地理信息系統(tǒng)在電網(wǎng)管理中的應(yīng)用探析

朱 純

（國網(wǎng)上海市電力公司，上海 200122）

早在20世紀(jì)初，地理信息系統(tǒng)就被應(yīng)用于電力行業(yè)。隨著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，該系統(tǒng)在各行業(yè)得到了廣泛的推廣。當(dāng)前，盡管應(yīng)用推廣還存在不少問題，但總的來說電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)已經(jīng)成為電企管理和生產(chǎn)必不可少的應(yīng)用工具，未來還會(huì)有更為廣闊的發(fā)展空間。

一、地理信息系統(tǒng)的概念

地理信息系統(tǒng)為某種特定空間系統(tǒng)，在計(jì)算機(jī)軟硬件支撐下，以技術(shù)系統(tǒng)完成對(duì)特定空間地理數(shù)據(jù)信息的采集、存貯、管理、分析、顯示、描述等工作。一般來講，地理位置是移動(dòng)定位服務(wù)的基礎(chǔ)。當(dāng)單純經(jīng)緯度定位到某一點(diǎn)、某一方位，地理位置才能被用戶所認(rèn)識(shí)和理解。在用戶獲得這些位置信息后，更需要進(jìn)一步掌握、查詢、分析周邊環(huán)境信息，為客戶了解周邊環(huán)境提供最直接的信息服務(wù)和支持。

總體來看，該系統(tǒng)展現(xiàn)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上的是整個(gè)區(qū)域資源和環(huán)境的縮影，同時(shí)，能完成整個(gè)或部分地表空間數(shù)據(jù)的采集、存貯、管理、分析、顯示、描述，是支撐空間信息系統(tǒng)的數(shù)字化管理技術(shù)系統(tǒng)。

在現(xiàn)代信息技術(shù)飛速發(fā)展的當(dāng)今，地理信息系統(tǒng)在全國經(jīng)濟(jì)信息化建設(shè)中的重要性愈發(fā)突出。尤其伴隨著“數(shù)字地球”的提出，使得民眾對(duì)該種系統(tǒng)重要性的認(rèn)識(shí)更加深刻。進(jìn)入21世紀(jì)，地理信息系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，由此而產(chǎn)生并帶動(dòng)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益斐然。不斷健全完善的電力地理信息系統(tǒng)作為一個(gè)基礎(chǔ)性平臺(tái)，應(yīng)用于電力企業(yè)各部門，將滿足企業(yè)電網(wǎng)管理的統(tǒng)一規(guī)劃。就應(yīng)用范圍來看，當(dāng)前國內(nèi)近百家電企投建有地理信息系統(tǒng)，其中地市居多。就應(yīng)用效果來看，該系統(tǒng)大大提高電網(wǎng)信息共享靈活性、降低電網(wǎng)管理維護(hù)成本，今后在電力行業(yè)的應(yīng)用還將持續(xù)深入。

二、地理信息系統(tǒng)在電網(wǎng)管理中的應(yīng)用

在電網(wǎng)管理工作中，地理信息系統(tǒng)是有力的可視化管理工具。該系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠有機(jī)整合圖像、數(shù)據(jù)等信息源，以可視化在地圖上呈現(xiàn)電力設(shè)備線路、圖像、屬性數(shù)據(jù)等，供需要者以檢索、顯示綜合管理。該系統(tǒng)整合圖像圖形處理、數(shù)據(jù)庫管理等最新技術(shù)，以地理圖像為背景實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行設(shè)備相應(yīng)屬性及信息的管理。同時(shí)，該系統(tǒng)還融合矢量圖、柵格圖等的生成功能，輸電線路電路圖、工程圖、結(jié)構(gòu)圖、掃描文件資料等的管理應(yīng)用，能完成涉及地理信息諸多要素的數(shù)據(jù)分析，并經(jīng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)完成屏幕顯示、繪圖打印等等。由此，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫管理與圖像操作的聯(lián)系，提升了電腦臺(tái)賬管理的綜合效益，為電網(wǎng)可視化管理提供幫助。

1.運(yùn)行管理方面的應(yīng)用

當(dāng)前，電網(wǎng)管理對(duì)臺(tái)賬圖紙、圖像的要求更加精密。隨著地理信息系統(tǒng)的引入，計(jì)算機(jī)屏幕顯示電力設(shè)備的屬性更加符合實(shí)際情況，方便了設(shè)備設(shè)施線路的修改更新，同時(shí)也方便隨時(shí)對(duì)臺(tái)賬、圖紙等的顯示、打印。在運(yùn)行管理方面，靜態(tài)呈現(xiàn)的臺(tái)賬、技術(shù)資料、圖紙等資料，加上動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)的技術(shù)管理數(shù)據(jù)，一并輸入地理信息系統(tǒng)直接呈現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)調(diào)整將使管理更加科學(xué)化、合理化。由此，在電網(wǎng)管理工作中，地理信息系統(tǒng)將大大提升工作效率。

