李建 廣元電業(yè)局
摘 要：配電電網(wǎng)數(shù)字化、信息化對(duì)于電網(wǎng)的全面分析、負(fù)荷預(yù)測(cè)有極大幫助，特別是與SCADA系統(tǒng)、配電管理系統(tǒng)一體化后，電網(wǎng)各項(xiàng)數(shù)據(jù)、開(kāi)關(guān)變位、負(fù)荷等情況能夠?qū)崟r(shí)的在系統(tǒng)中表現(xiàn)出來(lái)。
關(guān)鍵詞：AM/FM、SCADA、DMS、數(shù)字化、工程文檔
1 前言
隨著農(nóng)村電網(wǎng)、工業(yè)電網(wǎng)的不斷發(fā)展，相關(guān)數(shù)據(jù)、信息資料越來(lái)越多；同時(shí)隨著電網(wǎng)的日趨復(fù)雜，饋線間相互關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，給電網(wǎng)工作提出越來(lái)越高的要求。面對(duì)如此復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從電網(wǎng)的安全性、操作合理性、數(shù)據(jù)完整性等方面考慮，僅僅由人工操作或是傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息的方式，已是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際工作的要求，以地理信息系統(tǒng)為依托，與調(diào)度SCADA系統(tǒng)、配電管理系統(tǒng)（DMS）等系統(tǒng)結(jié)合實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)數(shù)字化、信息化。
在電網(wǎng)信息管理中輸、變電系統(tǒng)、配電管理系統(tǒng)、調(diào)度管理系統(tǒng)和其相關(guān)系統(tǒng)有著密切聯(lián)系，配電系統(tǒng)主要承擔(dān)220kV以下電力設(shè)備的規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)行和維護(hù)工作，調(diào)度部門(mén)負(fù)責(zé)電力設(shè)備的調(diào)度管理工作。這些部門(mén)都必須及時(shí)了解所轄設(shè)備的負(fù)荷狀況、運(yùn)行狀態(tài)、用戶類型、用電量等實(shí)時(shí)信息。每個(gè)部門(mén)之間通過(guò)屬性信息、電網(wǎng)接線圖信息、地理圖信息、工程圖信息緊密地結(jié)合起來(lái)。配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的強(qiáng)大功能就是把上述這些數(shù)據(jù)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，在電網(wǎng)運(yùn)行管理中有效發(fā)揮作用。
配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)正是在上述要求下開(kāi)發(fā)的，將地圖信息、文字、圖形、圖像、圖表信息集于一體，把屬性信息、電網(wǎng)接線圖信息、地理圖信息、工程圖信息緊密地結(jié)合起來(lái)。將地理信息、圖像圖形信息與配電設(shè)備、系統(tǒng)狀態(tài)、負(fù)荷、用戶狀況等有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)業(yè)務(wù)的自動(dòng)化，提高了效率和質(zhì)量，為實(shí)現(xiàn)供電企業(yè)現(xiàn)代化管理打下基礎(chǔ)。
廣元配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)把廣元市區(qū)電子地圖經(jīng)過(guò)經(jīng)緯度校驗(yàn)后的地圖作為背景圖，通過(guò)GPS手持儀采集變電站、電桿、變壓器、架構(gòu)或臺(tái)區(qū)的地理位置數(shù)據(jù)，并分層在地理圖上顯示，通過(guò)繪制電力線路和建立設(shè)備的關(guān)聯(lián)關(guān)系，使得該系統(tǒng)成為一套具有設(shè)備管理、事故分析、輔助調(diào)度和各類電網(wǎng)高級(jí)應(yīng)用程序的配電管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。系統(tǒng)涵蓋運(yùn)行、檢修、調(diào)度、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、用電和搶修等各方面，滿足各部門(mén)對(duì)配電網(wǎng)空間信息查詢和分析的要求。系統(tǒng)使用后，各類設(shè)備臺(tái)帳進(jìn)入計(jì)算機(jī)管理，圖紙由計(jì)算機(jī)輔助繪制，實(shí)現(xiàn)廣元電網(wǎng)內(nèi)設(shè)備管理的無(wú)紙化，也保證數(shù)據(jù)的唯一性和準(zhǔn)確及時(shí)性。
2 系統(tǒng)性能要求
