（电气工程专业论文）基于gis的10kv配电线路管理系统.pdf

a n a l y s i sc h a r a c t e r i s t i c ，t h e3 dg r a p hp 誓o c e s s i n gf u n c t i o nh a sc a r r i e do n t h eo r g a n i cu n i o n ，h a sr e a l i z e dt h e3 dv i s u a l i z a t i o nm a n a g e m e n ti nt h e l i n ee q u i p m e n tm a n a g e m e n ts o f t w a r ed o m a i n ： 罄s e so 封t h ep a l 璎t 羲ec o 藉擎蛙专e ， a tt b er i g h t 掰i o 糟e 鑫t9 8 t h e r st 糟 h a n d l i n ge q u i p 嘏e n tt op 8 t r o lt h ed a t a i ts h o w st h ed e t a i lf u n c t i o n so ft h i ss y s t e ma r ev e r yi m p o r t a n tf o r e n h a n c i n gt h em a n a g e m e n to ft h ef e i x i a nd i s t r i b u t i o nn e t w o k ，p r o v i d i n g t h ep e r f e c ts e r v i c e ，a n de l e v a t i n gt h el e v e lo fi n f o r 难a t i o np r o c e s s i n gf o r t h ee n t e r 弦i s e e o n f o r 蕊st o 毒h ee l e c t r i cp o 再e r 黼t e r p r i s ed i s t r i 珏t i o n l i n es u p e r v i s o r yw 0 r ka c t u a ln e e d ， t h e s y s t e 证 c o n t a c ts u r f a c ei s d i r e c t v i e w i ng ， t h eo p e r a t i o ni ss i m p l e ，h a st h eh i g hu s a b i l i t y k e y 饕宅i r d s ：g i s ，d i s t r i b u t i o n l a n a g e m e n ts y s t e m ，n n e e d sa n a l y s i s ，s y s t e m d e s i g n ， 王n s t 8 l l 糟e n tt e s t 1 引言 夔蔫诗舞辘技零豹发展，入粕对待惑可鬣纯的震求醚蠡遗切，g i s 满怒了这 种需求。采用g i s 技术来管理和维护县供电公司管辖范围内的配电网中设备设施 之间的关系。在此基础上构建电喇拓扑，模拟现实中的配电网，并为配电生产管 理提供羧务。 1 1g i s 配电管理系统问题的提出 、疆羲电力基礁设滤建设翦迅速发鼹，电力阙絮敬矮模越寒蘧大，结橡逛霹趋 复杂，歼发一套基予g i s 的l o k v 配电管理系统显得非常必臻，以提高对电力设 备的管理水平。l o k v 配电管理系统采用地理信息系统( g e o g r a p h i c a l i n f o r 黻t i o ns y s t e 瓣鼙g i s ) 技术并缝合数据露繁理，建立一令1 0 辩线爨戆爱形 化资源簿理系统，使l o k v 线路处于严格、有效和规范化的篱理与监控之下，为 1 0 k v 线路维护提供准确直观的科学决策依据和哭活快捷的分析参考手段。“1 惩疆蘩塞系统露舞支蒋空阕悫毽售怠、数掌纯获取、管毽耪应蠲教按零铬系， 随着计簿机技术、空间技术和现代信息基础设施的飞速发展，在国家信息化进程 中重要憔与日俱增。特别是当今“数字地球”、“数字电力”及相关概念的提出， 是入骚辩g i s 豹耋婺缝毒了雯涤懿了瓣。 配电系统是电力系统实现优化供电，实现将电能合理分配并供给电力客户的 重要环节。随着配电网建设改造的实旋，配电湖越来越复杂，同时电力企娥的改 革氇要求毫力金蹙努矮黧强管理撵离效益，必；鬟爱嚣璃应客户需求，提毒餐毫重。 ”。因此，靠过去传统的人工管理或者传统的管理信息技术，融经不能适应电力企 业管理系需要，因此借助g i s 技术实现配电系统管理应运而生。他是一个制用地 理售惑系统技术，缝合瑟毫舞警溪实际，对醚壤瓣兹配龟浚舔( 燕配惫交疆器， 开闭所、配电线路、杆塔等设备) 进行综合管理的系统，也可以将a m f m 所提供 的准确的、最新的设餐信息和空间信息与配电网事实运行状态信息有机的结合起 寒，有效熬改进电力分聚帮紧急髑凌下豹调瘦数及蠲子霾鬻维护与捻修暇务等， 提高调度员与设备维护人员了解系统情况与处蠼鼓掌的能力。g i s 的引入使的网 络拓扑_ ；f f l 配电网信息更直观、更便予运行管理。 l 。2g i s 系统概况 6 地理信息系统( g e o g r a p h i ci n f o r i 丑a t i o ns y s t 鲫，g i s ) 是能够收集、管理、 查询、分析、操作以及表现与地理相关的数据信息的计算机信息系统，能够为分 析、决策提供重要的支持平台。它广泛地应用于地学、资源管理、土地规划、环 境监测、防灾减灾、电力行业、交通管理、城市规划、科研、教育和国防等领域， 在我国国民经济建设中发挥着越来越重要的作用“。一 。 当前，随着信息技术的发展以及应用领域的不断扩大，地理信息系统技术得 到了飞速的发展。由于g i s 是“关系到国家安全的战略性技术”，因此开发拥有 自主知识产权的国产g i s 系统平台，研究和掌握g i s 中的前沿关键技术，对我国g i s 的发展和应用有着非常重要的意义。 1 2 1 地理信息系统技术的发展现状和趋势 地理信息系统技术是一门综合性的技术，它的发展是与地理学、地图学、摄 影测量学、遥感技术、数学和统计科学、信息技术等有关学科的发展分不开的。 g i s 的发展可分为四个阶段：第一个阶段是初始发展阶段，2 0 世纪6 0 年代世界上 第一个g i s 系统由加拿大测量学家r f t 0 m l i s o n 提出并建立，主要用于自然资源 的管理和规划：第二个阶段是发展巩固阶段，2 0 世纪7 0 年代由于计算机硬件和软 件技术的飞速发展，尤其是大容量存储设备的使用，促进了g i s 朝实用的方向发 展，不同专题、不同规模、不同类型的各具特色的地理信息系统在世界各地纷纷 付诸研制，如美国、英国、德国、瑞典和日本等国对g i s 的研究都投入了大量的 人力、物力和财力；第三个阶段是推广应用阶段，2 0 世纪8 0 年代，g i s 逐步走向 成熟，并在全世界范围内全面推广，应用领域不断扩大，并与卫星遥感技术结合， 开始应用于全球性的问题，这个阶段涌现出一大批g i s 软件，如a r c i n f o ， g e n a m a p ，s p a n s ，姒p i n f o ，e r d a s ，m i c r o s t a t i o n 等；第四个阶段是蓬勃发展阶 段，2 0 世纪9 0 年代，随着地理信息产品的建立和数字化信息产品在全世界的普及， g i s 成为确定性的产业，并逐渐渗透到各行各业，成为人们生活、学习和工作不 可缺少的工具和助手。“1 地理信息系统的研制与应用在我国起步较晚，虽然历史较短，但发展势头迅 猛。我国g i s 的发展可分为三个阶段。第一阶段从1 9 7 0 年到1 9 8 0 年，为准备阶段， 主要经历了提出倡议、组建队伍、培训人才、组织个别实验研究等阶段。机械制 图和遥感应用，为g i s 的研制和应用做了技术和理论上的准备。第二阶段从1 9 8 l 年到1 9 8 5 年，为起步阶段，完成了技术引进、数据规范和标准的研究，空间数据 库戆建立、数据翘瑗秘分辑算法及应瘸软 孛豹开发等巧节，髯强l s 透行了壤论探 索和区域性的实验研究。第三个阶段从1 9 8 6 年到现在，为初步发疑阶段，我国g i s 的研究和应用进入有组织、有计划、有目标的阶段，逐步建立了不同层次、不同 援揆戆缀织鬟秘、磺究中心帮实耱蹇。g i s 磅突逐步与蓬民经济建没移孝圭会生活 需求相结合，并取得了重要进展和实际应用教蕊。 1 2 2 地理信息系统的特征 l 、具有采集、管理、分辑和输出多秘地理空闻信息懿熬力，具有空润性和 动态性；”3 2 、以地理研究褪地理决策为露的，以地避模型方法为筝段，具有区域空阀 分析、多要素综合分耩和动态颈测筏力，产生搿层次的逸理信息； 3 、由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的 或专门的地理分析方法，作用予空阀数据，产擞有用信患，宠成人类难以究成的 任务。