配电网地理信息系统（精选11篇）
配电网地理信息系统 第1篇
配电网地理信息系统简称配电GIS,它是利用GIS技术和Internet技术实现电网安全运行、维护、管理和经营活动正常运转的一门综合性的科学和技术[1]。配电GIS的特点有:1)电力线的走向以及配电设施和用户的分布具有明显的地理特征,生产管理中的实际操作也都依赖于长度、距离、范围、街道分布和相对位置等地理要素;2)配电网所管理的对象如变电站、线路、杆塔、变压器、开关刀闸以及连接在变压器上的各类电力用户单位,在地理上的分布并不是孤立的,它们之间存在着地理和逻辑上的联系;3)地区配电网一般集中在城区和市郊,城区配电网地域范围比较狭窄,配电设备比较集中,从而造成与其他地物交叉跨越情况众多,比如架空线路和道路、通讯线路的交叉跨越,电缆沟道和市政工程的其他地下管线的交叉跨越等[2]。因而,采用GIS技术,结合计算机技术和网络通信技术来科学、直观、高效的管理配电网,取代传统的配电手段成为可能。
1 系统结构设计
系统结构分为服务器端(Server)、客户端(Client)两部分。系统中所有的地图数据和应用程序都放在服务端,客户端只是提出请求,所有的响应都在应用服务端完成,只需在Server端进行系统维护即可,客户端无须任何维护,大大降低了系统的工作量。由于客户端采用B/S(Browser/Server)模式,不仅可满足目前各点的需求,今后用户数还可以增加。对数据的修改更新可由服务器端集中处理,也可由各分站修改后通过C/S(Client/Server)结构传输上报。
2 空间数据库设计原则
结合配电GIS本身的特性和GIS空间数据库的独特性,配电GIS数据库在设计上必须遵循以下设计原则[1]:1)海量数据管理。GIS支持海量数据的操作,这就要求数据库的组织与设计能管理海量的数据。特别是能提供高效的检索与查询,否则会影响整个系统的运行效率。2)信息的高度集成。GIS数据源多种多样,且它们之间的数据类型差异很大。因此配电GIS应能使这些数据相互兼容,将它们真正集成在同一数据库中,从而设计出矢量图形、栅格影像和属性数据等多类型数据完全集成的数据库。3)空间分析功能的支持。GIS软件最为独特的特点就是具有空间分析功能。空间分析不仅要求软件具有空间分析模型,而且其数据也必须支持空间分析的功能。4)分布式结构。随着网络技术的蓬勃发展,GIS也正在向网络化方向发展,这就要求GIS数据库分布在一些网络结点上,以便数据的共享与更新。因此,配电GIS数据库还应具有分布式数据库的特点,能够在网络上进行管理,支持远程访问。
根据以上设计原则,配电GIS的数据库应设计为集图形数据库、属性数据库、实时信息数据库于一体的实时空间数据库。
3 配电GIS的主要功能
针对目前配电网络管理的现状,结合企业运行管理的特点,配电GIS系统应具有以下主要的功能:
1)地图管理子系统。图层控制:系统能将分层显示的馈线图、设备图、变电站图、开关站图以及基础背景图等图层导入,并可以设置图层是否可见、可编辑;地图操作:放大、缩小、漫游、无级缩放、全图显示、鹰眼功能、距离、长度量算;图形编辑:背景图、电网设备、电力线、杆塔、变电站、开关站等图形编辑;属性编辑:修改每个图形元件附载的属性数据,如设备参数等;绘图输出:系统具有通用绘图输出功能,能将在屏幕上选取的任意范围电网图、电站图等输出到各种绘图设备中,便于电力部门的存档。
2)设备管理子系统。设备管理:建立地图上分层显示的所有对象相应的属性数据库,输入、编辑设备台账属性信息;设备维护:完成对供电设备进行增加、修改、删除等管理,制定设备的巡视、大修、小修、清扫、消缺等工作计划,同时开具工作票和操作票。
3)查询统计子系统。可对系统中的图形信息和属性信息进行双向空间查询与统计。包括:通过图形信息查询台账信息,可用单目标图形、多目标图形、任意拉矩形框选取、任意多边形选取等方式进行该区域内的设备台账查询;属性信息查询图形信息,可用关系符号(如>,<,<=,>=)、逻辑符号(and,or,xor)、算术符号(+,-,*,/)的任意组合,进行满足条件的属性信息和图形信息的查询。
4)电网运行管理子系统。停电管理:在执行计划停电和因运行故障停电时,系统进行最佳停电隔离点决策和负荷转移决策,并将发生故障到恢复供电的整个流程信息记载在故障停电表中,作为供电可靠性分析的依据;系统能自动根据选中的变电站、开关站的某一条出线或线路上某一段线进行限电通知单或停电通知单的自动生成和自动打印。线路负荷转移:当故障停电或需检修停电时,都要将部分负荷转移到其他变配电站或本站的其他出线上,系统应建立负荷转移决策模型,提供给调度人员或抢修人员最优化的负荷转移方案。线路、站内挂牌操作:在停电停役、运行方式变更等实际电网运行中,可利用本系统进行线路、站内挂牌操作,标挂各种提示标识及警示铭牌,同时记载挂牌时间、操作人及挂牌原因等。系统具有防止挂牌误操作的判断功能,保证电网安全。
5)分析决策子系统。最短路径分析:在巡视和工程抢修中都要进行最短路径(或最短时间)的分析,系统提供了巡视或抢修车辆一点到多点和多点到一点的最优化路径分析,在图形显示的同时还能给出调度路径表。供电电源分析:在电网图上任意选取一条线路或者某个配变,通过网络拓扑追踪功能,自动追踪到该条线路的供电电源点或者该配变的供电范围,并列出该配变所带来的全部用户信息。
6)与其他系统接口子系统。SCADA:可以从调度自动化系统中读取变电站遥测、遥信数据,根据这些数据对整个系统进行分析。与用电营销系统接口:从用电营销系统中读取用户信息。与手持式GPS接收机的接口:能直接将GPS接收机采集的数据经过坐标系变换叠加到背景图上,提高系统数据的采集效率和精度。
4 开发平台的确定
目前,WebGIS的运行机制可以分成两类,即基于服务器的应用系统,如ESRI公司的ArcIMS,MapInfo公司的MapXtreme,超图公司的SuperMap IS.net和使用浏览器插件的应用系统,如AutoDesk 公司的MapGuide,Intergraph公司的GeoMedia WebMap等。
北京超图软件公司开发的SuperMap Objects控件提供的功能能满足配电GIS系统功能的开发,可以降低系统开发难度,缩短系统建设周期;网络地图服务软件产品SuperMap IS.net 2008是基于服务器端的应用系统,可以使用纯HTML或Java进行开发,并且具有集成多源数据、支持海量数据访问、多用户并发与多级缓存结构设计等优点,再加上国产软件平台价格相对较便宜,因此选择SuperMap Objects作为开发工具,SuperMap IS.net 2008作为地图发布的服务器,可以达到理想的效果。在实施中可以采用SuperMap IS.net 2008和Microsoft IIS两个服务器系统平行的结构,在客户端采用ASP,JavaScript和HTML语言的混合编程进行开发。
5 结语
本文利用GIS技术和网络技术的优势,将电力企业配电网络的管理工作和WebGIS联系起来。从系统需求角度选取能够满足工作需要的GIS软件开发平台,并依据配网GIS的特点进行了系统结构设计和数据库设计,最后提出了应用SuperMap GIS系列软件完成配网工作的功能,为配网地理信息系统的建设提供了一种模式。不足之处是目前还没能将这种模式付诸实践,正因如此,在本文的指导下进行基于Web的配电网地理信息系统是下一步需要完成的工作。本模式的优点将在系统中体现,不足之处也将在系统实施过程中得到改进。
参考文献
[1]倪建立,孟令奎,王宇川,等.电力地理信息系统[M].北京:中国电力出版社,2004.
[2]那琼澜.基于Web的电力地理信息系统的研究[D].北京:华北电力大学,2006.
[3]唐曙光.配电网络地理信息系统的设计与实现[D].成都:电子科技大学,2006.
[4]罗滨.手持GPS在配电网地理信息系统的应用[J].农村电气化,2007,4(239):40-41.
[5]刘理峰,孙才新.选择电力地理信息系统平台的分析[J].重庆大学学报(自然科学版),2001,24(3):83-86.
