GIS在電力配電網(wǎng)系統(tǒng)中的應用

秦毅　王明惠　王猛

摘 要：近年來，科學技術的發(fā)展日新月異，電力系統(tǒng)方面也不斷出現(xiàn)應用高新科技產(chǎn)品的情況，而GIS技術基本上滿足了高科技、高標準的現(xiàn)代化勘測。本文以GIS在電力網(wǎng)絡的實際應用為切入點，同時配合電力網(wǎng)絡使用的智能化GIS平臺，詳細介紹說明了GIS在電力網(wǎng)絡中所起的重要作用。

關鍵詞：GIS；電力配電網(wǎng)系統(tǒng)；應用

GIS（Geographic Information System），在中國被稱為地理信息系統(tǒng)，是一種基于現(xiàn)代計算機、硬件和軟件以及衛(wèi)星遙感技術等高科技的地理信息服務系統(tǒng)。GIS不僅能對特定位置的空間信息進行圖表等各種形式的數(shù)據(jù)處理、計算等綜合應用，還能夠根據(jù)用戶的需求和該區(qū)域的空間信息特點制定合理的使用方案。作為一門集地理學、地圖學、衛(wèi)星技術通信技術以及計算機技術等為一體的綜合性學科，GIS能夠科學地進行分析，有機結合自身計算機的數(shù)據(jù)庫把推薦方案以獨特的視覺效果展現(xiàn)給用戶。從整個電力系統(tǒng)的角度來看，想要實現(xiàn)“集中”和“分散”協(xié)調發(fā)展，就需要合理把握配電網(wǎng)系統(tǒng)的集中性和開放性，能夠以數(shù)字化的形式共享設計所需要的地理圖形和數(shù)據(jù)，緊隨科技發(fā)展的腳步，學習先進的技術和管理經(jīng)驗，根據(jù)自己身點進行技術革新，保持系統(tǒng)的兼容性，為優(yōu)化配電網(wǎng)系統(tǒng)提供便利。

1 GIS的技術優(yōu)勢

1.1 技術開放性

在計算機類型功能繁多的大環(huán)境下，GIS技術不僅能夠服務ORACLE等主流計算機數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，還能適應SQLSERVER等新興的計算機數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。另外在程序語言上能夠適應C語言、JAVA等多種程序語言和各自的編程工具。為了營造更加開放的環(huán)境，GIS還可以在專業(yè)的程序中嵌入各種適應用戶需求的非專業(yè)程序環(huán)境，對于提高GIS的可連接性有很大的幫助。

1.2 技術先進性

GIS在開發(fā)技術上的選擇與世界最先進的計算機軟、硬件技術，網(wǎng)絡通信技術以及地圖技術等接軌，對于實現(xiàn)遠程的數(shù)據(jù)查詢和不同類型地圖之間的變換，以及直接復制打印有效的地理信息有重要意義。另外，GIS還能夠根據(jù)程序設置直接完成現(xiàn)場的數(shù)據(jù)勘測記錄工作和模擬定位工作。在生成效果圖技術上，它采用國際領先的分層處理技術，可以直接完成無級縮放、選擇性定位等工作。通過科學條理的分析利弊，給出最優(yōu)化方案，為用戶提高工作效率以及輔助管理人員做出正確的決策提供方便。

1.3 技術發(fā)展性

GIS在保持位于高端科學前沿的同時，還保持著與時俱進的功能擴展性特點，根據(jù)自身系統(tǒng)的工作需要，積極與有效科技手段銜接，不斷形成一代又一代的升級版本。這對于成功的開發(fā)先進系統(tǒng)、保持GIS的可擴張性具有重要意義。

