基于GIS的配电网自动化系统的研究

第２４卷第３期　２１３０７年９月　河北工程大学学报（自然科学版）　Ｊｏ唧ａｌ　０ｆ　Ｈｅｂｅｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｅｄｉｔｉｏｎ）　Ｖ０１．２４　Ｎｏ．３　Ｓｅｐ．２００７　文章编号：１６７３—９４６８（２１３０７）０３—００３２—０２　基于ＧＩＳ的配电网自动化系统的研究　罗娟　，宋春峰　，高峰　，余娜　（１．西安科技大学电控学院，陕西西安７１０００；２．河北工程大学水电学院，河北邯郸０５６０２１）　摘要：介绍ＧＩＳ在ＸＲＰ一２０００配电网自动化系统中的应用，并结合ＸＲＰ一２０００配电网自动化系　统中的ＧＩＳ开发，详细分析其实现手段、功能以及与其他ＤＭＳ功能模块的接口。　关键词：ＧＩＳ；配电网自动化；ＤＭＳ　中图分类号：Ｔｍ７６　文献标识码：Ａ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＧＩＳ　ＬＵＯ　Ｊｕａｎ　，ＳＯＮＧ　Ｃｈｕｒｌ—ｆｅｎｇ　，ＧＡＯ　Ｆｅｎ　，ＳＨＥ　Ｎ　（１．ＣｏＨｅｇｅ　ｏｆＥｌｅｃｔｒｏｉｃｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ，Ｘｉ’ａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｙｔ　ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ’ａｎ　７１００５４，Ｃｈｉｎａ；　２．ＣｏＨｅｇｅ　ｏｆ　Ｗａｔｅｒ　Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ　ｎｄ　ａｌｅｃｔＥｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ，Ｈｅｂｅｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｙｔ　ｏｆ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈａｎｄａｎ　０５６０２１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｎｃｅ　ｏｆａ　ＧＩＳ　ｉｎ　ｄｉｓｔｉｒｂｕｔｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗａｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ；ｔｈｅ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ　ｍｅａｎｓ　ｈｏｗ　ｔｏ　ｕｓｅ　ｔｈｅ　ＧＩＳ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　ｄｉｓｔｉｒｂｕｔｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　Ｗａｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｃｏｍｂｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ＸＲＰ　一２０００．ｔｈｅ　ＧＩＳ’Ｓ　ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　ｉＩｓ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　ｔｏ　ｏｔｈｅｒ　ＤＭＳ　ｆｕｎｃ—　ｔｉｏｎ　ｗｅｒｅ　ａｌｓｏ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｄｅｔａｉｌｅｄｌｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＧＩＳ；ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ；ＤＭＳ　近年来，由于我国城农网改造，配电网覆盖了　全国大部分地区，配电网自动化系统所要处理的　对象数量随之增加，而这些对象的大量信息均属　１　ＧＩＳ在配电网系统中的应用　文献［１］已详细分析了ＧＩＳ在配电网自动化系　统中的应用。ＧＩＳ在ＸＲＰ一２００Ｏ配电网自动化系统　中也主要用于离线管理和在线控制两大方面。　１）离线应用中的配电工作管理和设备管理。　在以地理图为背景所绘制的单线图上分层显示变　电站、变压器、开关直至电杆、接户线、路灯、所用　于空间信息的范畴…１。传统的计算机数据库如　ＣＡＤ技术只能反映二维的信息，因此不能满足目　前的要求。而以空间型数据库及其管理系统为核　心的ＧＩＳ（Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ：地理信息　系统）正适应了目前的这一形势，成为ＤＭＳ（Ｄｉｓｔｒｉ．　