配电网故障定位系统的应用论文 第2篇
3.1电缆线路故障自动定位系统的应用
该故障定位系统如图1所示，线路一旦发生故障，故障分支上的故障指示器会被触发，并给出红色指示。与此同时，由于电缆故障指示器及零序CT通过塑料光纤与面板型故障指示器相连，面板显示器通过I/O信号与电缆通信终端连接，最终就能将故障信号传送至通信终端。一般来说，通信终端会安装在电缆系统的开闭所、分支箱、环网柜中，提供13路遥信输入，1路遥信对应3只短路故障检测指示器或1只接地故障检测零序CT，最多可接收6条电缆线路的故障编码信息。故障指示器或零序CT会将动作信号发送给面板显示器或光电转换器，然后再通过转换作为I/O信号输出。
图1电缆线路故障定位系统示意图
某市配电网安装了该系统，投运一年后情况良好，多次帮助维修人员快速准确地找到了故障点，并及时对故障进行了隔离，最终快速恢复供电，提高了供电可靠性，取得了良好的社会效益。
3.2架空线路故障自动定位系统的应用
图2 架空线路故障定位系统示意图
某市在配电网中采用了架空线路故障定位系统，该系统投入使用并持续运行的2年多来，该市配电网的运行可靠性得到了很大提升，该系统在发生故障后能迅速定位故障点并及时加以隔离，还能将故障的相关信息传送给主站和维修人员。维修人员在接收到信息后能立即赶赴故障现场进行排查和维修，在最短的时间内恢复正常供电。与传统的沿线查找故障相比，应用架空线路故障定位系统节省了50%以上的时间，同时也减少了故障巡线人员的投入，节约了成本，对提高工作效率有着明显的促进作用。
4结语
低压配电网优化运行决策支持系统 第3篇
低压配电网优化运行决策支持系统各功能模块以 GIS系统为基础，实现接线设计、数据交换、优化计算、负荷预测、三相平衡、结果显示、报表生成等各项功能，负荷监控系统提供所需的电流、电压等基本数据。GIS系统完成低压配电网接线管理、设备管理和做图等功能，是低压配电网优化运行的图形平台、数据平台和决策系统的人机交互界面。GIS系统从变压器监测系统获取数据并显示，向低压配电网优化运行软件提供低压配电网接线方式、变压器运行状态、联络开关状态，以及线路、变压器参数等低压配电网网络数据，低压配电网优化运行决策分析软件的计算结果返回 GIS系统，在 GIS软件中显示和浏览。低压配电网优化运行决策分析软件具有完备的负荷特性分析和预测功能，可以预测未来一个季度内指定小区的负荷变化。低压配电网优化运行决策分析软件以三相配网潮流软件为基础，通过计算低压网三相潮流，可以分析当前或未来一段时间内不同运行方式下，低压配电网的网损和电压质量。该软件具有计算高 R/X比、开式与闭式运行方式可变换网络、三相不平衡负荷与不平衡参数网络的功能。该软件可以进行不同方案的优化比较，确定出与当前或未来负荷状况相符合的低压配电网的最优运行方式。
配电网管理信息系统应用探讨 第4篇
1 系统目标
配电网地理信息系统的建设本着“统一规划, 分布实施”的原则来进行, 先建立一个静态的配电网GIS, 即电力设施的AM/FM/GIS应用, 包括系统的功能开发、基本图形数据的录入工作和设备台帐数据的录入, 实现图形及设备的查询、统计和图形输出等基本GIS功能。
再建立一个动态GIS, 在静态中引入配电网自动化所提供的动态采集数据, 可实现诸如停电管理、故障线路跟踪分析和处理等多种高级功能, 为以后的配电网GIS建设奠定良好的基础, 并积累项目实施经验。
2 系统配置
作为电力设施的AM/FM/GIS应用, 配电网GIS的开发对GIS平台的要求较高。该平台应具备以下条件:
(1) 建模能力强, 有较强内建网络拓扑结构并具备强大的网络编辑和分析能力; (2) 有较强的功能扩展能力, 同时能够提供完善的图形发布即Webgis功能; (3) 支持对海量图形数据的管理, 数据库方面支持Oracle; (4) 可以在软件升级和数据量膨胀时更好地保护用户投资。
基于以上技术要求, 我们采用了ESRI的Arcinfo平台作为配电网地理信息系统的图形平台, 使用的是Arcinfo802的workstation版 (内含1个license) 。数据库采用Oracle, 用Mapobject和VC进行开发。服务器采用两台DELL PowerEdge 6400, 分别用于数据库服务器以及图形服务器, 可以满足性能和稳定性要求。图形数据采用Arcinfo的coverage格式, 数据的管理利用了info关系数据库管理系统, 实现对图形数据的管理和维护, 以文件共享方式存储在物理硬盘中。如果采用ArcSDE技术, 可由Oracle管理图形数据。
3 系统结构
由三大部分组成。
3.1 CoolEdit
提供了全面的图形编辑功能, 它是在windows NT环境下, 利用Arcinfo平台搭建起来的。CoolEdit在整个配电网GIS管理系统中属于数据输入部分, 是所有其它子系统的数据入口。所有设备的沿步图和逻辑图图形编辑属性录入全部在这里完成, 使用人员为生产分部的图形资料员。
3.2 GISmanager
配电网管理部分, 实现对配电网络图形和设备属性的交互查询和管理。数据同时可供其他部门的人员共享。还包括设备运行资料、检修记录、试验记录、急修管理、两票管理等功能模块, 是目前大部分生产人员使用的模块。
3.3 Webgis
可通过IE浏览器实现图形及其属性的查询。它是一个基于企业内部网的以Web形式浏览配电网GIS设备图形和属性数据的系统, 使全局的各台机器都可以通过广域网共享配电网系统的基本设备图形信息。
三个模块的关系是:首先, 由维护系统转入由规划部门提供的背景图 (或者通过扫描仪来矢量化产生地理背景图) , 然后由CoolEdit模块绘制出设备图并录入设备参数 (即Arcinfo图层) , 当电力设备图层绘制完毕后可以直接发布为Shape文件格式供GISManage使用。如果再将CoolEdit的图层数据进行分层处理后可更新发布到Webgis服务器上。编辑用户和班组的用户可使用C/S结构来完成图形的编辑、查询和统计功能, 在这种结构下用户可操作的功能较多。对于管理职能部门的用户, 可以使用ArcIMS所提供的Webgis, 通过IE实现图形查询等功能。属性数据利用Oracle进行管理, 图形数据库利用了Arcinfo中coverage特征属性表作为外部info数据文件存储。这些文件在coverage目录内分别以单独的文件名TIC, BND, PAT, AAT存储和维护。
在info数据库中记录了指向外部数据文件的指针, 指向存储在coverage目录内的这些文件。info数据库由Arcinfo自动维护。在该系统完成升级后, 将图形数据由coverage文件管理方式转换为通过ArcSDE中间件由Orcle数据库管理, 在Webgis上发布数据, 不需要对数据进行分层预处理, 图形编辑人员提交更新后, 即可在Webgis上看到最新的图形。
4技术特点
4.1 Webgis
利用ArcIMS建立webgis站点, 设计网站。主要提供给查询用户使用, 用户在安装了Java控件和Arcexplore之后, 通过IE浏览器即可浏览新市区配营部所管辖范围的配电网图形, 还可自行设置显示图形和属性的方式, 更改设备显示符号等, 实现图形和属性的交互查询。
4.2数据共享
新市区配营部各个部门, 如用电、调度等都可以通过网络共享图形数据。以手工为特点的传统运行管理经常发生数据不一致、信息不完整、查询困难的情况, 通过配电GIS管理信息系统可以在配电网变动频繁时, 改变传统运行管理方式不相适应的局面。
4.3开放性
系统的开放性意味着系统有能力应付硬件和软件的升级, 同时为以后建立企业级的数据交换平台打下了良好的基础。可以直接读取不同图形数据格式, 或者将其转化为其它标准格式供其它信息系统使用。
4.4安全性
图形数据的建设周期和工作量都比一般的数据要复杂得多, 因此图形数据的安全性和准确性是系统建设的重点。
5结语
配电网管理信息系统的建设是一项投资大、建设周期较长的规模工程, 所以在系统启动前, 应理顺企业自身管理, 目标设想充分, 对开发商的技术实力和服务进行仔细考察, 充分利用已有的网络、计算机和信息资源, 只有这样才能适应不断变化的市场要求。电力企业进行市场化后, 所面临的问题是提高服务质量和自身管理水平。一个高效的配电网管理信息系统将为今后的人员量化管理、用户个性化服务、领导辅助决策等提供有力的保证。
参考文献
[1]刘宗歧, 马妍.配电管理系统的实用方案设计[J].现代电力, 2002, (2) .
