農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)中地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用研究

劉常青

【摘 要】隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和農(nóng)民生活水平的不斷提升，現(xiàn)在，農(nóng)村的電力需求日益增大。而地理信息系統(tǒng)技術(shù)可以提高電力系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，進(jìn)而提高電力供應(yīng)質(zhì)量。本文分析了配電網(wǎng)自動(dòng)化中GIS實(shí)現(xiàn)的功能及其特點(diǎn)，對地理信息系統(tǒng)技術(shù)在農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】農(nóng)網(wǎng);配電自動(dòng)化;地理信息系統(tǒng);應(yīng)用

在新農(nóng)村建設(shè)及城鎮(zhèn)化快速推進(jìn)的背景下，我國農(nóng)村社會(huì)經(jīng)濟(jì)得到了長足的發(fā)展，農(nóng)村的現(xiàn)代化水平不斷提高，農(nóng)民的生活質(zhì)量也得到了很大的提升。現(xiàn)在，農(nóng)村的電力需求增長迅速。原有的農(nóng)村電網(wǎng)由于設(shè)備陳舊、老化等種種原因，已經(jīng)不能有效供應(yīng)新時(shí)期農(nóng)村對電力的所需，因此，需要對原有的農(nóng)村電網(wǎng)進(jìn)行升級改造，加快農(nóng)網(wǎng)配電系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)，以提升農(nóng)村電網(wǎng)的建設(shè)水平與服務(wù)民生的能力。

1配電網(wǎng)自動(dòng)化中GIS實(shí)現(xiàn)的功能及其特點(diǎn)

1.1離線應(yīng)用方面

（（1）圖形的操作：在以地理圖為背景的配電網(wǎng)分布圖上，可以分層顯示變電站、線路、變壓器、開關(guān)到電桿以及到用戶的地理位置。由于這些圖形均為矢量圖，可完成無級放大、縮小和漫游，并且地理的比例尺及視野可以任意設(shè)定。

（2）空間數(shù)據(jù)測量：測量兩點(diǎn)、多點(diǎn)之間的距離和任意定義區(qū)域的面積。通過鼠標(biāo)定位，既可得出該點(diǎn)的坐標(biāo)，可完成配電線長度的測量，也可以統(tǒng)計(jì)供電區(qū)域的面積。

（3）設(shè)備檔案管理：管理所有的配電系統(tǒng)設(shè)備檔案和用戶檔案，根據(jù)要求進(jìn)行各種查詢統(tǒng)計(jì)。主要根據(jù)屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)關(guān)系，進(jìn)行雙項(xiàng)查詢。條件查詢（從數(shù)據(jù)庫查詢圖形，按設(shè)備的屬性數(shù)據(jù)庫查找設(shè)備地理位置，對典型設(shè)備可以進(jìn)行查詢、顯示、列表、統(tǒng)計(jì)）和空間查詢（從圖形查詢屬性數(shù)據(jù)，在圖形上對任意設(shè)備進(jìn)行定點(diǎn)查詢和多邊形小區(qū)查詢，并且顯示、列表和統(tǒng)計(jì)）

（4）設(shè)備檢修管理：根據(jù)檢修管理指標(biāo)，自動(dòng)地進(jìn)行校核，自動(dòng)列出各項(xiàng)指標(biāo)的完成情況，提醒工作人員安排設(shè)備檢修工作，并提出設(shè)備檢修計(jì)劃。

（5）用戶報(bào)裝輔助決策：通過直接在地圖上部設(shè)報(bào)裝用戶位置，系統(tǒng)根據(jù)報(bào)裝容量，電流強(qiáng)度等自動(dòng)的搜索設(shè)定范圍內(nèi)（范圍值可以在界面上靈活設(shè)置）滿足要求的變壓器，選擇不同的變壓器系統(tǒng)自動(dòng)在圖上畫出最佳的架設(shè)路徑，并給出具體的長度。

（6）開操作票：把開操作票的任務(wù)放在GIS界面上完成，直觀、簡單地在地圖上用鼠標(biāo)電擊選取操作對象，就能把操作對象的名稱及其當(dāng)前狀態(tài)填入相應(yīng)的操作票表單中，再在標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作庫及術(shù)語庫中選擇操作目標(biāo)結(jié)果，就能方便、準(zhǔn)確地開操作票。

