基于WebGIS的线路线损管理系统设计与实现

摘要：电力线路线损管理是电力系统运行中的关键环节，其对于提升电网效率、减少能源浪费具有显著影响。设计了基于网络地理信息系统（web geographic information system，WebGIS）的线路线损管理系统。该系统通过实时监测电力线路的运行状态，采集并分析相关数据，准确计算线路损耗率，并对异常情况进行及时预警和处理。该系统的设计与实现能够对电力线路线损进行精准监测和有效管理。

关键词：电力线路；WebGIS；线损管理；系统设计

中图分类号：TM73 文献标识码：A

0 引言

电力线路作为电力传输的重要通道，其运行状态与效率对电力系统的整体稳定性与经济性具有直接影响。在电力传输过程中，由于导体电阻、磁场作用等因素的存在，不可避免地会产生能量损耗，即电力线路的线损[1]。随着现代社会对电力需求的不断增长，电力线路的线损问题愈发突出，已成为制约电网高效运行和能源利用的关键因素。

传统的电力线路线损管理方式往往依赖于人工巡检和经验判断，这种方式不仅效率低，而且难以准确反映线路的实时运行状态[2]。随着信息技术的快速发展，网络地理信息系统（web geographicinformation system，WebGIS）技术作为地理信息系统与Web 技术的融合，为电力线路线损管理提供了新的解决方案。通过实时监测、数据分析和智能预警等手段，可以实现对电力线路线损的精准管理和有效控制[3]。因此，设计并实现一套电力线路线损管理系统具有重要的现实意义和应用价值。

1 理论基础

1.1 电力线路线损的概念与分类

电力线路线损是在电力传输和分配过程中，由于线路电阻、变压器铁损和铜损、无功功率等因素导致的电能损失[4]。这些损失以热能的形式散发到环境中，并且无法被有效利用。

根据损失产生的原因和性质，电力线路线损可分为技术线损和管理线损两大类[5]。技术线损是由于电力设备的固有特性和运行条件导致的电能损失，如导线电阻、变压器损耗等；管理线损则是由于管理不善、设备维护不当和窃电等原因造成的电能损失。

1.2 WebGIS 的概念与特点

WebGIS 即基于Web 的地理信息系统，是一种利用互联网技术实现地理信息数据的发布、共享和交互操作的系统。WebGIS 通过将GIS 与Web 技术相结合，使得用户能够借助浏览器对地理空间数据进行访问和操作，实现地理信息的在线查询、浏览、编辑和分析等功能。WebGIS 具有以下几个显著特点：①跨平台性。WebGIS 基于Web 浏览器进行开发，因此用户无须安装专门的GIS 软件，只需要使用浏览器即可访问和使用，具有良好的跨平台性。②实时性。WebGIS 能够实时更新和发布地理信息数据，用户也能够实时获取最新的地理空间信息，为决策提供及时的数据支持。③交互性。

WebGIS 提供了丰富的交互功能，用户可以进行地图缩放、平移、测量、标注等操作，以及对相关数据进行查询和分析，具有良好的用户体验和工作效率。④集成性。WebGIS 能够与其他Web 应用进行集成，实现地理信息与其他信息的无缝衔接，为跨部门、跨领域的协作提供便利。

1.3 WebGIS 的体系结构与关键技术

WebGIS 的体系结构主要包括客户端、服务器端和数据库3 个层次。客户端的核心内容是与用户进行交互，提供地图浏览、查询和分析等功能；服务器端负责处理客户端的请求，从数据库中获取数据并进行相应的处理，并且将结果返回给客户端；数据库则负责存储和管理地理空间数据。

WebGIS 的关键技术包括Web 地图服务、Web要素服务、Web 覆盖服务等。这些服务提供了对地理空间数据的访问和操作接口，使用户可以通过标准协议对数据进行共享和交互。此外，WebGIS 还涉及地理空间数据的存储、压缩、加密等技术，以确保数据的传输效率和安全。

2 线路线损管理系统的设计

2.1 系统总体架构设计

基于WebGIS 的线路线损管理系统采用B/S（browser/server）架构，即浏览器/ 服务器模式。系统总体架构分为3 层：数据层、服务器层和表现层，如图1 所示。数据层的主要职责是存储并管理线路相关的空间数据和属性数据；服务器层提供数据访问、处理和分析的功能，是连接数据层和表现层的桥梁；表现层则负责与用户进行交互，提供地图浏览、查询、分析等功能界面。

