配電自動(dòng)化中的動(dòng)態(tài)地理信息系統(tǒng)研究

周 健，吳 琳，梅 進(jìn)，顧建全，柳江濤

（國網(wǎng)浙江省電力有限公司龍泉市供電公司，浙江 龍泉 323700）

0 引 言

電力地理信息系統(tǒng)（GIS）作為電力企業(yè)生產(chǎn)服務(wù)與管理的綜合型平臺(tái)，屬于協(xié)同工作環(huán)境創(chuàng)設(shè)的關(guān)鍵性工具，實(shí)現(xiàn)了對企業(yè)資源的有效融合與對資源與客戶關(guān)系的管理，將電力企業(yè)管理工作的開展推向更高層次，保證了高效電力運(yùn)行控制系統(tǒng)的形成。將地理信息系統(tǒng)（GIS）引進(jìn)配電自動(dòng)化中為電力企業(yè)發(fā)展搭建了良好平臺(tái)，可更好的進(jìn)行空間地理信息維護(hù)與管理，在推動(dòng)電力企業(yè)良性發(fā)展中功不可沒，故而進(jìn)一步認(rèn)識與了解動(dòng)態(tài)地理信息系統(tǒng)在配電自動(dòng)化中的應(yīng)用很有必要。

1 電力地理信息系統(tǒng)在配電自動(dòng)化中的應(yīng)用分析

1.1 電力地理信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

電力地理信息系統(tǒng)（GIS）和配電管理系統(tǒng)（DMS）結(jié)合具體包括兩類：其一即以GIS作設(shè)計(jì)平臺(tái)，原因是DMS的用戶管理、設(shè)備管理、負(fù)荷設(shè)計(jì)與規(guī)劃設(shè)計(jì)等均離不開GIS的支持，所以可于GIS平臺(tái)完成開發(fā)；其二即以DMS作開發(fā)平臺(tái)，不但能使DMS的優(yōu)勢得到維持，還能使開發(fā)費(fèi)用得到控制，通過該模式進(jìn)行開發(fā)實(shí)質(zhì)是將GIS平臺(tái)作輸入輸出界面，進(jìn)行SCAD數(shù)據(jù)顯示，并依靠軟件來實(shí)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果與存儲(chǔ)信息的分析。DMS里的SCAD數(shù)據(jù)庫、DMS數(shù)據(jù)庫和GIS數(shù)據(jù)庫三者間彼此關(guān)聯(lián)，SCAD數(shù)據(jù)庫、DMS數(shù)據(jù)庫為GIS數(shù)據(jù)庫供給電網(wǎng)信息數(shù)據(jù)與計(jì)算結(jié)果；同樣的，GIS數(shù)據(jù)庫則將電網(wǎng)狀態(tài)設(shè)置、設(shè)備參數(shù)等信息及時(shí)為SCAD數(shù)據(jù)庫與DMS數(shù)據(jù)庫提供，并且SCAD數(shù)據(jù)庫與DMS數(shù)據(jù)庫相互間又彼此完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與計(jì)算結(jié)果的傳輸[1]，具體情況如圖1所示。

圖1 GIS與SCADA/DMS三者間數(shù)據(jù)交換流程圖

1.2 電力地理信息系統(tǒng)在變壓器負(fù)荷管理中的應(yīng)用

變壓器負(fù)荷管理（TLM）除了能夠避免變壓器由于低負(fù)荷而出現(xiàn)效率不管的問題，還能避免變壓器由于過度負(fù)荷而受到損害，電力地理信息系統(tǒng)在變壓器負(fù)荷管理中的應(yīng)用即需要的信息數(shù)據(jù)能夠經(jīng)由電力地理信息系統(tǒng)（GIS）與用戶信息系統(tǒng)（CIS）數(shù)據(jù)庫里得到[2]，同時(shí)這種非圖形但又具備圖形的集成環(huán)境使得變壓器負(fù)荷管理（TLM）的處理能力大大提升。圖2是變壓器負(fù)荷管理（TLM）的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2 變壓器負(fù)荷管理（TLM）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

1.3 電力地理信息系統(tǒng)在SCAD數(shù)據(jù)庫中的應(yīng)用

SCAD具備專屬數(shù)據(jù)庫，且和GIS數(shù)據(jù)庫間彼此關(guān)聯(lián)，達(dá)到數(shù)據(jù)交換的目的。SCAD數(shù)據(jù)庫能夠依靠最新地理信息系統(tǒng)的技術(shù)快速的將配電管理系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行展現(xiàn)[3]。而管理人員同樣能夠依靠這些數(shù)據(jù)信息更好的對電力網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析，第一時(shí)間進(jìn)行調(diào)度信息發(fā)布，從而把電力突發(fā)故障引起的損失控制到最低，促電力調(diào)度控制力增強(qiáng)[4]。