2.用電管理方面的應(yīng)用

在生產(chǎn)生活用電方面，隨著電能的不斷損耗，設(shè)施設(shè)備承載的負(fù)荷數(shù)據(jù)也在不斷變化。為不斷提升用電管理服務(wù)質(zhì)量，需要將負(fù)荷數(shù)據(jù)的變化與用戶的位置關(guān)系緊密聯(lián)系在一起。而地理信息系統(tǒng)的加入，則實(shí)現(xiàn)了負(fù)荷、電能、電費(fèi)與用戶的統(tǒng)一管理，對(duì)進(jìn)一步優(yōu)化用電管理，提升用電服務(wù)質(zhì)量大有裨益。

3.計(jì)劃用電管理方面的應(yīng)用

在電網(wǎng)線損、可靠性管理方面，需要掌握線路位置、長度、設(shè)施設(shè)備參數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)儲(chǔ)備有原始電網(wǎng)基礎(chǔ)臺(tái)賬資料，可自動(dòng)調(diào)取線路位置、長度、設(shè)施設(shè)備參數(shù)等信息，進(jìn)而便捷化電網(wǎng)計(jì)算工作的效率。特別是，實(shí)現(xiàn)與SCADA系統(tǒng)的互聯(lián)，還能實(shí)時(shí)提供電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)參數(shù)，為準(zhǔn)確化提高計(jì)算效率創(chuàng)造條件。

4.電網(wǎng)運(yùn)行管理方面的應(yīng)用

在電網(wǎng)運(yùn)行過程中，設(shè)施設(shè)備的參數(shù)狀態(tài)不斷發(fā)生變化。如果瞬間數(shù)據(jù)捕捉不到位，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行管理造成的危害難以估量。但是，在電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)中，由于實(shí)現(xiàn)與設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的互聯(lián)，形成的拓?fù)鋱D、潮流圖、負(fù)荷狀況等，將直接服務(wù)于電網(wǎng)調(diào)度、運(yùn)行管理，大大降低電網(wǎng)運(yùn)行管理的失誤率。

總體來說，電網(wǎng)管理過程中，地理信息系統(tǒng)可用于多部門，并在提高工作效率、優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)營管理等諸方面發(fā)揮著重要的作用。

三、電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)應(yīng)用建設(shè)中存在的問題

現(xiàn)階段，不少供電企業(yè)都配有地理信息系統(tǒng)。但總體應(yīng)用效果不理想，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.系統(tǒng)推廣實(shí)施難度大

地理信息系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，必須切合電企的生產(chǎn)、經(jīng)營以及客戶需要。而對(duì)這一塊最了解的，莫過于電企一線領(lǐng)導(dǎo)及技術(shù)工人。而這部分人員工作量大，難有閑暇時(shí)間研究學(xué)習(xí)推廣地理信息系統(tǒng)。如此，系統(tǒng)推廣方案一般由開發(fā)商承擔(dān)。而這些開發(fā)商多對(duì)電企不了解，推廣應(yīng)用覆蓋面不夠，難能滿足電企生產(chǎn)應(yīng)用需求，給系統(tǒng)的實(shí)施推廣帶來難度。就此，選擇一個(gè)既懂系統(tǒng)應(yīng)用，又懂電企知識(shí)的推廣團(tuán)隊(duì)極為重要和關(guān)鍵。

2.推廣系統(tǒng)華而不實(shí)

就推廣系統(tǒng)而言，盡管功能繁多，但實(shí)際應(yīng)用價(jià)值不大。實(shí)際上，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案一般由開發(fā)商承擔(dān)，由于其缺乏對(duì)電企實(shí)際情況的了解，開發(fā)的系統(tǒng)功能有的看似高級(jí)，但如空中樓閣，對(duì)使用條件要求較高，導(dǎo)致實(shí)際成為華而不實(shí)的裝飾品。

3.初期數(shù)據(jù)采集難度大

電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息量大，給系統(tǒng)初期采集完善信息帶來難度。由于信息采集工作量大，基層員工慢慢會(huì)形成抵觸心理，懈怠而延長工作周期，半年，一年甚至更久。隨著時(shí)間的推移，數(shù)據(jù)變更大，導(dǎo)致系統(tǒng)應(yīng)用與實(shí)際嚴(yán)重不符，基本失去推廣應(yīng)用的價(jià)值。由此，需要工作人員及時(shí)采集、審核、完善信息，制定合理的工作安排計(jì)劃，提升工作效率，縮短系統(tǒng)完善周期。

4.后期數(shù)據(jù)更新不及時(shí)

