基于营配贯通和可视化技术的配电网电子沙盘系统的设计与开发

林洲游，邵丹璐，林 群

（1.国网浙江省电力公司温州供电公司，浙江 温州 325000；2.浙江创维自动化工程有限公司，杭州 310026）

基于营配贯通和可视化技术的配电网电子沙盘系统的设计与开发

林洲游1，邵丹璐2，林 群1

（1.国网浙江省电力公司温州供电公司，浙江 温州 325000；2.浙江创维自动化工程有限公司，杭州 310026）

针对沿海地区台风、暴雨等极端天气给电力抢修带来的困难，分析了抢修应急决策辅助信息展示需求，研究了配电网电子沙盘系统的应用架构，构建的系统具有应急准备、应急指挥和日常模拟3大功能，阐述了实现该系统的关键技术。利用该系统，可提高可视化指挥决策辅助水平，满足各类人员对多领域、多层次和多维度展示的应用需求。

配网抢修；电子沙盘；应急管理；辅助决策

0 引言

江浙、福建等沿海地区，每年都会因台风、暴雨等极端天气造成大面积停电，存在抢修面积大、时间紧和难度大等困难。近年来，随着信息技术在电力行业的广泛应用，为提高电网抢修处理过程中的决策能力和有效指挥、组织抢修及恢复重建工作提供了有力的技术支撑。

将图形技术、网络技术和地理信息技术等应用于配电网（以下简称配网）抢修工作，进行辅助管理和决策，可提高配网抢修能力[1，2]。电子沙盘对当前灾情的态势输出与信息输入具有快速、简便和精确等优点[3]，易于动态更新，将电子沙盘融入配网抢修系统，可为抢修规划、决策、评价和管理提供有效的参考依据。浙江省电力公司通过开展营配贯通工作，将原营销、配网运行分管的专业工作进行优化整合，统一了生产组织模式和资源配置，实现了配网运行、故障调度、检修和营销管理的无缝链接[4]，提高了供电服务能力和运营管控能力[5]。

从极端天气下配网抢修速率和优化指挥决策的角度出发，设计开发了基于营配贯通和可视化技术的配网电子沙盘系统，该系统在应急准备、应急指挥和日程模拟3方面充分发挥作用，为提高可视化指挥决策辅助水平、加快特殊情况下抢修速度提供了平台，可满足各类人员对于多领域、多层次和多维度展示的应用需求。

1 设计思路

1.1 配网电子沙盘总体架构

应急指挥系统关注主网和配网应急救灾全过程的监控和管理，配网电子沙盘系统应用于配网应急指挥，基于现有营配贯通成果，结合电网GIS（地理信息系统）平台可视化功能，为配网应急指挥人员在应急事件发生时提供相应的数据支持和辅助功能，对配网设备的运行状况、抢修队伍和抢修物资的调配情况进行可视化展示。系统应用架构如图1所示。

图1 配网电子沙盘应用架构

配网电子沙盘平台由感知层、融合层和应用层组成，感知层集成PMS（生产管理系统）、CIS（营销管理系统）、GIS（电网地理信息系统）、EMS（调度自动化系统）、配网抢修系统、营配贯通平台、气象平台等多个系统和数据，构成系统的末端触电网络；融合层构建统一电网拓扑、地理和资源图形信息模型，实现各种类型数据的高速传输、分布存储、集中处理和智能分析；应用层构建了微应用框架，具备在线监测、快速指挥、汇总分析的微应用公共模块。

1.2 配网电子沙盘特点

配网电子沙盘主要为防汛抗台、防雪防冻和电网风险等特殊业务场景进行抢修指挥而开发的具有展示、指挥和数据统计功能的营配贯通数据共享平台，系统主要特点如下：

（1）研究了基于PMS系统设备从属关系的配网设备快速停电及恢复工具。通过PMS系统配网设备的主从属关系，结合营销系统的用户信息，在应急事件发生时，进行大批量设备停电的快速分析及地理图构面工作。

（2）研究台风预警风圈范围内，受影响设备的分布趋势。在台风预警风圈内，以抢修网格为基础单元，实现受影响配网设备和用户的实时分布统计和趋势预测。

（3）研究配网故障抢修、EMS与配网电子沙盘的数据共享融合。基于配网电子沙盘平台，推送公变停电、专变停电、智能总保和开关告警数据，提供快速停电功能。

2 功能模块

基于营配贯通和可视化技术的配网电子沙盘系统，包括应急准备、应急指挥和日常模拟三大功能模块（功能框架如图2所示），实现了应急监控、专项抢修、应急指挥和日常模拟等功能。

图2 配网电子沙盘功能框架

2.1 应急准备

2.1.1 基础模块

（1）网格规划模块：依托城市管理及数字化信息平台，基于城镇按供电所供电范围、市区按营业厅/班组供电范围的原则，默认划分抢修责任网格，加强对单元网格的信息管理。系统基于GIS地图的供电范围自动生成网格并支持手动调整，提供抢修网格的技术数据维护和展示。

