王 珂

（國(guó)網(wǎng)焦作供電公司，河南 焦作 454150）

0 引 言

在人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈以及云計(jì)算等新一代數(shù)字技術(shù)快速發(fā)展的浪潮中，越來(lái)越多的產(chǎn)業(yè)通過(guò)加快信息化轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)數(shù)字技術(shù)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)的深度融合，以激發(fā)全新的發(fā)展活力。隨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型的深入推進(jìn)，電網(wǎng)公司進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，信息化也面臨著新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。在此背景下，地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）作為信息化建設(shè)的重要基石，成為數(shù)字化轉(zhuǎn)型的必備工具。電網(wǎng)設(shè)備和地理空間位置之間存在一定的聯(lián)系，GIS 技術(shù)在具體工作中具有較好的應(yīng)用價(jià)值。GIS 可以發(fā)揮數(shù)據(jù)獲取、存儲(chǔ)、管理等作用，使數(shù)據(jù)得到合理運(yùn)用，滿足電力行業(yè)的發(fā)展需求。在能源互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，掌握先進(jìn)的GIS 技術(shù)對(duì)于傳統(tǒng)配電網(wǎng)而言至關(guān)重要，可以提高供電可靠性和電力服務(wù)水平，滿足綠色發(fā)展的要求[1]。

1 配電網(wǎng)管理工作現(xiàn)狀

1.1 缺乏高效的巡檢工具

傳統(tǒng)的配電網(wǎng)線路巡視工具以測(cè)溫儀、望遠(yuǎn)鏡為主，巡檢的交通方式主要是皮卡車、助力車與人工步行結(jié)合。這些方法存在較大的局限性，發(fā)現(xiàn)線路故障時(shí)只能通過(guò)電話或短信等方式溝通，巡視的準(zhǔn)確性和效率都相對(duì)較低。

1.2 配電網(wǎng)巡檢人員的技能水平差異較大

受巡檢人員自身因素的影響，其對(duì)巡檢內(nèi)容的理解和操作水平可能存在差異，導(dǎo)致巡檢效果存在偏差，無(wú)法準(zhǔn)確掌握線路的真實(shí)運(yùn)行狀態(tài)。此外，人工視角的局限性較大，巡檢過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)排查效率低、巡查范圍窄、巡查強(qiáng)度大等問(wèn)題。

1.3 日常巡檢效率低

傳統(tǒng)的人工配電網(wǎng)巡檢需要電力人員一一巡視分布在不同地方的線路。由于部分線路定點(diǎn)存在山路陡峭、地勢(shì)復(fù)雜等情況，電力人員很難完成全方位巡檢工作。此外，由于配電網(wǎng)線路長(zhǎng)、設(shè)備多，分支線路走向分布復(fù)雜，傳統(tǒng)巡線方式要求電力人員對(duì)線路地形十分熟悉，熟記各隱患故障點(diǎn)。傳統(tǒng)巡線方式的工作效率不高，容易出現(xiàn)部分線路漏巡的現(xiàn)象。

1.4 配電網(wǎng)故障處理時(shí)間長(zhǎng)

當(dāng)配電網(wǎng)線路出現(xiàn)異常狀況時(shí)，要求工作人員快速找到故障點(diǎn)，然后再到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行操作。整個(gè)復(fù)電過(guò)程至少需要2 h，不僅故障區(qū)段的用戶無(wú)法用電，非故障區(qū)段的用戶也會(huì)受到影響。

1.5 巡檢資料保存難度高

配電網(wǎng)巡檢工作大多在戶外進(jìn)行，而戶外查詢資料主要依靠紙質(zhì)圖紙。此外，圖形和臺(tái)賬分離也是工作的一大難點(diǎn)。這些巡檢資料容易出現(xiàn)丟失的情況，給后續(xù)工作帶來(lái)不便[1]。

