范孝良，于 寧，董正華

(1.華北電力大學(xué) 機械工程系，河北保定071003;2.華北電力大學(xué)電力工程系，河北保定071003)

1 低壓配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)

低壓配電網(wǎng)是指電壓等級在10 kV以下的配電網(wǎng)絡(luò)，包括400，380，220 V.低壓配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)(GIS)是將供電企業(yè)低壓配電網(wǎng)的日常管理工作與地理信息技術(shù)、計算機技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)有機結(jié)合形成的軟件系統(tǒng)［1］.該系統(tǒng)利用全球衛(wèi)星定位設(shè)備采集低壓配電網(wǎng)中的變壓器、桿塔和表箱的地理位置，在矢量化的電子地圖背景上自動繪制出配電線路和接戶線走向，形成了低壓配電網(wǎng)全方位管理的可視化工作平臺.依托該工作平臺，以直觀可視的方式對低壓配電網(wǎng)和低壓設(shè)備進(jìn)行管理，將極大提高供電企業(yè)的管理水平和工作效率.另外，低壓GIS通過共享MIS數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)對低壓電力客戶的可視化查詢［2］.更為重要的是，以低壓GIS中形成的配電網(wǎng)拓?fù)潢P(guān)系為基礎(chǔ)，結(jié)合各用戶的用電量就可以對配電地區(qū)的理論線損率進(jìn)行準(zhǔn)確計算，為降損節(jié)能管理工作提供科學(xué)依據(jù)［3］.

1.1 低壓地理信息系統(tǒng)與高壓地理信息系統(tǒng)的比較

高壓配電網(wǎng)是指電壓等級在10 kV及其以上的配電網(wǎng)絡(luò)，對于縣級供電企業(yè)來說，主要包括10，35，110，220 kV.高壓配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)，簡稱高壓GIS.盡管低壓GIS和高壓GIS都是對配電網(wǎng)進(jìn)行管理的系統(tǒng)，但是由于對象的不同，在系統(tǒng)規(guī)劃和功能設(shè)計上有很大的差異，具體見表1［4］.

1.2 低壓地理信息系統(tǒng)的技術(shù)難點

低壓GIS的建立是一個龐大而又復(fù)雜的過程，需要大量數(shù)據(jù)、圖形、文檔、標(biāo)準(zhǔn)以及各部門之間的配合與統(tǒng)一，在建設(shè)中需要考慮以下問題:

a.系統(tǒng)用戶數(shù)據(jù)龐大，應(yīng)用服務(wù)器運行數(shù)據(jù)負(fù)荷較重，一旦發(fā)生服務(wù)器“崩潰”等問題，后果嚴(yán)重.因此要求開發(fā)系統(tǒng)的容量、軟硬件兼容，開發(fā)平臺以及數(shù)據(jù)庫可以支撐龐大的數(shù)據(jù)負(fù)荷，或者備有數(shù)據(jù)庫存儲服務(wù)器，以防萬一.

b.末端用戶數(shù)量眾多且分布集中，幾米的誤差可能導(dǎo)致表箱的地理空間位置錯位甚至完全混亂.因此對GPS采集數(shù)據(jù)的精度要求較高，要對入戶表箱的每個點分理明白.

c.在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段，要進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的采集、測量和存儲，要求GPS手持儀的采集手段快捷，數(shù)據(jù)錄入方便，提供低人耗高成效的工作方式.

2 低壓地理信息系統(tǒng)開發(fā)

2.1 系統(tǒng)開發(fā)目標(biāo)

a.充分利用網(wǎng)絡(luò)資源.以B/S方式運行，將基礎(chǔ)性、全局性的處理交由服務(wù)器執(zhí)行，而對數(shù)據(jù)量較小的簡單操作則由客戶端直接完成.能夠靈活高效地尋求計算負(fù)荷和網(wǎng)絡(luò)流量負(fù)載在服務(wù)器端和客戶端的合理分配.

表1 高壓GIS與低壓GIS的比較

b.3層結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)核心層.減少服務(wù)器負(fù)擔(dān)，并且通過服務(wù)器負(fù)載均衡的技術(shù)解決多用戶同時運行的瓶頸問題，整個系統(tǒng)在Internet/Intranet和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫上完成，保證數(shù)據(jù)的唯一性和一致性.

c.簡單的操作系統(tǒng).用戶只要經(jīng)過簡單的培訓(xùn)就可完成系統(tǒng)的所有操作，降低系統(tǒng)維護的復(fù)雜程度.

d.基于MVC架構(gòu).以IIS為基礎(chǔ)的 ASP系統(tǒng)服務(wù)器端使用 VBScript腳本語言，客戶端使用JavaScript腳本語言，基于AJAX框架.

e.基于GIS的低壓理論線損計算.可以根據(jù)圖形拓?fù)潢P(guān)系和低壓MIS數(shù)據(jù)進(jìn)行低壓理論線損計算.以精確的GIS數(shù)據(jù)做支持，使低壓理論線損計算更加準(zhǔn)確［7－8］.

f.圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)一體化存儲.確?？焖俨樵兊炔僮魉俣龋苊庥嬎銠C受到病毒破壞或其它故障造成圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)不一致的問題.數(shù)據(jù)庫一體化，提供通用數(shù)據(jù)接口，保證數(shù)據(jù)共享.

g.一體化人機界面.提供友好的、人性化人機界面，所有菜單格式和圖形界面格調(diào)統(tǒng)一規(guī)范.自定義各種設(shè)備的圖形符號，豐富且人性化的視圖導(dǎo)航工具，簡單易用的圖形繪制功能，靈活實用的圖形編輯功能，完善的權(quán)限管理和統(tǒng)計功能.