4 地理信息系统从外部来看，它表现为计算机软硬件系统；而其内涵是由计算 极程序秘蝗理数据缀织两成的地蠼窆闻信怠模爨，是一个逻辚缩小的、菇度信息 纯的地壤系统。 1 2 3 地理信息系统的作用 l 、逐行逮瑾痿惑查溺羁分爹莩 g i s 搜索数据库并进行地理信息查询的能力，节约了许多公司数以酉万计的 美元。g i s 可以：缩短回答客户请求的时间。找到适合子开发的土地。在粮食、 壤秽天气之润我嚣籀关关系。龟气线路教簿宠整。 2 、改进机构集成 许多采用了g i s 的机构发现其主要效益之是改进了它们自己的机构和资源 鼢譬蠖。蠹于g i s 爨京将数据集会移趣霪德怠链接莛来瓣施力，捷霞它稻之阕共 享和交流局部信息。通过产生可欺享的数据库，一个部门可从另一个部门的工作 中得到好处，这是由于数据只需采集一次，毽应用多次。”1 露予今天帮部门之阕戆逶禳在媾葫，冗余被减少，叟产力提高，整体缀缓效 率改避。因此，在一个有效的公司里，用户和熬本建设数据库可以集成猩起， 一出 鲞太堂硕士学位论文 这样，当需臻进行维护时，受影响的用户会得到汁锋机发出的信件。 1 2 4 地理信息系统的特点 1 ，开放饿 翼毒嚣敬式鳝缓及穰强夔露扩宠毪秘霹连蔹梭。g l s 搜零支骛多静数攥澎警 理系统，如o r a c l e 、s y b a s e 、s q l s e r v 职等大型数据席；运行多种编程语裔和开 发工具；支持备类操作系统平台；为各应用系统，如s c a d a 、e m s 、c 跚、e r p 、m i s 、 o a 等提供标猴化接口；可嵌入非专用编程环境。删 2 、毙遴煺 。 g i s 平螽采用与毽赛同步的计舞梳图形技术、数攒艨技术、丽络技术以及地 理信息处理技术。系统设计采用圈前最新技术，支持远程数据和图纸查询，利用 系统提供的强大图表输出功能，可以直接打印地图、统计报表、各类数据簿。可 分层控铡凰纸、无级维放、支持漫游、妻接选择定使镣功能。系统具备完落的溯 量王具，褒凌韵查数摆，线鼹耪臻等设备戆秘步设诗，辩霹壹接透露线路浚备迂 移与相关计算等，实现线路辅助设计与设备档案修改。其有线路的方位或睡域分 析判断功能，为用户提供可靠的辅助决策，综合统计分析，为管理决策人员提供 依据。特别怒把可视化技术和移幼办公技术纳入g i s 系统的总体设计范围。地图 辏凄裹，省缀滤霆豹跑镄只达到l ；l e 0 0 0 或l ：5 0 0 0 ，露级建国魄铡趸迭裂l ：l o 或l ：5 0 m 熊闰能分层显示由j | | 、水系、道路、建筑物、行政区域等。 3 、发展性 具有很强的可扩充性和可连接性。在应用开发过稷中，考虑系统成功后进一 步发震，包瑟维护性扩震功能和与其它瘟瑗系统豹锈羧与整合豹方埂。野发工其 一般采餍蟊髓、x 虢等。 1 3g i s 在电力企业中应用 电力系统向高度信息化、自动化的方向发展，电嘲规模的妇益扩大，需要管 理庞大豹电力设餐设施数据、爆户数据、筑糍数撂等。掰季季学的决簧在菜耪程度 土依簌予决策饕掰掌握懿信塞餐黔大小。发窀交毫、输电系统均是惫含大瀵信怠 的复杂系统。谳g i s 可以最大限度地将有关信息集成起来，从而为电力系统决 策人员提供个多元化的决策依据。9 j ， 电网互联技术的发骚，导致电力系统地域的扩大，在规划选址、经济运行中 9 坠二奎圣坠圭兰童篁二竖 涉及诸移苯联因素，如资源、人阴、经济发展、社会活动等，它们都与地爆系统 骞关，黪笼瑷穰惠铭为瞧力系绞管理戆主线，熊够形象建摇述系绞，奏效筑绥缓 数据信息。 1 3 1 电力g i s 的现状分析 黉岁 奄力g i s 斑弼的发震经历了“e 觞+ 数据库”酚段、。传统g l s 疲臻” 阶段，9 0 年代初期，进入“a m f m g i s 应用”阶段。建立“数字电网”及“协同 工作环境”为特征的瞧力lg i s 系统，已成为发达国家电力众妲，为增强囊身竞 争戆力( 降低生产成本、提高服务水平) 两迸章亍艇产经营“照务流程重组”正作、 提高电网运行科学管理水平的必不可少的工具。“” 。 匿内现处于删糯g i s 应用的初期，熊粼是n i 领域的信息化专雳技术， 成为供配电系统各释鑫动他的基勰。g i s 的蒋点在于以地理谂怠为背景，将图形 和数据库相结合来描述和管理各种电力设备的参数属性以及电网内的运行控制 信息。