（2）应急预案模块：提供了面对突发事件的应急管理、指挥和救援计划等内容，为极端天气不同阶段下的突发状况提供了参考和依据。

2.1.2 事件建立

风险预警模块提供了电网风险预警、自然灾害预警等事件的维护界面，包括预警信息内容、有效期、预警等级等信息，基于预警事件的状态进行应急抢修。

2.1.3 事件筹备

事件筹备是预警事件业务流程中不可缺少的一环，为抢修提供重要保电用户、抢修人员和抢修资源等重要基础数据信息。

（1）保电用户：根据风险预警等级，自动获取营销系统的保电用户信息。

（2）队伍管理：根据风险预警等级和影响范围，提供抢修队伍管理维护功能。

（3）装备管理：根据风险预警等级和影响范围，提供抢修资源管理维护功能。

2.2 应急指挥

2.2.1 事件监视

（1）电子沙盘：电子沙盘模块是系统的核心业务模块，提供了一个可视化展示和指挥决策的平台，可进行包括气象数据、停电态势操作、倒杆断线、资源分布和保电用户的展示。

气象数据模块主要为系统提供日常气象、台风数据的展示，提供台风路径预测、影响范围分析等数据，为指挥决策提供数据依据；停电态势模块提供系统停电业务操作及展示平台，并统计停电影响的设备和用户范围；倒杆断线模块提供倒杆断线的定位信息展示；资源分布模块提供抢修队伍及资源的调配和实时位置展示。

（2）停电情况：提供系统停电列表，提供复电操作，统计停电影响数据，为抢修指挥人员提供业务操作平台。

（3）受损情况：基于系统的受损操作平台，提供斜杆、倒杆、断杆、断线、杆上设备故障、异常等7种受损类型的维护。

（4）视频监控：展示变电站等视频信息，为抢修监控人员提供信息参考。

2.2.2 事件总结

信息上报模块提供10kV及以上输变电设备停役情况表、供电计划明细统计表、变电站主变停役统计表、线路停役情况表、台风倒塔情况明细表等数十张报表，自动统计系统相关数据，为抢修一线值班人员及抢修指挥中心汇总查看数据提供信息化手段，以便整体掌握事件灾情及恢复情况，为抢修指挥决策提供辅助数据。

2.3 日常模拟

日常预警模块提供了日常预警事件的维护界面，为模拟停电操作提供日常事件；停电分析模块提供系统的模拟停电业务操作平台、模拟停电数据统计平台和模拟停电情况展示平台，满足日常模拟下的停电操作和数据分析。

3 关键技术

配网电子沙盘系统在配网抢修平台的基础上，融合了多平台的数据信息，构建该系统的关键技术如下。

3.1 主线、支线分离停电与恢复关系分析

在应急情况下，有大量线路停电，但主线的停电大多由某支线故障造成的。为减小停电影响范围，现场抢修会及时隔离支线，以实现对主线的快速送电，降低风险。因此在配网电子沙盘系统应用上，需要实现主线、支线的同步停电，恢复送电时故障支线不复电、而主线和其余支线快速恢复送电，从而保证数据统计的可靠性，为快速定位应急抢修提供有力依据，同时降低灾害造成的经济损失。

3.2 信息的获取、整合与展示

系统信息包括主网线路数据、台风预警及路径、及时天气信息、道路交通状况和应急力量分布等多重信息，系统需要快速准确地获取这些信息，整合后全面、完整地展现给指挥人员。

3.3 应急力量间的及时信息共享

在应急情况下，要实现准确有效的指挥调度，现场态势的获取是基础，高效沟通是保障，系统需要建立指挥中心和现场抢修人员之间的沟通桥梁，为抢修调度提供保障。

4 结语

针对极端天气下电力抢修工作中存在的困难，以优化指挥决策为目标，设计开发了基于营配贯通和可视化技术的配网电子沙盘系统，具有应急准备、应急指挥、日程模拟等功能，在一定程度上优化了抢修工作，为防汛抗台工作的开展提供一定参考。

另外，系统建设还存在两方面不足，需要进一步完善：路径分析方面，在天气、地形、环境等约束条件下，对抢修力量抵达时间、最优抵达路径等问题进行分析和演示；流程优化方面，在应急预案指导下，将抢修流程与应急预案流程相结合，优化和标准化特殊情况下的抢修业务流程。

[1]蒋锦霞，庄晓丹，梅峰.配网生产抢修指挥平台设计及应用[J].系统开发与应用，2013，11（5）:57-61.

[2]房牧，许明，王兴念，等.配网生产抢修指挥支撑技术研究与应用[J].供用电，2013，30（3）:11-16.

[3]翟国良.应急决策电子沙盘研究与开发[D].天津：天津大学软件学院，2009.

[4]鲁江锋.基于营配贯通系统的标准化抢修服务[J].科技与企业，2012（16）:113-115.

[5]楼小波，沈勤卫，倪志泉.供电企业“营配贯通”及其实践[J].湖州师范学院学报，2013，35（S1）:136-141.

（本文编辑：方明霞）

Design and Development of Electronic Sand Table for Distribution Network Based on Visualization Technology and Business Transfixion of Marketing and Distribution

LIN Zhouyou1，SHAO Danlu2，LIN Qun1
（1.State Grid Wenzhou Power Supply Company，Wenzhou Zhejiang325000，China；2.Creaway Automation Engineering Co.，Ltd.，Hangzhou310012，China）

Aiming at maintenance difficulties from extreme weather events like typhoon and rainstorm in coastal areas，the paper analyzes the requirement of emergency decision-making support information display；furthermore，it investigates application architecture of the electronic sand table for distribution network.Three key functions of the system such as emergency preparedness，emergency command and daily simulation are summarized，and key technologies for system implementation are analyzed.With the help of the system，visualized commanding decision-making support level is upgraded to meet the application requirements of various personnel on multi-field，multi-level and multi-channel display.

distribution network repair；electronic sand table；emergency management；decision-making support

TM727

：B

：1007-1881（2016）09-0043-03

2016-03-28

林洲游（1975），男，工程师，从事输电线路运维管理及防汛防台应急管理工作。