基于GIS的农网智能化系统

王应之

（南京三新供电服务有限公司，江苏 南京 210012）

在电力领域的信息系统建设中，能否很好地运用GIS（地理信息系统）技术，已成为电力系统建设水平的一个重要标志。着重探讨GIS技术在农网智能化建设中的事故处理、线损实时分析及在电力营销系统中的应用，对存在的问题提出了建设性的思考与解决方法。

一、GIS技术在农网的应用现状

中国电力在GIS方面的应用开始于二十世纪九十年代中期，随后慢慢与国际领先水平接轨。经过农网改造后，农电网络设施在各方面都有很大进步，但在信息化处理、利用方面还有很大不足，而且由于基层农网存在技术缺陷，存在一系列的现实问题。随着生活水平提高，面对用户用电量增加，区域数据量的膨胀以及不定因素的增多，目前农电部门常用的AutoCAD等工具已不能在现有资料基础上做出合理分析，制定有效的管理策略，严重影响了管理效率。现有的农电网络维护、运营、管理等主要还是依靠人工，基层人员可利用资源比较单一，受客观条件影响，无法在第一时间做出反应，不能直观、全面地发现问题，导致数据更新困难，从而大大延长了机动时间。GIS强大的数据、空间分析能力，结合计算机图形、图像处理技术，能使管理人员更直观地掌握电网实时运行情况，为农电资源优化配置提供了一套完善的信息化解决方案。目前GIS在农网方面的应用主要集中在配网方面，还有很大进步空间。

二、GIS在农网智能化系统中的应用

作为县级供电企业，建设智能电网的工作重点，是在智能电网基础上展开农网智能化系统建设。智能化农网建设的重点，又分为配电网建设、电网调度建设、变电环节建设和用电营销系统建设。GIS技术应用到智能化农网，须以全区的地理数据为基础，以配电网为骨架，配电网各种信息数据为内容，依托GIS技术、空间数据存储和管理技术、中间件技术（Middle Ware）、Web Server技术，以及与OA、MIS的无缝集成技术、工作流技术等，建设为农网调度、配电网生产运行、营销服务综合一体的农网配电智能化系统。

（一）GIS在配电网建设中的应用

配电网是供电企业连接客户的重要环节，配电网管理的主要职能是组织、指挥和协调配电网的运行。配电网具有地域分布广、负荷分散、线路多、更新频繁的特点，对电网延伸、数据通信及信息共享造成了很大难度。各方面数据的收集、分析、存储、应用，是众多功能中最耗时和最基础的任务之一，而GIS是一门集计算机科学、地理学、信息科学和管理科学为一体的新兴学科，已经逐步应用到现在的配电系统中。GIS技术目前已成为信息系统研究领域的关键技术之一。利用GIS数据分层处理的特点，将电网覆盖区域地理环境信息与电网分布情况信息、电网设备信息、电力客户信息、电网覆盖区域地下管、网建设情况信息等进行高度的整合。例如：对配电网的关口、主线路、分支、配电变压器等各节点实现实时的数据采集、信号传输、远程控制，对线路供电可靠性、综合线损、负荷状况，对配电线路负荷开关及分界开关实现实时监测和控制。从而实现为农电生产、营销、管理提供实时控制、自动决策与智能分析。

（二）GIS在电网调度中的应用

基于GIS技术的电网调度管理系统，它是由基础图形、电力图形绘图工具组成，通过连接点建立电缆、设备之间的拓扑关系，显示电网地理接线图；有接口对设备的各种数据采集，比如：有功、无功功率、电流及功率因数等，断路器、调压分接开关、接地及事故总信号等状态量，变压器油温、电能等，通过GIS技术模拟设备运行状态及对设备定位查找。这就对故障排查、设备实时监测提供了最基础的保障。对于计划检修，也需要进行馈线间的负荷转移以尽可能地保证对客户不间断供电。GIS应用于事故负荷转移时，可以计算三相潮流来确定线路开关中通过的功率，得到潮流的解，存于数据库中以进行负荷转移分析计算。当系统发生事故时，立刻执行负荷转移分析计算程序，找出应进行操作的开关，然后根据开关操作的信息，对网络拓扑更新。实现配电开关的优化操作，进行配电线路故障开关的监控，从有故障的开关到其以下的开关全部断开，调度网进行实时检测，从GIS系统中的开关位置，迅速找到故障范围及时抢修。

（三）GIS在农网线损分析中应用

正确构建10 kV配电网的网络拓扑结构和输入线路设备的运行参数，是正确计算配电网理论线损的基础。计算理论线损时将配电网的实际运行参数输入系统，能快速与精确地计算出每条线路的理论线损值，为辖区各配电线路的线损评估提供依据。使理论线损计算方式由现在滞后的“离线”方式逐步向“在线”和“实时”计算方式转变，做到线损的实时监控。

（四）GIS在营销系统中的应用

GIS应用于电力营销系统，以配电网系统为基础，营销系统为其应用子系统。是将电力企业的所有过程和资源按照现代市场营销的组织形式通过计算机技术、网络技术和通信技术搭建成网络营销体系，是一个最终将企业管理理念、业务流程、基础数据、人力物力、计算机软硬件整合于一体的企业营销信息管理平台。提供通用的实时库、历史库、图形界面、网络监视及进程管理、营销系统在线维护及数据采集、数据归档、数据计算与统计、电费核收、客户信息管理、计量采集系统维护、多种信息发布方式等服务与应用。

三、智能电网的发展前景

智能电网建设已列入国家“十二五”发展规划。根据国家电网公司规划，2011～2015年为智能电网全面建设阶段，加快特高压电网和城乡配电网建设，初步形成智能电网运行控制和互动服务体系；2016～2020年为引领提升阶段，全面建成统一的坚强智能电网。对农电企业的电网供应能力，电力营销经营水平及电力生产管理水平提出了信息化的新要求。

总之，当采取逐步过渡和多种技术的长期共存，不是简单地将原有系统推倒重来，而是在设计时就必须保证在不降低可靠性、安全性、实用性的同时避免不必要的开支。应注重研究智能电网发展中的必要条件，评估不断变化的效益和成本，避免盲目投资和浪费。