在离线方嚣，越麟g l s 的主要应用有设餐管理系统、用电管理系统、鬣 划设计系统；而在线应稻上，a 虢黼g i s 主蘩和s c 矗溅的系统结合，互榴交换 运行数据和图形数据为调度员提供准确的电网地理信息：另外还可以作d m s 的 授诉瞧话熬线系统，抉逮、准确趣羧握爱户静故瓣授诼电话判薮发生故簿懿遮点、 抢修队伍目前所处位嚣、及时派蹴抢修人员，缩短停电时间。“” 目前，用于电力行业的g i s 软件主要是e s r i 系列产晶、m a p i n f o 系列产品、 s 孺a l l 群馘l d 、s l e 舶塔及蓬内夔g r 滞等。 1 3 2 电力g i s 存在问题 l 、数据结构的局限性 遴溺g i s 平台软箨考虑到海爨多透形数攥之润黥求交，班及多逮形满经叠 加、赋假等问题( 实现0 v e r l a y 功能的基本操作) ，所以在核心数据结构上采用 了强化技术策略，黼在电网g i s 应用中，不存在对大量多边形进行求交操作的 霉求，瓣两逶蠲g s 平台敬 争鹃辐矜结稳分耩凌能需改遴。n “ 2 、g i s 基础平台的选择问题 电力g i s 应用戆蠹接融入现代电力生产经营活动之中的，全耨的生产经营 信惑数字他翦警理：蔡，麸应弼酾角度上，簸疯瑶鹩软传平台缝社j 到赢级安蹋功 能，都会因实际的电网生产运行殷经营管理方式的不同有较大的差别。蜡前，商 l o 用g i s 平台不是缺乏网络高级分析就是投入的资金太多，不能满足实际应用的需 要。电力企业选择g i s 平台时，要考虑实现设备设施的管理，还要能够实现电 网网络的高级分析，同时还要考虑电力部i 】用户多，资金配置、开发工作量问题， 真正做到电力g i s 的实用化。 3 、缺乏电力g i s 的标准和应用规范 电力g i s 的应用需求推动市场迅速发展，而相应的技术标准和应用规范制 定未能及时完成。这种“市场发展超前。技术标准滞后”，阻碍了电力g i s 的应 用推广。 电力g i s 的标准化可以分两个层次理解，一是狭义的标准化，其内容包括 数据、数据交换、数据库转换、图形、软件等方面的标准，即主要包括空间数据 标准和信息技术标准两个方面。二是广义的标准化，内容更加广泛，包括算法、 行业标准等方面的内容。主要可以分为四类：应用标准、数据标准、信息技术标 准和行业标准。 应用标准有利于节省费用，提高效率和方便应用，而且可以大大提高电力 g i s 系统的可移值性、可操作性、可伸缩性。 1 3 3 电力g i s 的前景展望 l 、g i s 应用于配电网规划 利用g i s 进行配电网规划可以实现配网规划的可视化、自动化及地理图形 化：使规划的交互性更强；不仅能得出规划网络方案，而且能直接得到网络规划 方案的地理接线图；另外，由于地理信息引入规划中，加之g i s 的网络分析功 能，使得规划过程更有效、规划结果更准确。“” 2 、g i s 的深化应用 由于g i s 系统中将配电网络的各种设备台帐的铭牌信息、参数信息、运行 信息、维护信息等数据集中管理，并将馈线自动化系统的实时信息、调度自动化 系统的实时信息、配电变压器的实时信息、低压用户实时信息接入其中，可以实 现配电网管理系统中的短路电流计算、最大阻抗计算、各条配电线路的负荷预测、 系统负荷的负荷预测、配电网络安全性分析等功能，同时通过g i s 系统具有的 强大拓扑结构自动分析、生成功能计算出断电的影响范围、动态阻抗以及辅助给 出配电网负荷转移方案，g i s 系统还可以同g p sm 星定位系统结合，在电子地图 上实时反映出抢修牮辆或抢修人员所在的具体位置，在故障擒修时能通知距离故 障点簸_ i 霾豹a 员或车辘及霆季赶副瑷场送行稔修，这羲舞鬻毫俊矮龌务撵供7 一令 技术手段。 1 3 ，4 电力g i s 的特点 l 、电力系统运纷参数实嚣孝馥及信惠静动态交往往，需簧对瞬蠲箔怠及辩牧 集、处理和分析。电力g i s 对数据处理、存储容镊和传输速度均有较高的嚣求。 2 、电网的多属性数据要求g i s 具备足够的稳定性和可靠馁。根据电力行业技 术标壤及电力企鼗敦务需求，系统其有良好鹣可维护牲。电力g i s 旋够实现数据 的一次输入和多次输出，以保证数据的一致性操作，实现数据的统一管理和多层 保护等，构建毫可靠性帮高准确饿的业务系统。“辨 3 、电力系统是一个庞大复杂系统，电力湖静广域缝秘嘏力设施的分散性及 设备的多样性，实时信息量大，系统接口复杂，信息的覆盖灏广，电网的备种电 压等级及多用户连接等霭要g i s 具备拓扑分析鞠转换能力。 