2.2 系統(tǒng)開發(fā)模式

針對縣級供電企業(yè)對低壓地理信息系統(tǒng)的功能要求及其所具備的條件，在比較了B/S和C/S兩種開發(fā)模式的基礎(chǔ)上(見表2)，擬采用基于B/S模式的低壓地理信息系統(tǒng).這樣既可以降低硬件資源購買及軟件開發(fā)的費用，又可以降低后期維護的費用，工作人員可以在任何時間和地點登陸地理信息系統(tǒng)，真正實現(xiàn)了實時操作的功能.

表2 C/S與B/S架構(gòu)優(yōu)劣比較

2.3 低壓地理信息系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示.

圖1 系統(tǒng)功能圖

3 低壓地理信息系統(tǒng)的主要模塊設(shè)計

3.1 低壓GIS管理

利用全球衛(wèi)星定位設(shè)備采集低壓配電網(wǎng)中的變壓器、桿塔和表箱的地理位置，在圖2所示的矢量化電子地圖背景上自動繪制出配電線路和接戶線走向，形成低壓配電網(wǎng)全方位管理的可視化工作平臺.

圖2 地圖顯示

3.2 低壓設(shè)備管理

依托該工作平臺，以直觀可視的方式對低壓配電網(wǎng)和低壓設(shè)備進(jìn)行管理，將極大地提高供電企業(yè)的管理水平和工作效率.另外，低壓GIS通過共享MIS數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)對低壓電力客戶的可視化查詢.

3.3 低壓設(shè)備物資管理

供電企業(yè)的管理過程同時也是各種電力物資的消耗過程，物資儲備會占用大量資金.另外，由于物資供應(yīng)渠道多，物資品種規(guī)格又千變?nèi)f化，建立物資管理信息系統(tǒng)非常必要，也是當(dāng)務(wù)之急.本系統(tǒng)可以使農(nóng)電物資的申請、審批、使用、回收等環(huán)節(jié)均實行統(tǒng)一規(guī)劃管理，提高了管理的透明度，彌補了原有人工統(tǒng)計的疏漏，提高了經(jīng)濟效益.

3.4 低壓線損計算

以低壓GIS中形成的配電網(wǎng)拓?fù)潢P(guān)系為基礎(chǔ)，結(jié)合各用戶的用電量就可以對配電區(qū)的理論線損率進(jìn)行準(zhǔn)確計算，為降損節(jié)能管理工作提供科學(xué)依據(jù).

4 結(jié)語

結(jié)合縣級供電企業(yè)的需求實際，運用地理信息技術(shù)和軟件開發(fā)技術(shù)，開發(fā)了適用于縣級供電企業(yè)的低壓配電網(wǎng)GIS全方位管理的可視化工作平臺，技術(shù)先進(jìn)，系統(tǒng)功能設(shè)計合理，性價比高，具有系統(tǒng)定制能力和二次開發(fā)能力，安全可靠，為實現(xiàn)縣級供電企業(yè)的現(xiàn)代化管理打下了夯實的基礎(chǔ).

［1］徐學(xué)衛(wèi)，楊松林.MaPInfo GIS二次開發(fā)方法的研究與實踐［J］.鐵路航測，2001(2):3 －5.

［2］ Lin Whei-Min，Teng Jen-Hao.Three-phase distribution network fast-decoupled power flow solutions［J］.Electric Power and Energy Systems，2000(22):375 －380.

［3］黃芳，吳元龍，危韌勇，等.GIS在電力信息系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.計算機工程，2001，27(5):159－161.

［4］劉秀玲，陳超英.配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計與圖形繪制［J］.電力系統(tǒng)自動化，2001，25(10):6 －8.

［5］李一紅，趙維興，邱劍鳴.10 kV配電網(wǎng)理論線損計算方法的比較研究［J］.廣東輸電與變電技術(shù)，2006(3):12－15.

［6］馮丹，談術(shù)，王果.GIS技術(shù)在配電管理中的應(yīng)用［J］.四川電力技術(shù)，2003(4):55－57.

［7］劉德剛，陸洪智.配電網(wǎng)GIS的一種開發(fā)模式探討［J］.中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報，2002，27(3):326 －328.

［8］王軍皓，李亞敏，趙秋霞.農(nóng)業(yè)電力GIS系統(tǒng)的開發(fā)研究［J］.中國科技信息，2005(12):98.