配电网地理信息系统 第5篇
关键词：高压配电网；损耗；接线模式；计算机；智能化
中图分类号：TM715
在现在的城市电网里，高压配电网对于连接输电网和中压配电网起着较大的作用，它接受变电站送入的220KV的电能，并充当电源将其送入10KV的开闭所以及配变的负荷中心。根据一些数据分析可知，在我国，用户接受到的发电量大部分是经过高压配电网传送的。由此可见，高压配电网规划的优劣在电网今后发展中占据了一定地位。
1 关于高压配电网规划的现状
当前居民用电需求越来越大，电网的建设及规模不断更新，配电网中的装备、有关数据信息及配电区域的管理越来越困难。高速更新的负荷数据、规划资料、经济信息等需要花费大量的人力物力来进行处理，并且，配电网地理分布较复杂，事故发生后，在人工条件下处理起来十分困难，电网的检修、抢修过程产生了许多不必要的浪费。[1]与此同时，对于负荷的大小及增长位置的预测，目前虽然有相对成熟的技术，但其预测结果的准确性有待进一步提高。因此，采用计算机网络技术与高压配电的结合，研究GPRS通讯技术在配电领域中的应用，成为了当前解决高压配电网现状的有效途径。
2 现阶段智能配电存在的问题
现如今，我们的生活离不开电网、我们的资产利益也与电网密切相关。然而，目前我国配电系统缺少合理及科学性的规划，配电网的网架、设备利用、供电及线路耗损方面都有待改善。并且，智能配电网的分析没有结合高压配电的规划要求，使得我国配电网存在一些较大的问题：
2.1 电源分布位置不够合理，使电路的传输路径过长，产生了较大的线路耗损。路线的损耗是指电量在传输过程中经由导线消损的部分，它又被称为“网损”。其产生的原因是由于导线中存在电阻而导致的功率耗损。电阻的大小与材料长度及横截面有关，一般来说，电阻的大小直接影响电能在线路上的损耗。因此，当电源分布位置不合理时，过长的传输路径使得电能在传输给用户的过程中产生了极大的损耗，从而使得电网效率大幅度降低。
2.2 网络分布结构不够合理，使得配电网在运行过程中不能得到合理的安排。配电网应根据我国不同的城市特点来确定不同的网络结构，对城市的经济状况及负荷情况进行分析，考虑受电规模、电源配置及供电大小等问题，从而使得配电网在运行的过程中有较高的灵活性，能结合城市的特点，实现智能的发电模式。[2]
2.3 线路出现故障的频率过高，使得电能传输的可靠性得不到保障。现阶段，我国部分地区停电缺电的事件时有发生，其大部分原因是由于配电系统的故障引起的。并且，我国的线路故障频率过高，导致电能在传输的过程中得不到保障，从而使电能传输的可靠性降低，影响了城市的供电、用电效率。与此同时，应用计算机实现智能检修、抢修技术没有得到充分的發展，人工条件下的故障修理产生了大量的资源浪费。
2.4 用电负荷增长速度过快，使得电网的建设相对落后。电子产品的不断发展与更新，使得居民对电量的需求越来越大。然而，GPRS网络通信技术未得到全面的发展使得电网的利用效率过低，并且，城市用地日益紧张使得电网建设用地资源显得相对不足，在此基础上，电网的发展便无法满足日益更新的用电需求。
3 电网优化研究及实现智能配电的措施
无论是电源、网络的分布问题，还是线路故障、用电负荷等相关因素的影响，其对高压配电的发电效率都产生了一定负向作用，使得高压配电的电能传输产生了不必要的损耗。为了减弱这些因素的影响，采取相应的解决措施、实现配电网的智能化、采用智能的发电方式势在必行。
配电网的智能化即利用计算机技术实现配电设备、开关、检查线路等的智能运行，从而达到检测、优化配电网，提高配电效率的目的。目前，实现高压配电网的智能化需要采取一定的措施：
3.1 建立评估指标。评估指标是准确反映配电网智能化发展的基础，它具有准确、客观、全
面的特点，且操作性强，能周期性监控配电网。[3]评价指标的建立需要从四各方面来反映电网的特点：（1）安全可靠。我国地域分布广泛，输电路程相对较远，大规模电网的构建不断增多，安全可靠是减少电能损耗，提高电网稳定的重要评价指标；（2）经济合理。我国人口不断发展，城市用地日益紧张，在此条件下，电网的建设需要谨慎考虑其经济合理性；（3）能源利用。智能发电对于能源的有效利用及清洁程度有较大的要求，能源的再生能力及合理利用是配电网智能化不可缺少的评价指标；（4）发电效率。相比美国、日本这些国家，中国的发电效率显得严重不足。发电效率指标是实现配电网的智能化，挖掘我国配电网发电的潜在价值，大幅度提高电网利用率的前提。
3.2 智能化配电网中接线的模式
一般情况下，配电网的优化问题关注的都是将辐射性约束的条件，即一种简略表达约束配电网接线模式的方式。配电网有各类不同的接线方式：树枝状接线方式、完全或中介点放射状、手拉手环式、T型式或4*6接线式等等。选择优化的配电网接线模式不仅加大供电的可靠性、提高电网建成设计的经济性，还影响着电力企业的进一步发展与规划。因此，利用计算机通讯技术，结合地理信息系统，智能化辐射接线、带开闭所接线、分多段多联系等接线模式，使配电网架结构稳定可靠，从而获得较为乐观的输电结果。
3.3 实现配电网与用户的智能互动
在成熟条件下，电力市场的成长致使配电范畴零售营业也加入了自由竞争。因而改变了以往电网的运行方式及运用模式。电力市场兴起了“需求侧管理”，由此致使了一系列关于配电网计划的新概念，即计划模型的转变；市场向用户侧开放后，电价波动频繁发生，不同期电价水平有所不同，由于用户的需求弹性，负荷水平也会相应变化，因此，需要采取一些措施来提高负荷预测的准确程度，即准确预测电力市场需求。在此背景下，配电网与用户的智能互动获得了较大发展价值，借助计算机网络技术实现电网与客户的双向通信可以使用户根据不同时期的用电信息选择设备的运行时间，从而减弱负荷的高峰现象，提高电网的有效利用。[4]
4 结束语
高效持续的使用电能与优质的输电线路息息相关，以往使用电能量很少，从而忽视了正确科学地操作输电线路架设，使得停电的状况经常发生。伴随着经济的快速增长、社会的不断进步，耗电装备的日益发展与更新、日常所需的电量越来越大。是以，减少电量在传输过程中的耗损必不可少。在选择电源位置分布、网络结构布置、架设输电路线及为用户供电的过程当中，只有合理运用计算机通讯技术，实现配电网的智能优化，才能使配电网更好的发展，使电能的传送效率大大提高。
参考文献：
[1]金鹏，徐啸.对城市中压配电网络优化规划的探讨[J].广东科技，2013：67-68.
[2]许强.智能配电网供电模式与优化规划研究展望[J].中小企业管理与科技，2012：279-280.
[3]王敬敏，施婷.智能配电网评估指标体系的构建[J].华北电力大学学报，2012：65-70.
[4]沈道义，杨振睿，何正宇.智能配电网供电模式与优化规划研究展望[A].第二十届华东六省一市电机工程（电力）学会输配电技术讨论会论文集[C]，2012：1395-1398.