整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需建立有應(yīng)用級(jí)、操作系統(tǒng)級(jí)、數(shù)據(jù)庫(kù)級(jí)等多級(jí)安全認(rèn)證體系，特別是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)和操作系統(tǒng)需高安全性，現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)oracle、DB2在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量較大、安全性能方面有極大保證，Linux、Unix操作系統(tǒng)具有訪問(wèn)高安全可靠性，同時(shí)管理權(quán)限的設(shè)置，保證只有相關(guān)用戶才能訪問(wèn)相關(guān)資源，進(jìn)行有關(guān)操作。建立用戶訪問(wèn)日志記錄，重要數(shù)據(jù)能夠備份，有效的保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。電力系統(tǒng)的各種計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)很多，彼此需要共享數(shù)據(jù)和應(yīng)用，因此標(biāo)準(zhǔn)化是一個(gè)很重要的技術(shù)因素，考慮到這個(gè)實(shí)際情況，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和建設(shè)過(guò)程中嚴(yán)格遵從：制定各種對(duì)象的統(tǒng)一代碼和結(jié)構(gòu)，確定各級(jí)共享數(shù)據(jù)庫(kù)目錄、內(nèi)容和結(jié)構(gòu)；運(yùn)用系統(tǒng)工程的方法制定軟件的總體框架和結(jié)構(gòu)；系統(tǒng)生成的各種報(bào)表符合國(guó)家電網(wǎng)公司、四川省電力公司、廣元電業(yè)局的有關(guān)規(guī)定和要求并根據(jù)廣元電網(wǎng)的實(shí)際情況制定了統(tǒng)一的報(bào)表格式；系統(tǒng)軟件總體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)流程標(biāo)準(zhǔn)化；系統(tǒng)采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和技術(shù)，系統(tǒng)項(xiàng)目管理、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)編碼采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中的編寫(xiě)規(guī)范。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，系統(tǒng)的外部接口遵守標(biāo)準(zhǔn)的API、COM、OLE、IEC等接口協(xié)議，留有標(biāo)準(zhǔn)接口。滿足ISO，ITU-T，IEEE，EIA，GB，DL等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或要求。
3 現(xiàn)狀分析及達(dá)到的應(yīng)用目標(biāo)
廣元市區(qū)地處四川盆地北部山區(qū)，正處于農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。工業(yè)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)調(diào)整時(shí)期。電力需求增長(zhǎng)突出，負(fù)荷峰谷差異較大。到目前為止為市區(qū)供電共有110KV變電站3座、35kV變電站1座、10kV配電線路32條，架空線路長(zhǎng)197.5km，電纜線路回長(zhǎng)74.8km，10kV開(kāi)閉所1座，環(huán)網(wǎng)柜5臺(tái)，柱上開(kāi)關(guān)80臺(tái)。近幾年廣興鋁廠、豪運(yùn)集團(tuán)、娃哈哈廠、上海炭素石墨加工等一批支柱產(chǎn)業(yè)、骨干企業(yè)發(fā)展等一大批大型工業(yè)戶的落戶，為了保證這些大工業(yè)戶的用電需求，電網(wǎng)發(fā)展速度很快，變更也很快。通過(guò)現(xiàn)有的SCADA調(diào)度員能夠直觀的得到變電站站內(nèi)及10kV線路出口監(jiān)控設(shè)備的各種遙測(cè)、遙信信息，但是對(duì)于設(shè)備所在的具體位置難以確定，特別是10kV線路上的分支及關(guān)聯(lián)分支。調(diào)度員僅憑SCADA圖無(wú)法知道電網(wǎng)線路的停送電情況，特別是現(xiàn)在電網(wǎng)變更速度快的發(fā)展期，調(diào)度員不能明確停電范圍，只能夠借鑒施工人員的停電方案。
3.1 在調(diào)度停、送電管理方面的應(yīng)用
通過(guò)配電電網(wǎng)信息系統(tǒng)和現(xiàn)有的SCADA系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定連接，SCADA采集各種實(shí)時(shí)信息同步在配電地理信息圖上顯示，調(diào)度員能夠清楚地看到停電線路、停電區(qū)域。SCADA監(jiān)測(cè)到的報(bào)警信息，同步在SCADA監(jiān)控終端和配電地理信息圖上顯示，并以聲音、報(bào)警條閃爍、自動(dòng)報(bào)警、打印等方式進(jìn)行報(bào)警。只有故障定位、負(fù)荷轉(zhuǎn)移等實(shí)時(shí)SCADA應(yīng)用得到準(zhǔn)確的地理圖，用電的可靠性、安全性才能等到保證。因此配網(wǎng)地理信息系統(tǒng)集成SCADA，實(shí)現(xiàn)底層設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)、功能設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)傳輸和用戶界面的一體化，真正實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)數(shù)字化、信息化，確保管理的智能化和用電的可靠性。
