黃輝　林裕新

摘 要 針對現(xiàn)有工作中環(huán)網(wǎng)圖生成過程所存在“數(shù)據(jù)不同源”以及由此導(dǎo)致的一系列問題，通過對配網(wǎng)調(diào)度圖紙的使用、維護(hù)情況進(jìn)行總結(jié)分析，本文描述了一種關(guān)于圖檔管理的創(chuàng)新技術(shù)——基于GIS圖紙自動(dòng)生成的環(huán)網(wǎng)圖。該新技術(shù)的應(yīng)用能夠確保圖紙的唯一性，實(shí)現(xiàn)了“全網(wǎng)一張圖”的目標(biāo)，對有效保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。

【關(guān)鍵詞】GIS環(huán)網(wǎng)圖 技術(shù) 應(yīng)用

眾所周知，配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接線復(fù)雜，設(shè)備種類繁多，因此一份準(zhǔn)確可靠、方便的圖紙對于調(diào)度員日常操作、電網(wǎng)安全運(yùn)行具有無可比擬重要性。換言之，一份準(zhǔn)確可靠的圖紙既是調(diào)度員開展工作的基礎(chǔ)也是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的基本保障。為此，汕頭供電局提出了“一張網(wǎng)、一張圖”的原則，對配網(wǎng)圖紙的準(zhǔn)確性提出了要求。

1 創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用前圖紙使用情況及分析

1.1 舊圖紙使用模式

在2009年之前，汕頭供電局配網(wǎng)所使用的圖紙有紙質(zhì)的也有電子檔的，有WPS格式的也有CAD格式的。結(jié)合配網(wǎng)調(diào)度的實(shí)際，配網(wǎng)調(diào)度所涉及的操作和事故處理，大部都是只與環(huán)網(wǎng)的主干線相關(guān)，符合“二八定律”。為此，汕頭配網(wǎng)調(diào)度以設(shè)備運(yùn)行單位提供的圖紙（包括紙質(zhì)和電子檔）為基礎(chǔ)，重新繪制CAD的環(huán)網(wǎng)圖（只展示環(huán)網(wǎng)主干線及分支名稱），在SCADA系統(tǒng)上繪制環(huán)網(wǎng)圖。2009年，GIS圖紙開始投入使用。

1.2 舊模式下圖紙管理優(yōu)缺點(diǎn)分析

無論是GIS圖紙還是SCADA環(huán)網(wǎng)圖，都有各自的優(yōu)勢和缺點(diǎn)，GIS圖紙有豐富的站-線-變-戶關(guān)系，完善的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼霸O(shè)備臺(tái)賬，齊全的營銷屬性及嚴(yán)格的圖紙電子化移交程序；SCADA環(huán)網(wǎng)圖則解決了調(diào)度員無環(huán)網(wǎng)圖使用的問題，且打開速度快，圖形簡明、清晰，開關(guān)狀態(tài)可以準(zhǔn)實(shí)時(shí)發(fā)布。將兩者結(jié)合使用，雖然可以部分滿足調(diào)度員的需求，但也不可避免地存在一些問題，比如：

（1）由于是兩種不同類型的圖紙，數(shù)據(jù)來源不同，多頭維護(hù)造成單線圖、環(huán)網(wǎng)圖和現(xiàn)場設(shè)備不對應(yīng)，是極大的安全隱患。

（2）沒有與業(yè)務(wù)系統(tǒng)連接，無法提高調(diào)度員的工作效率。

（3）GIS圖紙存在著系統(tǒng)打開速度慢，無法滿足處理事故時(shí)快速復(fù)電的要求。

（4）SCADA環(huán)網(wǎng)圖維護(hù)困難，圖紙更新不及時(shí)等。

2 基于GIS圖紙自動(dòng)生成環(huán)網(wǎng)圖技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用

2.1 新技術(shù)開發(fā)背景

原有的圖紙使用模式難以滿足調(diào)度員對圖紙的使用、管理要求，加之汕頭配網(wǎng)調(diào)度恰逢擴(kuò)大調(diào)管范圍，工作量成倍增長環(huán)網(wǎng)圖已無法滿足調(diào)度的要求，使得配網(wǎng)調(diào)度員對一份可靠的圖紙及其管理維護(hù)機(jī)制的需求就顯得更為迫切。需要結(jié)合實(shí)際情況，開發(fā)一種全新的圖紙類型-------基于GIS圖紙自動(dòng)生成的環(huán)網(wǎng)圖，并制定了相關(guān)的管理維護(hù)機(jī)制。

2.2 新技術(shù)方案及開發(fā)原理

2.2.1 技術(shù)方案結(jié)構(gòu)組成及每部分的功能和連接關(guān)系

本技術(shù)方案包括6個(gè)組件，分別為：

①圖紙基礎(chǔ)組件。

②圖紙加載組件。

③圖紙輸出組件。

④圖紙編輯組件。

⑤圖紙拓?fù)浣M件。

⑥圖紙布局組件。

組件組合功能為：①+②為查閱圖紙；①+②+③查閱圖紙并導(dǎo)出；①+⑤編輯圖紙；①+⑤+⑥圖紙編輯并分析拓?fù)?；?⑤+③圖紙編輯并導(dǎo)出；①+②+⑤圖紙查閱并編輯；①+②+④+⑤圖紙查閱、編輯、分析；①+②+④+⑤+⑥圖紙查閱、編輯、分析并調(diào)整布局。

2.2.2 工作原理

環(huán)網(wǎng)圖是電網(wǎng)拓?fù)鋱D的一種，按照“一張網(wǎng)，一張圖”原則，以GIS圖紙作為環(huán)網(wǎng)圖生成的基礎(chǔ)，通過對GIS圖紙數(shù)據(jù)源拓?fù)渥粉櫤笞詣?dòng)生成圖元簡化、橫平豎直、適合調(diào)度員使用的環(huán)網(wǎng)圖。