作者简介：王大威（1966.12-），男，吉林辽源人，技术员，初级职称，学士学位，研究方向：工业输配电。
配电网地理信息系统 第6篇
1 GIS在某供电企业电力营销业务中的应用
国内某供电企业基于营销需求, 在电力营销部门内部配置了配电网地理信息系统, 并加大了对地理信息系统作用和地位的研究力度, 围绕地理信息系统及其设备的特点, 采取相关技术手段, 切实扩展了GIS在电力营销业务中的应用。
对国内某供电企业来说, GIS的应用不仅能确保企业电力销售工作的顺利开展, 还能优化电力营销效果, 提升营销部门的工作效率和服务质量, 获取更高的客户满意度。所以在供电企业电力营销工作中, GIS的应用是意义重大的。
2 GIS系统设计
GIS应用到电力营销业务中, 需要对其功能、结构加以设计后才能正式应用。现结合某供电企业营销实况, 对GIS在电力营销的实际应用情况作详细分析。
2.1 系统功能设计。
电力营销引入GIS的主要目的在于, 成功实现基于GIS技术下的配电网管理与营销管理功能集成, 做好配电网与电力营销的同步管理;提高业扩管理质量;控制好低压线路损耗;实现配电网基础数据服务和营销管理功能服务, 提高95598的用电客户服务质量。
2.1.1 业扩管理。
GIS电力营销管理的其中一项工作内容为业扩管理, 为了能真正做好这一项工作, 某供电企业在GIS营销管理系统中构建了一个专用于用户报装的数据库, 也可做知识模拟库。该数据库的主要作用是, 当接收到用户报装信息之后, 及时通过路径追踪与负荷平衡决策出用户附近的可用杆塔, 然后自动布设路线, 计算、分析出工程概算信息。电力营销管理引进GIS技术之后, 营销管理中的业扩管理工作效率会大量提升, 业扩报装流程也会更快, 为用户提供更加及时、高效的报装服务。
2.1.2 报修和抢修管理。
GIS电力营销管理能实现用户报修、抢修管理, 电路故障发生后, 能为用户提供报警辅助决策。实际应用时, 可在GIS系统内部建立一个用户电话报警数据库, 通过该数据库的用户电话接收、判断功能进行故障报警。一般情况下, 报警数据库在接收到2个或2个以上的用户报警电话之后, GIS系统能快速判断出电路故障的发生部位, 然后示警, 为故障检修、抢修提供帮助。
2.1.3 负荷分析。
GIS系统应用于电力营销业务以后, 还能在提高业扩报装管理质量的同时, 实现对业扩负荷的分析。GIS可利用自身功能对电网中存在的各种空间分析模型进行分析, 重点分析空间模型中电网的负荷密度, 分析线路、设备以及区域负荷, 然后将该分析得到的数据信息显示在GIS网上, 为负荷控制用户档案、各负荷控制点负荷信息的查询提供路径。
2.1.4 低压线损管理。
低压电网管理是电力营销管理的核心, 传统低压电网管理方式并不十分适用, 而引进GIS之后, 低压线损管理效率得到了很大程度上的提高。GIS电力营销中, 低压线损管理成为了营销管理的工作重点, 管理实践时, 该系统通过分线路损耗统计、分台片损耗统计两种方式, 切实提高了配电网低压线损管理质量, 实现了电力营销的经济性管理。
2.1.5 用电客户服务管理。
GIS系统被引进和应用之后, 用电客户服务在查询电路故障时, 可直接通过坐席服务系统进行查询, 按下GIS定位按钮, 便可准确获取电路故障发生部位, 判断故障情况。
2.2 系统结构设计
2.2.1 系统的软件结构。
在设计中, 首选XML作为信息的载体, 是考虑到在配电网GIS与营销系统之间的数据交互中, 应具有跨平台性、可扩展性、操作便捷性等特性。同时, 由于配电网管理和营销管理两个系统有着不同的应用侧重点, 为减少系统的耦合度, 提高各自系统独立运行的稳定性, 采用IBM MQ Series作为信息传递的中间件。
2.2.2 软件环境要求。
2.2.2.1基础平台。GIS服务器端采用国际先进的Arc SDE技术, 在系统建设中处于数据中心的位置。通过Arc SDE将所有的空间数据以对象的形式都存储在RDBMS中。2.2.2.2开发环境。客户机/服务器 (Costem/Server, C/S) 相关系统的开发环境, 提供C API和SQL API, 可用C、C++、Delphi、Visual Basic等多种语言来开发;浏览器/服务器 (Brower/Server, B/S) 系统的开发环境, 采用J2EE的体系结构。2.2.2.3数据库。采用商用数据库来管理空间数据, 提供多用户共享空间数据信息、可管理海量的图形信息、保持图形的完整性、可利用INTERNET网来共享数据、对空间数据的高效检索和最低的网络负载、不同系统之间实现信息共享。
2.3 系统实施效果分析。
某供电公司是全省最早开发应用配电网GIS的单位, 配电网GIS已在配电工区、营销部、配调、生运、规划、输配电检修等部门安装和应用。同时, 营销GIS也逐步投入应用, 全市300多条10 k V线路和数千台变压器等配电设备、3 000多高压用户、特别是有28万多户市区低压用户的数据已输入GIS, 所有数据也在不断地动态维护更新中, 目前营销GIS的95598客服功能, 低压分片线损管理、业扩辅助分析决策等功能均已投入实用化应用阶段。
2.3.1 95598客服功能推动供电优质服务。
95598客服人员通过使用营销GIS的95598客服功能, 能快速定位配电网故障点, 合理调动故障点附近抢修车辆快速抢修, 对故障用户、计划停电用户的来电咨询, 第一时间作出专业答复, 营销GIS中95598功能为客服人员做好供电优质服务提供了技术支撑手段。
2.3.2 低压分片管理线损提高了经济运行水平。
电力营销部门通过使用电力营销GIS中的低压分线分片线损管理功能, 能实时监控配电网络线损指标, 为下一步的合理制订用户接电方案, 及时发现计量装置缺陷提供了科学决策依据, 同时对线损异常的地区开展了反窃电专项打击, 及时挽回了供电企业的经济损失。
结束语
综上所述, 配电网地理信息系统在电力营销业务中尤为适用, 它的引进不仅能实现配电网管理与电力营销管理的集成、同步, 还能优化营销管理质量, 提高用户满意度。所以在供电企业电力营销工作中, 可大量引入GIS技术, 构建GIS营销系统, 利用该系统来实施营销管理, 保证电力营销业务的顺利开展。
摘要：地理信息系统, 英文简称GIS, 目前已在供电行业中得到了广泛应用。以国内某供电企业为例, 对企业供电营销业务开展对地理信息系统的应用进行分析, 并重点探讨了系统的功能设计与结构设计, 总结出相关结论, 供同行参考借鉴。
关键词：配电网地理信息系统,营销业务,应用,系统设计
参考文献
[1]张代群.电力营销管理信息系统在广西水利电业集团有限公司的应用研究[J].企业科技与发展, 2011 (10) .
[2]赵青, 王荣志.电力营销信息管理系统在锦州供电分公司的应用[J].中国电力教育, 2011 (S4) .
配电网地理信息系统 第7篇
关键词：配电网,故障分析,故障定位,信息系统
随着我国电网规模的不断扩大, 人们对电网安全运行及供电可靠性的要求也越来越高。目前供电企业的各级调度中心普遍配备了不同等级的故障检测和辅助定位系统, 用于电网运行的监视和控制, 但仍存在以下问题:信息系统对配网停电管理及复电工作的覆盖有限, 现有业务系统对配网抢修工作现场和低压用户故障停电抢修工作的信息化管理有待进一步加强, 突发事件下现场指挥需要更有力的技术支持, 故障停电事件的处理跨越多个业务系统, 系统间信息传递不通畅, 客服人员无法及时了解现场工作情况, 影响客服质量。因此, 迫切需要建设一套配网故障分析及处理系统, 为各级抢修人员处理事故提供辅助决策帮助。
1 系统架构
配网故障分析及处理系统需要同多个系统进行数据的共享和交互, 如需要自SCADA系统、计量自动化系统、主配网生产系统获取告警信息、停电计划信息, 需要结合设备台账、网络拓扑、GIS等基本数据, 其故障的处理进度还需要同客户服务系统进行信息共享。配网故障分析及处理围绕“快速”两个字来做文章。针对配电网故障分析及处理流程实现了“六个快”, 包括:快速发现、快速响应、快速定位、快速隔离、快速修复、快速评估等六个方面。
系统同其他子系统间的关系如图1所示。
配电网故障分析及处理流程如图2所示。
2 配电网故障分析及处理系统在故障管理中的应用
2.1 建立配网故障监控模块, 为故障定位与隔离提供支持
通过打通自动化系统与配电网故障分析及处理系统之间的信息传递, 将主网调度自动化系统变电站10k V馈线开关变位信息、保护动作信息, 配网自动化系统的保护信号和分闸信号、故障定位与隔离信息, 计量自动化负控终端和配变监测计量终端采集的电流和电压、停电告警等信息都接入配电网故障分析及处理系统的监控模块。
通过分析实时电网信息数据, 依据各种电网运行知识, 自动对各故障等报警数据及电网的信息进行诊断, 自动把多个告警事件合并为同一单故障告警事件。这样有利于配调直接看到最少最有用的数据信息。然后通过把属于同一单故障停电的实时数据显示在一起, 再利用线路历史跳闸的情况和实时负荷信息, 可以方便指挥人员快速判断故障类型及位置, 从而指挥抢修人员快速找到故障点。
2.2 建立停电监测中心, 展示当前电网运行状况
汇总各种当前停电数据, 以图形方式展示当前系统运行状况, 如执行中的计划停电数、处理中10k V故障数、处理中低压故障数、停电公变数、停电专变客户数、停电低压客户数、当前保供电用户数等, 每种数据均可进入查看详细列表信息, 为配网调度指挥、急修故障处理、客服接警、快速复电指挥中心等提供了有力的信息支持。
2.3 汇总停电信息, 为答复客户和过滤重复报障提供信息支持
汇总用户所有的停电信息, 包括配电网生产系统的计划停电、故障停电、错峰限电影响的停电用户信息, 和供电企业营销系统的欠费停电、违章用户停电信息。当客户拨打95598报告故障停电时, 系统自动根据用户报障的信息和客户基础资料进行查询该用户是否存在欠费停电、计划停电和故障停电信息, 为其筛选报障电话、初步诊断故障性质提供技术支持, 进而过滤无效和重复报障信息。
2.4 实现客户报障信息跨系统的流转与处理
强化配网故障分析及处理系统与客服中心系统之间的信息交互自动化功能, 实现报障工单的处理流程在不同系统间的流转。实时获取95598客户服务中心业务受理系统中的客户报障工单, 并且针对每个工单进行答复用户。新到报障工单或派发工单时, 短信和其他方式提醒处理人员。
2.5 建立抢修资源管理, 为合理调配资源提供依据
对抢修资源进行统一管理, 在遇到严重故障或某一区 (市) 局同时发生多处故障导致抢修资源不足时, 可统筹调配全局抢修资源, 包括应急发电车、抢修车、急修人员、抢修材料和工具的统一调度管理。
2.6 建立现场工作平台, 加快抢修信息的传递
为现场抢修人员提供移动现场工作终端, 通过在线或离线方式与后台系统进行交互, 并具备条形码扫描、拍照、录音、视频等相关硬件功能。可通过现场工作终端查询配电网接线图、沿布图及设备监管资料、用户资料等, 为方便抢修人员制定现场故障处理方案, 方便客服人员及时掌握故障信息方便答复客户, 同时不需要在急修班安排专门的接线员, 也节省了人力资源。
2.7 为配调和急修指挥人员建立多屏指挥平台
为配调、急修指挥人员建立多屏指挥支持系统, 让配调急修人员全方位的掌握系统运行情况, 快速获取抢修资源, 指挥计划及抢修工作。多屏指挥系统的各个窗口之间实现自动联动, 当在一个窗口进行操作时其他窗口自动切换出相应的画面, 需要保证消息的同步处理。
2.8 健全考核指标体系
健全考核指标体系, 监控复电过程各个环节所用时间及工作质量。在配电网故障分析及处理的各个主要环节设置客观、量化的评价指标, 控制复电过程各个环节所用时间, 评价考核工作质量, 确保配电网故障复电机制的有效运作, 以指标考核促进服务理念的提升。
3 总结
本文首先介绍了配电网故障的管理现状, 探讨的构建配电网故障分析及处理系统的必要性。本地第二部分对配电网故障分析及处理系统的架构进行了详细描述。最后对系统在配电网故障管理中的应用进行论述, 包括支持故障定位与隔离、报障信息跨系统的流转与处理、故障复电考核指标统计等8大功能应用。系统在具体实现的过程中充分考虑了系统的扩展性, 及规范性, 为配电网故障修复的跨专业协同管理, 缩短故障停电区域的供电恢复时间, 提高客户满意度提供有力支撑。
参考文献
[1]林静怀, 孙超图, 张义斌.配电网故障检测隔离与恢复设计方案[J].
