李建 廣元電業局
摘 要：配電電網數字化、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、配電管理系統一體化后，電網各項數據、開關變位、負荷等情況能夠實時的在系統中表現出來。
關鍵詞：AM/FM、SCADA、DMS、數字化、工程文檔
1 前言
隨著農村電網、工業電網的不斷發展，相關數據、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、數據完整性等方面考慮，僅僅由人工操作或是傳統的數據庫管理電網數據信息的方式，已是遠遠不能滿足實際工作的要求，以地理信息系統為依托，與調度SCADA系統、配電管理系統（DMS）等系統結合實現電網數字化、信息化。
在電網信息管理中輸、變電系統、配電管理系統、調度管理系統和其相關系統有著密切聯系，配電系統主要承擔220kV以下電力設備的規劃、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、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的強大功能就是把上述這些數據有機地結合起來，在電網運行管理中有效發揮作用。
配電網地理信息系統正是在上述要求下開發的，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、系統狀態、負荷、用戶狀況等有機地聯系起來統一管理，實現電力系統業務的自動化，提高了效率和質量，為實現供電企業現代化管理打下基礎。
廣元配電網地理信息系統把廣元市區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、架構或臺區的地理位置數據，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關系，使得該系統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。系統涵蓋運行、檢修、調度、規劃、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，實現廣元電網內設備管理的無紙化，也保證數據的唯一性和準確及時性。
2 系統性能要求
整個系統設計需建立有應用級、操作系統級、數據庫級等多級安全認證體系，特別是對數據庫和操作系統需高安全性，現有數據庫oracle、DB2在數據存儲量較大、安全性能方面有極大保證，Linux、Unix操作系統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，重要數據能夠備份，有效的保證系統的正常運行。電力系統的各種計算機應用系統很多，彼此需要共享數據和應用，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，在系統設計和建設過程中嚴格遵從：制定各種對象的統一代碼和結構，確定各級共享數據庫目錄、內容和結構；運用系統工程的方法制定軟件的總體框架和結構；系統生成的各種報表符合國家電網公司、四川省電力公司、廣元電業局的有關規定和要求并根據廣元電網的實際情況制定了統一的報表格式；系統軟件總體結構數據流程標準化；系統采用國際標準協議和技術，系統項目管理、系統設計、系統編碼采用國際標準中的編寫規范。系統網絡采用TCP/IP標準協議，系統的外部接口遵守標準的API、COM、OLE、IEC等接口協議，留有標準接口。滿足ISO，ITU-T，IEEE，EIA，GB，DL等行業標準或要求。
3 現狀分析及達到的應用目標
廣元市區地處四川盆地北部山區，正處于農業產業化發展。工業基礎結構調整時期。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、骨干企業發展等一大批大型工業戶的落戶，為了保證這些大工業戶的用電需求，電網發展速度很快，變更也很快。通過現有的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，特別是現在電網變更速度快的發展期，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和現有的SCADA系統進行穩定連接，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、停電區域。SCADA監測到的報警信息，同步在SCADA監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集成SCADA，實現底層設計、數據庫存儲、功能設計、數據傳輸和用戶界面的一體化，真正實現電網數字化、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、投運日期、檢修次數等基本信息，還包括設備運行工況信息和數據。根據這些廠家數據和運行情況，設備管理系統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可以方便基層人員核對現場設備運行狀況，及時更新配電、用電的各項信息數據。
業擴報裝時，可在地理圖上查詢有關信息數據，有效地減少現場勘測工作量，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，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。可以根據在配電電網地理信息系統上獲得的SCADA數據制定各種負荷控制方案，根據變壓器、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系統中抄記錄數據，回來后輸入計算軟件中，根據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利用與SCADA系統中獲得的數據進行線損計算，大大節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 在電網規劃上的應用
配電電網地理信息系統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、聯絡線甚至電網改造、發展規劃等規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據，與小范圍內負荷預報相結合，為配電電網的規劃和設計提供計算基礎。
3.5 在投訴電話（95598）中的應用
根據故障投訴電話，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順序盡快地恢復送電。
4 配電網信息化、數字化功能
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，即數字地圖。可以利用數字化成像儀或掃描儀把地圖（如航空照片）和規劃圖書如計算機，并對其內容進行編輯和整理。配電電網地理信息系統把地圖作為一種組織數據的工具進行空間分析。它具備較強的空間數據分析和關聯分析功能。將地圖矢量轉換、坐標轉換、鄰近分析、面積計算，能夠根據地圖提供的數據做出最佳路徑選擇、最佳鄰域搜索等。通過這些數據可以統計供電區域面積、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據（空間數據）和電網數據（屬性數據）。地理數據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。這些數據與現在的調度自動化系統、配網管理系統的數據庫結合，可以實現負荷側管理、負荷控制、故障投訴電話處理，設備、線路轉換和投切，以及環境污染的策略評價等功能。電網數據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
電網數字化、信息化后，廣元電業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，實現了設備管理的無紙化，也保證了數據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，提高優質服務。實現信息共享，減少重復勞動，產生了很大的經濟效益。為規劃、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。配電系統數字化、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據的掌握和利用。數字化對于電網各項數據的分析提供準確數據。對于電網運行提供可靠的數字依據、對于電網的負荷預測提供可靠數據。
電網數字化、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展方向，能夠直觀的對電網進行規劃。
6 結論
電網數字化、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，保證輸配電系統運行決策更加科學。電網數字化、信息化后能夠簡便操作流程、方便用戶為我們創造更大的經濟效益。
收稿日期：2008年10月11日
