输配电网地理信息系统(GIS系统)

输配电网地理信息系统解决方案

新疆新能信息通信有限责任公司

输配电网地理信息系统主要是利用地理信息技术来对输变电主干网及子干网的输配电网设备设施空间分布数据、生产运行数据、电网运行状态等信息进行集中化管理，对电网的网络关系进行分析，并能集成已有的信息管理系统，形成以地理信息为支撑的综合电网管理信息系统。以将输配电网地理信息系统作为基础平台，还可集成访问其他已有电力业务系统的数据，并能通过各种数据接口方便后续集成，确保信息的完整性、准确性和及时性……

1. 概述

输配电网资源信息化管理是各供电公司、电业局等电力企业的一项重要日常性业务。如何能够利用先进的信息化手段改善输配电网资源管理效率低下的现状，并能与其它电力生产调度系统（如SCADA系统）等无缝集成，是当前电力信息化建设中的一项重要课题。

输配电网地理信息系统主要是利用地理信息技术来对输变电主干网及子干网的输配电网

设备设施空间分布数据、生产运行数据、电网运行状态等信息进行集中化管理，对电网的网络关系进行分析，并能集成已有的信息管理系统，形成以地理信息为支撑的综合电网管理信息系统。以将输配电网地理信息系统作为基础平台，还可集成访问其他已有电力业务系统的数据，并能通过各种数据接口方便后续集成，确保信息的完整性、准确性和及时性。

该系统可广泛应用于各地电力公司、电业局单位生产技术部门及下属供电单位的生产技术部、客户服务中心、线路设备检修部、运行工区、调度中心及计算机信息中心。

本方案以北京超图的SuperMap GIS为平台，以地理信息系统技术为支撑，通过建立电网空间基础信息库，紧密结合输配电网管理的业务流程，实现了输配电网图形化管理和电网自动化管理。该方案可作为建立对输配电网进行计算机管理和辅助决策的企业级应用软件系统的参考。

2. 应用需求分析

2.1. 引入GIS的必要性

整个供电生产活动围绕着向用户安全“送电”和向用户收取“电费”及相关费用展开。而生产活动中的“产品”──“电能”是一种不可分割的具有连续、动态特性的“物质流”，因而供电生产管理工作必须面对这样的问题：

1. 部门设置“分散运作”

由于电网分布于广阔的城乡地域上，且电网结构十分复杂，具体的生产活动不得不按区域、分专业来组织实施，所以必须设立彼此之间相对独立“分散运作”的多个级别的生产部门和机构（例如：“运行维护”专业的规划设计、运行调度、设备运行维护等部门和“营业服务“专业的业扩报装、用户报修、用电计费等部门），各部门按自己的工作需要占有相关生产信息和数据；

2. 生产活动“集中统筹”

供电生产及营业工作的性质决定了必须对各个部门的各项工作进行“集中统筹”安排，所有部门的业务必须环环相扣，部门间传递的各种生产信息不允许出现任何差错，不然轻则引发运行事故造成经济损失，重则导致人员伤亡。

供电生产企业业务部门的“分散运作”与“电能”物理特性要求的“集中统筹”形成了

一对矛盾统一体，实际上这对矛盾是供电生产管理活动中的“基本技术矛盾”。

目前纳入计算机管理系统的基本生产数据主要是设备属性类信息，电网生产管理运行类信

息。而涉及到设备设施的空间地理分布类信息、电网拓扑结构类信息的管理和空间查询分析还没有相应的系统来支撑。

在传统模式下，设备设施的空间地理分布类信息的载体是图纸、模拟板、报表、语言（如调度命令等），许多没有形成信息数据的电子化，信息共享和传递方式则是物理载体的交换。在这种机制下，信息更新滞后于生产数据的变化，因而容易造成整个供电生产活动的各专业环节中生产信息“不全面、不一致、不及时”的现象。从技术层面看，这是目前阻碍供电企业生产管理水平提高的一个重要问题。

