GIS在电力配电网系统中应用
- 格式：pdf
- 大小：186.61 KB
- 文档页数：2
第３３卷第２５期 Ｖ０１．３３ Ｎｏ－２５ 企业技术开发
ＴＥＣＨＮＯＬ０ＧＩＣＡＬ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ ＯＦ ＥＮＴＥＲＰＲＩＳＥ ２０１４年９月
Ｓｅｎ．２０１４
ＧＩＳ在电力配电网系统中应用 李海峰 （ 网浙江长兴县供电公司，浙江长兴３１３１００）
摘要：经济的发展和人民的需求，是电力系统发展的根本原因，在自动化水平和信息化水平不断提升的今天，我国的电 力配电系统也得到了飞速的发展。文章针对ＧＩＳ在电力配电系统中的应用进行分析，阐述了Ｇ１Ｓ数据库的设计方法，探讨 了ＧＩＳ在配电网规划中的应用，以期为我国电力系统科学化发展提供参考 关键词：ＧＩＳ系统；数据库设计；配电网规划；空间负荷预测 中图分类号：ＴＭ７６９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—８９３７（２０１４）２５—００４９—０２
ＧＩＳ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｐｏｗｅｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｙｓｔｅｍ ＬＩ Ｈａｉ－ｆｅｎｇ （Ｓｔａｔｅ Ｇｒｉｄ Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｃｈａｎｇｘｉｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｃｈａｎｇｘｉｎｇ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ ３ １ ３ １ ００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｎｅｅｄｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｅｏｐｌｅ ｉｓ ｔｈｅ ｒｏｏｔ ｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ａｎ— ｔｏｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃｏｎｔｉｎｕｅ ｔｏ ｅｎｈａｎｃｅ ｔｈｅ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｔｏｄａｙ，Ｃｈｉｎａ’Ｓ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｗｅｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ａｌｓｏ ｂｅｅｎ ａ ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ＧＩＳ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｐｏｗｅｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｔｈｅ ＧＩＳ ｄａｔａｂａｓｅ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ＧＩＳ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ ｐｌａｎｎｉｎｇ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｉｎａ’Ｓ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ（ＧＩＳ）；ｄａｔａｂａｓｅ ｄｅｓｉｇｎ；ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ ｐｌａｎｎｉｎｇ；ｓｐａｔｉａｌ ｌｏａｄ ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ
电能是世界上最重要的能源之一，这种能源的供应 优劣，直接与一个国家的经济发展水平和公民的生活水 平挂钩，因此，作为电能供应的配电网系统，就必须结合 当今的科技发展和人民需求与时俱进。电力ＧＩＳ，是电力 信息化平台的基础，以其自身的空间数据的可提供性和 与图档管理系统结合的综合性，以及数据共享过程中的 安全性等特点，使其在电力信息化平台的建设中，发挥 着重要的作用。为了确保配电网系统的正常运行以及管 理，本文针对ＧＩＳ地理信息系统在配电网中的应用，进行 了阐述分析，对配电网ＧＩＳ的应用范围、应用特点和数据 可开发策略，以及基于ＧＩＳ系统的配电网规划方法，进行 了分析说明，以期为我国的配电网科学的可持续发展提 供理论参考。 １ 电力配电网ＧＩＳ的应用及数据库开发策略 ＧＩＳ在我国的电力部门中得到了一定范围的应用，由 于该系统的主要功能是定位，因此，在电力配电网系统 中主要应用于管理系统，基于ＧＩＳ的电力配电网系统有着 如下特点： ①ＧＩＳ技术具有可视化的特点，能够利用系统提供的 直观内容，再结合空间信息组织、分析和显示配电网网 收稿日期：２０１４—０６～２０ 作者简介：李海峰（１９８５一），男，浙江长兴人，大学本科，助理工程师 主要从事配电线路工作。 络中的各项数据，实现配电网信息的地图化，为配电网 的管理提供良好的平台。 ②电力ＧＩＳ系统，可以分层次的显示出变电站、短路 器、杆塔、线路、隔离开关以及用户的地理信息，为强大 的数据系统建立奠定基础。 ③电力ＧＩＳ系统可以在电能的输送、分配和使用的过 程中，完整的反映配电网的拓扑结构，为软件实现计算 提供了较好的素材，为配电网综合处理大量数据信息奠 定了坚实的基础。 由上述特点分析可知，ＧＩＳ系统的核心内容是数据库 的开发与设计，而数据库的设计优劣会对整个系统的效 率与质量产生直接的影响，对于ＧＩＳ系统的数据库开发应 该有一定的策略可循，其开发策略内容，见表１。 在满足上述数据库设计策略的基础上，还需要按照 一定的步骤对数据库进行设计，本文在查阅了相关文献 后，总结出如下六步设计方法： ＳＴＥＰ１．需求分析 ＳＴＥＰ２．概念结构设计 ＳＴＥＰ３．逻辑结构设计 ＳＴＥＰ４．数据库物理设计 ＳＴＥＰ５．数据库实施 ＳＴＥＰ６．数据库运行维护 其中，ＳＴＥＰ３．中的逻辑结构设计，还需要对逻辑结构 进行优化处理。首先，需要对用户的需求进行充分的了 ５０ 企业技术开发 ２０１４年９月 表１电力ＧＩｓ系统数据设计策略一览表 好的平台，表２为基于ＧＩＳ系统的神经网络聚类分析方法 策略类型 详述
完整性策略
一致性策略 共享性策略 安全性策略
在ＧＩＳ数据库设计过程中，需要考虑数据的完 整性，电力配电网中的数据信息按照类别划分大 致可以分为：地理位置数据、管理职责数据和能量 流动数据。若能够按照上述三个类别的数据进行 系统的数据数据设计在一定程度上可以保证数据 的完整性。
由于电力配电网系统中的庞大数据量是分层 次和类别传递的，在整个系统的子系统内部存在 着一定的特有信息，一个数据可能会被多个子系 统应用，基于上述数据的交叉现象，需要对所有的 数据库进行统一的管理，这也是实现数据一致性 策略的根本方法。
数据在大系统的各子系统中甚至子系统的不 同位置都会存在着共用的情况，南于系统需要定期 维护和初期调试，在这两个过程中免不了对数据进 行增删的处理，为＿ｒ使数据库能够简化繁冗，提高 运行速率，需要对数据的共享性特征进行综合的考 虑，也只有这样才能保持数据库的最优通用性。
数据的安全性维护更是ＧＩＳ系统数据库必备 的模块，为了给以后的数据库维护、优化和升级提 供优良的平台，需要在数据库服务器上增设备份系 统和嵌入系统，为了提高服务器的顺畅运行和突发 事故的应急处理措施，需要至少备用一套完全相同 的数据库服务器，为数据安全性和数据库工作提供 保障。
