GIS在架空电力线路设计中的应用

杨鹏

（国网安徽省电力有限公司宣城供电公司，安徽 宣城 242000）

如今，众多电力设计单位已将GIS引入电网建设工程的勘察设计中，实现了电网资源与地理信息的有机整合，有效弥补了传统现场踏勘方式只能看到局部地物的缺陷，提高了电网建设工程勘察设计的工作效率，显著提升了设计质量。因此，对GIS在架空电力线路设计中的应用进行探究符合勘察设计行业的发展趋势。

一、GIS技术的概述

（一）GIS技术含义

GIS全称为（Geographic Information System），指的是地理信息系统技术，GIS技术作为一门介于信息科学、管理科学、空间科学之间的交叉性学科，该技术的诞生是计算机科学技术飞速发展的产物。GIS技术通过综合运用属性数据处理技术、空间分析技术、计算机技术、模型分析技术、空间处理技术等，通过准备数据——建立系统——分析空间和模型来形成包含资源环境、灾害防治、区域规划、管理决策等在内的信息，GIS技术不仅具有图形管理功能和数据管理功能，并且还具有较强的空间表现力，当前已经被广泛运用于电力、水利、土地、环境、军事、管网、交通、农林、军事等领域中。

（二）GIS技术的主要功能

在GIS系统中，主要具备数据管理系统的数据输入、数据存储、数据输出等功能，为了尽可能满足用户的需求，需要GIS技术对数据开展运算、处理、操作。GIS最主要功能便是制图，这一功能能够将地理要素在地图上显示出来，并给出详细的数值范围，并且GIS系统还具有为用户输出全要素图的功能，能够按照用户的要求，将地图有层次地显示出来，并将生成的地图、图例、各类专题图以及统计图表等统一打印出来，除此之外，GIS系统还能够借助数字地形模型，借助一些分散的平面点模拟地面，从而从这些点中提取有效数据对地形进行分析

二、GIS在架空电力线路设计中的应用

（一）路径选择及优化

在架空电力线路的路径选择过程中把GIS应用和层次分析法结合起来，能够更好的优化路径方案，进而为多方案的对比和取舍提供客观依据。在架空电力线路设计中，影响设计方案的因素包括法律、经济、技术、环境等。采用层次分析法，能够对各路径方案进行定量分析，优化路径方案。层次分析法是一种把定性分析与定量分析相结合的分析方式，不仅能够主动响应设计人员在路径选择中的主观因素，同时还能对客观存在的外界因素进行分析处理。把层次分析法应用在实际设计中，首先需要把卫星影像与数字地理模型有效结合起来，得出多个备选方案；其次罗列出路径方案评价的主要影响因素，包括路径长度、曲折系数、交通情况、重要交叉穿越、走廊清理难度等；再在对比分析前选择必要的影响因素，对于系统数据库中缺失的因素，则需要进行详细深入的现场调查，将实地调查结果和数据录入至分析系统以进一步处理。借助数字高程模型，能够对架空电力线路的三维长度进行计算；再建立评价矩阵，即可确定各影响因素的权重，进行合理分配，并反复验证、调整；最后，通过系统分析得出评价结果，确定各个备选方案中的最优方案。由此可见，在架空电力线路设计中灵活运用层次分析法，能够对影响路径选择的众多影响因素进行全面的定性、定量评估，保证路径方案结论客观、可靠。

（二）辅助杆塔、基础设计

有些架空电力线路的现场地形条件十分恶劣，现场勘查无法到位，设计人员只能根据经验进行估算，这就会造成杆塔和基础设计不经济或者技术方面出现偏差。另外，在终勘定位过程中，当测量人员在对塔基勘测点进行测量时，测量范围一般都局限在铁塔根开范围内，对于周边的地形突变点容易忽略。在室内设计过程中难以发现此类问题，这些数据缺失就会造成测量误差，影响线路设计的准确性和安全性。

GIS采用的地理影像精度较高，因此可以模拟生成线路走廊的地形地貌，为设计人员提供直观、清晰的现场还原。另外，在实际应用时可以查询塔基勘测点周边所有点位的高程数据，并根据需要进行断面剖切，获得结构设计人员想要收集的地形数据，为高低腿杆塔和不等高基础的配置提供便利条件。通过模拟计算，还可以反向验证测量成果是否准确，查漏补缺，修正测量误差。

（三）负荷预测

负荷预测是电网规划的基础，其从已知的电力系统、经济、社会、气象等情况出发，通过对数据的分析，可预先估计和推测负荷发展，对确定规划规模、具体项目、规划质量起关键作用。

通过GIS系统，可得出馈线的分布位置、负载情况、配电变压器的容量值以及馈线电流值等数据。根据馈线电流值即可计算出该馈线所带的负荷值，将其进行一定权重或平均分配到每一台配电变压量，则根据250米/台的供电半径进行计算，即可得到整个区域的负荷密度值分布情况。GIS系统还可根据变压器所处位置和从SCADA 系统得到的主变负载情况，计算出分区分压容载比。

（四）真实地还原三维地形地貌

通过电力线路设计平台能够实现海量DOM、DEM和一定数据的叠加，无极缩放以及大区域的无缝漫游，通过分屏开展二维和三维联动操作，从而直观地展示真实三维地形地貌。在三维地形基础上，电力线路设计平台可以模拟电力线路的走向和塔位，开展集成化的三维漫游于量测量，这样便在很大程度上方便设计人员优化调整线路，最大程度提高电力线路设计的效率和精度。

结束语：

综上所述，将GIS技术运用于电力线路设计中，提高了电力线路设计的科学性、便捷性，并且充分满足了现代电力规划的要求，但是当前GIS技术在电力线路设计中的进一步深化应用，还有待加大对该技术的进一步研究挖掘，从而更好地发挥其在电力线路设计中应用。