2.2.GIS应用模式

通对对输配电网管理业务的分析， GIS应用主要包括以下内容：

消缺工作管理

【问题】电力线路巡检发现异常或缺陷，不能很好的定位，安排处理。

【影响】电力线路巡检发现异常或缺陷，不能高效的进行定位。

【问题的后果】消缺工作管理不及时，影响供电服务质量，供电可靠性指标不能有效的保证。

【成功的解决方案】 GIS系统通过对电网空间数据进行缺陷定位。

线路巡检工作的管理

【问题】制定线路巡检计划周期长，不方便制定特巡计划和临时性的巡线方案；对巡检执行情况不能很好的进行监督和管理。

【影响】容易出现没有巡检的线路，巡检执行工作中，出现漏检情况。

【问题的后果】线路异常和缺陷不能很好的发现，容易引发电网事故，给企业带来设备损失和负面影响。

【成功的解决方案】 GIS系统通过对电网空间数据进行巡检计划制定，巡检路线叠加分析。

对停供电范围无法进行合理的预测

【问题】在供电企业生产管理中，有时需要有计划的进行停电安排，但人工分析操作后的停电范围，难免出现遗漏和错误的情况；计划供电时，人工分析操作后的供电范围，也会出现这样类似的情况。

【影响】生产经营的计划停供电工作不能得到很好的执行。

【问题的后果】容易出现停供电操作带来的事故后果和经济损失。

【成功的解决方案】 GIS系统通过对电网拓扑网络图进行模拟分析，分析出待操作的开关状态

改变后、电网运行状态改变后的结果，同时分析出影响的线路与用电用户，通过运行状态着以不同的颜色表示带电、停电状态。如果出现电磁环网，系统将给出提示。

输电网资料的人工管理

【问题】输电管理中工程资料图纸，输电网空间地理图，还有其他相关图形、档案资料，目前是纸质管理方式。

【影响】数据提取周期长，不能很好的进行数据查看，指导工作。

【问题的后果】数据共享无法实现信息数据电子化管理的便利性。

【成功的解决方案】利用GPS数据测量设备，根据大地测量方法，采集得到电网空间地理图数据，按照系统所构建的电网模型，和电网拓扑关系规则，生成电网图，成为GIS系统分析和管理操作的数据基础；同时根据数据兼容性，对工程资料图纸和其他相关图形资料，系统提供统一的工具进行编辑、查阅和管理；其他数据资料，系统提供工程文档的管理工具。

电力抢修工作的执行方式发生改变

【问题】检修管理部门，根据事故或者缺陷地点，根据可分配人员车辆情况，安排认为合适的车辆和人员前往工作；检修管理部门，根据事故或者缺陷地点，进行检修和抢修的车辆和人员的工作安排，工作人员人工选择去往工作路线；检修管理部门负责人，不能保证清楚的了解外派工作人员和车辆的位置情况。

【影响】检修管理部门负责人，不能保证清楚的了解外派工作人员和车辆的位置情况，不便于进行新任务的工作安排；车辆抢修路线不能很好的得到保障，依赖于车辆驾驶人员的路线熟悉情况。

【问题的后果】新的工作，或者需要优先考虑解决的工作任务，不能很好的保证及时有人员和车辆资源进行及时的安排解决；可能造成部分人员工作负荷繁重，部分人员工作负荷清闲甚至没有根据需要进行及时工作安排。

【成功的解决方案】检修管理部门，根据事故或者缺陷地点，根据可分配人员车辆情况，远程安排就近的车辆和人员前往工作；系统根据道路网络拓扑关系，分析出最短抢修路径，为事故抢修争取最短时间，尤其是针对城市交通复杂的道路网。检修管理部门，根据事故或者缺陷地点，进行检修和抢修的车辆和人员的工作安排，工作人员根据提供的最短路径，决定去往的工作路线。

输配电网运行自动化的数据同步问题

【问题】电网调度自动监测与控制系统（ SCADA系统）的数据，目前只能在该系统的使用部门内进行数据查看，实时数据服务对象单一；电网实时运行状况，以图形的方式，仅提供在SCADA 系统的变电站一次主接线图上动态显示；而配电网的运行状态目前没有相应的图形来进行展示，有些供电单位专门采用模拟电路板的方式，人工调整配电网的运行状态，以方便配电管理工作人员的工作。