2 GIS 技術(shù)應(yīng)用的必要性分析

在配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，運(yùn)用GIS 技術(shù)可實(shí)現(xiàn)空間負(fù)荷預(yù)測(cè)、變電所地理位置和容量的優(yōu)化選擇、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化等，可以為配電網(wǎng)提供一定的服務(wù)能力，同時(shí)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行情況分析。此外，利用GIS 技術(shù)還能研究配電網(wǎng)運(yùn)行中的干擾因素，對(duì)干擾因素進(jìn)行管理和控制，確保故障得到合理控制，使配電網(wǎng)保持良好的運(yùn)行效果。

工作人員可以利用地理背景圖對(duì)配電網(wǎng)的功率等電網(wǎng)信息進(jìn)行展示，并借助負(fù)荷預(yù)測(cè)等管理應(yīng)用軟件對(duì)監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)故障的快速查找和合理處置，使配電網(wǎng)保持良好的運(yùn)行效果，滿足各種工作需求。

低壓配電網(wǎng)直接面向廣大電力用戶，大部分電力故障報(bào)修都來(lái)源于此。因此，建成安全可靠的低壓配電網(wǎng)已成為提升城市供電可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。GIS技術(shù)能為配電管理提供相應(yīng)的服務(wù)，并在工作中利用地理位置和圖形來(lái)實(shí)現(xiàn)模型構(gòu)建，使模型能充分發(fā)揮作用。在工作中應(yīng)用GIS 技術(shù)能滿足配電網(wǎng)自動(dòng)化需求，提升工作效率，為相關(guān)人員提供決策依據(jù)，確保智能化管理的順利過(guò)渡。

3 GIS 智能巡檢系統(tǒng)

3.1 GIS 技術(shù)介紹

GIS 技術(shù)依賴于計(jì)算機(jī)和軟件的支持，使用地理信息處理系統(tǒng)來(lái)協(xié)調(diào)、處理空間（地理）型和非空間型數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，展示各種地理空間數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。GIS 系統(tǒng)通常包括4 個(gè)環(huán)節(jié)，即數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)據(jù)展示。GIS 技術(shù)滿足空間數(shù)據(jù)采集、管理、處理等工作需求。通過(guò)與世界同步的計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、地理信息處理技術(shù)等，提高技術(shù)的應(yīng)用效果。此外，GIS 系統(tǒng)還具備電力數(shù)據(jù)報(bào)表輸出與打印功能，能夠滿足圖紙查詢的相關(guān)工作需求。

GIS 系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是能夠?qū)臻g位置進(jìn)行有效的處理和分析。第一，展示多種地理信息，并處理和分析各種地理數(shù)據(jù)；第二，支持實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理，通過(guò)監(jiān)控傳感器和衛(wèi)星等手段及時(shí)更新數(shù)據(jù)；第三，具有多種應(yīng)用，可以應(yīng)用于電力系統(tǒng)、城市規(guī)劃、氣象等領(lǐng)域；第四，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化，以地圖、圖表等形式展示數(shù)據(jù)[2]。

3.2 系統(tǒng)組成

配電網(wǎng)巡檢是對(duì)配電網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行定期檢查，發(fā)現(xiàn)潛在的問(wèn)題并及時(shí)處理，避免設(shè)備故障對(duì)電力供應(yīng)造成影響。通過(guò)保持電力設(shè)備的穩(wěn)定工作狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)故障的合理控制，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，降低運(yùn)維成本。將GIS 應(yīng)用于配電網(wǎng)巡檢管理，可以提高配電管理水平。

智能巡檢系統(tǒng)由4 部分組成。第一，設(shè)備標(biāo)識(shí)，包括設(shè)備的名稱、型號(hào)、位置等關(guān)鍵信息；第二，巡檢工作臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)巡視工作的管理，包括記錄設(shè)備的維護(hù)情況、查詢歷史巡檢記錄、分配和調(diào)整巡檢任務(wù)等；第三，巡檢數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，合理控制巡檢系統(tǒng)設(shè)備數(shù)據(jù)和巡檢工作管理數(shù)據(jù)，滿足相關(guān)工作需求；第四，通信網(wǎng)絡(luò)，連接各服務(wù)器，提升工作站的服務(wù)能力。

