配电GIS系统在配网工程管理中的应用

吴剑雄，钱卫良，张龙超

（国网浙江省电力公司湖州供电公司，浙江 湖州 313000）

1 配电GIS系统

电网建设“两头薄弱”的问题是国网公司亟待解决的问题.特别是配电网的建设，点多、面广，情况复杂，涉及客户多，工程小流程全，管理繁杂而琐碎.工程链条上的工程规划由经研院负责，工程设计由设计院负责，工程甲供物资由物资公司负责，工程施工由配电分公司负责，这些管理单位都是平行单位.此种模式的运行带来了诸多便利，但在配网工程管理工作过程中，也发现了一些新的问题，如工程规划与工程设计脱节；工程设计与实际施工存在偏差；工程甲供物资准确性不够；工程施工计划安排不合理；竣工结算准确性不够等.如何利用现有资源，克服部门多、人员少的矛盾，解决问题提高效率，实现配网工程精益化管理，建设强有力的配电网，是现阶段必须要面对并改善的现状.

配电GIS系统是一个符合CIM标准的电网模型，可以全面实现输电、变电、配电、低压电网资源的数字化建模.电网GIS是维护电网设备和拓扑数据的唯一入口，是确保电网数据完整性、准确性和及时性的最重要技术手段［1］.配电GIS系统的底层是储存地理位置、图形新型和拓扑关系等的空间数据库，可储存电子地图、卫星影像等基础地理信息以及输电、配电网的空间资源信息.通过GIS技术，可以在地理图背景上实现各种比例的配网设备、地理信息的可视化展现［2］.

2 配电GIS系统在配网工程管理中的应用

利用现有配电GIS系统的底层储存地理位置、图形和拓扑关系等空间数据，创建配网工程管理平台（如图1所示）.把工程规划、工程设计、工程物资、工程施工、工程结算五大环节串接起来，同时植入典型设计、标准化物料等规范，使其整个工程管理更加标准化、信息化、动态化.结合配网工程实际管理流程设定相应权限，使其配网管理工程各环节紧密连接、环环相扣，工程管理更加有序.同时，配电运检室业主项目部通过省公司下发的配电工程业主项目部标准化管理模板及合同管理，约束了各个配网工程参建单位的行为，使其一起转，从而实现配网工程精益化管理.

2.1 依托配网工程管理平台，把控配网工程规划环节

城市配网规划工作具有规模大、不确定、不精细、因素多和涉及领域广的特点，是一个典型的非线性问题，依靠规划工作者的规划经验进行配电网规划的传统方法已经远远不能满足现代配电网规划的要求.只有掌握大量数据信息，如电网拓扑及潮流分布情况、用电负荷分布及负荷增长情况、土地利用房屋道路建设等，并将这些基础数据加以对比、计算和分析，才能最终得出最合理、最优化的配电网建设方案.

2.1.1 清晰显示规划区域内的电网状况和地理信息

配电网络是电力基础网络，肩负着保障居民生活、加快工业建设、提高农业生产、促进商业发展等诸多使命，这也导致了配电网络自身的复杂性和所属建设区域的多样性.如使用单一的网络拓扑结构图反映则比较抽象，或者使用纯图线型描述则工作繁琐且误差较大.为方便规划人员对配电网以及配电网所处的地理环境查看，配网工程管理平台可以根据规划人员需求显现出本区域内原有配电设备走向、供电区域等.可以快速找出不同供电区域之间的配电网薄弱环节，并制定出相应的解决措施，以便落实具体的配网工程对网架进行建设补强.

2.1.2 量化统计区域内配电设备清单

配网设备种类多、数量大、变化快，配网工程管理平台提供了配电设备台帐统计、分析等多种功能，可以有效地满足规划工作准确、快速、便捷的对需求范围内的配电设备进行分类统计，包括线路条数、导线型号、线路长度、电缆长度、杆塔数量、配变数量、供电半径等数据，并可以实时更新、查询.

2.1.3 区域化配网规划

进行配网规划首先需对选定区域内进行编辑和管理，配网工程管理平台提供了辅助规划工具，可以新建规划层，通过建立树状结构对选定区域内进行分级管理，同时对选定区域内相关属性进行设定.区域的设定一般由两种方式，一是规划人员可以利用不规则图形对选定区域进行分块，划分不同性质：如工业区、农业区、商业区、开发区、住宅区等.二是规划人员根据行政区域划分.一般规划需要结合以上两种方式，对规划区域进行编辑和管理，例如湖州市行政规划区域可以分为12个大区、43个中区进行分区管理.对于指定的规划区域内，配网工程管理平台辅助规划工具可以自动统计该区域内现有电力线路、设备、用电负荷、实际负载等情况，并自动以上数据的统计报表.对于以上分析的结果，配网工程管理平台不仅可以报表形式输出也可以用示意图的形式进行显示，更加直接的体现各类数据.

2.2 依托配网工程管理平台，把控配网工程设计环节

利用配电工程管理平台中的电子地图和卫星影像两种不同的地理信息资源，可以方便快捷的查询设计区域内的地理信息和配网电气设备情况.运用配电工程管理平台，也可以减轻设计人员的手工工作量，实现不同设计方案间的对比，从而保障方案的优化、合理性，提高设计效率和质量.在配电工程管理平台中进行配网设计采用的图层管理法，原有配电设备所在的是运行层，设计人员进行配电线路设备绘制的是设计层，设计资料完成审批转施工单位后转入施工层，三个层之间数据转换只能由相应权限的人员操作实现.设计人员在配网工程管理平台的设计层完成新建和改造线路的路径设计和基本设备参数填写，利用设计方案优化工具对多种工程设计方案进行对比，生成包含工程量、停电范围等信息得到设计说明.管理部门对设计方案进行审批后转建设单位施工，运行班组把设计层的内容转化到施工层，并根据现场实际施工情况，在施工层中修改线路和设备数据.工程竣工后数据及时更新，准确反映现场实际情况.

