(jù)。使理論線損計(jì)算方式由現(xiàn)在滯后的“離線”方式逐步向“在線”和“實(shí)時(shí)”計(jì)算方式轉(zhuǎn)變，做到線損的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

（四）GIS在營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)中的應(yīng)用

GIS應(yīng)用于電力營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)，以配電網(wǎng)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)為其應(yīng)用子系統(tǒng)。是將電力企業(yè)的所有過(guò)程和資源按照現(xiàn)代市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)的組織形式通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)搭建成網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷(xiāo)體系，是一個(gè)最終將企業(yè)管理理念、業(yè)務(wù)流程、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、人力物力、計(jì)算機(jī)軟硬件整合于一體的企業(yè)營(yíng)銷(xiāo)信息管理平臺(tái)。提供通用的實(shí)時(shí)庫(kù)、歷史庫(kù)、圖形界面、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視及進(jìn)程管理、營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)在線維護(hù)及數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)歸檔、數(shù)據(jù)計(jì)算與統(tǒng)計(jì)、電費(fèi)核收、客戶(hù)信息管理、計(jì)量采集系統(tǒng)維護(hù)、多種信息發(fā)布方式等服務(wù)與應(yīng)用。

三、智能電網(wǎng)的發(fā)展前景

智能電網(wǎng)建設(shè)已列入國(guó)家“十二五”發(fā)展規(guī)劃。根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司規(guī)劃，2011～2015年為智能電網(wǎng)全面建設(shè)階段，加快特高壓電網(wǎng)和城鄉(xiāng)配電網(wǎng)建設(shè)，初步形成智能電網(wǎng)運(yùn)行控制和互動(dòng)服務(wù)體系；2016～2020年為引領(lǐng)提升階段，全面建成統(tǒng)一的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。對(duì)農(nóng)電企業(yè)的電網(wǎng)供應(yīng)能力，電力營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)營(yíng)水平及電力生產(chǎn)管理水平提出了信息化的新要求。

總之，當(dāng)采取逐步過(guò)渡和多種技術(shù)的長(zhǎng)期共存，不是簡(jiǎn)單地將原有系統(tǒng)推倒重來(lái)，而是在設(shè)計(jì)時(shí)就必須保證在不降低可靠性、安全性、實(shí)用性的同時(shí)避免不必要的開(kāi)支。應(yīng)注重研究智能電網(wǎng)發(fā)展中的必要條件，評(píng)估不斷變化的效益和成本，避免盲目投資和浪費(fèi)。