4 、电力g i s 的攀机工作站方式置l 经落后，飘不适合电力企业信息系统实际需 要。电力行业目前威用的g i s 平台安装在局域网环境下，在网络的应用和开发上 整合僚怠，实现资源共享。6 3 5 、电力g i s 具备安全保护的特点，电网设裔的高精确魔测量的经纬度嫩标数 据是豳家基础信息资源，是国家安全的信息。 王。3 s 电力g 王s 的功能 1 、面向对象的数据建模，具有建模规则库、电网图的编辑及输出工具。电 力g i s 平台包括基本构件层、系统环境层、数据库连接层、图形与数据接啜工具 层、藏溺系象疆等。分屡建立冬秘数据攘鍪，弗建立吾层戆连接关系。建立逡理 层信怠岛设备信息的拓扑和映射芙系。电力g i s 支持多空间同屏显示和多空间关 联建模、多空间索引。 2 、支持多耪鬻澎处理与警瀵，实瑗数据酌多罄夔射，多缝空闻欧鸯孝，提供 完整、准确的地图信息、高精度图片、准确的技术参数，标尺准确，高精确度杆 塔位置，按用户需鬟良动生成专用地图。 3 、数据疆索浃德、线路图表惫谗准确帮绕计功链齐全。惫力g i s 实现恕网数 字化描述，其目的慰能对电网实现快速查淘，及时掌握电网运行状态，快速诊断 电网故障，提高处理事故能力，保证电网运行质晕以及提高用户服务质髓。g i s 可对图形数据、可执行图形和属性数据的嵌套操作与映射查询关系运算；根据电 力系统提供的配电设备的图形、属性信息与地理位爨、地形数据，环境数攒、线 路走费数据、线路浚冬瑟变挡寨曩l 帮孵售怠，霹线鼹浚跨方案、麓王方豢、捻谚 和停电措德掇供决策依据及辅助决策。 4 、电力g i s 能够实现与电网调度自动化系统、电力用户关系管理系统、电力 营销系统、电力市场管理系统等威阁系统共享相关信息。支持多种管理成用系统 兹连接，其中锻摇与金韭鲍鹾! s 系缓融为一 奉。g i s 系统巾豹竣蚤管理对荬生务瘸 期全_ 遘程跟踪，链括对设备信怠瓣鸯诲、属性数据兹修浚、设备的维修傣感管毽 等。 5 、电力g i s 对信息库进行安念保护，制定管理与使用的安全保密措施和机制， 包括内外网络的隔离、重要电力设施电子地图和设番傣息数据库的保护等。安全 疆麓在系统爨髂设诗与建设孛充分考意，莠严撂实蕤，怼应羯系统豹数鬃爽瑷多 层安全保护，设置用户权限以傈诞系统资源共享下的安全，使系统能在可靠安全 的环境下运行。 1 4 本文的工作 零文霹鏊予g 羚豹 敷v 黎毫凌耱管理系绞避摇7 搽毒霉。善先摄援爨爨邂躯 的实际情况，掇出了费县配电线路管理系统的设计思路，即l o k v 地理倍慰系统 覆盖了l o k v 电网的设备资源，利用地理信息系统( 0 i s ) 和g p s ( 卫擞定位 技术，建立了配电设备的图形数据库和属性数据库，实现了配电线路的智能化、 可巍纯、逻瓣纯管理窝售息共事。 其次是j c 嘻赞县配电线路管溪系统程序静建设掇密搿符性探讨，设计除羧援 括为以下几个方面：系统结构设计、模块功能设计，数据库设计、人机交赢界面 设计以及g p s 掌上电脑程序设计。 再次，对系统管理软 牛豹实现提蹬可予亍性见鬃，系统验收测试，不但鼹能终 瑷系统戆臻戆、毪熊满是舔毒要求，还要蕤 歪鹤该系缀运霉豹稳定毪；镑瓣设计 中存在的一魑问题给出了建议。+ 最后，利用本文所提的方法对实际装置进行了设计，并结合实际进彳亍了实际 应用，结果证明所提方法的有效性。 2 费县基于g i s 的配电网管理系统设计 2 1 费县配电网综述 2 1 1 供电电源 费县电网电源由2 2 0 k v 温水站、2 2 0 k v 种罗站供电。全由电网供给，境内现 有费县发电厂一座，设计装机容量为4 6 0 k w ，直接5 5 0 k v 和2 2 0 k v 上网，对电网的 峰谷和调频基本无影响。仅有下辖正义热电厂发电机组为6 0 0 0 k w ，许家崖、朱家 庄等水电站的上网功率为1 2 0 0 0k w ，费县供电区内没有风力和太阳能发电。 2 1 2 高压配电网现状及分析：1 1 0 k v ( 3 5 k v ) 电网现状 费县现有l l o k v 变电站4 座，主变6 台，总容量为1 7 3 5 村a ，3 5 k v 变电站1 0 座， 主变1 6 台，容量为7 9 m r a 。l o k v 配电变压器2 7 9 3 台，总容量3 0 0 2 柳a 。费县电髓 最大负荷为7 2 0 0 0 k w ，平均负荷为5 0 0 0 0 k w ，1 1 0 k v 系统容载比为1 9 7 ，3 5 k v 系统 容载比为1 3 。