2.3 依托配网工程管理平台，把控配网工程物资环节

古语有云兵马未动、粮草先行，配网工程的“粮草”则是电力建设所需的材料，这些“粮草”就是配网工程实施的基础.尤其是甲供材料到位的及时性、准确性从一定程度上制约了工程实施的进度.

2.3.1 精确预测年度甲供材料需求

现阶段甲供材料申报方采取的是跨年度申报方式，即在本年的11月份前后申报次年全年的甲供材料需求.在此期间详细设计方案尚未成稿，工程一般停留在设计阶段，仅仅依靠传统手段只能进行初步的估算，很难精确、详细的统计出全年建设所需材料.尤其是大型的城网基建工程，工程量大、接线复杂、材料种类繁多，对其材料的统计更是难上加难.如何操作才能适应国网、省公司物资集约化管理，并在满足生产建设的前提下合理降低库存量且有效节约生产成本.

配网工程管理平台中的工程方案模恰好能实现从现场情况到系统数据的转变.设计人员根据现场测标后掌握的资料，通过创建新建工程设计、复制运行层到设计层、新建工程设计内容、生成测标单和材料单四个步骤配网工程管理平台的统计功能可以轻松的统计出电杆、导线、电缆、开关、中压箱、跌落等各种甲供材料的型号和数量，实现了精确统计功能.

2.3.2 合理提报月度甲供材料需求

年度甲供材料申报精确是工程建设的基础，月度甲供材料申报准确、领用及时则是工程建设的保障.如何做到既满足工程建设需求又不增加库存压力是物资人员迫切需要解决的方面.

配网工程管理平台的配网检修计划管理理念，利用工程方案模块，将施工计划按时间分解，实现工程甲供材料的月度合理提报.其实现手段主要分为两块：（1）使用工程方案模块，精确统计各项工程甲供材料需求，方法同年度甲供材料需求统计，不做复述.（2）基于配网工程管理平台的配电检修计划模块中对每项工程进行施工计划分解，排定施工时间和施工内容.特别是大型城网工程施工跨度时间较长、工程甲供材料需求量巨大，在时间上和数量上都直接影响到月度甲供材料申报的合理性.

2.4 依托配网工程管理平台，把控配网工程实施环节

目前国内大部分供电企业采取的手段是事后统计方式，即先停电、后统计的方式.这种方式容易导致供电可靠率超出预计指标，影响配网整体运行管理水平，而且由于这种方式滞后于停电工作，往往拿不出有效地解决手段，导致供电可靠率无法预控和全过程管理.

配网工程管理平台的配网计划检修理念和强大数据支撑，使得计划检修施工中可靠率预控成为可能，通过工程设计、施工计划、停电计划、计划平衡四个步骤的实施，实现供电可靠率的事前预控和实施过程中的实时管理.

在配网工程可靠率预控环节中，计划检修消耗的时户数是通过停电范围内的用户数量和停电时间的乘积计算出来，只要严控住这两项关键内容，可靠率指标就能实现全过程管控.但是实际工作中的停电事件不可能完全按照计划的时间完成工作，提前或延迟送电时间都会影响到最终的时户数.如果不加以掌控，就会导致可靠率预控环节实效，因此在配网工程可靠率预控的基础上更要对配网工程供电可靠率实行全过程管理（如图2所示）.通过配网工程供电可靠率全过程管理，严控计划编制、上报、平衡、实施、统计过程中的各个环节，对实际发生的时户数随时加以记录和统计，实现对各项停电事件的有效监督和掌控.

2.5 依托配网工程管理平台，把控配网工程结算环节

竣工结算是一个配网工程的收尾阶段，竣工结算的完成则代表着一个配网工程的完结，竣工结算的准确性是配网工程管理中的一项重要指标.工结算规模与现场施工的规模相符率也从很大一方面反映出工程管理的质量，所以说如何提高竣工结算的准确性一向是配网工程管理中的一个大课题.以往提高工程结算的准确性往往采取竣工资料与现场比对的方式，也就是工程验收，其优势和缺点都显而易见，优势是现场工程规模统计准确很容易找出与竣工资料不符的部分；缺点则是工作量大、人员需求多、花费时间长.

配网工程管理平台的数据统计功能则能很好的解决这一难题.依靠配网工程管理平台中的竣工功能由运检班组人员对实际施工量进行一个录入，工程管理人员则根据配网工程管理平台统计功能得出此工程材料使用清单，在以此材料使用清单与竣工资料对比，找出两者差距，从而验证竣工资料的准确性.此种方法的优势在于由运检班组也就是现场施工的实际管理人提出工程量规模，在提高准确性的同时也大大延伸了工程管理人员的职能，甚至可以等同于工程管理人员数量的一种增加.

3 结语

利用配电GIS系统进行配网工程管理后实现了“六个提高”：（1）配网工程规划设计准确性提高；（2）甲供材料申报需求及时性、准确性提高；（3）配网工程实施方案合理安排减少停电时间，供电可靠性提高；（4）配网工程推进速度提高；（5）共享工程方案，安全风险管控水平提高；（6）提升企业形象社会满意度提高.同时在降低工程造价、多供电、降低库存等多方面产生了可观的直接经济效益和间接经济效益.

［1］陈玉慧.打造电网特色的信息运维综合管理系统［J］.电力信息化，2011（2）：165－167.

［2］王庆国.OPC／JMS技术在电力信息运维综合监管平台中的应用［J］.电力信息化，2010（5）：74－76.