3.2 設(shè)備管理中的應(yīng)用
在以地理圖為背景所繪制的單線圖上，能分層顯示變電站、線路、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電桿、路燈和電力用戶的地理位置。只要激活一下檢索的廠站或設(shè)備圖標(biāo)就可以顯示廠站或設(shè)備的相關(guān)信息，包括生產(chǎn)廠家、出廠銘牌、技術(shù)參數(shù)、投運(yùn)日期、檢修次數(shù)等基本信息，還包括設(shè)備運(yùn)行工況信息和數(shù)據(jù)。根據(jù)這些廠家數(shù)據(jù)和運(yùn)行情況，設(shè)備管理系統(tǒng)能夠?qū)@些設(shè)備進(jìn)行經(jīng)常維護(hù)和定期檢修。
3.3 用電管理中的應(yīng)用
業(yè)擴(kuò)報(bào)裝、查表收費(fèi)、負(fù)荷管理等是供電部門(mén)最為繁重的幾項(xiàng)用電管理任務(wù)。使用配電地理信息系統(tǒng)可以方便基層人員核對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀況，及時(shí)更新配電、用電的各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)。
業(yè)擴(kuò)報(bào)裝時(shí)，可在地理圖上查詢有關(guān)信息數(shù)據(jù)，有效地減少現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)工作量，加快新用戶報(bào)裝的速度。查表收費(fèi)包括電能表管理和電費(fèi)計(jì)算。使用配電電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)，能夠按照接到門(mén)牌編號(hào)為序建立的用戶檔案，查詢起來(lái)非常直觀方便。可以根據(jù)在配電電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)上獲得的SCADA數(shù)據(jù)制定各種負(fù)荷控制方案，根據(jù)變壓器、線路的實(shí)際負(fù)荷，以及用戶的地理位置和負(fù)荷可控情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)荷的避峰，削峰填谷等。
理論線損計(jì)算，以往的理論線損計(jì)算都是用電科到調(diào)度SCADA系統(tǒng)中抄記錄數(shù)據(jù)，回來(lái)后輸入計(jì)算軟件中，根據(jù)不同的計(jì)算方法計(jì)算出線損的理論值。配電電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)利用與SCADA系統(tǒng)中獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行線損計(jì)算，大大節(jié)省了人員的抄計(jì)時(shí)間，并減少了因?yàn)槌?jì)而帶來(lái)的錯(cuò)誤。
3.4 在電網(wǎng)規(guī)劃上的應(yīng)用
配電電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)能夠合理分割變電站負(fù)荷、饋電線路負(fù)荷調(diào)整以及增設(shè)變電站、開(kāi)閉所、聯(lián)絡(luò)線甚至電網(wǎng)改造、發(fā)展規(guī)劃等規(guī)劃設(shè)計(jì)任務(wù)都比較繁瑣，采用地圖上所提供的設(shè)備管理和用電管理信息和數(shù)據(jù)，與小范圍內(nèi)負(fù)荷預(yù)報(bào)相結(jié)合，為配電電網(wǎng)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)提供計(jì)算基礎(chǔ)。
3.5 在投訴電話（95598）中的應(yīng)用
根據(jù)故障投訴電話，快速準(zhǔn)確的利用用戶打來(lái)的故障投訴電話來(lái)判斷發(fā)生故障的地點(diǎn)和故障影響的范圍，及時(shí)地派出搶修人員是停電時(shí)間最短，影響最小。用戶輸入停電投訴電話的地點(diǎn)，故障定位與隔離程序根據(jù)投訴地點(diǎn)的具體位置分析出故障停電的范圍，并排出可能的故障點(diǎn)順序。參照地理圖背景的單線圖，指揮現(xiàn)場(chǎng)人員準(zhǔn)確找到故障點(diǎn)，并予以隔離。故障定位與隔離完成后，啟動(dòng)“恢復(fù)供電”的程序，按程序所指出的最優(yōu)順序盡快地恢復(fù)送電。
4 配電網(wǎng)信息化、數(shù)字化功能
以往的電網(wǎng)信息通常以文字或圖形的方式存儲(chǔ)，查找、修改起來(lái)相當(dāng)繁瑣，配電網(wǎng)數(shù)字化、信息化后將各種原始的地理信息轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以接受的形式，即數(shù)字地圖。可以利用數(shù)字化成像儀或掃描儀把地圖（如航空照片）和規(guī)劃圖書(shū)如計(jì)算機(jī)，并對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行編輯和整理。配電電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)把地圖作為一種組織數(shù)據(jù)的工具進(jìn)行空間分析。它具備較強(qiáng)的空間數(shù)據(jù)分析和關(guān)聯(lián)分析功能。將地圖矢量轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、鄰近分析、面積計(jì)算，能夠根據(jù)地圖提供的數(shù)據(jù)做出最佳路徑選擇、最佳鄰域搜索等。通過(guò)這些數(shù)據(jù)可以統(tǒng)計(jì)供電區(qū)域面積、供電線路長(zhǎng)度、供電設(shè)備安裝、使用時(shí)間、設(shè)備的地理位等。