[2]蔡乐, 邓佑满, 朱小平.改进的配电网故障定位、隔离与恢复算法[J].
[3]Karen Nan Miu, Hsiao Dong Chiang, Bentao Yuan.Fast Sercice Restoration and Constraints[Z].1998.
[4]N.D.R.Sarma, V.C Prasad, K.S.Prakasa Rao.A New Network Reconfiguration Technique For Service Restoration In Distribution Network[Z].1994.
配电网统一信息模型研究 第8篇
关键词：配电网信息模型,IEC61968,支路微网
0 引言
近些年, 配用电领域发展迅速。为提升配电领域的管理水平, 各类配电网的自动化和信息化系统也逐步建设和完善。配电网的网络结构虽然以辐射网为主, 但配电网的设备类型、设备数量、馈电线路数量都大大超过主电网的设备数量规模, 同时由于直接与用户连接, 配电网的业务除了电网公司内部业务外还有大量与用户交互业务。针对不同的业务, 电网公司建设了配电自动化系统、配电生产管理系统、电网地理信息系统、生产抢修系统、用电信息采集系统等各类生产系统, 同时为了实现各个系统的信息交互, 建设了企业数据交互总线。但由于各个系统针对的业务不同, 对IEC61968等交互标准理解也不一致, 因此在信息集成方面工作量巨大, 应用范围十分有限。
针对这种情况, 本文从配用电业务出发, 进一步梳理配电各类设备和业务模型, 提出了配用电统一信息模型的建模方法, 完善了配电网信息模型, 可为配用电信息交互提供参考。
1 配用电主要业务分析
配电网作为电网与用户直接相连的纽带, 目前业务已经向综合型方向发展, 营配融合的趋势日趋明显。一个业务的开展需涉及多个专业领域、多个部门, 从配用电目前开展的业务来看, 主要分为电网监控、资产管理、培训仿真、统计分析、业务管理等几类, 如图1所示。
从数据的角度来说, 上述业务数据可分为设备档案域、电网运行域、仿真培训域、优化运行域、业务管理域、业务监控等几大类, 如图2所示。
设备档案域主要涉及设备的基础档案信息, 贯穿设备的全寿命过程, 也是各类业务开展的基础。电网运行域主要包含电网安全稳定运行相关业务, 包括数据采集、电网监控、用电情况监视、分布式电源监控、电动汽车充放电设施运行监控以及异常和故障处理等相关数据。培训仿真域主要面向配用电的培训仿真业务, 包括配电网运行仿真、用户用电模拟仿真、分布式电源运行仿真、配用电业务培训、电动汽车运营仿真、配用电运行培训等数据。配用电日常业务管理域主要面向配用电各类生产管理业务, 包括计划管理、检修管理、保电管理、设备巡检等整个生产过程, 另外还包含计量计费、电费抄核收、增值服务等业务数据, 贯穿配用电生产全过程。业务监控主要对业务开展过程进行监控, 保障业务有序高效地执行, 包含计划、生产、流程、现场作业等各个环节的监控。优化运行域主要涉及提升配用电运行和管理水平的相关业务, 包括电网运行分析、能效分析、优化运行、资产状态分析、流程优化等。公共支撑域是为支撑配用电运行而建立的公共信息, 包括图形、报表、系统安全等等。
2 配用电统一建模方法
2.1 总体建模体系
从上述配电网业务分析来看, 配电网业务的开展依赖于各类不同的设备, 整个业务流涵盖了设备的计划、申请、安装、运营、维护、报废。所有业务均以设备及设备信息为基础, 因此从模型上来说, 可以分为设备资产和业务。
设备资产以设备资产编号为核心, 描述设备固有属性。根据业务特性, 围绕设备为中心, 建立设备参数属性、采集属性、运行属性、运维属性、业务流程属性等, 如图3所示。
2.2 配电网设备模型
就目前来看, 配电网 (本文只针对10 k V及以下等级配电网络) 主要由馈线、微网、分布式电源、负荷等几大类设备构成, 如图4所示。
(1) 馈线:馈线由馈线上杆塔、容抗器、配电开关、刀闸、馈线段、母线、负荷和台区构成。台区包括配变、漏电保护器、无功补偿、断路器、馈线段和低压负荷等。
(2) 微网:微网是一个小型配电系统, 除了包含配电系统常规设备外, 还包含分布式电源和储能系统。分布式电源根据特性不同又分为柴油发电机、分布式光伏、分布式风场、生物质电厂、小水电等。不同的分布式电源又包含线路、光伏阵列、逆变器、汇流箱、风机、水轮机等等各类设备。储能系统包含电池组、转换单元等。
(3) 分布式电源:分布式电源既可作为微网的一部分, 也可作为配电网的构成部分直接挂在配电网上, 其组成如图5所示。
(4) 负荷:配用电负荷多种多样, 不同负荷组成与特性也不同。
2.3 配电网建模策略
2.3.1 基础类定义方法
根据上述设备构成分析, 在建模时需从CIM基类中进行派生, 构建分布式电源、负荷等类, 并在此基础上进一步派生出各类设备, 如图6所示。
为了便于CIM类的派生和处理, 分为负荷、电源、馈线等建立派生类;所有设备均从Equipment类派生, 不同分布式电源从Distributed Power类进行派生;微网作为独立的“容器类”电力网络可从container进行派生, 进而容纳各类负荷、电源、馈线等设备。
2.3.2 基于支路的微网及分布式电源建模方法
在描述微网和分布式电源时, 由于发电元件分散, 为了更好地描述实际物理形态, 这里引入“支路”的概念, 并以支路为核心进行模型描述。支路表示连接在一起的一组设备的组合, 光伏阵列可以是一条支路, 风机可以是一条支路, 储能系统可以是一条支路。
采用支路进行建模, 能够方便地描述一条线路下的电源设备情况, 同时又可作为微网的一个设备存在, 便于从微网角度进行分析, 如图7所示。
2.3.3 业务包构成
按照上诉建模方式, 配电网不同设备都可从相应的基类进行派生, 进而便于扩展。配用电的各类业务都依托设备进行开展, 在以设备为核心包的基础上, 可以扩展出监测包、资产包、统计包、采集包、计量计费包、抢修包、交易结算包等等。
3 应用
配电网统一建模的目的是为了更好地开展业务, 目前, 该建模方法已在某园区的配电网综合管理系统中得到应用。该小区是智能电网试点工程, 园区中包含了分布式电源、电动汽车充换电设施等多类配电网新型元素, 整个模型如图8所示。
根据上述基本模型定义, 通过资产唯一标识和业务唯一标识, 实现不同信息在不同系统间的交互和应用。
4 结语
随着配电网的不断发展, 统一建模成为了配电业务协同的一项重要措施。本文针对配用电领域综合应用的业务需求, 设计了配用电统一信息模型建模方法, 并提出了基于支路的微网/分布式电源等新型设备的建模方法, 可为配用电业务开展提供参考。
参考文献
[1]黄小鉥, 翟长国, 曹志刚, 等.电力监控系统中考虑新能源的3层建模方法[J].电力系统自动化, 2012, 36 (11) :72-76, 115.
