县级供电企业低压配电网地理信息系统的研发

范孝良，于 宁，董正华

(1.华北电力大学 机械工程系，河北保定071003;2.华北电力大学电力工程系，河北保定071003)

1 低压配电网地理信息系统

低压配电网是指电压等级在10 kV以下的配电网络，包括400，380，220 V.低压配电网地理信息系统(GIS)是将供电企业低压配电网的日常管理工作与地理信息技术、计算机技术和数据库技术有机结合形成的软件系统［1］.该系统利用全球卫星定位设备采集低压配电网中的变压器、杆塔和表箱的地理位置，在矢量化的电子地图背景上自动绘制出配电线路和接户线走向，形成了低压配电网全方位管理的可视化工作平台.依托该工作平台，以直观可视的方式对低压配电网和低压设备进行管理，将极大提高供电企业的管理水平和工作效率.另外，低压GIS通过共享MIS数据，可以实现对低压电力客户的可视化查询［2］.更为重要的是，以低压GIS中形成的配电网拓扑关系为基础，结合各用户的用电量就可以对配电地区的理论线损率进行准确计算，为降损节能管理工作提供科学依据［3］.

1.1 低压地理信息系统与高压地理信息系统的比较

高压配电网是指电压等级在10 kV及其以上的配电网络，对于县级供电企业来说，主要包括10，35，110，220 kV.高压配电网地理信息系统，简称高压GIS.尽管低压GIS和高压GIS都是对配电网进行管理的系统，但是由于对象的不同，在系统规划和功能设计上有很大的差异，具体见表1［4］.

1.2 低压地理信息系统的技术难点

低压GIS的建立是一个庞大而又复杂的过程，需要大量数据、图形、文档、标准以及各部门之间的配合与统一，在建设中需要考虑以下问题:

a.系统用户数据庞大，应用服务器运行数据负荷较重，一旦发生服务器“崩溃”等问题，后果严重.因此要求开发系统的容量、软硬件兼容，开发平台以及数据库可以支撑庞大的数据负荷，或者备有数据库存储服务器，以防万一.

b.末端用户数量众多且分布集中，几米的误差可能导致表箱的地理空间位置错位甚至完全混乱.因此对GPS采集数据的精度要求较高，要对入户表箱的每个点分理明白.

c.在基础数据准备阶段，要进行大量数据的采集、测量和存储，要求GPS手持仪的采集手段快捷，数据录入方便，提供低人耗高成效的工作方式.

2 低压地理信息系统开发

2.1 系统开发目标

a.充分利用网络资源.以B/S方式运行，将基础性、全局性的处理交由服务器执行，而对数据量较小的简单操作则由客户端直接完成.能够灵活高效地寻求计算负荷和网络流量负载在服务器端和客户端的合理分配.

表1 高压GIS与低压GIS的比较

b.3层结构的系统核心层.减少服务器负担，并且通过服务器负载均衡的技术解决多用户同时运行的瓶颈问题，整个系统在Internet/Intranet和网络数据库上完成，保证数据的唯一性和一致性.

c.简单的操作系统.用户只要经过简单的培训就可完成系统的所有操作，降低系统维护的复杂程度.

d.基于MVC架构.以IIS为基础的 ASP系统服务器端使用 VBScript脚本语言，客户端使用JavaScript脚本语言，基于AJAX框架.

e.基于GIS的低压理论线损计算.可以根据图形拓扑关系和低压MIS数据进行低压理论线损计算.以精确的GIS数据做支持，使低压理论线损计算更加准确［7－8］.

f.图形数据和属性数据一体化存储.确保快速查询等操作速度，避免计算机受到病毒破坏或其它故障造成图形数据和属性数据不一致的问题.数据库一体化，提供通用数据接口，保证数据共享.

g.一体化人机界面.提供友好的、人性化人机界面，所有菜单格式和图形界面格调统一规范.自定义各种设备的图形符号，丰富且人性化的视图导航工具，简单易用的图形绘制功能，灵活实用的图形编辑功能，完善的权限管理和统计功能.

2.2 系统开发模式

针对县级供电企业对低压地理信息系统的功能要求及其所具备的条件，在比较了B/S和C/S两种开发模式的基础上(见表2)，拟采用基于B/S模式的低压地理信息系统.这样既可以降低硬件资源购买及软件开发的费用，又可以降低后期维护的费用，工作人员可以在任何时间和地点登陆地理信息系统，真正实现了实时操作的功能.

表2 C/S与B/S架构优劣比较

2.3 低压地理信息系统功能结构

系统结构如图1所示.

图1 系统功能图

3 低压地理信息系统的主要模块设计

3.1 低压GIS管理

利用全球卫星定位设备采集低压配电网中的变压器、杆塔和表箱的地理位置，在图2所示的矢量化电子地图背景上自动绘制出配电线路和接户线走向，形成低压配电网全方位管理的可视化工作平台.

图2 地图显示

3.2 低压设备管理

依托该工作平台，以直观可视的方式对低压配电网和低压设备进行管理，将极大地提高供电企业的管理水平和工作效率.另外，低压GIS通过共享MIS数据，可以实现对低压电力客户的可视化查询.

3.3 低压设备物资管理

供电企业的管理过程同时也是各种电力物资的消耗过程，物资储备会占用大量资金.另外，由于物资供应渠道多，物资品种规格又千变万化，建立物资管理信息系统非常必要，也是当务之急.本系统可以使农电物资的申请、审批、使用、回收等环节均实行统一规划管理，提高了管理的透明度，弥补了原有人工统计的疏漏，提高了经济效益.

3.4 低压线损计算

以低压GIS中形成的配电网拓扑关系为基础，结合各用户的用电量就可以对配电区的理论线损率进行准确计算，为降损节能管理工作提供科学依据.

4 结语

结合县级供电企业的需求实际，运用地理信息技术和软件开发技术，开发了适用于县级供电企业的低压配电网GIS全方位管理的可视化工作平台，技术先进，系统功能设计合理，性价比高，具有系统定制能力和二次开发能力，安全可靠，为实现县级供电企业的现代化管理打下了夯实的基础.

［1］徐学卫，杨松林.MaPInfo GIS二次开发方法的研究与实践［J］.铁路航测，2001(2):3 －5.

［2］ Lin Whei-Min，Teng Jen-Hao.Three-phase distribution network fast-decoupled power flow solutions［J］.Electric Power and Energy Systems，2000(22):375 －380.

［3］黄芳，吴元龙，危韧勇，等.GIS在电力信息系统中的应用［J］.计算机工程，2001，27(5):159－161.

［4］刘秀玲，陈超英.配电网地理信息系统数据库设计与图形绘制［J］.电力系统自动化，2001，25(10):6 －8.

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［6］冯丹，谈术，王果.GIS技术在配电管理中的应用［J］.四川电力技术，2003(4):55－57.

［7］刘德刚，陆洪智.配电网GIS的一种开发模式探讨［J］.中国地质大学学报，2002，27(3):326 －328.

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