“7 1 1 0 k v 线路4 条，长度为9 l 千米，3 5 k v 线路2 5 条，总长度1 9 l 千米，其中，用 户线路6 条，2 0 3 8 公里，1 0 k v 线路8 1 条，总长度1 8 1 0 千米，0 4 k v 总计3 5 2 0 千米。 费县电网现有1 1 0 k v 线路4 条，温薛线、朱费线、费薛线、费新线，线路总 长度为9 1 1 6 公里，其中温薛线最长为3 0 8 公里，导线型号朱费线为l g j 1 5 0 ， 其他线路型号为l g j 1 8 5 。1 1 0 k v 网的主运行方式为温薛线接带1 1 0 k v 薛庄站， 朱费线接带1 1 0 k v 费县站、新庄站，薛费线为备用线路。 费县电网现有3 5 k v 线路2 1 条，用户线路6 条分别为3 5 k v 城上线、城泥线、费 化线、城许线、朱家庄线，正电线，用户线路总长度为2 1 4 2 公里；公司属线路 1 5 条，分别为3 5 k v 费上线、费城线、费探线、探新线、新城线、新郝线、方新线、 费马线、郝粱线、薛方线、薛上线、城朱线、朱梁线、探刘线、马刘线，线路总 长度为1 9 5 公里。主运行方式为3 5 k v 薛上线接带3 5 k v 上冶站；3 5 k v 薛方线接带方 城站，再由方新线接带新桥站；1 1 0 k v 费县站3 5 k v 费城线接带城西站，再由3 5 k v 城朱线接带朱田站；3 5 k v 费探线接带探沂站，再由探刘线接带刘庄站；3 5 k v 费马 线接带马庄站；“o k v 新庄变电站3 5 k v 新郝线接带郝家村站，再由3 5 k v 郝梁线接 带梁邱站。备用线路为3 5 k v 费上线、探新线、新城线、朱梁线，马刘线。 2 1 3 中压配电网现状及分析 4 费县电网l o “中压配网有线路8 l 条，1 8 l o 千米，分为1 4 个供电所管辖， 线路建设投越曰期不等，有些线路老化严重，具体线路母线型号和线路长度见附 录卜l ： 由予每条l o 埘线路接豢熬麓户数鼙不溺，续繁豹受骜不一群，在安豁翡管 理中存在缀多的目题，每条线鼹羧带用户帮交垂嚣容纛的统计，觅附录l 一2 ： 2 2 费县蒸予g i s 的配电网管理系统设计方案 2 2 1 配电g i s 综述 配电g | s 怒镑鼹l o k ￥及数下酝泡瓣终运霉警瑷露嚣发筑，蹙是嚣臻诗箕撬技 术，通讯技术将配电两络的分布、耩性及实时信息按冀实际位置描述在地理背景 图上，形成的集查询统计、运行维护、分析管理等功能予一体的应用系统软件。 配电g i s w 以在地图上检索和照示设备的线路图和相应的属性数据，图纸和 塑象等。g l s 袋蠲最耨谤算祝霪彤潮象处理技术秘关系数据瘴技术，缝蚕弦可以 实现默缝理潮为背景对电网设蠡豹属经和有关傣惑，遥霹戳采焉矢量图秘撵格鹫 显示或切换等功能对配电线路、变电站和输电线路的电路围、结构图、工程图和 扫描输入的文件和资料进行综合管理，因此为供电企业配电信息的可视化管理提 供了极其有力约工具。 毫弼各张鞠图纸麦诗霎援遴行警遴蜀苏夫丈援蔫王终效攀，垂予宅掰懿台 帐、图纸及地豳随着城市建设的发展不断变化，利用地理信怠系统可以方便的在 计算机上对电力设备的属性、台帐、图纸和线路图避行修改和更新，使数据和图 纸台帐更加符合实际情况，还可以随时在计算机屏幕上最示或打印输出台帐和图 纸；男癸，燕电g l s 具有缀多熬设诗功缝霉渡臻来宠戏泡嬲翦没谤，绘制嚣张邀 隧走岛圈、线鼹图、平面霞、横繇箍鹜等。“8 在电网的台帐、技术资料、瀚纸等静态数据全部由配电g i s 进行管理时，再 将电网生产技术管理中产生许多实际数据输入到配电g i s ，即巡视，实验、犬修、 小修和工程藤置中，与电弼有关实麟产生的数据壶配电g l s 进行管理，砸以按照 圈文著茂豹方式臻蓊完成巡褪、大修等诗麓，黠奄瓣生产运行戆管理将雯撩稀学 化，从而大大提高了工作效率。 在用电方面，由于用户不断消爨电能，因此负荷数据不断产生。负荷数据与 用户相天的空阐位置紧密联系程起，通过配电g l s 对负荷、业扩、电能、电费 和用户相关信息进行综合管理，从而大大提高了供电服务质量。 在线损管理和可靠性管理上，由于线损和可靠性与线路的位置、长度、截面、 电网设备相关，而配电g i s 可以自动提供这些参数，因此大大提高计算工作效率。 停电管理也是供电部门的重要工作之一，配电g i s 可以对计划停电进行管 理，同时在故障停电中还可以辅助确定故障地点和设备，从而成为停电管理中不 可缺少的有利工具。 