地理信息系統(tǒng)在配電網(wǎng)自動化中的應(yīng)用

丁 娟

（國網(wǎng)銀川供電公司調(diào)度控制中心，寧夏 銀川 750001）

GIS 已成為配電網(wǎng)自動化不可缺少的重要組成部分。 電力設(shè)備分布圖以實際地理位置為背景， 一方面用戶可以更為方便地了解設(shè)備的具體空間位置， 另一方面可以準確地反映配電網(wǎng)的具體工作情況，用戶可通過查看實時信息進行了解。

1 空間數(shù)據(jù)的組織方式

在查看相關(guān)的地理空間數(shù)據(jù)時，我們主要是以空間位置為參考，將地圖作為空間數(shù)據(jù)的表現(xiàn)方式，而空間實體和某坐標系統(tǒng)（一種參考系統(tǒng)）兩者則可以體現(xiàn)空間位置。 在計算機中的表達中，可以用點、線、面再加上說明和注記來表示任何空間實體，比方說，我們可以用點、線、面來表示居民小區(qū)、道路、電話亭、電線路等這些空間實質(zhì)物體。

空間數(shù)據(jù)的這種組織方式，一方面使配電網(wǎng)自動化這一要求得到滿足。 另外一方面， 還可以將配電網(wǎng)的實際分布展現(xiàn)出來，而這建立在根據(jù)實際地理位置進行布置的基礎(chǔ)上?？梢酝ㄟ^層的概念有效地管理圖形和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)， 并且層次之間的組合方式比較靈活，還可以自由地進行分層。

屬性數(shù)據(jù)是與空間圖形數(shù)據(jù)對應(yīng)的另一種數(shù)據(jù)，通過對相關(guān)信息的描述來展現(xiàn)實際情況，這些相關(guān)信息包括稱號、電纜的型號、線路的編號、額定的電流、配電線路長度、配變的型號、安裝的確切位置、投運運營的時間、檢修的情況等。 通過查閱這些屬性數(shù)據(jù)，我們可以更方便地進行檔案資料的查詢。那些本身存在但未被錄入的屬性數(shù)據(jù)必須在GIS 中進行錄入和編輯， 而對于已在管理信息系統(tǒng)（MIS）中錄入和使用的部分，則可以通過共享途徑直接獲取。

2 配電網(wǎng)GIS 的搭建

目前配電網(wǎng)GIS 的開發(fā)方案中，一種是將GIS 作為一個基礎(chǔ)平臺，實現(xiàn)GIS 的輔助功能。 另一種是將其與SCADA 共同運作，不再作為一個平臺，而只是其中的組成部分，從而實現(xiàn)整個配電網(wǎng)的自動化。 相較而言，筆者更偏向于第二種方案，主要有以下三方面的原因:首先，新添加的GIS 只要通過數(shù)據(jù)庫的關(guān)聯(lián)就可以實現(xiàn)信息的共享。 當(dāng)然，前提是目前大部分地方SCADA系統(tǒng)的功能已經(jīng)完成并投入運行。其次，可以保證各子系統(tǒng)的獨立性，使整個系統(tǒng)的可維護性增強。 再次，減少了開發(fā)GIS 子系統(tǒng)的工作量，節(jié)約成本。

3 GIS 在電力企業(yè)中的作用

供電局的配電網(wǎng)GIS 經(jīng)歷了多次軟件升級和開發(fā)，主要體現(xiàn)在從過去單一性的功能轉(zhuǎn)換到多樣性功能， 如今可以半自動生成開閉所一次接線圖，顯示實時信息，實現(xiàn)停電負荷統(tǒng)計的模擬等。

GIS 是一種有效管理配電網(wǎng)運行的技術(shù)載體。 借助這種技術(shù)載體， 配電網(wǎng)的運行現(xiàn)狀可以一目了然地呈現(xiàn)在電力企業(yè)面前，同時，也可以使得一些應(yīng)用系統(tǒng)如MIS、企業(yè)資源計劃管理系統(tǒng)（ERP）、配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)（SCADA）、生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)、營銷系統(tǒng)等更好地發(fā)揮作用。

4 開發(fā)相關(guān)的系統(tǒng)

相關(guān)系統(tǒng)的開發(fā)主要是以模塊的方式進行劃分，以配電網(wǎng)自動化中的應(yīng)用功能為基礎(chǔ)。 這樣做主要是因為GIS 數(shù)據(jù)量比較大， 相對于一般我們所了解的管理系統(tǒng)，GIS 的維護工作更加復(fù)雜，所以，除了依據(jù)一定的專業(yè)知識，也需要根據(jù)不同的職能對GIS 進行相應(yīng)的開發(fā)。

GIS 按照功能劃分，主要可分為以下3個子系統(tǒng):（1）系統(tǒng)編輯、 維護子系統(tǒng)， 主要負責(zé)配電網(wǎng)圖形的編輯和數(shù)據(jù)庫的維護。 （2）實時運行對子系統(tǒng)，操作相關(guān)的配電設(shè)備，從而實時反映操作結(jié)果。 （3）瀏覽、查詢子系統(tǒng)，可完成查詢、統(tǒng)計、分析工作，監(jiān)控當(dāng)前電網(wǎng)狀況。

GIS 發(fā)展迅猛， 與其相關(guān)的組件很多， 如ERSI 的Map Objects，MapInfo 的Map X，Intergraph 公司的Geo Media 等。 另外，Internet 技術(shù)的快速發(fā)展， 也對GIS 的建立提出了更高的要求。 Web GIS 是Internet 與GIS 相結(jié)合的產(chǎn)物，而GIS 的應(yīng)用功能通過客戶端的瀏覽器便可以調(diào)用。 目前市場上已出現(xiàn)相關(guān)產(chǎn)品，如ESRI 的Internet Map Server（IMS），MapInfo 的MapXtreme，AutoDesk 的MapGuide，Intergraph 的AMTO3000。 未來應(yīng)進一步研制一種可以對故障期間故障錄波器記錄的數(shù)據(jù)進行分析的軟件，這種軟件主要是以每個采樣點為基礎(chǔ)進行相角離線分析，從而為分析系統(tǒng)安全自動裝置、 校核穩(wěn)定計算效果和保護的動作行為提供重要的判斷依據(jù)。

時間精度微秒級時標可安裝于不同母線的測量設(shè)備，為日后研制區(qū)域性安全自動裝置提供基礎(chǔ)。日后如能采用一種專用光纖或微波通道，實時而高速地將有關(guān)采樣信息傳送至中心站，對不同地點的電氣信息進行分析處理后， 相關(guān)廠站接收到相關(guān)的控制措施并予以實施，這樣電力系統(tǒng)穩(wěn)定水平必將大大提高。

國產(chǎn)故障錄波器的發(fā)展方向是研制出帶有微秒級時間精度時標的故障錄波器， 該種故障錄波器對電力系統(tǒng)運行分析有著重要意義。

5 結(jié)語

配電網(wǎng)的發(fā)展與現(xiàn)代化對電力發(fā)展起著舉足輕重的作用，是電力系統(tǒng)運行的重要環(huán)節(jié)。 應(yīng)用配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)，電網(wǎng)的運行狀況可以更清晰地展現(xiàn)在人們的面前， 并最終可對電網(wǎng)實時有效地進行管理，提高電網(wǎng)管理質(zhì)量，保障供電的可靠性。 筆者堅信，隨著科學(xué)技術(shù)的進步和電網(wǎng)企業(yè)的發(fā)展，配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)定將得到廣泛的應(yīng)用。