ｂｕｔｉｏｎ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ：配电管理系统）的基础。　ＸＲＰ一２０００配电网自动化系统中正是通过　的地理位置，以及设备的生产厂家、技术数据等，　利用配电设备管理和用电营业管理系统所提供的　信息与数据，并结合小区负荷预报的数据，构成基　于ＣＩＳ的配电网工作管理和设备管理系统。　２）离线应用中的用电营业管理。在ＧＩＳ提供　ＧＩＳ软件技术对电力系统基础数据进行管理，把　ＤＭＳ中实时控制与离线应用有机结合，形成一个　具有空间概念（地理环境信息）和基础信息（电网　资料以及用户资料）的分层管理基础数据库，既方　便查询与管理，又为电力系统运行管理提供一个　有效的、具有地理信息的网络模型，还为ＤＭＳ提供　基础数据库平台，能够支持系统应用软件的开发　和其他功能的实现，如：调度ＳＣＡＤＡ、用户电话投　诉管理ＴｃＭ等。　的大量用户信息中，如用户所在小区、门牌号、姓　名、联系方式等，我们可以通过用户名、账号、联系　人、电话、所用负荷大小、供电优先级以及停电记　录等，对用户申报装接电、电费、电价、负荷管理等　业务营运工作进行高效管理。　收稿日期：２００７—０６—２８　作者简介：罗娟（１９７９一），女，陕西宝鸡人，硕士研究生，从事电力系统及其自动化的研究。　维普资讯 http://www.cqvip.com 第３期　罗娟等：基于ＧＩＳ的配电网自动化系统的研究　３３　３）ＧＩＳ在配电网主站ＳＣＡＤＡ系统的应用。ＧＩＳ　位置、属性及相互关系的数据库的建库过程和物　通过接收配电网络的实时信息，提供一个动态的图　层，对数据可以进行动态更新和维护，这样便可以　实现由事件触发所执行的相应处理，推出报警画面　（含地理信息），显示故障停电区域及动作事件纪录，　体模型的形成过程。如一条馈线，它将含有其起　止空间位置、地理走向、连接点和导线型号，允许　电流、阻抗和电抗等参数。ＦＭ（Ｆａｃｉｌｉｔｙ　Ｍａｎａｇｅ—　ｍｅｎｔ：设备管理）是利用电子地图及其数据库进行　配电网设备管理，它为配电网管理和维护工作提　反之，也可为实时系统提供静态背景画面。　４）ＧＩＳ在停电管理中的应用。ＧＩＳ通过用户　供了一个有力的工具，提高了配电网管理业务的　效率和水平。具体可实现配电设备属性的查询和　停电投诉电话中所报告的故障地点，根据投诉地　点的多少和位置对故障点准确定位并确定隔离程　序，分析出故障停电范围，排除可能的故障点顺　序，已达到最少时间内恢复供电。　５）ＧＩＳ在其它方面的应用。ＧＩＳ可以通过对　地理位线图上的任何多边形小区的负荷进行统计　和管理，并可以在ＧＩＳ上动态的显示停电区域、带　电区域、最佳恢复供电路径，显示潮流计算结构和　预报小区负荷情况。　２　ＧＩＳ的开发思想　ＧＩＳ是ＤＭＳ的基础，在Ⅺ　一２０００配电网自　动化系统中ＧＩＳ与ＤＭＳ并非建在一个软件平台　上，而是把ＤＭＳ建在一个专用平台上，通过数据库　技术将二者集成，这样，ＧＩＳ只用作输入输出界面，　显示ＳＣＡＤＡ实时信息、ＤＭＳ应用软件分析的结果　和存储空间数据。在ＤＭＳ中，ＳＣＡＤＡ数据库、ＤＭＳ　数据库、ＧＩＳ数据库之间相互影响相互联系，ＳＣＡ—　ＤＡ数据库和ＤＭＳ数据库向ＧＩＳ数据库提供电网　实时信息和软件分析计算结果，最后利用ＧＩＳ画　面输出。ＧＩＳ与ＳＣＡＤＡ之间采用按状态变化发送　的方式，其数据交换以镜像的存储方式，即在ＧＩＳ　数据库中保存ＳＣＡＤＡ／ＤＭＳ数据库的镜像。　３实现手段　配电网地理信息系统包括ＡＭ、ＦＭ和ＧＩＳ三　大子系统。ＡＭ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ　Ｍａｐｐｉｎｇ：自动绘图）是　通过计算机制作、编辑、修改、显示与图形管理来　实现图形的数字化或无纸化。这些图形可以是地　图、设计图或各种其它图形。要实现图形的数字　化和无纸化，首先要对非数字化的图形经电子地　图、数字化仪、扫描仪等图形文件进行转换，转换　后的图形必须经过软件进行矢量化处理，然后输　人到计算机中。这样的图形可以逐层输人和输　出，不再是简单的图形映射，而是物体实体的空间　显示、统计与管理、以及停电呼叫。　４主要功能　１）对电网接线、配电网线路和设备等的各种　图纸资料进行综合管理功能。配电网线路图、电　缆排管图、电缆敷设图以及各种工程图纸等用数　字化仪或扫描仪等方法录人计算机，在需要时进　行查询、显示、维护、修订、打印机绘制输出。　２）对变电站接线图进行管理功能。在变压器　接线图上对站内各种设备图纸、铭牌等资料数据　进行查询、统计和输出。　３）将配电网和设备图纸、资料等同馈线图结　合起来进行综合管理功能。这一功能使得用户可　以直接用鼠标在馈线图上对各种数据图形信息进　行查询。　４）将地形图和线路图叠加显示，使地形图和　线路图（包括架空线路、电缆线路、配变及杆塔等）　按实际位置一一对应显示功能。　５）多种统计功能。可任意指定在某一范围内　或某一条馈线上，按不同电压等级和不同导线规　格对导线长度进行统计。按不同型号不同规格对　杆塔、变压器等设备的数量及各种参数进行统计。　