2 GIS技術在配電網(wǎng)系統(tǒng)中的規(guī)劃方法

2.1 用于空間負荷預測

空間負荷預測簡單地說，就是根據(jù)當?shù)氐臍v史相關資料來預測該地區(qū)的未來發(fā)展方向，科學地來說就是為了滿足配電網(wǎng)系統(tǒng)的建設條件，需要將當?shù)氐牡乩砜臻g信息進行數(shù)字化管理，調查該地區(qū)相關的資料并輸入GIS系統(tǒng)、運行系統(tǒng)，根據(jù)需要在地圖上用數(shù)字化統(tǒng)計的形式來分析本地未來的發(fā)展趨勢，并對原計劃做出相應的調整。因為空間負荷預測工作是建設配電網(wǎng)系統(tǒng)的基礎性工作，因此必須確保輸入GIS的數(shù)據(jù)準確、詳細而且全面，這就需要城市規(guī)劃部門的幫助，合理地配合使用GIS配套功能，經(jīng)過反復的模擬討論，最后再對設計方案進行優(yōu)化設計。

2.2 用于系統(tǒng)網(wǎng)絡結構優(yōu)化

在完成配電網(wǎng)系統(tǒng)建設的基礎工作——空間負荷預測之后，就需要根據(jù)GIS的分析結果進行網(wǎng)絡優(yōu)化工作。非線性混合整數(shù)規(guī)劃模型是進行網(wǎng)絡模型優(yōu)化的最實用方法。這就需要在數(shù)學建模時選擇適當?shù)暮瘮?shù)關系，就配電網(wǎng)系統(tǒng)建設建?？梢钥紤]使用整個系統(tǒng)的年投資為目標函數(shù)，約束條件應該包括配電網(wǎng)的房舍條件、變壓器的容量限制以及負荷需求，利用模擬軟件進行最佳算法的優(yōu)化組合，在滿足設計目的的基礎上選擇最優(yōu)方案。

3 GIS在電力配電網(wǎng)中的實際應用

我國在電力網(wǎng)系統(tǒng)開始使用GIS技術是在20世紀90年代，由于當時的國內技術并不是很成熟，而且發(fā)展緩慢，因此在配電網(wǎng)系統(tǒng)中應用GIS技術比較困難，而且國外專家的維護費用也相當昂貴。隨著改革開放的不斷深入，我國GIS技術也實現(xiàn)了巨大的飛躍，不僅滿足了建設電力網(wǎng)系統(tǒng)的應用，而且國家也推出了完善的保障制度，十分有利于GIS技術發(fā)揮其科學高效的技術特點。盡管如此，GIS技術依然存在諸多限制使用的不足：一是沒有優(yōu)質的系統(tǒng)開發(fā)平臺，從基礎配置上不能滿足一些高級功能的需要；二是過分地依靠網(wǎng)絡手段，不能實現(xiàn)接口對接口的數(shù)據(jù)共享等。

GIS技術在配電網(wǎng)系統(tǒng)的使用一直很被看好，這對于實現(xiàn)配電系統(tǒng)的“采集信息、線路的智能化管理、合理的調度搶修工作、實現(xiàn)地圖管理”的“四合一”具有重要意義。目前，在國家主管部門的大力協(xié)調下，已經(jīng)有多地的電力公司引入GIS技術，并取得了良好的效果，下一步準備在全國范圍內逐步實現(xiàn)GIS技術進入國家電網(wǎng)，這既有利于電業(yè)公司完善服務方式，而且還有利于保障轄區(qū)內配電網(wǎng)系統(tǒng)的安全和及時搶修故障。

4 結論

通過專業(yè)人士的研究，實現(xiàn)GIS技術在配電網(wǎng)系統(tǒng)的高效利用，對于優(yōu)化國家電網(wǎng)的配電網(wǎng)絡和供電設備結構具有深遠意義，而且，實現(xiàn)GIS與配電網(wǎng)系統(tǒng)的嵌入式發(fā)展，對于提高供電網(wǎng)工作人員的工作效率和服務質量也會有顯著效果。同時，也為企業(yè)樹立良好的社會形象，隨之而來的就是經(jīng)濟收益的直接增長，為企業(yè)的發(fā)展打下堅實的基礎。除此之外，應該注意的是必須合理地規(guī)劃電網(wǎng)系統(tǒng)，提高質量優(yōu)化設計，使得配電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展與城市規(guī)劃的發(fā)展步調一致。

參考文獻

[1]曹書平，況明生.GIS在配電網(wǎng)中的應用與發(fā)展[J].中國科技信息，2009，（6）：128-129.

（作者單位：國網(wǎng)安徽省電力公司池州供電公司）