解，在正确抽象出现实世界的需求后，对其进行综合、抽 象和归纳。然后，对概念结构进行设计，概念数据模型是 现实世界的一个真实模型，还有逻辑结构的设计及优化。 最后，完成数据库的物理设计，并进行运行与维护。 综上所述，按照文中提出的数据库设计策略与设计 步骤，再结合空问数据的组织方法，可以实现配电网设 备数据的分析与处理，完善系统的数据库。 ３ ＧＩＳ在电力配电网规划中的应用 电力配电网规划，主要有负荷预测、短路容量分析、 变电所优化和网络结构规划等内容，对配电网规划的基 本要求是确保供电质量、经济性、满足负荷增长的需求 以及与环境的协调一致性。在ＧＩＳ系统平台下，给配电网 的规划提供了强大的空间分析功能，本章针对ＧＩＳ在电力 配电网中的空间负荷预测、变电站选址及站容优化规划、 网络结构优化的应用进行分析。 配电网规划数据库上集中存储有地理、经济、负荷、 费用和可靠性等配电网规划所需的数据，并与ＭＩＳ、 ＳＣＡＤＡ等系统相连，从ＳＣＡＤＡ系统可以获得负荷测量数 据，从ＣＩＳ系统可以获得用户的用电量和用电特性等信 息，用于负荷分析，从ＧＩＳ系统中，可以自动提取配电网 规划所需的空间数据 Ｉ。 空间负荷预测方法，是基于ＧＩＳ的聚类分析方法，由 于城市规划部门所提供的城市用地性质与ＧＩＳ紧密相 连，通过ＧＩＳ系统可以将城市的供电区域划分成许多小的 区域，然后，再根据总量负荷预测结果。ＧＩＳ系统可以为 空间负荷预测的数据收集、处理和结果的表示，提供良 在空间负荷预测中的应用结构。 表２ ＧＩＳ系统的神经网络聚类分析方法在空间负荷预测中的应用结构 ｔ Ｎ ｎｅｍｒｋ Ｉ －韵技川 ｊＪ 致 ： ＾ ，ｊ《照口 ｍ。ｎ ： 蟊 岫。Ｉ．ｄＩｙ弗 ｝Ｉｉ１： ｔ 埔 ：讣 ： 忡顷Ｊ ”舒 ．｛ ｉ豳麓： ， ．杵瞍： 减 圳Ｊ韭¨刨 —一 Ｊｊ土 ∞ 洲： ‘卜然 ，舨小 小｛‘ｍ 蝇ｌ 地ｊ， ｌ找ｉＷ，小｝‘ 曩 一一阑 小ｌ Ｋ钒 删终 ， 删毅 Ｊ ：数 ＧＩｓ Ｉ ５ 、 删维 ： 的 ＊镬埋蛾 ． 小｛≮罅测矧毅 ； ｆＩ川ＧＩＳ的州 、ｉ自 小ｌ‘ 构成 能进ｎ 删 变电站的选址及站容优化的规划，需要根据电压等 级的不同分两类进行，对于每一个特定容量的组合，费 用最小为目标函数，在目标函数的约束条件设计时，可 以利用ＧＩＳ系统与已得到的空间负荷预测信息设计可能 的站址。当变电站规划结束后，就可以在ＧＩＳ地图上显示 出按照不同电压等级分层的变电站位置。 用户还可以通过界面上的窗体，得到每个变电所的 相关信息，包括变电所的位置、各规划年份的容量、变电 所的供电范围以及各规划年的投资等Ｉ３Ｉ。 网络结构的优化规划是在完成负荷预测，并确定了 所需投建或增容的变压器的地理位置和容量的基础上 进行Ｉ 。 网络结构优化的目的，是针对各规划年度高压和中 压配电线路网架结果的规划，模型一般运用非线性混合 正数规划模型，其中，目标函数为规划水平年配电网扩 展的投资费用与年损耗费用之和最小，约束条件为负荷 需求、变压器和线路的容量限制、功率平衡和配电网的 放射状条件ｌ ５ｌ。当网络结构规划结束后，在ＧＩＳ地图信息 上就会显示出各规划年度的网络结构以及相应的线路 信息，还可以在地图上直观的看到网络的扩展等内容。
４结语 本文在介绍了电力Ｇ１Ｓ系统的基础性特点后，阐述了 电力配电网ＧＩＳ的应用及数据开发策略，点明了ＧＩＳ在配 电网系统中的重要性，重点分析了ＧＩＳ在电力配电网规划 中的应用情况，揭示了ＧＩＳ的规划优点。随着科学技术的 进步与网络技术的发展，配电网ＧＩＳ的发展前景广阔。
参考文献 ［１］杨堆元．电力地理信息系统在配电网中的应用［Ｄ】．天津： 河北工业大学。２００７． ［２］房劲，庞霞，陈峥．地理信息系统在配电网管理中的应用 『Ｊ１．科技资讯，２０１０，（１４）：１４３—１４４． ［３】苏琳，康积涛．ＧＩＳ系统在配电网规划设计中的应用［Ｊ］．供 用电，２００６，２３（２）：１３—１５． 【４］隋振有，宋立新．配电实用技术［Ｍ】．北京：中国电力出版 社，２００６． ［５］孙新才，周淙，刘理峰，等．电力地理信息系统及其在配电 网中的应用［Ｍ】．北京：科学出版社，２００３．
