李建 廣元電業(yè)局
摘 要：配電電網數(shù)字化、信息化對于電網的全面分析、負荷預測有極大幫助，特別是與SCADA系統(tǒng)、配電管理系統(tǒng)一體化后，電網各項數(shù)據(jù)、開關變位、負荷等情況能夠實時的在系統(tǒng)中表現(xiàn)出來。
關鍵詞：AM/FM、SCADA、DMS、數(shù)字化、工程文檔
1 前言
隨著農村電網、工業(yè)電網的不斷發(fā)展，相關數(shù)據(jù)、信息資料越來越多；同時隨著電網的日趨復雜，饋線間相互關系錯綜復雜，給電網工作提出越來越高的要求。面對如此復雜的拓撲結構，從電網的安全性、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)庫管理電網數(shù)據(jù)信息的方式，已是遠遠不能滿足實際工作的要求，以地理信息系統(tǒng)為依托，與調度SCADA系統(tǒng)、配電管理系統(tǒng)（DMS）等系統(tǒng)結合實現(xiàn)電網數(shù)字化、信息化。
在電網信息管理中輸、變電系統(tǒng)、配電管理系統(tǒng)、調度管理系統(tǒng)和其相關系統(tǒng)有著密切聯(lián)系，配電系統(tǒng)主要承擔220kV以下電力設備的規(guī)劃、建設、運行和維護工作，調度部門負責電力設備的調度管理工作。這些部門都必須及時了解所轄設備的負荷狀況、運行狀態(tài)、用戶類型、用電量等實時信息。每個部門之間通過屬性信息、電網接線圖信息、地理圖信息、工程圖信息緊密地結合起來。配電網地理信息系統(tǒng)的強大功能就是把上述這些數(shù)據(jù)有機地結合起來，在電網運行管理中有效發(fā)揮作用。
配電網地理信息系統(tǒng)正是在上述要求下開發(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、電網接線圖信息、地理圖信息、工程圖信息緊密地結合起來。將地理信息、圖像圖形信息與配電設備、系統(tǒng)狀態(tài)、負荷、用戶狀況等有機地聯(lián)系起來統(tǒng)一管理，實現(xiàn)電力系統(tǒng)業(yè)務的自動化，提高了效率和質量，為實現(xiàn)供電企業(yè)現(xiàn)代化管理打下基礎。
廣元配電網地理信息系統(tǒng)把廣元市區(qū)電子地圖經過經緯度校驗后的地圖作為背景圖，通過GPS手持儀采集變電站、電桿、變壓器、架構或臺區(qū)的地理位置數(shù)據(jù)，并分層在地理圖上顯示，通過繪制電力線路和建立設備的關聯(lián)關系，使得該系統(tǒng)成為一套具有設備管理、事故分析、輔助調度和各類電網高級應用程序的配電管理計算機系統(tǒng)。系統(tǒng)涵蓋運行、檢修、調度、規(guī)劃、設計、用電和搶修等各方面，滿足各部門對配電網空間信息查詢和分析的要求。系統(tǒng)使用后，各類設備臺帳進入計算機管理，圖紙由計算機輔助繪制，實現(xiàn)廣元電網內設備管理的無紙化，也保證數(shù)據(jù)的唯一性和準確及時性。
2 系統(tǒng)性能要求
整個系統(tǒng)設計需建立有應用級、操作系統(tǒng)級、數(shù)據(jù)庫級等多級安全認證體系，特別是對數(shù)據(jù)庫和操作系統(tǒng)需高安全性，現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫oracle、DB2在數(shù)據(jù)存儲量較大、安全性能方面有極大保證，Linux、Unix操作系統(tǒng)具有訪問高安全可靠性，同時管理權限的設置，保證只有相關用戶才能訪問相關資源，進行有關操作。建立用戶訪問日志記錄，重要數(shù)據(jù)能夠備份，有效的保證系統(tǒng)的正常運行。電力系統(tǒng)的各種計算機應用系統(tǒng)很多，彼此需要共享數(shù)據(jù)和應用，因此標準化是一個很重要的技術因素，考慮到這個實際情況，在系統(tǒng)設計和建設過程中嚴格遵從：制定各種對象的統(tǒng)一代碼和結構，確定各級共享數(shù)據(jù)庫目錄、內容和結構；運用系統(tǒng)工程的方法制定軟件的總體框架和結構；系統(tǒng)生成的各種報表符合國家電網公司、四川省電力公司、廣元電業(yè)局的有關規(guī)定和要求并根據(jù)廣元電網的實際情況制定了統(tǒng)一的報表格式；系統(tǒng)軟件總體結構數(shù)據(jù)流程標準化；系統(tǒng)采用國際標準協(xié)議和技術，系統(tǒng)項目管理、系統(tǒng)設計、系統(tǒng)編碼采用國際標準中的編寫規(guī)范。系統(tǒng)網絡采用TCP/IP標準協(xié)議，系統(tǒng)的外部接口遵守標準的API、COM、OLE、IEC等接口協(xié)議，留有標準接口。滿足ISO，ITU-T，IEEE，EIA，GB，DL等行業(yè)標準或要求。
