基于GIS的配电网巡检系统设计与实现①

谢晓明 李少斌 郝增光 黄柏熊 陈伟贤

(广东电网揭阳普宁供电局有限责任公司 广东揭阳 515300)

电力企业当前应用GIS技术在管理环节、安全管控环节等，例如用于电力配网巡检工作中以构建专业的电网分析能力，为电力企业进行设备管理、自动制图等提供技术支持。能够维护电力系统稳定运行，运用GIS技术融入配网巡检，能够及时发现电力运行过程中的实际问题并有针对性的采取相应措施予以解决。

1 GIS技术概述

GIS技术是一种依据计算机数据库运行的技术。GIS技术将地理信息系统运行融入定位显示、空间分析、数据存储、检索等相应的技术，能够实现对数据的存储、检索、分析和空间定位等功能。利用现代化计算机数据库技术和图形制作技术，GIS技术能够将相关的手续属性数据进行查询，显示编辑输入，结合几何学、计算机学科等各类学科，形成一种综合性的高科技技术。在一般的电力系统中还应用于巡展管理工作，做好线路定位、设施管理，使用地理信息定位技术在配电巡检管理系统中发挥重要的作用。

2 基于GIS的配网数字巡检系统概述

在线路发生故障时，传统的配网巡检工作需要运行维护人员根据故障分析，并快速赶到故障现场开展故障排查抢修。特别是特殊气象条件下，电力设施发生故障的概率增大，而道路的行驶条件也变得更加不确定，运维人员需要根据周边道路情况实时选择最优路线，工作难度较大，基于GIS的配网数字巡检系统的应用可以快速将上述问题解决。

（1）数字巡检系统的构架设计思路是，首先要了解移动计算环境。通信从固定连接的方式转为移动连接，计算环境更加广泛、灵活和具有移动性。移动GIS图形信息平台基于移动计算环境，将地理信息系统、全球定位系统和无线通信系统进行综合，实现了移动计算环境的发展。移动终端装备了基于GIS的配网数字巡检系统，便于进行地理信息的获取，不受时间地点限制。

在进行GIS配网数字巡检系统设计时，遵循和贯彻的管理思想是体现数字化、网络化、标准化和周期化。以信息化为关键技术手段，实现网格化的责任管理，采用差异化、周期化的巡视方案，实现一系列的数字配套管理，最大限度的避免事故发生，同时促进配网数据准确性、及时性提升，从根本上保证供电可靠性。

（2）移动GIS配网数字巡检系统，包括了数字分析工作包、监控指挥中心标准巡视工作包等。其工作方式为通过对巡检任务的定制，移动GIS配网移动借助于GIS中心服务器与GPRS通道进行连接，其技术框架经过不断的拓展，目前借助Intergraph实现。基于NET构架的框架开发，对于框架进行基础性的拓展之后，无论是组建方式和开发模式，均可以实现即插即用。移动工作平台，由GPS定位器和GPS传输通道构成，现场团队可以进行精准的导航信息的获取。

（3）巡视现场主要的工作数据与监控。指挥中心由GPRS提供双向互动交换途径。UMPc作为关键的硬件载体，具有便携性高和通信能力强的特色。当前借助于移动工作单元进行网配线负荷信息、配网单线图等各种参数的信息获取。依据单元反馈的位置信息，监控中心可以进行精准定位，并将工作任务进行实时传达，指挥配网巡视和抢修工作。

（4）移动GIS数据平台，将电网结构信息、电力设备图形数字化技术与GIS地理信息技术进行紧密连接，实时的将电网运行状况以地理信息系统的方式进行展示。完成的任务包括配网设备设计、巡检任务、导航巡检、状态记录、供电范围电源分析、配网规划、配网线路切改等。按照巡视工作包设计理念，全程对设备运行状况进行管理和记录，得出静态数据和动态数据是标准巡视工作包的功能，静态数据显示设备的规格、型号，动态数据随着数据运行变化的状态，进行数据动态的检测和获取。工程师依据静态数据和动态数据，将故障发生原因进行分析，描述当前状态，提高巡视工作效率。任务管理工作包制定相应的巡检计划。通过对工作网格的划分，利用数据分析得出设备运行状态临界次数依据，根据获得数据对于巡检方案进行调整，数据分析工作包可以进行故障设备种类统计，资源使用统计等相关工作。借助于数据模型，为巡检工作提供巡检计划数据、巡检任务数据等。

（5）移动GIS数据平台能够相应地将周期性巡检计划以及发生的缺陷等及时处理，避免人为设备漏检导致发生错误，提高巡检效率，加强巡检系统、数据准确性，建立可靠性管理系统，采用可视化管理，运用全局唯一编码方式，配置配电网网络模型，在网络模型的基础上进行可靠性目标分解算法的运用，为供电可靠性管理模式提供目标分解思路，建立配电网络模型，运用目标分解的算法，使得配电网GIS平台的运行具有更强的稳定性。输电线路标准化巡检的安全性也得到了保障。

在GCJ-02坐标系标准的基础上进行研究，通过数据的二次处理和算法加密等技术，设计了一款基于配网GIS系统的线路导航仪翻译器。使用步骤为：将GIS系统中各电力线路设备的位置信息提取出来，通过双盲处理，本团队自己设计算法程序，对已定位的线路地理信息进行加密处理，使得处理后的数据不再具备经纬度信息意义。对算法加密处理后的数据，统一规范数据格式，建立数据库台账。通过设计翻译器，在搜索框输入XX线XX号杆（塔），翻译器将已加密后定位信息进行解密还原经纬度信息，翻译为可别识别的自建坐标信息，并以用户自建坐标为导航目的地，通过接口程序跳转至第三导航软件，实现为输入自建坐标规划合适路线。该项技术关键点及创新点为采用双盲处理，将配网GIS系统导出的线路地理信息数据在GCJ-02坐标系标准下进行加密处理，采用数据沙箱功能进行数据隔离。查找字典功能调取出需要查找线路的地理信息并进行解码，翻译出能被识别的经纬度信息，并以用户自建坐标为名，唤醒导航软件。采用自主算法实现翻译器数据解码，完成经纬度信息转化为单向坐标系转换，防止暴力破解。工作人员可以一次性输入多个目标位置（从XX线XX号至XX号杆之间巡视），实现线路巡视功能。同时兼容和支持市面上半开放、半开发的地图软件（奥创地图），实现人工现场采集到的地理位置信息数据也可以在此平台里使用。

3 结语

基于移动GIS配网数字巡检系统将传统的配网巡检工作方式加以改革，大大提升巡检效率，能够对现场状况进行及时判断。GPS导航的精准定位功能提高了巡检的准确性。对于缺陷及时处理，提供准确的数据支持，彻底改变了现代配网巡检管理思路，对安全隐患进行及时掌控并做好状态监控。相信随着科学技术的发展，今后基于GIS的配网巡检系统将获得更好的发展。