2.2 系统功能模块设计

线路线损管理系统包含多个功能模块，每个模块都针对特定的业务需求进行设计，主要功能模块的设计如下。

（1）地图浏览与定位模块：该模块允许用户进行地图的缩放、平移和漫游，以满足不同场景下的浏览需求。用户可以通过简单的操作，调整地图的显示比例和查看范围，轻松获取地理空间信息。此外，该模块还提供了多种定位方式。用户输入地名、坐标等关键信息，系统会在地图上快速、精确地展示目标位置。同时，该模块还支持实时定位功能，通过集成先进的定位技术，能够实时获取并展示用户的当前位置。

（2）线路信息查询模块：该模块是线路线损管理系统的关键功能模块，支持用户通过线路名称、编号等关键信息快速查询并展示详细的线路和设备信息。该模块包括实时监测数据、数据导出等功能，方便用户进行离线分析和报告编写，提高管理效率。

（3）线损计算与分析模块：基于采集的数据，实现了线损计算与分析模块。该模块根据电力线路的线损计算公式和算法，对数据进行处理和分析，计算线路的实时线损率。同时，通过对历史数据进行统计分析，找出线损变化的趋势和规律，为制定降损措施提供依据。在实现过程中，充分考虑计算精度和效率，因此采用了高效的数值计算方法和优化算法。

（4）线损预警与报警模块：当线损率超过设定的阈值时，系统会自动触发预警或报警机制，通知相关人员进行处理。在实现过程中，采用实时监控技术和消息通知机制，确保预警和报警的及时性和准确性。

（5）报表生成与查询模块：根据用户的需求，该模块生成各种形式的报表，如日报表、月报表、年报表等，并提供查询功能，方便用户随时查看和分析线路损耗情况。

3 线路线损管理系统的应用与效果评估

3.1 系统测试

本文在系统投入使用前进行了全面的测试，旨在通过多种手段检验系统各单元的运行状态，确保其符合最初设定的系统要求与标准。首先，通过功能测试来确保系统的各个模块都能正常运行并满足需求；其次，通过性能测试来评估系统在处理大量数据和复杂计算时的表现。性能测试结果如表1 所示。根据测试结果，对系统进行了优化和调整，提高了响应速度和稳定性。

3.2 系统应用效果评估

本系统投入使用后，其运行状态表现优异，展现出了强大的可靠性。系统具备自动化数据采集功能，使管理人员能够实时掌握辖区内的信息和线损状况。一旦出现异常情况，系统能够迅速发出警报，从而辅助管理人员及时分析和处理异常情况。相较于以往的系统，本系统极大地减少了人力、物力的投入，并且显著提升了工作效率。经过一段时间的实践应用，系统已经基本满足管理人员的日常操作需求，能够实现包括用户电量的查询、台区线损情况的监控，以及分段线路的添加与修改等功能。

在降低线损率方面，本系统使电力公司的线损率有效降低。通过系统的优化和技术改造，高损耗线路的传输效率得到了提升，减少了不必要的能源浪费。从表2 可以看出，在2023 年应用电力线路线损管理系统后，电力公司的线损率显著降低。这表明系统通过优化电力网络运行、提供精确的线损计算和分析，有效地减少了能源损失，提高了能源利用效率。

在工作效率方面，系统的自动化和智能化功能使工作人员可以更高效地处理任务。系统能够通过实时采集和处理数据，自动生成报表和分析结果，减少人工操作和计算的工作量，提高了工作效率。

本系统的应用还提升了经济效益。通过优化系统的线损率，电力公司成功减少了能源损耗，提高了能源的使用效率，进而实现了运营成本的显著降低。同时，系统还帮助电力公司及时发现和解决线路故障，避免了因故障导致的停电事故，从而减少了维修费用，进一步提升了经济效益。

4 结论

电力线路线损管理系统在电力公司的运营和管理中展现出了显著的价值和效果。本文利用WebGIS 平台构建的线路线损管理系统，使电力网络数据的管理更加直观，同时大幅提升了数据的共享性，有效弥补了传统线损管理系统在功能和效率上的不足。通过实时采集、处理和分析电力线路数据，系统为电力公司提供了精准的线损计算结果和深入的分析报告，为制定有效的降损措施提供了有力支持。

参考文献

[1] 樊志华. 国网天府新区供电公司同期线损管理系统的设计与实现[D]. 成都：电子科技大学，2020.

[2] 张鹏飞，王芳，杨泽亮，等. 基于多维数据挖掘的配变台区线损系统设计与实现[J]. 中国高新科技，2023（15）：73-75.

[3] 戚思源，吴文龙，周艳，等. 供电企业的线损管理与节能降损技术分析[J]. 电气技术与经济，2024（2）：346-348.

[4] 亓立博，白泽洋，兰丹阳，等. 同期线损管理诊断模型的构建与应用[J]. 农电管理，2024（3）：69-70.

[5] 杨旖天. 基于互联网的线损管理系统的应用[J]. 电子技术，2023，52（12）：200-201.