基于GIS系统的配电网规划系统研究

王 煜/陕西省地方电力（集团）有限公司西安供电分公司



基于GIS系统的配电网规划系统研究

王 煜/陕西省地方电力（集团）有限公司西安供电分公司

【摘 要】本篇文章通过对基于GIS系统的配电网络规划系统的介绍，使人们充分了解了基于GIS系统的配电网络的结构和组成，以及基于GIS系统的配电网络规划形式。充分借助GIS地理信息原理实现配电网络规划和具备灵活性、互动性的规划方案，从而将繁琐的数据进行分析并加以计算，保障规划工作效果，提升工作效率。

【关键词】配电网规划；地理信息系统；电力系统

在传统的规划配电网规划系统中，人们常常利用手动技术或者借助AUTO CAD绘图软件来实现配电网规划系统，这样不仅消耗大量的时间，也消耗了大量的人力。而且规划设计结果并不美观，灵活性能也受到了局限，导致效果不理想。GIS系统不仅具有大量的数据储备空间，还有较强的的网络分析能力，借助其具备的功能来进行配电网络规划系统处理，这样不仅对大量的数据实现统一管理，从而提升工作人员的工作效率，还把规划措施调配的更加灵活，使规划过程更加明朗清晰，提升配电网络规划系统的效果和效率。

一、配电网规划概述

（一）配电网规划的主要内容

配电网规划主要包含以下几个内容：

（1）负荷预测：第一是未来需求量的预测，第二是对未来用电量的预测，两个方面。

（2）为了网络构造可以实现优化规划，就要预算出未来电源和负荷水平呈现的状况，建立一个合理的网络建设计划，应用较少的资金来实现配电网络的运行需求，从而满足资金限额的拘束要求。

（3）为了变电所实现优化规划，将变电所的位置和容量进行规划，在进行变电所规划时要满足多种约束条件，其中包括负荷要求、线路容量以及变电所容量等，进而完善变电所的地位和容量。

（4）短路容量校核是指根据不同的设备方式进行配电网络控制，例如提高网络设计，根据电压等级分配，变压器容量的大小，阻抗的选择方式以及运行方式等，从而确保各个级别的电压断路器开断电流和设备中稳定电流可以很好的配合。

（5）无功规划是指根据无功补偿设备的最好的地理位置，容量的大小，类型的区分和投放时间的长短来确定是否更换新的无功补偿设备。

（二）配电网规划的基本要求

实现配电规划的主要因素是利用最少的资金，来实现最好的方案，保证配电规划和城市规划共同完成并且与生态环境协调一致，从而满足人们对未来用电量的需求。

二、基于 GIS 的配电网规划智能决策支持系统

专家决策模块相当于一个智能储存库，它可以将配电网络进行分化，该系统可以根据涉及的中心理论进行支持。专家决策模块可以借助配电网络规划有关的不同信息，实现综合解析，根据分析的结果采取最合理优化的解决措施进行配电系统的网络规划。专家决策模块可以借助知识库中广大数据实现推理判断，模型库根据不同的标准模式划分成多个模型，其中包括任何方面都可以用的通用模型，指定的专业模型和根据不同的用户要求划分的用户模型等。方法库中有很多的数学筹算办法，在配电网络规划中根据不同的问题寻找不同解决对策。在制定配电网规划时，不仅要求科学合理布局，还要兼顾到基础数据，这些基础数据包括区域国民经济状况、配电网络系统负荷特性、配电网络结构等。配电网规划能够与SCADA 系统、MIS系统等进行有效连接，并且能够一并与专家决策模块进行互联互通。利用 GIS智能技术，可以直接将配电网络各个目标进行优化。在负荷分析子系统和优化规划子系统等诸多子系统大力支持下，专家决策模板才能准确的实现对配电网络进行规划，进而形成一个独立的规划效果。同时在地理信息数据的帮助下，GIS系统可以直观地将配电网络规划效果清晰的展现出来，建立出各规划年的配电规划图。

三、基于 GIS 系统的配电网规划方法

我们可以借助GIS 系统中巨大的资源容量和技术，应用到配电网络的规划中来，这样不仅可以让配电工作人员方便快捷进行配电网络规划设计，还使配电网络规划具有合理科学的性能。具体来说，基于 GIS 系统的配电网规划方法主要分为以下几个部分。

（一）空间负荷预测

（1）在空间负荷预测中，为了更好的管理供电系统，可以根据不同的用电类型和不同的负荷性质把供电地域划分到多个小区。在进行配电系统规划的过程中，小区负荷预测一般采用的方式是负荷密度法，它主要根据规划部门所在的区域进行从上至下的规划方式，其主要特点就是对负荷密度进行预测。而负荷密度法的主要缺点就是容易因为人为的失误受到影响。

（2）基于 GIS 系统的配电网规划的案例很多。例如，在GIS系统中应用GIS 空间负荷预测系统，它主要功能就是将降低数据收集数量，降低分析和处理系统的难度，减少配电工作人员的工作量。以负荷密度法举例。首先，在制定配电网规划时，不仅要求科学合理布局，还要兼顾到基础的负荷，而这些基本负荷包括商业负荷、城市居民负荷、农村负荷、工业负荷、城市公共负荷和其他负荷。然后再借助GIS 系统中的规划功能，将整个大区域划规划成诸多小分区，进而将各个小分区中原来的负荷数据以及未来预测的负荷分布进行整理收集。并将整理出来的数据进行分析，并与各个区域规划部门给出的规划数据进行对比，进而整理出最合理的数据进行计算，得出准确的分区负荷密度。

（二）变电所的地理位置及容量优化规划

在实现负荷空间预测时，根据各个小区实际负荷值和分布趋势作为基础，借助GIS 系统来实现未来我国负荷发展的要求，进而优化变电所的地理方位和容量。利用最少的资金的同时，确定各个阶段时期变电所不同的地理方位和不同的容量。为了得到准确的空间负荷预测结论，就要借助GIS 系统和电子地图技术，将在规划区域内的所有能够查询的地理方位进行备选，可以先制定一个变电所地址的选择表，进而实现目标年的用电要求。最后结合负荷实际增长状况以及成本投放的数量进行审核，实现各个期间的用电要求可以满足负荷增长的需求，进而实现投资经济利益的最大化。

（三）网络结构优化、短路容量校核及无功规划。

为了实现配电网络结构优化，我们可以从两方面入手，第一步骤是实现空间负荷预测，第二步骤是实现变电所的位置优化和容量优化。网络结构优化主要是借助设立非线性混合整数规划模型的原理，在诸多拘束的因素下，例如负荷要求、优化变电所地理方位和容量、提高变电器和线路的容量以及保持功率平衡性能等，实现应用最少的资金，规划出最合理的目标以及保障各个高压和中压配线具有稳定的网架结构。

四、结束语

总而言之，通过本文对GIS 的配电网规划系统的应用及发展方向的进一步分析，使我们对GIS 的配电网规划系统有了新的认识，配电工作人员在拟定配电网络图纸时，可以根据配电网络不同的地理信息进行配电网规划系统的设计，从而加大配电网规划系统的工作效率。

参考文献:

［1］周云成.基于 GIS 的 10kV 配电网络电气连通性分析［J］.电力系统保护与控制，2010，38（ 10）: 83 －87.

［2］周云成，许童，朴再林.基于 CIM 的配电网 GIS 数据模型存储与维护方法研究［J］.电力系统保护与控制，2012，40（ 15）: 104 － 108.