3 現(xiàn)狀分析及達到的應用目標
廣元市區(qū)地處四川盆地北部山區(qū)，正處于農業(yè)產業(yè)化發(fā)展。工業(yè)基礎結構調整時期。電力需求增長突出，負荷峰谷差異較大。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197.5km，電纜線路回長74.8km，10kV開閉所1座，環(huán)網柜5臺，柱上開關80臺。近幾年廣興鋁廠、豪運集團、娃哈哈廠、上海炭素石墨加工等一批支柱產業(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，電網發(fā)展速度很快，變更也很快。通過現(xiàn)有的SCADA調度員能夠直觀的得到變電站站內及10kV線路出口監(jiān)控設備的各種遙測、遙信信息，但是對于設備所在的具體位置難以確定，特別是10kV線路上的分支及關聯(lián)分支。調度員僅憑SCADA圖無法知道電網線路的停送電情況，特別是現(xiàn)在電網變更速度快的發(fā)展期，調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 在調度停、送電管理方面的應用
通過配電電網信息系統(tǒng)和現(xiàn)有的SCADA系統(tǒng)進行穩(wěn)定連接，SCADA采集各種實時信息同步在配電地理信息圖上顯示，調度員能夠清楚地看到停電線路、停電區(qū)域。SCADA監(jiān)測到的報警信息，同步在SCADA監(jiān)控終端和配電地理信息圖上顯示，并以聲音、報警條閃爍、自動報警、打印等方式進行報警。只有故障定位、負荷轉移等實時SCADA應用得到準確的地理圖，用電的可靠性、安全性才能等到保證。因此配網地理信息系統(tǒng)集成SCADA，實現(xiàn)底層設計、數(shù)據(jù)庫存儲、功能設計、數(shù)據(jù)傳輸和用戶界面的一體化，真正實現(xiàn)電網數(shù)字化、信息化，確保管理的智能化和用電的可靠性。
3.2 設備管理中的應用
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、隔離開關、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備圖標就可以顯示廠站或設備的相關信息，包括生產廠家、出廠銘牌、技術參數(shù)、投運日期、檢修次數(shù)等基本信息，還包括設備運行工況信息和數(shù)據(jù)。根據(jù)這些廠家數(shù)據(jù)和運行情況，設備管理系統(tǒng)能夠對這些設備進行經常維護和定期檢修。
3.3 用電管理中的應用
業(yè)擴報裝、查表收費、負荷管理等是供電部門最為繁重的幾項用電管理任務。使用配電地理信息系統(tǒng)可以方便基層人員核對現(xiàn)場設備運行狀況，及時更新配電、用電的各項信息數(shù)據(jù)。
業(yè)擴報裝時，可在地理圖上查詢有關信息數(shù)據(jù)，有效地減少現(xiàn)場勘測工作量，加快新用戶報裝的速度。查表收費包括電能表管理和電費計算。使用配電電網地理信息系統(tǒng)，能夠按照接到門牌編號為序建立的用戶檔案，查詢起來非常直觀方便。可以根據(jù)在配電電網地理信息系統(tǒng)上獲得的SCADA數(shù)據(jù)制定各種負荷控制方案，根據(jù)變壓器、線路的實際負荷，以及用戶的地理位置和負荷可控情況，實現(xiàn)對負荷的避峰，削峰填谷等。
理論線損計算，以往的理論線損計算都是用電科到調度SCADA系統(tǒng)中抄記錄數(shù)據(jù)，回來后輸入計算軟件中，根據(jù)不同的計算方法計算出線損的理論值。配電電網地理信息系統(tǒng)利用與SCADA系統(tǒng)中獲得的數(shù)據(jù)進行線損計算，大大節(jié)省了人員的抄計時間，并減少了因為抄計而帶來的錯誤。
3.4 在電網規(guī)劃上的應用
配電電網地理信息系統(tǒng)能夠合理分割變電站負荷、饋電線路負荷調整以及增設變電站、開閉所、聯(lián)絡線甚至電網改造、發(fā)展規(guī)劃等規(guī)劃設計任務都比較繁瑣，采用地圖上所提供的設備管理和用電管理信息和數(shù)據(jù)，與小范圍內負荷預報相結合，為配電電網的規(guī)劃和設計提供計算基礎。
