GIS技术在配网自动化系统中的具体应用研究

　　1　配网自动化系统中引入GIS的重要意义

　　GIS也被称之为地理信息系统，它既是一种非常典型的空间信息系统，也是一种决策支持系统，该系统以地理空间数据库为基础，利用计算机技术采集、管理、操作、分析、模拟空间相关数据，并且通过地理模型分析法向用户提供动态的地理信息，以便为地理研究、分析决策提供可靠依据。

　　配电网工程数据与地理位置信息有着直接关系，如架空线路、电缆、变压器设备、中压变电所等都体现出了空间地域分布特性。在传统的管理方式下，配电网工程的地理分布信息都保存在纸介质中，使得信息更新较慢、手工检索效率较低、资料一致性偏差，并且难以综合分析这些庞杂的数据，从而导致决策科学性和准确性不足。同时，供电公司的安全生产管理系统PMS是以关系数据库为基础，对海量属性的数据进行处理，这种信息处理方式已经无法满足配电网自动化系统建设对地理位置信息的需求。绘图软件具备强大的作图功能，虽然能够满足绘制配电系统相关信息的需求，但是却无法对这些资料信息进行管理。还有Mapinfo这种地理信息软件虽然具备数据可视化、信息地图化的功能，但是由于各个图形之间不存在拓扑关系，使得图形信息软件不具备分析计算理论线损、短路容量、负荷预测等高级功能。上述软件只能够向操作人员提供电力设备的电气接线图，线路一次图，使操作人员了解线路、设备、用户之间的连接状况以及简单的地理位置信息，但不能对数据和设备进行拓扑分析和分析管理等，不能满足配网自动化的需要。

　　在配电自动化系统建设中，仅仅依靠电气接线图是远远不够的，必须拓展地理信息功能，主要表现为以下三个方面：一是操作人员需要根据用户提供的用户地理信息、电气设备地理信息以及用户与电气设备之间的相对位置信息合理布局配电网；二是管理操作人员需要根据地理背景图中显示的电流、功率、电压、电度等实际电网信息，以及负荷预测、配电网潮流、网络重构等配电管理应用软件的处理结果，全面掌握配电网运行状况以及影响其运行的因素；三是配网自动化中的负荷管理、设备管理、供电恢复、电量费、用户报装、故障排除等事项处理，也必须用到地理信息。所以，将GIS技术应用到配网自动化中已经成为提高配电管理水平的重要技术手段。GIS技术可以为配电管理提供地理位置数据和图形，构建一个具备地理环境信息的网络模型，使地理信息能够直观地展现出来，有效避免了误操作的风险。在GIS技术的应用下，不仅减轻了电力部门工作人员的工作量，为决策提供可靠的分析工具，而且还实现了由传统经验型管理向科学分析型管理的转变。

　　2　GIS技术在配网自动化系统中的具体应用研究

　　通过对国内一些主要城市的配网自动化系统进行研究后发现，在系统设计的过程中，均是以确保电压质量、降低线损、提高供电可靠性为目标，系统主要是针对配电线路的自动化，并借助相关的技术实现对配电线路的自动化管理和控制。由于配电网直接面向的对象为电力用户，特别是城市电网，它的运行、检修均与地理信息有着密切的关联，正因如此，使得GIS技术成为配网自动化系统中不可或缺的关键技术。下面本文就GIS技术在配网自动化系统中的具体运用进行研究。

　　2.1　GIS技术在配网运行调度中的应用
　　由配网GIS系统生成的各种图形，如单线图、供电范围图等等，可以为配网调度工作的开展提供可靠的依据。GIS技术在配网运行调度中的应用主要体现在以下五个方面：

　　（1）网络拓扑。通过配网GIS系统提供的网络拓扑引擎NTE，能够为后续启动的各种应用软件提供统一的网络拓扑信息，该引擎的继承软件为FLISR、DNC、LC等。

　　（2）潮流计算。基于GIS技术构建起来的配电自动化系统中，LFC是较为重要的一类应用软件，它主要负责对配电网的潮流进行计算。借助该计算软件能够真实反映出配网中各个节点及各条支路中的相关潮流数据，如电压值、电流值、功率等等，这些数据可作为调度人员进行配网线损计算分析的主要依据。