電網(wǎng)設(shè)備多，變化快，分布廣，數(shù)據(jù)更新工作量大。尤其系統(tǒng)運(yùn)行后，如果數(shù)據(jù)管理難以責(zé)任到人，數(shù)據(jù)更新不及時(shí)，將直接導(dǎo)致系統(tǒng)應(yīng)用難以反映電網(wǎng)實(shí)際情況，久之慢慢荒廢，便失去應(yīng)有的功能價(jià)值。由此，建立完善的管理方案，及時(shí)更新系統(tǒng)，將會(huì)更加長久地發(fā)揮其功能。

四、電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)未來應(yīng)用發(fā)展方向分析

當(dāng)前，地理信息系統(tǒng)在電網(wǎng)管理中的應(yīng)用，主要停留在地理信息、設(shè)備管理、平面制圖等單一領(lǐng)域。但是，在地理信息系統(tǒng)中，除地理信息外，還有電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞葞讉€(gè)資源。今后的應(yīng)用探索，更應(yīng)朝著這幾方面整合，以最大程度整合資源，提高管理效益。現(xiàn)階段，在電網(wǎng)管理過程中，不少部門已經(jīng)在某些方面進(jìn)行探索嘗試，也代表著未來配網(wǎng)電力信息系統(tǒng)的發(fā)展方向。

1.智能巡線

電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)中，基本都配有定位服務(wù)的數(shù)據(jù)采集功能，這為智能巡線提供可能。傳統(tǒng)的巡線模式，存在如下問題：第一，巡線員巡線不到位，監(jiān)測(cè)難；第二，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，人工輸出量大；第三，巡線好壞與巡線員經(jīng)驗(yàn)有關(guān)，不熟練的員工難免有疏漏，出現(xiàn)巡檢漏項(xiàng)；第四，人工輸入，難免填寫不規(guī)范，影響后期匯總、分析。而利用定位地理信息系統(tǒng)，可以準(zhǔn)確記錄巡線員巡線軌跡、巡線內(nèi)容、缺陷信息等，加上與管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)互聯(lián)糾正，將能很好地解決上述問題。同時(shí)，配用無線通信功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)巡線員位置、動(dòng)向的準(zhǔn)確定位。

2.智能配電網(wǎng)建設(shè)

電網(wǎng)管理中所有的分析計(jì)算，都建立在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、電網(wǎng)模型上。由此，利用云服務(wù)系統(tǒng)，將電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)上的空間信息、數(shù)據(jù)信息、自動(dòng)化實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)等生成現(xiàn)狀電網(wǎng)上的指標(biāo)信息，成為今后電網(wǎng)管理的重點(diǎn)。比如，實(shí)時(shí)線路修復(fù)、供電可靠性計(jì)算、短路電流尋找、現(xiàn)狀電網(wǎng)各指標(biāo)分析等，這些均為加快智能配電網(wǎng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降損、確保供電可靠性、優(yōu)化電力服務(wù)等提供幫助。

3.應(yīng)用于車輛調(diào)度

車輛調(diào)度系統(tǒng)以衛(wèi)星定位技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)、地理信息技術(shù)為三大技術(shù)核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)供電企業(yè)車輛（特別是搶修車輛）的監(jiān)控和調(diào)度。其中，地理信息技術(shù)是核心技術(shù)之一。但是，目前很多已建車輛調(diào)度系統(tǒng)中沒有電網(wǎng)信息。如果將車輛監(jiān)控系統(tǒng)建立在配網(wǎng)GIS的平臺(tái)上 ，可以讓調(diào)度人員能夠同時(shí)了解到電網(wǎng)故障位置、故障設(shè)備信息和各搶修車輛的當(dāng)前狀態(tài)（例如：車輛的位置、速度、行進(jìn)方向、是否有任務(wù)等），使調(diào)度人員更及時(shí)、更全面地掌握多方面信息，以便快速地作出判斷和調(diào)度指令，有效提高客戶報(bào)修的響應(yīng)速度，縮減車輛到達(dá)現(xiàn)場的時(shí)間。

五、結(jié)語

綜上所述，電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)是展現(xiàn)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上的是整個(gè)區(qū)域資源和環(huán)境的縮影，可以完成整個(gè)或部分地表空間數(shù)據(jù)的采集、存貯、管理、分析、顯示、描述，是支撐空間信息系統(tǒng)的數(shù)字化管理技術(shù)系統(tǒng)。在電網(wǎng)管理過程中，地理信息系統(tǒng)可服務(wù)于多部門，并在提高工作效率、優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)營管理等方面發(fā)揮著重要的作用。由此，供電企業(yè)必須要重視電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)，科學(xué)合理地應(yīng)用發(fā)揮其應(yīng)有的價(jià)值。同時(shí)，要跟進(jìn)智能化發(fā)展大趨勢(shì)，讓地理信息系統(tǒng)在智能巡線、智能配電網(wǎng)建設(shè)等領(lǐng)域大放異彩。