基于GIS的电网规划系统设计

王淑婷

摘要：随着电力行业的迅速发展，GIS在电网规划中的应用越来越普遍，通过GIS在电网中的应用，使电网规划设计更加科学高效，电网安全具有更高的可靠性。本文在总结基于GIS电网规划的特点和功能的基础上，总结了电网规划系统设计方法。

关键词：GIS;电网规划系统;设计

1GIS的基本概述

GIS又被稱为地理信息系统，但是由于它的产生和应用时间相对较短，而且受到应用范围广、发展速度快等因素的影响，当前对GIS的定义说法多样。该文通过对多种资料的分析，总结出，地理信息系统属于一种集采集、检索、表达、模拟以及分析地理空间数据于一身的信息系统。同时，GIS相当于一种软件环境，并且集成了空间模型、数据库管理以及计算机图形等，已经被广泛地应用到地理信息管理中去。此外，GIS主要包含以下基本功能：获取数据、管理数据、分析数据、处理数据以及生成产品等。

1.2电网规划平台的系统需求及特点

根据当前各城市配网发展现状出发，提出以下几点关于配电规划系统设计的相关要求：（1）该系统平台的设计需以统一系统平台、统一数据库系统以及开发环境等作为基础;（2）该系统程序需满足B/S架构的相关需求，对于数据访问层、应用层以及展示层三者之间的功能需准确分配，保障三层中各项功能具备可扩展性和可移植性;（3）系统设计中对代码功能接口需较为准确的定义;（4）可实现对不同功能的共享，进而达到对不同数据共享的目的。（5）可借助各种辅助算法完成对电网的规划和辅助决策。

2GIS的电网规划系统设计策略

2.1设计GIS系统的功能结构

GIS系统包含：用户层、数据信息层和应用层。电网规划层有：应用层、数据信息层和用户层3层。应用层的功能是把电网规划所用到的各性能聚集在一起，就如：对地理与电网属性方面信息的浏览和查找、电网数据更新、地理信息管理、电网图层信息管理、电网属性信息管理、系统管理、线路增减、变电站分布地址等;数据层的功能是收集与电网有关的数据信息，GIS的为该层的重要组成部分;用户层的功能是为电网发展计划用户，提供权限控制保证及可视化的图像界面。系统主要利用客户端服务器的构造形式。

2.2系统功能设计

结合电网公司相关的数据库，首先对电网应用的现状进行分析，包括电网电压水平、线损水平、变压器、线路负载率，以及N-1方式下的潮流、线路负载率等;其次在对电网现状分析的基础上，对未来区域的用电负荷进行预测，进而根据预测完成对变电站、电网线路等的规划，最终生成规划报告，为相关的决策者提供决策依据。因此，综合上述的流程，其中，负荷预测是规划前提，也是重点，其准确性直接关系到规划方案的质量。通过将配网规划地点进行划分，然后对不同区块的空间负荷和总量负荷进行预测，并对各种负荷预测方法得到的结果进行综合比较和平衡，从而为后续的规划提供借鉴与数据参考;在变电站规划过程中，需将未来负荷预测作为依据，从而对变电站进行合理调整，并以此获取标年及中间年待建变电站的位置与容量，不仅能够充分满足未来负荷发展需求，并且满足投资及运行费用最低。该系统布点模块具体有以下机种功能：（1）具有自动布点功能。该系统可从空间负荷预测结果以及已有变电站供区分布中，自动对所需的变电容量进行计算，并同时对需扩容与新增变电站数量及主变电容量进行优化，以此在电力连接图上显示当前各变电站中最佳站址。（2）具有人工调整功能。相关操作人员可采用人工的方式对自动布线结果进行调整修改，并在锁定部分站点位置及容量配置的情况下进行自动布点工作。（3）对电网进行评估。在布点的过程中可以根据负荷的分配进而对整个电网进行评估，以此实时对电网负载等进行分析。

2.3网络拓扑分析

利用GIS的空间网络拓扑关系可有效减少不确定因素或非技术因素带来的诸多问题，从而有效降低了计算的复杂性，优化了电网选址规划。GIS系统可以简单便捷的计算出两点之间的距离，根据电网地理接线图直接计算出电网计算所需的线路长度。通过对电网地理接线图进行网络拓扑分析，将原始的图形拓扑关系简化为数学拓扑关系，从而在计算模块中便于计算。可以进行电压无功计算、潮流计算、短路电流计算等，可在图形界面上直观地显示计算结果，便于用户对电网进行分析和优化。

2.4电源追踪算法

所谓电源追踪就是在选中杆塔或者杆塔上设备时，搜索给该设备供电的变电站。将网络拓扑技术与电网GIS的开发相结合，为电力企业的设备管理及辅助决策提供了图形化的管理工具，提高了电力企业的工作效率。它提出电源追踪算法，该算法即使在网络拓扑关联属性字段的数据不全时，也能快速、准确的定位电源点，提高了电网电源追踪模块的实用性，更好地满足了实际工程的应用需要。具体算法原理和过程如下：当拓扑信息数据不全时，算法转为执行基于启发式搜索的拓扑分析追踪。它不需要借助拓扑关联属性字段的值，而是通过地理信息系统软件提供的拓扑分析函数就可建立起整个电网络，并通过这个网络进行搜索，从而选择出设备到其供电电源的最优路径。

2.5电网规划辅助分析

GIS系统设计了统计分析功能，用鼠标随意选定某一区域，便可对选定区域进行统计分析，可根据显示的不同颜色，得出该区域的电力负荷情况。此外，通过GIS系统给出的负荷预测结果、规划电网数据、容载比平衡表、分年度项目投资估算表等数据，根据《电网建设项目经济评价暂行办法》得出投资回收期、净现值、内部收益率等工程经济效益指标，供决策使用。

结语

总体而言，GIS地理信息系统的构造具有完善、直观的图文查找性能及强大的运算能力，让规划工作人员的工作时间大大减少，使工作质量及效率得到提高，同时加快了工作的进度。因此，在现代信息技术条件下如何实现电网規划的科学便捷化，尤其是设计基于GIS的电网规划方法，以及实现GIS在规划流程各个阶段中的充分应用逐渐成为GIS应用研究领域中的热点。

参考文献

[1]刘志远.电网规划综合评判决策系统的设计与实现[J].中国高新技术企业，2016，（2）：13-14.