3.3 系統(tǒng)功能

3.3.1 缺陷管理

通過(guò)系統(tǒng)化的管理缺陷，分析檔案和檢修記錄，使工作人員對(duì)缺陷的理解更深入，從而更好地解決缺陷。這要求工作人員針對(duì)線路缺陷展開分析，采取相應(yīng)的處理措施，并制定關(guān)于缺陷的統(tǒng)計(jì)報(bào)表，以滿足系統(tǒng)工作的需求。

3.3.2 人員管理

通過(guò)研究GPS數(shù)據(jù)采集，分析檢測(cè)人員的到位率，同時(shí)對(duì)巡檢軌跡圖進(jìn)行解析，以滿足工作需求。通過(guò)系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)工作人員的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)人員的在線監(jiān)測(cè)，并繪制軌跡圖，以確保信息的實(shí)時(shí)傳遞。

3.3.3 設(shè)備管理

在系統(tǒng)工作中，可以實(shí)現(xiàn)配電變壓器、變電站、配電室等的數(shù)據(jù)錄入，并進(jìn)行合理的維護(hù)工作。利用平面設(shè)備圖和接線圖，可以查詢桿塔信號(hào)。此外，還要確保配電網(wǎng)線路查詢的準(zhǔn)確性，以提升設(shè)備的管理效果。

3.3.4 巡視管理

利用系統(tǒng)的巡視管理功能，工作人員可以操作菜單并錄入信息。相關(guān)工作人員可以通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢信息，并結(jié)合地理走向分析巡檢人員工作流程，確保巡檢工作的順利進(jìn)行[3]。

4 GIS 技術(shù)在配電網(wǎng)管理中的應(yīng)用場(chǎng)景

4.1 電網(wǎng)圖形服務(wù)

在配電網(wǎng)的日常巡線過(guò)程中，可以繪制電子地圖，由巡視人員經(jīng)過(guò)基電桿時(shí)將信息錄入地圖。同時(shí)，需要將導(dǎo)線、電感型號(hào)等相關(guān)信息一并錄入，并將桿上橫擔(dān)、絕緣子、開關(guān)等設(shè)備在地圖上精確標(biāo)注，實(shí)現(xiàn)設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)的精準(zhǔn)顯示。在巡線過(guò)程中，通過(guò)GIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)導(dǎo)入功能，將繪制好的線路圖導(dǎo)入移動(dòng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位巡視，并記錄巡視軌跡，這樣可以有效避免漏巡問(wèn)題。在系統(tǒng)使用過(guò)程中，用戶利用GIS 平臺(tái)的空間信息和拓?fù)湫畔①Y源進(jìn)行定位、查詢統(tǒng)計(jì)、電網(wǎng)分析。

4.2 數(shù)據(jù)采集服務(wù)

基層工作人員使用GPS 接收機(jī)，依托衛(wèi)星定位技術(shù)，對(duì)10 kV 公用線路和專用線路進(jìn)行測(cè)量。數(shù)據(jù)采集完成后，將測(cè)得的數(shù)據(jù)導(dǎo)入GIS 平臺(tái)，加載衛(wèi)星地圖，繪制出電網(wǎng)圖紙。該圖紙不僅能在衛(wèi)星地圖上完整呈現(xiàn)電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，還會(huì)備注線路名稱、長(zhǎng)度、導(dǎo)線型號(hào)和配變名稱、型號(hào)、容量等配電網(wǎng)信息，為配電網(wǎng)巡檢和配電網(wǎng)建設(shè)與改造提供了詳細(xì)的數(shù)據(jù)參考依據(jù)。

4.3 故障搶修服務(wù)

故障搶修涉及多個(gè)方面的業(yè)務(wù)，包括故障報(bào)修地理定位、報(bào)修用戶供電關(guān)系分析、搶修路徑分析以及故障區(qū)域分析等。這些業(yè)務(wù)離不開空間信息系統(tǒng)的支持。電力人員結(jié)合用戶故障上報(bào)信息，借助GIS 平臺(tái)實(shí)現(xiàn)供電設(shè)施、地理位置的連接，從而提高設(shè)備檢修的控制效果。此外，對(duì)于用戶投裝等工作的現(xiàn)場(chǎng)勘察，要求控制不同區(qū)域的故障頻率，以提升系統(tǒng)的服務(wù)作用[4]。