[2]杨永标, 周立秋, 丁孝华, 等.智能配用电园区技术集成方案[J].电力系统自动化, 2012, 36 (10) :74-78.
[3]石俊杰, 李毅松, 彭清卿, 等.国家电网公司调度系统数据整合总体方案的思考[J].电力信息化, 2006, 4 (6) :28-31.
[4]陈丽娟, 朱晓燕, 赵俊峰.国内电网实时数据集成应用综述[J].电力自动化设备, 2010, 30 (1) :139-144.
[5]顾强, 王守相, 李晓辉, 等.配电系统元件的公共信息模型扩展[J].电力自动化设备, 2007, 27 (10) :91-95.
[6]韩国政, 徐丙垠.基于IEC61850标准的智能配电终端建模[J].电力自动化设备, 2011, 31 (2) :104-107.
太仓配电网信息管理改进方案 第9篇
关键词：配电网,信息管理,调度防误系统,调度自动化系统,地理信息系统
目前10 kV配电网具有分布广、环境差、接点多、自动化程度低等特点, 随着经济的发展和用电负荷的增长, 暴露出可靠性低、安全性差、设备运行情况不透明等缺点。如何加强配电网信息管理, 提高其可靠性和安全性, 成为配电网信息管理需要解决的问题。
1 太仓配电网信息管理现状及存在问题
目前太仓市供电公司的各生产部门均配备OPEN2000调度自动化系统 (下称OPEN2000) , 部门间通过调度生产管理信息系统 (DMIS) 进行工作的申报、流转和记录;调度中心配备调度防误系统供调度员和运行方式管理员进行防误操作和运行方式管理;配电运行部配备地理信息系统 (GIS) 。由于10 kV配电网设备 (包括环网柜或开关站内开关、柱上开关等) 未安装远动装置, 因此无法实现遥控操作, 只能由配电运行人员现场操作, 而OPEN2000和GIS也无法与配电网设备实现遥信对位, 主要通过OPEN2000的配电网图来显示设备的实际状态。
目前, 太仓配电网信息管理存在以下几方面问题。
1) 各系统孤立运行, 造成重复工作、信息资源浪费。
OPEN2000、GIS与调度防误系统是3套独立的系统, 各系统的配电网图纸分别由专人维护, 造成了工作的重复和数据的冗余。其中OPEN2000与调度防误系统的配电网图完全相同, 但由于调度防误系统仅限调度中心使用, 因此配电运行部和营销部等其他部门查看配电网设备状态主要参照OPEN2000。OPEN2000的配电网图纸的绘制和改动由远动人员维护, 由调度员校对设备状态。以柱上开关操作为例, 调度员在正式发令操作前要在调度防误系统中对该开关进行模拟预演, 操作结束后还要在OPEN2000中对该开关进行手动对位。由于手动对位不是调度工作流程的必要环节, 调度员容易疏忽遗漏, 使得OPEN2000的配电网运行方式与实际运行方式不符, 误导其他部门生产人员。
2) OPEN2000和GIS不能准确显示配电网运行方式, 影响工作进程:
(1) 在日常检修中, 由于OPEN2000和GIS不能准确显示配电网实际运行方式且不支持链路显示, 另外OPEN2000尚不具备模拟预演功能[1], 而变电运行人员和配电网运行人员彼此对电网结构和厂站情况不熟悉, 因此往往使其不能及时了解调度员布置操作任务的意图和操作顺序, 也无法作出相应的统筹安排, 在进行重大或复杂操作时容易影响操作进程。营销部也无法掌握配电网用户停送电的实时情况。
(2) 在事故处理中, 由于OPEN2000和GIS不能准确显示出配电网的实际运行方式, 并且OPEN2000不支持单线图显示, 需由调度员联系配电运行部并告知目前运行方式及失电范围, 配电运行部分别从OPEN2000和GIS中调出该区域的配电网图纸打印并标注后赴现场巡线。如事故造成对外停电, 调度员还需及时向营销部告知失电范围及恢复送电的情况, 以便其通知用户。由于配电网线路繁多且结构复杂, 这种做法容易出错并影响事故处理的进程。
3) 双电源/重要/保电用户管理不规范, 影响供电可靠性。
此3类用户管理由营销部负责, 调度中心没有备案。但由于营销人员不了解电网运行方式及变动情况, 当发生事故有可能使重要/保电用户失电或双电源用户的一路电源失电;因日常检修或事故处理而调整运行方式, 使双电源用户的两路电源由同一上级电源供电导致供电方式薄弱, 营销部不能向调度提供及时有效的预警。
4) DMIS时效性差, 影响工作效率。
由于调度员通常在工作流程结束后才将工作情况输入DMIS, 因此其他生产部门人员及管理人员无法及时了解停送电、开竣工、事故停电及处理和恢复送电情况, 而且不够直观, 影响工作效率及后续工作安排。
5) 依赖OPEN2000系统, 远动失去时无法了解设备信息。
太仓地区大部分变电站已实施无人值班, 各生产部门主要通过OPEN2000了解厂站运行方式。一旦系统服务器或设备远动装置故障, 或通信光缆受到外力破坏造成设备远动退出时, 除了现场值班员和调度员, 其他人无法知道运行方式情况。
2 太仓配电网信息管理问题的解决方案
太仓配电网信息管理存在问题的主要原因在于, 与35 kV及以上电压等级相比, 10 kV配电网网架复杂、设备繁多, 但信息化程度过低, 导致10 kV配电网运行情况不透明。
目前, 配电网信息管理领域的主要研究方向是配电自动化 (DA) :利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术, 实现配电系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制和配电管理的现代化。其主要功能包括配电网络的安全监控和数据采集 (SCADA) , 馈线自动化 (FA, 即故障定位、故障隔离、非故障区段的供电恢复) 、负荷管理、自动制图/设施管理/地理信息系统 (AM/FM/GIS) 、配电应用分析 (PAS) 等[2]。
配网自动化可以彻底解决目前太仓配电网生产中存在的问题。但这是一个面广量大、投资巨大的工程, 周期很长, 必须分期投入、分期实施, 其对环境、网架、设备等都有严格要求, 而相关技术尚未完全掌握, 目前仅在局部地区试运行。从太仓地区配电网现状来看, 该方案并不成熟[2,3,4,5]。如何利用现有资源, 实现配电网信息实时化, 成为太仓配电网信息管理当前亟需解决的问题。
2.1 方案设计
《苏州电力系统调度规程》规定:调度员在正式发令操作前必须进行模拟预演。综合分析上述3套系统的应用功能可以看出, 调度防误系统是其中唯一主动要求与现场设备对位, 且实时性最好。调度防误系统在功能上与OPEN2000和GIS具有一定的互补性, 弥补了OPEN2000和GIS无法实时显示配电网运行方式的缺陷, 同时弥补了GIS仅主要显示网架设备而且拓扑结构不清晰的缺陷。因此, 在日常工作中, 可考虑使调度防误系统与OPEN2000和GIS配合使用, 将调度防误系统不仅应用于调度中心的防误操作与运行方式管理, 而且作为OPEN2000和GIS的可靠备用和重要补充应用于各生产部门和整个生产流程:图形维护和调度台等岗位可设置工作站直接访问调度防误系统服务器, 变电运行部、配电运行部、营销部等其他部门的计算机通过Web网页访问调度防误系统服务器。调度防误系统组成及网络结构如图1所示。
由于在开发调度防误系统时已经预留接口, 方便后期升级时与其他系统互连, 因此, 该方案主要利用现有软硬件环境, 容易实现且费用不高。
2.2 问题的解决
通过应用该方案, 太仓配电网信息管理存在的问题可以得到较好地解决。
1) 配电网设备发生变更时, 配电运行部将变更前后图纸随工作申请单传至调度中心, 由调度员通过图形维护工作站及时对调度防误系统图纸进行维护, 并在停电设备恢复送电前装载新图纸, 使设备变更信息更具实时性, 且省去了远动人员对OPEN2000的配电网图纸的维护工作, 避免了因调度员遗漏对OPEN2000配电网图中设备手动对位而与实际运行方式不符的情况。其他生产部门也可通过该系统了解实时运行方式。
2) 与OPEN2000和GIS相比, 调度防误系统具备链路显示功能和模拟预演功能。在各图纸之间, 设置关联的线路或设备可以直接链接到相关的图纸上, 方便厂站与网架图纸之间的切换。在审核模式下可进行模拟预演操作, 退出审核模式即恢复原有运行方式, 帮助变电及配运操作人员了解调度操作意图。
3) 与OPEN2000和GIS相比, 调度防误系统具备得失电显示功能。用绿色显示失电设备, 停送电操作时弹出信息窗显示所有得失电设备列表, 双击列表中设备可直接链接到其所在线路的图纸。在图纸下方的变位信息表中显示每次操作的时间、发令人和操作内容, 因此可直观显示停电范围、事故处理及恢复送电的过程, 还可显示并打印单条线路及相应对供的线路, 方便配电运行部了解事故情况及巡线范围, 也方便营销部及时了解用户停送电情况, 简化了调度通知工作。