3.5 在投訴電話（95598）中的應用
根據(jù)故障投訴電話，快速準確的利用用戶打來的故障投訴電話來判斷發(fā)生故障的地點和故障影響的范圍，及時地派出搶修人員是停電時間最短，影響最小。用戶輸入停電投訴電話的地點，故障定位與隔離程序根據(jù)投訴地點的具體位置分析出故障停電的范圍，并排出可能的故障點順序。參照地理圖背景的單線圖，指揮現(xiàn)場人員準確找到故障點，并予以隔離。故障定位與隔離完成后，啟動“恢復供電”的程序，按程序所指出的最優(yōu)順序盡快地恢復送電。
4 配電網信息化、數(shù)字化功能
以往的電網信息通常以文字或圖形的方式存儲，查找、修改起來相當繁瑣，配電網數(shù)字化、信息化后將各種原始的地理信息轉換成計算機可以接受的形式，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)劃圖書如計算機，并對其內容進行編輯和整理。配電電網地理信息系統(tǒng)把地圖作為一種組織數(shù)據(jù)的工具進行空間分析。它具備較強的空間數(shù)據(jù)分析和關聯(lián)分析功能。將地圖矢量轉換、坐標轉換、鄰近分析、面積計算，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。通過這些數(shù)據(jù)可以統(tǒng)計供電區(qū)域面積、供電線路長度、供電設備安裝、使用時間、設備的地理位等。
配電電網主要包括地理數(shù)據(jù)（空間數(shù)據(jù)）和電網數(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。主要是廣元境內的地理圖形和地理狀況。這些數(shù)據(jù)與現(xiàn)在的調度自動化系統(tǒng)、配網管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫結合，可以實現(xiàn)負荷側管理、負荷控制、故障投訴電話處理，設備、線路轉換和投切，以及環(huán)境污染的策略評價等功能。電網數(shù)據(jù)包括電力設備以及供電服務要描述的設備包括配電設備（如配電饋線、變壓器、地下電纜等）、各種繼電保護設備，以及這些設備的地理位置及相關屬性。這些屬性信息可以在計算機中以各種圖形顯示，配以相關的屬性信息，使工作人員對這些設備單元的安裝、運行情況直觀的了解和掌握。
5 效益分析
電網數(shù)字化、信息化后，廣元電業(yè)局各類設備臺帳進入了計算機管理，圖紙由計算機輔助繪制，實現(xiàn)了設備管理的無紙化，也保證了數(shù)據(jù)的唯一性和準確及時性。繪圖計算機化后，加快了出圖速度，降低了繪圖員的勞動強度，通過網絡實現(xiàn)了圖紙的即時共享，同時也幫助我們理順了臺帳，提高了管理水平。
電網數(shù)字化、信息化后能加快故障處理速度，縮短停電時間，提高了供電可靠性和售電量，提高優(yōu)質服務。實現(xiàn)信息共享，減少重復勞動，產生了很大的經濟效益。為規(guī)劃、查詢提供了大量的資料庫和輔助分析手段，使電網布局更合理，降低電網損耗。
電網數(shù)字化、信息化后，停電管理能夠在廣元電網地理信息圖上顯示出停電的范圍，停電線路、停電范圍內的用戶。減少大面積停電帶來的經濟損失。配電系統(tǒng)數(shù)字化、信息化后能夠極大提高工作效率，方便各部門之間對相關數(shù)據(jù)的掌握和利用。數(shù)字化對于電網各項數(shù)據(jù)的分析提供準確數(shù)據(jù)。對于電網運行提供可靠的數(shù)字依據(jù)、對于電網的負荷預測提供可靠數(shù)據(jù)。
電網數(shù)字化、信息化后能夠實時計算出理論線損。減少因工作人員抄寫錯誤而帶來的線損誤差。能夠準確的預測電網的發(fā)展方向，能夠直觀的對電網進行規(guī)劃。
6 結論
電網數(shù)字化、信息化能夠極大提高電網的運行質量；能夠加快搶修速，縮短停電時間；能夠統(tǒng)一工程文檔、設備臺帳等相關資料；能夠提高理論線損計算的準確率；能夠幫助規(guī)劃人員判斷負荷增長的速度及原因，制訂出合理的中長期規(guī)劃方案；能夠幫助電網調度人員迅速、準確的對電網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)運行決策更加科學。電網數(shù)字化、信息化后能夠簡便操作流程、方便用戶為我們創(chuàng)造更大的經濟效益。
收稿日期：2008年10月11日