（1）提取相關(guān)的設(shè)備參數(shù)。首先從GIS沿布圖中提取相關(guān)的設(shè)備參數(shù)：開關(guān)、線路、電房等。

其次，制定規(guī)則：①布局前后圖形設(shè)備不能丟失；②所有的電房（面）都應(yīng)該是水平的；③布局前后，電房內(nèi)的設(shè)備相對電房沒有偏移；④所有的線都應(yīng)該只從面的底部或頂部垂直穿入或穿出；⑤設(shè)備之間的連線應(yīng)該是橫平豎直的；⑥所有的非線圖形設(shè)備之間都不能重疊；⑦盡量減少線和線的交叉；⑧布局后標(biāo)準(zhǔn)需要調(diào)整到一個(gè)合適的位置。

（2）布局預(yù)處理。 ①面預(yù)處理：在布局的過程中需要對面進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并且保證有線穿出的邊要朝下，并且要垂直穿出這條邊。

②點(diǎn)預(yù)處理：對于電房（面）外面的點(diǎn)設(shè)備來說，必然和它兩端的設(shè)備室連接的，否則該線路不連通，布局過程要保證點(diǎn)設(shè)備能和兩端的設(shè)備聯(lián)動(dòng)。

③線預(yù)處理：對于線設(shè)備來說，它兩端有兩個(gè)連接點(diǎn)。預(yù)處理過程使用一個(gè)稱為“布局Node”的輔助結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是一個(gè)組的概念，具有ChildFeatures和ChildTerminals兩個(gè)屬性，分別用于該組圖形和端子（即線的兩端）。只要操作這個(gè)布局Node便可以操作整組圖形，比如移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)，組內(nèi)的設(shè)備也會(huì)同時(shí)發(fā)生同樣的變化。

（3）成圖。經(jīng)過預(yù)處理，構(gòu)造出一個(gè)樹結(jié)構(gòu)的接線圖，再運(yùn)用樹形或?qū)蛹壊季炙惴▽?jié)點(diǎn)進(jìn)行排布，并進(jìn)行正交化使其形成橫平豎直的形態(tài)。經(jīng)過布局預(yù)處理，所有設(shè)備圖形都已封裝到布局Node里，只要保證布局Node不交叉重疊即可。

2.3 新技術(shù)應(yīng)用情況

基于GIS圖紙自動(dòng)生成環(huán)網(wǎng)圖技術(shù)在2013年6月開始在汕頭供電局試運(yùn)行。取代了GIS圖紙和SCADA的環(huán)網(wǎng)圖，調(diào)度員逐步適應(yīng)新的GIS環(huán)網(wǎng)圖，反映良好。目前汕頭配網(wǎng)調(diào)度調(diào)管范圍內(nèi)247個(gè)環(huán)網(wǎng)已全部通過GIS圖紙生成了對應(yīng)的環(huán)網(wǎng)圖。從原打開圖紙需10分鐘左右縮短到現(xiàn)在5秒鐘內(nèi)就能看到所需要的圖紙。

通過嚴(yán)格的電子化移交流程，實(shí)現(xiàn)圖紙發(fā)布無滯后，各套圖紙數(shù)據(jù)同源，確保圖實(shí)一致。與業(yè)務(wù)系統(tǒng)的結(jié)合，使調(diào)度員實(shí)現(xiàn)了在圖上點(diǎn)圖出票、操作自動(dòng)記錄等，大大提高工作效率。

3 新技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

3.1 提高工作效率

環(huán)網(wǎng)圖3是（GIS圖1）10kV海平線536與（GIS圖2）東二線521在新技術(shù)平臺(tái)上加載形成的。提供給調(diào)度員的是一份簡潔、直觀的線路環(huán)網(wǎng)結(jié)線圖，調(diào)度員在故障處理時(shí)，依托該圖紙，可以迅速掌握故障線路運(yùn)行方式，隔離故障，迅速恢復(fù)非故障段的供電，大大提高調(diào)度員處理故障效率，提高電網(wǎng)的供電可靠性。

3.2 解決 “盲調(diào)”的問題

如果調(diào)度員需要查看各分支線路詳細(xì)接線，可在環(huán)網(wǎng)圖上選擇所需查看的分支線路，直接點(diǎn)擊打開單線圖。（圖4中黃色部分即是平建分支接線）。通過環(huán)網(wǎng)圖及單線圖在系統(tǒng)中的展示，解決了配網(wǎng)調(diào)度“盲調(diào)”的問題。

3.3 高級應(yīng)用

新技術(shù)還具有點(diǎn)圖出票、停電影響預(yù)測等更高級的應(yīng)用功能。調(diào)度員在圖檔上的所有操作，系統(tǒng)都可以自動(dòng)記錄在調(diào)度日志，避免了調(diào)度員重復(fù)工作。

4 總結(jié)

基于GIS圖紙自動(dòng)生成環(huán)網(wǎng)圖技術(shù)的應(yīng)用，在繼承了“原GIS圖紙+ SCADA環(huán)網(wǎng)圖”模式優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，又解決了舊模式存在的“數(shù)據(jù)不同源”問題，繼而依托配調(diào)集約化系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上開發(fā)了點(diǎn)圖出票、停電影響預(yù)測等更高級的應(yīng)用功能，使整個(gè)圖紙管理模塊在實(shí)用性上更上一層樓。“數(shù)據(jù)同源”的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了“全網(wǎng)一張圖”的目標(biāo)，確保圖紙的唯一性，為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)的圖紙基礎(chǔ)。

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作者單位

廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司汕頭供電局 廣東省汕頭市 515041