　　（3）DNC。这是由配网GIS系统提供的一项强大且实用的功能，所谓DNC具体是指动态网络着色。通常情况下，由NTE所提供的网络拓扑信息以及相关的潮流计算结果均不太容易辨认，而借助DNC便可以将其快速转换成为易于辨识的颜色代码，这样能够使调度人员更加方便地获得想要的结果，也更容易辨认配网网络的拓扑关系。为了便于实际应用，DNC所提供的相关结果有以下两种表示方法，一种是全局图形，另一种是局部图形，这为调度人员的工作提供了极大的便利。

　　（4）负荷校准。在配网调度过程中，调度人员需要获得较为精确的负荷值，这样才能做出准确的判断，从而确保调度工作的有序进行。负荷校准软件以网络拓扑信息、相关负荷曲线以及实测数据为基础，其不但能够对负荷值进行校准，而且还能对整个网络的状态进行校准，从而获得到可用于潮流计算的有效负荷信息，为潮流计算提供依据。

　　（5）故障准确定位。借助FLISR可以对配网的相间短路故障进行准确定位，并且还能实现故障隔离和恢复。调度人员通过该项功能，可将故障区域的范围进一步缩小，这样有利于快速恢复供电。

　　2.2　GIS技术在配网管理工作中的应用
　　（1）巡视管理。通过现场GIS能够对配电线路巡视检查的路径进行实时显示，并按照当前的位置信息自动开启相关设备的电气参数界面，这样便于操作人员对设备进行巡视检查。在具体的巡视检查过程中，若是在现场资料与GIS提供的资料存在差异时，GIS系统能够提供该差异信息的界面，同时将该信息更新到数据库当中，以备日后使用。

　　（2）设备管理。配电网具备线路长、地域范围广、电压变化频繁等特点，所以在供电过程中需要使用多种类型的设备，而依靠传统数据库软件很难实现对设备的全面管理，易出现误操作造成运行事故。将GIS技术应用到配网自动化管理中，能够利用GIS技术分析处理各类地理信息，输出直观、形象的电子地理图形，如实反映电网分布、电力设备、终端用户连接位置等具体情况，同时GIS系统还能够储存各种设备信息，如设备功能、设备安装位置、设备特点与适用范围以及设备检修记录等，从而有利于对设备实施远程监控。同时，GIS系统还可以建立设备与图形的拓扑关系，使配网管理人员获取重要电力设备的相关信息，为排查设备故障、安排设备检修提供可靠依据，不断提高配电网维护的工作效率。

　　（3）终端管理。在扩大电网规模、改造电网线路以及更新电力设备的过程中，需要搜集相关信息，以便为各项工作的顺利开展提供可靠依据。而GIS系统能够从地图上直接获取各个电力终端使用点的设备周期、设备运行、电力消耗、荷载等相关情况，为设计改造方案提供科学的依据。如果客户在改造施工过程存在疑问，那么可利用GIS系统上的地图自动定位和查询功能，对客户疑问做出详细、形象解答。此外，营销部门还可以根据用户地址进行编码，构建有条不紊的管理秩序。

　　3　结语

　　总而言之，配电网作为整个电力系统的终端，其主要面向的对象为电力用户，它的运行稳定与否直接影响用户的电能使用。随着电力用户用电负荷的不断增大，对配电网的运行可靠性提出了更高的要求。为此，确保配电网的安全、稳定、可靠运行尤为重要。GIS技术在配网自动化系统中的应用，不但提高了配网运行管理的工作效率，而且大幅度提高了配电网的调度和管理水平，从而使得供电质量显着提升。

　　参考文献
　　
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