（7）模擬操作：可以做計(jì)劃內(nèi)停電檢修前的預(yù)演。分為拉開關(guān)、停線段、停饋線等不同方式，根據(jù)不同的操作自動(dòng)搜尋停電范圍，預(yù)演操作結(jié)果，確認(rèn)后打印停電通知單。

1.2在線方面應(yīng)用

（1）反映配電網(wǎng)的運(yùn)行狀況：讀取SCADA系統(tǒng)實(shí)時(shí)狀態(tài)量，通過網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲从撑潆娋W(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況。對于模擬量，通過動(dòng)態(tài)圖層進(jìn)行數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)更新，確保數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性。對于事故，推出報(bào)警畫面（含地理信息），顯示故障停電的線路及停電區(qū)域，做出事故記錄。B：在線操作：在地理接線圖上可直接對開關(guān)進(jìn)行遙控，對設(shè)備進(jìn)行各種掛牌和解牌操作。

（2）負(fù)荷管理：根據(jù)地圖上負(fù)荷控制點(diǎn)的位置，結(jié)合獨(dú)立運(yùn)行的負(fù)荷監(jiān)控實(shí)時(shí)系統(tǒng)，以用戶的負(fù)荷控制終端的基本數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)各種查詢和分析功能，用圖表方式顯示結(jié)果。根據(jù)負(fù)荷點(diǎn)的地理分布及其各種實(shí)測數(shù)據(jù)，進(jìn)行區(qū)域負(fù)荷密度分析，制定負(fù)荷專題圖，通過不同時(shí)期的對比，輔助電網(wǎng)規(guī)劃。

（3）停電管理：他是配網(wǎng)自動(dòng)化中管理系統(tǒng)的重要組成部分，利用打來的故障投訴電話彌補(bǔ)配電自動(dòng)化信息采集的不足，根據(jù)用戶停電投訴電話中故障地點(diǎn)的數(shù)量和位置，進(jìn)行故障定位，確定隔離程序;并且分析故障停電的范圍，排除可能的故障點(diǎn)順序。根據(jù)維修隊(duì)伍的當(dāng)前位置，給出到達(dá)故障地點(diǎn)的最佳調(diào)度路徑，可以迅速、準(zhǔn)確地找到并隔離故障點(diǎn)，恢復(fù)供電。

（4）與用戶抄表與自動(dòng)記費(fèi)系統(tǒng)接口：遠(yuǎn)方抄表與自動(dòng)記費(fèi)系統(tǒng)向GIS傳送用戶地址、用戶的名稱以及用電負(fù)荷等信息，GIS可以顯示抄表區(qū)域和區(qū)域的負(fù)荷情況，使數(shù)據(jù)更加直觀。

2地理信息系統(tǒng)技術(shù)在農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化中的應(yīng)用

2.1應(yīng)用于配電網(wǎng)絡(luò)管理

地理信息系統(tǒng)技術(shù)即GIS技術(shù)最初被應(yīng)用在國土資源開發(fā)和管理上，隨著技術(shù)水平的不斷發(fā)展進(jìn)步，目前在配電網(wǎng)絡(luò)管理上也得到了有效利用。相關(guān)技術(shù)人員通過對GIS技術(shù)在數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)資源的優(yōu)勢調(diào)配，進(jìn)而加強(qiáng)對配電線路的科學(xué)管理。在管理工作中，GIS技術(shù)通過對農(nóng)網(wǎng)內(nèi)配電數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)共享，提高了信息資源的利用效率。而地理信息系統(tǒng)技術(shù)與農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化的有效結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)對配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的精細(xì)化管理。

2.2應(yīng)用于智能電網(wǎng)建設(shè)

近年來，由于國家持續(xù)推進(jìn)智能電網(wǎng)的建設(shè)，GIS地理信息系統(tǒng)技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用也隨之越來越普遍。智能電網(wǎng)建設(shè)的核心是智能變電站。由于智能電網(wǎng)中變電站對建設(shè)環(huán)境的要求較為苛刻，相關(guān)的環(huán)境選擇不僅要考慮電力設(shè)施應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境的穩(wěn)定性，還要綜合考慮建設(shè)環(huán)境周邊的生態(tài)資源保護(hù)問題，而GIS地理信息系統(tǒng)技術(shù)在空間分析領(lǐng)域中的強(qiáng)大功能，可以保證智能電網(wǎng)建設(shè)的科學(xué)性及合理性，進(jìn)而促進(jìn)我國資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的建設(shè)步伐。