4.4 業(yè)擴(kuò)報(bào)裝服務(wù)

在用戶業(yè)擴(kuò)報(bào)裝過(guò)程中，可以應(yīng)用GIS 平臺(tái)地理空間信息和電網(wǎng)拓?fù)淠Ｐ托畔?，輔助制定客戶接入系統(tǒng)方案和客戶受電系統(tǒng)方案，提高供電方案的答復(fù)效率。GIS 平臺(tái)可以根據(jù)用戶提供的報(bào)裝信息，結(jié)合現(xiàn)有網(wǎng)架與配電變壓器容量等情況，自動(dòng)搜索可用電源接入點(diǎn)，并顯示搜索范圍內(nèi)的配電網(wǎng)資源和地理信息，幫助方案制定人員和現(xiàn)場(chǎng)勘查人員完成供電方案的制定和調(diào)整工作[5]。

5 GIS 技術(shù)在配電網(wǎng)數(shù)字化管理中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析

在配電網(wǎng)管理中，運(yùn)用GIS技術(shù)可以建立立體化、智能化的運(yùn)維新模式。例如，GIS 智能巡檢相比人工巡檢更加高效便捷，不受地理環(huán)境的限制，解決了地形復(fù)雜路段人工巡視的難題，大幅提高線路巡視效率，降低巡檢作業(yè)帶來(lái)的人身安全風(fēng)險(xiǎn)。

通過(guò)線路通道環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)視、故障預(yù)警、短信推送等多種實(shí)用功能，線路巡檢人員可以全面掌握線路通道的運(yùn)行信息，從而實(shí)現(xiàn)提前預(yù)判、及時(shí)發(fā)現(xiàn)、快速處置風(fēng)險(xiǎn)隱患，提高線路運(yùn)維效率，確保電網(wǎng)運(yùn)行更加可靠。

通過(guò)智能化設(shè)備對(duì)配電設(shè)備和線路進(jìn)行多維度、立體化巡視，可以提升設(shè)備可靠性，有效保障區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)建設(shè)的穩(wěn)定性。相比傳統(tǒng)人工巡視，GIS 智能巡檢的效率大幅提高，為基層配電網(wǎng)巡檢工作減負(fù)賦能。

GIS 技術(shù)的應(yīng)用是數(shù)字化配電網(wǎng)應(yīng)用的縮影，可以有效提高故障處置能力，縮短停電時(shí)間，提升供電可靠性。此外，它還可以為線路運(yùn)維人員提供分析線路絕緣薄弱環(huán)節(jié)的依據(jù)，為線路狀態(tài)檢修提供指導(dǎo)性依據(jù)，確保線路的穩(wěn)定運(yùn)行和可靠供電[6]。

6 結(jié) 論

隨著配電網(wǎng)自動(dòng)化的快速發(fā)展，合理運(yùn)用GIS地理信息技術(shù)、人工智能和大數(shù)據(jù)等相關(guān)數(shù)字化手段，實(shí)現(xiàn)信息交互、巡檢工作狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、故障點(diǎn)定位圖形顯示，是配電網(wǎng)管理工作持續(xù)發(fā)展的方向。電力人員需要熟悉并運(yùn)用GIS 相關(guān)技術(shù)，充分發(fā)揮GIS 作為獲取、存儲(chǔ)、分析及管理地理空間數(shù)據(jù)的重要工具作用。以配電網(wǎng)GIS 應(yīng)用為基礎(chǔ)，持續(xù)推進(jìn)數(shù)字化配電網(wǎng)建設(shè)，通過(guò)數(shù)字化手段提高配電網(wǎng)全智能感知監(jiān)測(cè)，提升電網(wǎng)智慧化運(yùn)維管理水平。