電力地理地圖具備大量符號，其中一些符號主要是配電設(shè)施狀態(tài)的標(biāo)志，如斷路器、分段器、開關(guān)等。同時(shí)，這些符號應(yīng)及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)更新，方便準(zhǔn)確的將實(shí)際電力設(shè)置狀態(tài)給予展現(xiàn)。一旦SCAD數(shù)據(jù)庫進(jìn)行電力設(shè)計(jì)變更信息接受，則及時(shí)的把數(shù)據(jù)變化進(jìn)行準(zhǔn)確反映，SCAD數(shù)據(jù)庫則定時(shí)進(jìn)行電力設(shè)備狀態(tài)更新，在有需要時(shí)則可于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫里對設(shè)施真實(shí)狀態(tài)信息進(jìn)行提取且顯示。

1.4 電力地理信息系統(tǒng)在配電網(wǎng)生產(chǎn)管理中的應(yīng)用

GIS系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用的是C/A/S和B/A/S，可使電網(wǎng)資源優(yōu)勢與作用得到充分發(fā)揮，確保電力企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)共享得以實(shí)現(xiàn)，促信息資源利用率提升。一旦電力地理信息系統(tǒng)（GIS）和配電網(wǎng)系統(tǒng)融合，則可確保多項(xiàng)功能得以實(shí)現(xiàn)，具體如圖3所示。借助電力地理信息系統(tǒng)（GIS）的圖形功能，可在Window平臺(tái)的作用下實(shí)現(xiàn)地圖問題的有效解決。同時(shí)，電力地理信息系統(tǒng)（GIS）能夠完成測繪電子地圖的轉(zhuǎn)化，通過可視化方式進(jìn)行展現(xiàn)，典型的即水文地理信息和線路環(huán)境信息等，在實(shí)時(shí)監(jiān)測技術(shù)的作用下便于及時(shí)進(jìn)行輸電線路和區(qū)域電網(wǎng)運(yùn)行具體情況的掌握，管理人員能夠通過計(jì)算機(jī)設(shè)備來進(jìn)行相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)查詢。此外，電力地理信息系統(tǒng)（GIS）可于計(jì)算機(jī)終端實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的展現(xiàn)，且通過不同顏色進(jìn)行顯示，在電網(wǎng)出現(xiàn)短路或斷路等故障后，經(jīng)GIS電網(wǎng)追蹤與拓?fù)浞治龉δ芗皶r(shí)進(jìn)行故障點(diǎn)追蹤，完成故障處理。

圖3 電網(wǎng)GIS平臺(tái)系統(tǒng)構(gòu)成圖

1.5 電力地理信息系統(tǒng)在空間資源管理中的應(yīng)用

通過把電力地理信息系統(tǒng)（GIS）與企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）系統(tǒng)結(jié)合且給予延伸，可實(shí)現(xiàn)空間資源規(guī)劃（SRP）系統(tǒng)的建構(gòu)，能夠于電力企業(yè)資源管理與決策中發(fā)揮作用，并結(jié)合電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化特征，經(jīng)全局性的統(tǒng)籌管理方案，實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)不同空間資源的動(dòng)態(tài)化管理。同時(shí)，電力地理信息系統(tǒng)在空間資源規(guī)劃系統(tǒng)建構(gòu)的過程主要在AM/FM/GIS基礎(chǔ)上，進(jìn)行SCADA、DMS、GIS、ERP等應(yīng)用集成，實(shí)現(xiàn)空間資源規(guī)劃SRP的創(chuàng)建，從而來對電力企業(yè)不同資源信息給予整合，進(jìn)行合理信息工作流與全面資源信息庫建構(gòu)，為電力企業(yè)配電自動(dòng)化進(jìn)行良好條件創(chuàng)造。電力地理信息系統(tǒng)在電力SRP中的應(yīng)用框架具體如圖4所示。

圖4 電力SRP應(yīng)用框架

2 地理信息系統(tǒng)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的發(fā)展方向

隨著我國電力系統(tǒng)的改革發(fā)展，筆者認(rèn)為電力地理信息系統(tǒng)技術(shù)在電力企業(yè)自動(dòng)化運(yùn)行管理中地位將逐漸提升，特別是在國家全面支持物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的背景下，電力系統(tǒng)作為系統(tǒng)性較強(qiáng)的基礎(chǔ)性電能生產(chǎn)—輸送—變電—配電—使用的閉合系統(tǒng)，于關(guān)鍵電能控制設(shè)備上依靠地理信息系統(tǒng)技術(shù)完成平臺(tái)遙控屬于今后的一大發(fā)展方向，并且地理信息系統(tǒng)技術(shù)的模型運(yùn)算功能于我國電力系統(tǒng)自動(dòng)化的進(jìn)程里應(yīng)用力度仍不足，但我國龐大電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)量已擁有大型模擬運(yùn)算的能力，只要依靠電力地理信息系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)的模型算法則能夠通過數(shù)據(jù)分析支持功能實(shí)現(xiàn)我國電力系統(tǒng)的優(yōu)化，促使我國電力企業(yè)取得更大發(fā)展。

3 結(jié) 論

本文對配電自動(dòng)化中的動(dòng)態(tài)地理信息系統(tǒng)進(jìn)行了深入研究，以供參考。