配電電網(wǎng)主要包括地理數(shù)據(jù)（空間數(shù)據(jù)）和電網(wǎng)數(shù)據(jù)（屬性數(shù)據(jù)）。地理數(shù)據(jù)包括地圖以及其他地理信息。主要是廣元境內(nèi)的地理圖形和地理狀況。這些數(shù)據(jù)與現(xiàn)在的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、配網(wǎng)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)負(fù)荷側(cè)管理、負(fù)荷控制、故障投訴電話處理，設(shè)備、線路轉(zhuǎn)換和投切，以及環(huán)境污染的策略評(píng)價(jià)等功能。電網(wǎng)數(shù)據(jù)包括電力設(shè)備以及供電服務(wù)要描述的設(shè)備包括配電設(shè)備（如配電饋線、變壓器、地下電纜等）、各種繼電保護(hù)設(shè)備，以及這些設(shè)備的地理位置及相關(guān)屬性。這些屬性信息可以在計(jì)算機(jī)中以各種圖形顯示，配以相關(guān)的屬性信息，使工作人員對(duì)這些設(shè)備單元的安裝、運(yùn)行情況直觀的了解和掌握。
5 效益分析
電網(wǎng)數(shù)字化、信息化后，廣元電業(yè)局各類設(shè)備臺(tái)帳進(jìn)入了計(jì)算機(jī)管理，圖紙由計(jì)算機(jī)輔助繪制，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備管理的無(wú)紙化，也保證了數(shù)據(jù)的唯一性和準(zhǔn)確及時(shí)性。繪圖計(jì)算機(jī)化后，加快了出圖速度，降低了繪圖員的勞動(dòng)強(qiáng)度，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了圖紙的即時(shí)共享，同時(shí)也幫助我們理順了臺(tái)帳，提高了管理水平。
電網(wǎng)數(shù)字化、信息化后能加快故障處理速度，縮短停電時(shí)間，提高了供電可靠性和售電量，提高優(yōu)質(zhì)服務(wù)。實(shí)現(xiàn)信息共享，減少重復(fù)勞動(dòng)，產(chǎn)生了很大的經(jīng)濟(jì)效益。為規(guī)劃、查詢提供了大量的資料庫(kù)和輔助分析手段，使電網(wǎng)布局更合理，降低電網(wǎng)損耗。
電網(wǎng)數(shù)字化、信息化后，停電管理能夠在廣元電網(wǎng)地理信息圖上顯示出停電的范圍，停電線路、停電范圍內(nèi)的用戶。減少大面積停電帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失。配電系統(tǒng)數(shù)字化、信息化后能夠極大提高工作效率，方便各部門(mén)之間對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的掌握和利用。數(shù)字化對(duì)于電網(wǎng)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的分析提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。對(duì)于電網(wǎng)運(yùn)行提供可靠的數(shù)字依據(jù)、對(duì)于電網(wǎng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)提供可靠數(shù)據(jù)。
電網(wǎng)數(shù)字化、信息化后能夠?qū)崟r(shí)計(jì)算出理論線損。減少因工作人員抄寫(xiě)錯(cuò)誤而帶來(lái)的線損誤差。能夠準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)電網(wǎng)的發(fā)展方向，能夠直觀的對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃。
6 結(jié)論
電網(wǎng)數(shù)字化、信息化能夠極大提高電網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量；能夠加快搶修速，縮短停電時(shí)間；能夠統(tǒng)一工程文檔、設(shè)備臺(tái)帳等相關(guān)資料；能夠提高理論線損計(jì)算的準(zhǔn)確率；能夠幫助規(guī)劃人員判斷負(fù)荷增長(zhǎng)的速度及原因，制訂出合理的中長(zhǎng)期規(guī)劃方案；能夠幫助電網(wǎng)調(diào)度人員迅速、準(zhǔn)確的對(duì)電網(wǎng)施工中停送電做出正確的判斷和停電方案，保證輸配電系統(tǒng)運(yùn)行決策更加科學(xué)。電網(wǎng)數(shù)字化、信息化后能夠簡(jiǎn)便操作流程、方便用戶為我們創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。
收稿日期：2008年10月11日