4) 由于双电源/重要/保电用户的供电情况变动与调度联系更紧密, 因此可在调度防误系统中设置双电源/重要用户模块, 显示所有双电源/重要用户的进线电源。在保电用户所在线路段上挂设保电牌。当3类用户进线电源将发生变动或失电时, 系统显示预警提示对话框。在保电模式下可弹出信息窗显示所有保电线路段列表, 双击列表中线路段可直接链接到其所在线路的图纸。使3类用户管理纳入日常调度工作, 运行方式管理员和调度员在安排日常检修工作和事故处理时合理选择方案。
5) 调度员的发令操作与调度防误系统模拟预演操作同步, 因此可模拟显示实时操作情况。调度防误系统还可设置工作接地牌和检修牌, 以显示设备停送电和开竣工情况。在检修模式下可弹出信息窗显示所有在检修状态的设备列表, 双击列表中的设备可直接链接到其所在线路的图纸, 方便各生产部门人员及管理人员及时了解生产情况。
6) 调度防误系统为内部局域网, 结构简单不受外力破坏影响, 在OPEN2000的远动退出时可代替其模拟显示厂站设备状态。
2.3 安全措施
1) 设置权限。除图纸维护及调度操作外, 其他情况都不能变更图纸和设备状态, 否则会造成系统设备与实际设备状态不符的严重后果。因此需对服务器访问者设置不同等级的权限, 并设置口令及密码。
2) 设置物理隔离装置及防火墙, 安装不间断电源 (UPS) 作为其后备电源。
3) 为避免服务器故障, 可增加备用服务器。
4) 由于调度防误系统仅是模拟显示电网设备状态, 不具备遥信功能, 因此如果调度员发令时忘记对调度防误操作系统进行模拟预演或预演错误, 仍然会造成系统设备与实际设备状态不符的情况, 可通过加强调度管理、双人调度 (一人发令一人监护) 、操作结束核对系统设备状态等规章制度来有效规避。
3 结语
配电自动化是电网发展的必然趋势。配电自动化系统 (包括配电网SCADA系统、GIS、需方管理系统) 、网络分析和优化系统、生产管理系统和调度防误系统共同构成未来的配电网管理系统[4], 将实现配电网正常运行及事故情况下的监测、保护、控制和配电管理的现代化。但这将是一个循序渐进的过程。作为现阶段过渡期方案, 调度防误系统与OPEN2000和GIS配合使用, 有效地解决了太仓配电网信息管理中存在的问题, 对各部门协调工作, 提高工作效率有很大帮助。对尚不具备配电自动化条件的地区电网具有一定的参考价值。
参考文献
[1]吴奕, 姜学宝.地区电网计算机调度防误模拟操作系统[J].江苏电机工程, 2006, 25 (3) :27-29.
[2]叶杰宏.电力信息安全的防护[J].供用电, 2008 (3) .
[3]李兴明.浅析配电网自动化系统[J].中国高新技术企业, 2009, (14) :49-50.
[4]朱正钦.县级城区配电网自动化设计方案的实施[J].江苏电机工程, 2006, 25 (2) :51-53.
配电网地理信息系统 第10篇
关键词：地理信息系统；配电网；调度管理
中图分类号：TM727.2 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）18-0102-02
1 WebGIS应用的背景
为了更好的配合郑州市政建设的步伐，郑州市决定对三环内所有配电线路和设施进行基于WebGIS技术的配网调度自动化改造工程，其中涉及到6个110 kV变电站；6条架空线路，19台柱上智能开关；11条电缆线路，12个开闭所，198面高压柜，148个公用台式变压器，148个无功补偿柜，通过改造可以有效的实现配网调度管理的自动化程度，为郑州市的发展起到一定的补充作用。
为实现电网系统中主站系统的有效监控，以实现对电网系统中馈线的全面控制这就是配电网自动的主要内容。要想自动化控制，就一定运用计算机网络系统来进行远程监管。由于配电网系统中要检测的对象相对较多，产生的原因相对复杂，方式多种多样，因此目前该系统主要有主站层、子站层和终端设备来组成。
配电网的主站层主要是通过从子站来收集数据信息来监控配电网的运行工作，主站层也是配电网的核心，那么子站主要工作就是该站管理区域内的相关信息的采集、对发现的问题及时的解决等，同时还负责向主站上传数据信息，并且还要接受主站的命令，配电网的调度管理工作一定要主站和子站相互配合才行。
2 WebGIS系统模型组成原理及相关技术
GIS的使用平台相对比较多，但我国比较常用Arcinfo.G/Technology.SuperMap和Mapinfo等等。但是，在G/Technology平台的套件之中，G/Electric能够为电力系统提供功能较强AM/FM/GIS的解决措施，还可以把地理设施的管理，运行维护以及服务传递这些功能紧密连接起来，用于电力事业的规划、设计、建设、运行、以及紧急事件的响应等。本文以G/Electric平台组件和内含模块为例，介绍基于WebGIS的配电调度管理系统模式，在对系统进行设计阶段，系统的构建要含有地图操作、查询及超链接三大功能。
由于G/Electric平台无法直接提供表示电网运行的动态数据，且不能实现Web页面的发布，因此要对该平台进行二次开发，以实现对配电网的实时监控。在WebGIS中监控配电网运行状态时，用户一般希望通过在Web页面实现对全网或任意一条线路、变压器的结构信息以及运行状态进行浏览监测，从而对配电网进行在线计算分析。因此，这种基于浏览器GIS应用系统中进行配电的监控，首先要解决如何实现地图以及实时状态数据的Web发布，然后就是根据调度员设定的刷新时间，对远程终端传送过来并显示在Web页面上的数据进行更新。
配电网如出现故障信号，可在页面准确定位，系统给出故障点所在线路以及具体杆塔之间，同时给出可能的故障类型的提示信息，调度中心便可遥控进行相关操作，同时在系统内部发送信息通知故障点最近的调度单位。
可见，用户仅通过浏览器便可以进行方便的查询、浏览配电网中线路电站等相关地图以及监测实时运行的数据。
应用服务器与网络服务器不是在一起的，远程调用用的是GIS平台。在实际的工作中，我们常常是按照用户的需求来安装相对应的GIS组件，进而来对相关数据信息进行分析处理，并且降低客户端和服务器端的信息传递，这些都使得系统在网络上可以大规模的传递较为复杂的数据建立了基础，进而使得系统的扩展性得以提高。
WebGIS服务器的主要功能是解释中间应用服务器请求，按照客户端发出的查询请求来对GIS数据库的服务器实施控制操作，客户端和服务器端之间就会实现动态交互，并且还有系统外部的扩展接口，方便与其他系统结合。
3 WebGIS系统、SCADA交互与Web显示
整个配电网主要是由配电站、配电线路、开关、杆塔以及刀闸等共同组成。按照电力系统的规章制度，在配电网中，由SCADA传递的数据信息是要客户自行设置的，所显示的数据信息主要是证明运行参数在工作中，SCADA系统把配电网，每个测量点现实的数据用报文的形式传递到接受端里面的通信模块，GIS系统在接收到数据信息之后，要根据先前定好的做好解包工作，按照现在数据信息包的代码来判定信息数据来填充GIS数据显示的数据字段，还要在Web页面上显现出来。
实时数据源自电网调度部门的SCADA系统，可根据相关约定，以UDP/IP协议定时向GIS应用服务器发送数据，服务器对数据包进行解码，并将得到的各种数据存贮在对应显示对象中。
实时数据与用户所定义数据显示对象根据所发送数据的前缀标志相对应且标示在系统中唯一存在，以便用户在Web页面的查询检索这样利用G/Electric这个工具所实现的GIS系统便可以在Web方式下对配电网进行实时调度管理对于Web页面的显示，需要利用G/Electric的G/Netviewer工具来实现，在Web设计页面放置此工具提供的地图显示空间NetViewerMap Control，并编写控件与相关数据库连接代码，以实现GIS数据库的访问，在数据库中来获取配电网相关地段的例图，并且要在Web页面上显示。
信息在交互的时候，上层的网络一般用UDP/IP协议来实现GIS以及SCADA系统的通信，还要把信息存在数据信息服务器上，在数据层一般是数据库系统和存储以及管理每个属性与空间的数据信息，还要按照客户的要求把数据信息从应用服务器上传送到客户端上。
要想刷新用户界面，我们要用G/NetViewer里面的地图刷新API函数，实现数据信息的更新。
4 结 语
总而言之，在配电网中，由于WebGIS被广泛的使用，能够让使用者对配电网中的相关数据进行十分方便的查询和分析。
在郑州市，为了能够让配电网调度系统能够在以后的操作中真正实现自动化，并有效保证供电的可靠运行，在发展过程中以SCADA系统作为发展的基础，并通过突破各种信息系统发展中的困难，把GIS图形以及数据信息可视化的特征做的非常完善，进而配电网的拓扑模型就很容易的就建立起来了，从而使得各项功能都能综合在一起，进而实现配电网管理的全面自动化。
参考文献：
[1] 刘新强，张启新.WebGIS技术在地理信息中的应用[J].科技与创新，2015，（4）.
