地理信息系统在电网规划中的应用及展望

张宁

摘要：通过分析实际电网规划流程，构建了地理信息系统在电网规划中的辅助功能框架；为电网地理信息系统的构架提供参考。

关键词：电网规划设计；地理信息系统；计算机辅助设计

一、引言

电网规划是对即将开展的电网建设工作提供设计方案，其涉及的问题是多方面的，比如电网的运行可靠性和电网运行的经济性、不同地域环境下工程的建设、电网负荷分布以及电网新技术的应用等。

二、电网规划设计流程

电网的规划就是将建设电网的资源统一配置和优化管理，保证电网建设安全、稳定的进行，并在考虑环保和经济效益的同时，保证电网结构的合理性。不同配电网公司管理的电网其运行和区域电网管理体制不同，因而其电网规划也会有所不同。但是电网规划的基本流程是基本一致的。电网规划主要的设计与规划步骤为：电源规划与负荷预测、市场空间与电力电量分析、电力流分析、工程建设必要性研究和最后的方案评估与确定，其具体的规划基本流程如图1所示。

图1 电网规划流程图

三、地理信息系统在电网规划中的应用

从电网的规划设计流程可以看出，电网规划的方案制定很大程度上受到设计规划人员的经验和掌握相关技术程度的限制；且电网规划方案涉及的面太过广泛，针对于不同的地区，因为其地理位置的不同而对于该区域内的电源结构和负荷分布也完全不同，方案制定人员在对不同区域的电网进行规划时并没有通用的规律可循。

就目前地理信息系统的发展而言，其对于空间数据库的处理和地理信息的可视化技术已经相当成熟。只要将区域内的电网规划信息如电源规划、负荷预测等，与空间地理信息相结合，便能实现电网的地理信息与属性信息可视化，从而为电力网络的规划提供更加切合实际的方案校验与经济性评价。地理信息系统的电网规划框架如图2所示。

图2 地理信息系统的电网规划框架

3.1 可视化功能

目前我国的电网正处于高速发展期，电网的变动相对频繁，同时也会改变电网的地理接线图。而地理信息系统能够通过对地理信息与相关电网数据的有机结合实现电网在地图上的数字化、可视化，而结合地理信息系统的二次开发功能，电网的地理接线图也能够实现实时更新，这些都为电网规划的准确性、合理性提供了必要的技术支持。

3.2 辅助功能开发平台

地理信息系统结合电网的相关数据，还能实现电网的相关拓扑算法、潮流算法等方案校验，能够通过地理信息数据与电网数据的结合对电网规划方案的经济性作出评价，辅助规划人员作出合理的规划方案选择。

（1）负荷预测

电网的长期负荷预测需要结合区域内的历史用电数据、区域内大用户用电量的改变、区域内天气的变化以及周边大工程项目的开展情况。地理信息系统的开发平台能够保存相关的历史用电数据，并且在不改变历史数据的情况下，进行数据的调整。另外用户还能结合区域内的其他因素调整负荷预测方案。

（2）变电站布点、定容与电网线路布局

变电站是区域内电网的供电中枢机构，只有保证其合理的布局与容量，与电网线路路径的合理规划，才能保证区域内电网稳定、安全的运行。通过对区域电网的负荷预测，能够初步确定变电站的定点范围。

3.3空间数据管理模式

地理信息系统的数据类型主要分为两种一类是地理信息数据，一类是相关的属性数据即电网的相关数据。地理空间数据主要描述地理空间位置通常用点、线、面三个元素来表述。点对应的属性信息是变电站位置与容量，线对应的属性信息是电网线路走向与负荷等信息。随着数据库技术与GIS技术的进一步结合，已经能够实现将空间数据与属性数据同时存入统一数据库，实现对地理信息系统内数据的一体化存储与管理。

四、总结

通过将地理信息系统与电网相结合，能够实现电网相关信息的地理可视化、负荷预测、变电站布点、线路布局和规划方案评估等功能，为设计人员提供更加合理的经济评价与方案评估。

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