地理信息系统在配电网自动化中的应用

2014-04-07丁娟

河南科技 2014年20期

丁娟

（国网银川供电公司调度控制中心，宁夏银川 750001）

GIS 已成为配电网自动化不可缺少的重要组成部分。电力设备分布图以实际地理位置为背景，一方面用户可以更为方便地了解设备的具体空间位置，另一方面可以准确地反映配电网的具体工作情况，用户可通过查看实时信息进行了解。

1 空间数据的组织方式

在查看相关的地理空间数据时，我们主要是以空间位置为参考，将地图作为空间数据的表现方式，而空间实体和某坐标系统（一种参考系统）两者则可以体现空间位置。在计算机中的表达中，可以用点、线、面再加上说明和注记来表示任何空间实体，比方说，我们可以用点、线、面来表示居民小区、道路、电话亭、电线路等这些空间实质物体。

空间数据的这种组织方式，一方面使配电网自动化这一要求得到满足。另外一方面，还可以将配电网的实际分布展现出来，而这建立在根据实际地理位置进行布置的基础上。可以通过层的概念有效地管理图形和基础数据，并且层次之间的组合方式比较灵活，还可以自由地进行分层。

属性数据是与空间图形数据对应的另一种数据，通过对相关信息的描述来展现实际情况，这些相关信息包括称号、电缆的型号、线路的编号、额定的电流、配电线路长度、配变的型号、安装的确切位置、投运运营的时间、检修的情况等。通过查阅这些属性数据，我们可以更方便地进行档案资料的查询。那些本身存在但未被录入的属性数据必须在GIS 中进行录入和编辑，而对于已在管理信息系统（MIS）中录入和使用的部分，则可以通过共享途径直接获取。

2 配电网GIS 的搭建

目前配电网GIS 的开发方案中，一种是将GIS 作为一个基础平台，实现GIS 的辅助功能。另一种是将其与SCADA 共同运作，不再作为一个平台，而只是其中的组成部分，从而实现整个配电网的自动化。相较而言，笔者更偏向于第二种方案，主要有以下三方面的原因:首先，新添加的GIS 只要通过数据库的关联就可以实现信息的共享。当然，前提是目前大部分地方SCADA系统的功能已经完成并投入运行。其次，可以保证各子系统的独立性，使整个系统的可维护性增强。再次，减少了开发GIS 子系统的工作量，节约成本。

3 GIS 在电力企业中的作用

供电局的配电网GIS 经历了多次软件升级和开发，主要体现在从过去单一性的功能转换到多样性功能，如今可以半自动生成开闭所一次接线图，显示实时信息，实现停电负荷统计的模拟等。

GIS 是一种有效管理配电网运行的技术载体。借助这种技术载体，配电网的运行现状可以一目了然地呈现在电力企业面前，同时，也可以使得一些应用系统如MIS、企业资源计划管理系统（ERP）、配电网自动化系统（SCADA）、生产信息管理系统、营销系统等更好地发挥作用。

4 开发相关的系统

相关系统的开发主要是以模块的方式进行划分，以配电网自动化中的应用功能为基础。这样做主要是因为GIS 数据量比较大，相对于一般我们所了解的管理系统，GIS 的维护工作更加复杂，所以，除了依据一定的专业知识，也需要根据不同的职能对GIS 进行相应的开发。

GIS 按照功能划分，主要可分为以下3个子系统:（1）系统编辑、维护子系统，主要负责配电网图形的编辑和数据库的维护。（2）实时运行对子系统，操作相关的配电设备，从而实时反映操作结果。（3）浏览、查询子系统，可完成查询、统计、分析工作，监控当前电网状况。

GIS 发展迅猛，与其相关的组件很多，如ERSI 的Map Objects，MapInfo 的Map X，Intergraph 公司的Geo Media 等。另外，Internet 技术的快速发展，也对GIS 的建立提出了更高的要求。 Web GIS 是Internet 与GIS 相结合的产物，而GIS 的应用功能通过客户端的浏览器便可以调用。目前市场上已出现相关产品，如ESRI 的Internet Map Server（IMS），MapInfo 的MapXtreme，AutoDesk 的MapGuide，Intergraph 的AMTO3000。未来应进一步研制一种可以对故障期间故障录波器记录的数据进行分析的软件，这种软件主要是以每个采样点为基础进行相角离线分析，从而为分析系统安全自动装置、校核稳定计算效果和保护的动作行为提供重要的判断依据。

时间精度微秒级时标可安装于不同母线的测量设备，为日后研制区域性安全自动装置提供基础。日后如能采用一种专用光纤或微波通道，实时而高速地将有关采样信息传送至中心站，对不同地点的电气信息进行分析处理后，相关厂站接收到相关的控制措施并予以实施，这样电力系统稳定水平必将大大提高。

国产故障录波器的发展方向是研制出带有微秒级时间精度时标的故障录波器，该种故障录波器对电力系统运行分析有着重要意义。