按１３期和类型对各种配电网设备的缺陷进行统　计。按照设备的大修周期对线路和配电设备的维　修１３期进行统计及超期限测试。按不同电压等级　对用户的用电量和用电负荷进行统计。　６）配电网运行维护管理功能。配电网运行维　护包括对设备的巡视、大修、小修和预试等内容，　利用管理信息系统将运行维护信息显示在地理信　息图上，实现视觉管理，使作业均衡化，制定出最　佳维修线路和对设备的巡视路线，编制运行维护　计划。　７）配电网停电管理和故障处理功能。按照用　户报表电话确定用户地址和故障用户分布情况，调　出故障用户所在的配电网络图，显示（下转第３７页）　维普资讯 http://www.cqvip.com 第３期　焦伟伟等：江苏省水晶矿床成因分析　４５—４５６．　［３］卢清华，张和平．天然石英晶体形貌特征［Ｊ］．中南大学　学报，２００４，３５（６）：９４５—９４９．　『７］王登红，徐珏，陈毓川，等．苏北榴辉石中水晶的形成时　［４］ＷＨＩＴＮＥＹ　ＤＬ，ＣＯＯＫＥＭＬ，ＤＵ　ＦＲＡＮＥ　ＳＡ．Ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ｏｆ　ｒａｄｉａｌ　ｍｉｃｒｏｃｒａｃｋｓ　ａｔ　ＣＯｌＴｌｅｒｓ　ｏｆｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓｉｎ　ｇａｒｎｅｒ　ｕｓｉｎｇｆｒａｃ—　代及其对超高压变质岩折返的失踪意义［Ｊ］．地质学报，　２００３，７７（４）：５４４—５４８．　ｔｕｒｅ　ｍｅｃｈａｎｉｃｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｌａ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２０００，　１０５（２）：２８４３—２８５３．　［８］王清晨，林伟．大别山碰撞造山带的地球动力学［Ｊ］．地　学前缘，２００２，９（４）：２５７—２６５．　［９］李晓峰，陈振宇，王汝成，等．江苏东海毛发状水晶中金　红石矿物学［Ｊ］．岩石学报，２００５，２１（２）：４７５—４８１．　『５　ｌ　ＮＯＲＴＨＲＵＰ　Ｐ　Ａ，ＲＥＥＤＥＲ　Ｒ　Ｊ．Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔＩｌｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｇｒｏｗｔｈ　ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｔｏｐａｚ　ｌＡ１２Ｓｉ０４（Ｆ，ＯＨ）２　Ｊ　ｓｉｕｇｔｎｈｅ　ｐｅｉｒｏｄｉｃ　ｂａｎｄ　ｃｈａｉｎ　ｍｅｈｔｄ［Ｊ］．Ｊｏｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｇｒｏｗｔｈ，１９９５，１５６（４）：４３３—４４２．　［１Ｏ］章其华．江苏观赏石资源［Ｊ］．江苏地质，２Ｏ０４，２８（１）：　６ｌ２—６４．　［６］姚德贤．中国宝石矿床类型［Ｊ］．矿产地质，１９９４，８（６）：　（责任编辑闫纯有）　（上接第３３页）　变压器到该用户的配电线走向，提出最佳处理方　图形平台。　２）ＧＩＳ在配电网中的应用，提高了配电网系统　运行和管理人员的工作效率和配电企业的服务质　案。在这一功能的基础上，利用地理信息和图形信　息，可使越来越多的管理功能通过图形界面直观的　展现出来。　量，减少了事故的发生几率，降低了因事故造成的　损失。　３）专用的ＤＭＳ开发平台通过数据库技术与　５　ＤＭＳ功能模块与ＧＩＳ的接口　以上功能并非由配电网ＧＩＳ独立完成，而是　ＧＩＳ集成的思想，使得较好的保持了ＤＭＳ的系统　性，降低了软件费用。除此之外，配电网中的ＧＩＳ　应用应满足：电网ＧＩＳ应具有分散的数据输入与　与其它ＤＭＳ模块如电网拓扑分析、潮流计算等相　互配合而完成的。因此安排好它与ＤＭＳ其它子系　统的接口至关重要。配电网ＧＩＳ具有强大的图形　输出方式，但要保持数据输入的唯一性；配电网　ＧＩｓ必须具有透明的数据交换能力及格式；数据要　具有兼容性。　参考文献：　［１］张伏生，赵登福．地理信息系统在配电网自动化中的应　用［Ｊ］．电力系统及其自动化学报，２０００，（６）：４１—４４．　［２］高颂九．基于ＧＩＳ及ＳＣＡＤＡ的配电网运方的管理及深　化应用［Ｊ］．继电器，２００２，３０（１）：５７—５９．　处理功能和地理信息分析处理功能，但缺乏对电　力系统专业数据计算和处理能力，只有与ＤＭＳ中　其它子模块相结合，才能发挥其在电力系统中的　优势。　在ＸＲＰ一２０００配电网自动化中，配电网ＧＩＳ　不仅能访问图形数据也能访问商用／实时数据库，　这样ＤＭＳ中的其它子模块就可以通过对商用／实　［３］朱文忠．面向对象的ＧＩＳ设计结构［Ｊ］．解放军测绘学　院学报，１９９４，１１（１）：４３—４６．　［４］刘健．配电网自动化系统［Ｍ］．北京：中国水利电出版　社出版，１９９８．　时数据库的访问，与配电网ＧＩＳ之间时限数据交　换与共享。　（责任编辑刘存英）　６结论　１）ＧＩＳ可以为配电自动化提供强有力数据和