配网GIS系统在配网自动化中的应用分析

邝伟健　刘伟富　吴进喜

【摘 要】地理信息系统（GIS）是较为先进的信息技术，由系统层、数据层、应用软件层、应用层各个部分组成，具有适用性强、控制效果好、管理方便、相对独立、成本低等特点，技术也在不断提高，在各行各业的应用均十分广泛。本文从各个方面阐述了GIS系统的特点、结构及在配网自动化中的各种应用。

【关键词】GIS系统；配网自动化；应用

前言

在我国经济高速发展的时代背景下，工商业的发展，人们生活质量的提高，对于能源的消耗量不断增大，从某种意义上刺激了电力事业的发展。国家对电网建设也十分重视，对其的投入也逐年增加。配网覆盖率的升高，线路更多，路程更长，也催生了一系列管理上的问题，如配网检修难度增加、安全性能低、供电稳定性不高、容易受到众多因素的影响等，管理者需对配网施行有效的监管，线路优化设计，出现故障需及时排除等，这就需要可靠的信息系统，提供各个区域的相关信息，以便检查故障范围及设备的情况，因此配电网GIS系统应用在电力行业的应用也逐渐扩大，其可以将配网的各种信息进行整合，并与图形紧密结合，直观的反映出配网的运行情况[1]。

1.GIS系统的结构

地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是在信息技术的发展下，为收集、储存、搜索、分析及输出显示地理空间定位数据而开发的一款数据库管理系统[2]。其可以提供电力设备的各项数据，经由空间数据引擎SDE进行管理。其由以下几个部分构成：①系统层 服务器操作系统采用 Windows 2003 Server，客户端操作系统采用 Windows 2000 以上系统；②数据层 服务器采用 Oracle 9i+ArcSDE9.0 for Oracle 9i，其功能是储存空间数据及非空间数据，客户端采用单机模式的 MicrosoftAccess 数据库，其分为两级，最大化的降低客户端与服务器之间的交互次数；③应用软件层 也称为业务逻辑层，通过 ADO. NET 和 MapObjects 组件，和空间数据库相连，进行图形制作、编辑、管理，数据分配、查询、统计、存入、调出，用户不直接与数据接触；④应用层 信息输出显示工具，主要使用 MapObjects 相应控件作为图形输出界面，最终实现系统的功能。

2.GIS系统在配网自动化中的应用

现代化电网的管理极为复杂繁琐，其贯穿电力运行的整个过程。从最开端的发电，到电力运输、配网、到终端使用消耗，都具有明显的空间跨越性及逐步实现有传统的人工管理到自动化管理的转变。电网的覆盖率逐年升高，对于配电线路的规划、用户统计、有效管理、设备安装维护等各个方面都需要有可靠的数据支持。在发展企业时的重要决策，也需有足够的参考信息，GIS 技术的功能及特点完全可以达到这个效果，在电网的自动化管理中的应用表现以下几个方面：

2.1输电配电线路管理

电力资源从电厂到用户的终端使用，需经过一个必要的步骤，即为输电配电过程。输电配电单位的工作内容包括点输电线路设计、高架施工、线路管理维护、设备归档及养护等，这些工作内容大多数涉及到当地的地理信息，一般的管理办法是人工管理，其存在着一定的固有缺陷，如信息滞后、更新不及时、记录有误、信息收录不全面等，无法满足现代配电线路管理的要求。在配电自动化系统中运用GIS 系统，以其强大的技术功能，可以妥善解决该问题，该系统可以做到建立信息、输出图形、有效的监控力、拓扑着色、处理地理图形与连线图形的连接点，从而将地理电容情况、使用密度、供电系统的路线、覆盖区域、拓扑情况、输电导线与架线杆塔的位置关系、变电站电力隔离器的开关状态等信息直观的表达出来，给管理人员对线路的检查、维护、故障排查、电路负荷控制、操作隔离器、分析电力消耗流向等各项具体工作提供了可靠的情报支持[3]。

2.2配网设施管理

输配电网路线路长，涉及的地域范围广阔，电压的变换次数很多，因此在电力资源的输送的过程中需要使用的设备种类繁多，传统数据库软件的管理方式很难面面俱到，难免出现疏漏，导致事故的发生。GIS 系统可以将各类信息收集分析处理后，将其输出为不同比例的电子地理图形，直观的从地图上表达出电网的分布状况，及各种设备及终端用户的连接位置状况，该系统中还储存有各种设备的信息，包括功能、特点、适用范围、安装位置、检修历史等，不仅能对设备进行远程的监控管理，并且能够根据设备与图形的拓扑关系，运用设备估算电网的在线与离线，管理人员可以轻松得到该地区内重要电力设备分布状况，为检修和维护及排查故障创造了有利条件，提高检修人员的工作效率，为管理者的管理方式及正确的决策，提供了全方位的参考依据[4]。

2.3终端消耗管理

电网建设的发展十分迅速，许多地区原有的电网跟不上当地的经济发展，无法满足日益增长的消耗量，需要进行规模扩张、线路改造、设备更新等工作，但是收集信息的工作任务大、周期长、成本高，电网环境配电环节复杂，人员在操作时，存在信息失真的现场，有许多困难和阻碍[9]。引入GIS系统后，可以从地图上直接查询到各个电力终端使用点的电力消耗、荷载、设备周期等情况，科学合理的设计出扩张及改造方案。对客户关于线路及施工计划等各方面的疑问，可以通过地图上的自动定位功能及区域查询功能，及时予以明确的回复与解答[5]。电业的营业部门，在收取及管理用户方面，可以对用户实行地址编码，杜绝了边缘地区或交叉地区的管理混乱问题。

3.特点及应用前景

该系统是基于计算机信息研发的，其工作原理、技术核心、工作流程、组建形式、操作规程等个方面因素决定了其具有操作简便、信息准确度高、输出信息直观、流程管理的相对独立、搜索引擎强大等诸多特点，决定了其在电力配网中的强大功能及无可取代的地位。其强大的功能不仅仅可以应用于电力配网中地理情况的表现上，还可以利用其强大的信息存储与处理功能，进行广度上的电力服务方面的拓展。因此，电力单位在建立健全GIS地理系统时，应先充分熟悉该系统的结构以及各种功能，从另一个高度设计其使用方案，是最能够充分的发挥出全面的功能，方便快捷的解决电力配网中的诸多问题，推动配网自动化技术的革新。

4.总结

经济发展对能源的需求不断增加，城市电网经过多年的使用后，需要有效的管理与改造，及时排除不稳定因素。在电网的管理上，引入GIS 技术并与具体电网情况向结合，实现电网各个环节的管理，如输变电管理、设备管理、配电管理等，为其提供给可靠的信息地理反应图作为参考。也可以对电网上设备的运营状态、过程等进行监控，出现故障时可以快速准确的检测出故障发生，以便及时进行故障的排查，解决问题，不仅仅在微观上提高电网工作人员的工作效率，降低了维护及检修的工作量，弱化了劳动强度，也实现了配电线路运行管理。

参考文献：

[1]曹书平，况明生.GIS在配电网中的应用与发展[J].中国科技信息.2009（06）：128-129.

[2]邹彦艳，刘均.GIS技术在电力实时监控系统中的应用[J].科学技术与工程.2009（01）：156-159.

[3]张洪吉，邹峥嵘，陈军，李绪平.基于GIS的配电网管理信息系统[J].测绘科学.2009（01）：194-195.