大量實(shí)踐表明，基于GIS技術(shù)的智能電網(wǎng)系統(tǒng)，其運(yùn)行結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，實(shí)際的能源消耗也趨近于最低，而且在整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)期間電磁污染程度也較低，是我國實(shí)現(xiàn)農(nóng)網(wǎng)中節(jié)能環(huán)保的重要方式。此外，基于GIS技術(shù)建設(shè)的智能變電站，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)供電信息的網(wǎng)絡(luò)共享機(jī)制，進(jìn)而達(dá)到對電力能源的合理優(yōu)化配置，提高電力的輸送效率，對我國全面提升供電網(wǎng)絡(luò)信息化，保持電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性具有重要的意義，同時(shí)基于GIS技術(shù)的智能電網(wǎng)系統(tǒng)也能提高配電網(wǎng)絡(luò)維修和管工作的效率。

2.3應(yīng)用于配電線路維護(hù)

針對于配電網(wǎng)絡(luò)線路系統(tǒng)的維修和管理工作，傳統(tǒng)的技術(shù)模式和經(jīng)驗(yàn)都是在農(nóng)網(wǎng)出現(xiàn)故障后，相關(guān)技術(shù)人員采用合理的辦法對供配電系統(tǒng)進(jìn)行檢修和維護(hù)，這在一定程度上降低了工作效率，對于配電系統(tǒng)中出現(xiàn)的一些復(fù)雜問題或是帶有技術(shù)難度的新問題，電力企業(yè)的維修人員通常花費(fèi)較長的時(shí)間進(jìn)行電力網(wǎng)絡(luò)的檢測和維修，給電力用戶的用電體驗(yàn)造成了嚴(yán)重的影響，進(jìn)而影響配電企業(yè)的市場形象和經(jīng)營地位。而GIS技術(shù)在配電線路維修和管理工作中的有效利用，技術(shù)工人不僅在線路發(fā)生故障后，通過數(shù)據(jù)分析技術(shù)快速找到故障點(diǎn)、形成可行性的操作技術(shù)流程，而且，在實(shí)際的配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的檢測工作中，可實(shí)現(xiàn)對配電系統(tǒng)故障的預(yù)測分析，在故障發(fā)生前對潛在的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)形成科學(xué)有效的控制方案，進(jìn)而提高對供電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的精細(xì)化管理。

此外，GIS地理信息系統(tǒng)在配電線路維護(hù)中的應(yīng)用，也為維護(hù)人員提供了系統(tǒng)性的可視化管理信息，為配電線路的維修和管理工作提供了信息數(shù)據(jù)庫的支持，在實(shí)際的數(shù)據(jù)采集工作中，GIS技術(shù)綜合利用數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)和可視化圖形的處理技術(shù)將供電網(wǎng)絡(luò)各階段的現(xiàn)場數(shù)據(jù)與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)相聯(lián)系，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)農(nóng)網(wǎng)中數(shù)據(jù)收集工作的自動(dòng)化。電力企業(yè)的管理人員通過對地理信息系統(tǒng)技術(shù)的合理應(yīng)用，強(qiáng)化了對農(nóng)網(wǎng)中各環(huán)節(jié)的自動(dòng)化管理力度。

3結(jié)語

農(nóng)網(wǎng)配電系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)，既順應(yīng)了農(nóng)電需求，也順應(yīng)了農(nóng)村現(xiàn)代化發(fā)展大勢。新型電子技術(shù)、軟件技術(shù)和通信技術(shù)的快速發(fā)展，必將能極大地提升農(nóng)網(wǎng)配電系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)水平，更好地滿足農(nóng)網(wǎng)用戶對電網(wǎng)運(yùn)行安全、平穩(wěn)的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]王靖楠.農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)中地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用研究[D].

（作者單位：國網(wǎng)寧城縣供電公司）