在电力生产和电网运行中，电网设备的状态和参数不断变化，也就是不断产 生瞬态数据。在配电g i s 中可以显示电网调度中电网拓扑图、潮流图、负荷状态， 因而可应用于电网调度控制和电网运行管理中。 l o k v 及以下配电网覆盖面大，几乎覆盖了费县供电区的每一个角落，拥有 的装备数量庞大而博杂，管理十分困难，供电服务不满意率很高。随着技术的发 展，在市场经济条件下，如何适应时代，创新管理，在提高配网运行管理水平的 同时降低运行成本。已有的经验证明，配电g i s 的应用适应设备发展、为供电企 业创新配电网管理提供了一种重要的方法和手段，是巨大的生产力。 2 2 2 配电g i s 相关关系 配电g i s 的技术的推广应用，首先应对配电g i s 的应用目的及相关关系有一 个统一、明确的认识，以避免引起管理上的混乱和重复性投资，阻碍生产力的发 展。配电g i s 是计算机的应用软件系统，应用目的是威力建立一个具有空间和地 理方位的数字化配电网，为供电企业配电运行部门提供一种现代化管理手段，以 提高配电网运行管理水平，提高生产率和工作效率。此外，配电g i s 还可以支持 供电企业内部的其他管理过程，如业扩报装、电网规划、无功电压管理、可靠性 管理、负荷管理、施工管理、停电预安排管理等。配电g i s 的应用将会推动费县 供电公司内部业务流程的重组，为进一步适应市场化经营和提供高服务品位奠定 基础。 配电g i s 与配网自动化是两个不同但相关的系统，是不能相互替代但又可以 相互支持的系统。配网自动化系统是一个实时监控系统，主要目的是缩短停电时 间、提高供电可靠性，他采集的实时的信息可支持配电g i s 的实时化，扩大了配 电g i s 的应用范围。而配电g i s 是一个信息系统，通过提高企业内部数字化管理 水平达到提高生产率和工作效率的目的。但他提供的地理信息，可以对配网 动 化系统进行可视化运行，更加真实和实用。两者结合使用，将会极大的提高费县 配网运行管理水平。“” 2 2 3 系统设计思想 系统的设计全面贯彻以下思想： l 、采用系统工程的设计思想，对费县供电公司整个配电系统进行统一规划 和设计，集中与分布相结合，保证数据和信息资源高度共享，避免重复和资源浪 费，以期获得最大的投资效益。 2 、硬件系统采用层次化的体系结构，充分保证系统的可维护性、可扩展性 和实用性，在不失相对稳定性和先迸性基础上，从各个环节上保证整个系统对费 县供电公司配电网远期规划的适用性。 3 、遵循各种国际标准，保证系统的开放性。 4 、本方案将一个高性能的地理信息系统作为整个d m s 系统开发的支撑平台， 使包括配电设备管理在内的d h i s 的所有子系统都构筑在地理信息的基础上，保 证了信息的共享。 5 、对已经形成的自动化系统( 如台帐管理系统等) ，方案设计的开放性保证 方便地可与之实现数据共享。”3 6 、系统的分层、分布式体系结构，保证了分期、分阶段逐步实施输配电管 理系统的各项功能。 2 2 4 设计原则 配电g i s 的总体设计，是在系统调查和分析的基础上进行的，他将提出系统 的结构框架与规范标准建议，为系统的分项描述设计和工程实施提供依据，便于 系统的总体设计达到目标，遵循以下一些原则，作为进行总体设计的指导和依据。 1 、适应信息化发展趋势 现代社会是信息化时代，随着计算机技术的广泛应用和通信、网络技术的不 断完善与扩展，我国的产业结构发生巨大的变化，随着我国生产力水平的迅猛发 展，高度信息的时代也将到来，为此，直接面向社会各阶层的供电企业更需要深 刻认识，加以变革跟上时代前进的步伐，迎接新实际的严重挑战。” 建立配电g i s ，应以适应社会信息化发展的高度是进行总体方案设汁，例如， 用户查询电费或交纳电费等利用单位或家中的电脑进行，通过互联网即可实现 等。 2 、按照系统工程愿怒疆导葸髂没跨 配暾6 i s 是一项复杂的系统工稷，因此必须按照系统工程的思想对费县电网 管理进行全面需求凋焱和分析，应用系统工程的理论和最新计算机及信息管理技 寒透露憨终浚诗。 1 ) 采用软件工程的方法；任何一个软件系统都有其一定的生命周期，系统 的整个歼发周期，可分为系统调查阶段、系统分析阶段、系统总体设计阶段、分 瑗谗绥设计与实燕玲毅，系统试运行羧段蟊系绕谨徐貔段，获 囊l 缳迂系统嚣发豹 科学性和开发的质量。 2 ) 系统整体性原则；配电g i s 的开发是从全局出发，以企业发展规划与目 标秀蔹攥，仔绍分爨嚣方瑟需求实疆整蒋嚣标。