城市配电网保护系统技术发展 第11篇
1.1 高压配电网保护现状
我国高压配电网大部分为110kV线路。110kV线路保护均已微机化, 大部分线路保护采用了国产设备。110kV线路保护配置根据各地区电网的运行管理习惯而并不统一, 部分地区电网倾向于距离保护作为主保护, 一般配有相间距离、接地距离、零序过流、重合闸等保护。也有部分地区电网倾向于采用纵联保护, 配置双高频保护、单高频保护或光纤纵联保护作为110kV线路主保护。随着光纤通道条件的改善, 采用专用光纤通道的光纤电流差动保护成为首选主保护类型。
现有110kV变电站母线一般未配置母线保护。110k V变电站的保护设备一般不配置独立的故障录波设备, 故障分析时采用的是保护设备录波信息。
1.2 中低压配电网保护现状
目前, 我国中低压配电网大都是单侧电源、辐射型35kV、10kV配电网络, 馈线保护装设在变电站内靠近母线的馈线断路器处。中低压配电系统为中性点不接地系统, 馈线保护装置一般未接入三相电流, 为非三相式保护。
由于配电网不存在稳定问题, 一般认为馈线故障的切除并不严格要求是快速的, 不同的配电网对负荷供电可靠性和供电质量要求不同。许多配电网仅是考虑线路故障对售电量和配电设备寿命的影响, 尚未将配电网故障对电力负荷 (用户) 的负面影响作为配电网保护的目的。随着我国经济的发展, 电力用户的用电依赖性越来越强, 供电可靠性和电能质量成为配电网的工作重点, 而配电网馈线保护的主要作用也成为提高供电可靠性和提高电能质量, 具体包括馈线故障切除, 故障隔离和恢复供电。具体实现方式有以下几种: (1) 传统的电流保护。南方电网中低压配电网线路保护主要采用过电流保护与测控一体化装置, 为就地控制模式, 没有配置独立故障录波设备。这类保护整定方便, 配合灵活, 价格便宜, 同时可以包含低电压闭锁或方向闭锁, 以提高可靠性;增加了重合闸功能、低周减载功能和小电流接地选线功能。 (2) 重合器方式的馈线保护。实现馈线分段、增加电源点是提高供电可靠性的基础。重合器保护是将馈线故障自动限制在一个区段内的有效方式。目前在我国城市电网改造中也有部分采用了重合器, 这种简单而有效的方式能够提高供电可靠性, 相对于传统的电流保护有较大的优势。该方案缺点是故障隔离的时间较长, 多次重合对相关的负荷有一定影响。 (3) 基于馈线自动化的馈线保护。馈线自动化可实现对馈线信息的采集和控制, 同时也实现了馈线保护。这种基于通信的馈线自动化方案以集中控制为核心, 综合了电流保护、RTU遥控及重合闸的多种方式, 能够快速切除故障, 在几秒到几十秒的时间内实现故障隔离, 在几十秒到几分钟内实现恢复供电。
1.3 国外配电网保护发展现状
国外配电网保护发展较快的有日本、美国、德国和韩国等。配电网保护主要是采用集成了保护、测量、控制的馈线自动化设备, 实现正常情况下的状态监测、数据测量和运行优化;故障情况下的故障诊断、故障隔离;非故障区域的供电恢复等。馈线自动化实现的方法是将线路分段开关联网, 在分段开关处装设FTU, 其主要设备是开关本体 (含双TV、双TA) 与FTU控制器。馈线自动化方式应选择无通信电压、电流复合算法, 开关本体采用断路器模式。这种模式不需改变变电站出线断路器和保护装置, 出线断路器仅需重合一次就能将故障隔离, 并完成非故障区域的供电恢复。
2 城市配电网保护存在的主要问题
(1) 由于高压配电网中短馈线、T接线、双T接线, 环型接线等复杂接线, 线路保护可能出现整定配合困难。在南方电网城市配电网中, 数千米乃至数百米的短馈路正逐年增多。短馈路采用三段电流保护或三段距离保护时无法保证动作的选择性。而对于接入电源的复杂T接线网, 采用三段电流保护或三段距离保护时也很可能造成上下级保护失去配合。 (2) 中低压配电保护系统的就地控制模式只能适用于简单网络接线, 在复杂的网络接线中难以提高供电可靠率。现有的过电流保护实现配电网保护的前提是将整条馈线视为一个单元。当馈线故障时, 将整条线路切掉, 并不考虑对非故障区域的恢复供电, 这些不利于提高供电可靠率。另一方面, 由于依赖时间延时实现保护的选择性, 导致某些故障的切除时间偏长, 影响设备寿命。 (3) 由于低压配电系统保护装置一般为非三相式保护, 对于单相接地故障不能快速识别切除。我国大多数配电网属于小电流接地系统, 即中性点不接地或者经消弧线圈、电阻接地。发生单相接地故障时, 接地电流很小, 根据有关规程, 系统可以继续运行一段时间。但是配电系统的绝缘水平一般都比较低, 当系统发生单相接地故障时, 非故障相的电压升高, 如果继续保持运行, 势必对用电设备造成损害。而现有配电保护装置保护还不能准确快速地切除此类故障。 (4) 配电网保护测控装置缺乏独立故障录波设备, 对保护的故障分析及故障点定位有困难。城市配网大部分为电缆, 大多数为双射网结构, 若能做到电缆故障时故障点自动定位, 对供电可靠性和抢修进度有很大帮助。 (5) 部分负荷中心区10kV保护设备陈旧。
3 城市配电网保护系统发展思路
3.1 规范高压配电网保护选型
为了解决高压配电网保护的整定配合困难和功能配置繁杂的问题, 建议针对城市高压配电网的网架特点, 编制相应城市高压配电网保护选型规范, 初步考虑以下内容: (1) 长度较短线路、电缆线路及电缆架空混合110kV线路:两侧的保护应采用以光纤作通道的微机电流差动保护。 (2) 长度较长的110kV线路:两侧的保护应采用微机距离保护。 (3) 单侧电源的辐射线路:建议在电源侧装设一套微机距离保护作为线路的保护。 (4) 双侧电源线路:建议装设一套纵联保护作为线路主保护。 (5) T接线路:建议在电源侧装设一套微机距离保护作为线路的保护。如三侧均有电源T接的情况, 建议在线路上所有的开关 (包括T接点的出线开关) 均装设一套微机距离保护作为线路的保护, 必要时三侧需要加装光纤通道作为保护的高频通道。也可三侧配置光纤电流差动保护作为线路保护。
3.2 提升中低压配电网保护装备水平
针对现有中低压配电网保护设备陈旧和功能不完备问题, 通过升级改造提升装备水平, 对超过使用年限的设备进行更换。对于非有效接地系统, 保护装置采用三相式保护;对于低电阻接地系统增加零序电流保护;增强配电保护装置的故障录波功能和故障测距的功能, 为故障快速定位和快速恢复提供支持信息。在条件具备的地区, 升级改造时应考虑配置配电网馈线自动化设备。
3.3 试行推广网络化配电网保护
最初的配电网保护是以低成本的电流保护切除馈线故障, 随着对供电可靠性要求的提高, 又出现以低成本的重合器方式实现故障隔离、恢复供电, 随着配电自动化的实施, 馈线保护体现为基于远方通信的集中控制式的馈线自动化方式。这种实现方式实质上是在自动装置无选择性动作后的恢复供电。如果能够解决馈线故障时保护动作的选择性, 就可以大大提高馈线保护的性能, 从而一次性地实现故障切除与故障隔离。这需要馈线上的多个保护装置利用快速通信协同动作, 共同实现有选择性的故障隔离, 这就是网络化配电网保护的基本思想。网络化配电网保护系统是将就地保护和远方保护相结合, 采用阶段式保护、纵联式保护、故障状态差动保护、远方跳闸、解列及自动适应、动态修改保护方式和整定值等措施, 形成一个区域配电网的网络化保护系统。基于网络化继电保护的自动化配电网, 具有快速定位故障点, 就地处理故障, 减少系统冲击, 迅速恢复供电等优点。
3.4 加强配电网保护集成智能化
利用配电网统一信息平台, 加强配电网保护设备的集成智能化。采用分层集中模式, 通过配电网智能保护终端将配电线路运行信息、保护故障信息和故障定位信息集成上送主站端, 实现对配电网运行情况的有效监视和控制;实现配电网系统故障智能快速定位, 快速隔离, 最优化恢复;实现与配电网地理信息系统, 调度自动化系统等其他系统的资源共享, 实现数据平台统一;还可考虑提供与主网安稳系统进行接口, 将负荷信息上送主网安稳系统, 优化切负荷或低频低周减载解列方案。
3.5 开展新型配电网保护应用研究