瓣系统竣诗嚣囱臻麓、嚣囱全弱 各部门。 3 ) 系统的开放饿原则：系统的开放性表现为对外界有良好的信息交换能力， 对蠹郡蠢良荮豹互联与兼容笼力，瓣用户疆筷充分静维护与扩充功麓，有较强豹 应变能力以适应企业与环境的变化。 4 ) 系统的稳定饯；系统从实麟出发，符合企业的条件和人员素质状况，在 久辊赛瓣的设诗上应与安舔程符合。为系统静筏瘸提供夷好鹣入视赛瑟。 5 ) 系统分步实施原则；配电g i s 的开发与建设，采用“统一规划、分步实 施、实用强先、易于扩充”的方针，整个系统的建设在统一缴划指导下，分阶段 迸行，傻系统边建设逑发挥效益。 用总体设计来规藏和指导进一步的详细设计，软件采用的结构和程序模块化 构造，冀充分考虑系绕的可扩充性和霹维护性，黧有再开发的接口，在用户需求 交纯魄较大静情况下。可瑷根据需甏修改菜个模块、增玉韬薪的功能以及重缎系统 结构以达到程序可重用的目的，即襁设计、编辑、调试、运行及维护的整个过程 中对有魏予系绕和模块还要进行必臻懿二次开发或系统的优纯，以使配电g l s 趋 于完善。另外对数据库的修改维护研毅在狠短酣闽内完成。 3 、规范化和标准化 曹先必须严格贯织执行星家魄力管理部门测定兹毒关倍感警理窝诗舞氍应 用方针政策和电力信患技术的标准、规范及发磁规划。 总体设计依据以下文件： 1 0 千伏配电自动化发展规划要点 配电自动化及管理系统功能规范 配电自动化规划设计导则( 试行) 配电自动化技术规范( 草案) 城市中低压配电网改造技术导则 配电自动化终端设备通用技术条件( 试行) 远动设备及系统传输规约 i s 0 国际标准化组织标准 i e c 国际电工委员会标准 i e c 6 0 8 6 0 一5 一1 0 1 基本远动配套标准 地区电网调度自动化设计技术规范 电力系统调度自动化设计技术规范 电网调度自动化系统运行管理规范 地区电网调度自动化功能规范 电力系统实时数据通信应用层协议 地区电网数据采集与监控系统通用技术条件 1 0 k v 地理信息系统技术协议 另外，总体设计中还应该参照国电公司有关管理信息系统的规范及有关规 定。 4 、面向费县供电公司的管理业务 配电g i s 是直接面向用户进行辅助管理的人机系统，因此在系统建设的全过 程中，必须符合企业的实际情况，同时结合国内外先进的管理技术，并始终贯彻 面向用户实现系统实用的观点。在系统的设计过程中，还应尽量组织和吸收用户 参与工作，与用户交流、座谈在开发过程中碰到的各种各样的问题，从而加强领 导，统一认识，提高系统设计的质量，最终达到既可满足现行管理的需求，又具 有一定先进管理水平的管理信息系统。 5 、达到国内外的先进水平 国内外许多供电企业几年前就已经建立了电网管理信息系统，并投入大量人 9 力、物力和财力建设计算机管理信息网络系统。但是，由于计算机产品更新换代 菲零俊，尼每蔫建交瓣系统毪戆瑗焱已经落詹，笼努谗多城漤薅毫售塞警溪系缓 在开发过程中已积累了许多丰富的经验。因此本总体方案设计应具有一定超前性 和灵活性，要充分利用国内外先进、成熟经验，以使费县供电公司配电g i s 达到 国内矮先送窳平。 2 2 5 设计目标 l 、提高综合业务效率 对黻电线路信怠进行统一采集、加工、处理，实现线路计翎、检穆、巡视、 测量和施工一体化管理。 全露及时地掌攒管理信息综会数据，使、监务处理工作达到准确、及孵翔离效 率。 简化业务处理流程，降低业务处理出错率。汹3 提供配电信息管理绣震要静蝮务数据，以蠖公司矮导及时掌握菸建立诗募梃 辅助决策系统。 2 、提高服务质爨 撬供多秘售怠梭索手段，能够潦臻逐速逢瓣瘸户的查询帮投浜终鲞及瓣反应 和回答。 能够准确掌握负荷、业扩、停电及工程进程情况，使用电业务得到及时处理 利用诗舞搬鼹络系绕，馒奏关帮f l 与臻户蹇接联系，及嚣发霉积楚理箨毫壤惠或 报修信息，减少停电瓣用户生产或生活带来的不便与损失。 记泶用户查询，意见和投诉，余面掌握用户要求，根据用户的客观要求分析 蓦l 处瑾渡务，在凌繁臻次兰提轰越奄羧务矮量。 3 、设计系统工稷化 充分调查电力管理信息的情况，运用系统工程方法制定软件设计的总体框架 窥缝稳。 制宓各种数据库的统一代码和结构，确定各级共享数据库目录、内容和结构。 根据国网公司对番种报表的规定，指定配电管理信息系统的各种报裂规范。 系绫浚诤软 孛憨转结援及冬子系统软锌鞠穰决及冬予系统之溺静数据浚程。 预留与营销m i s 信息系统及生产m i s 管理信息系统的接朋。 = 坠童二叁坠堡二苎坠垒二垒兰一 4 、信息全局化 提供全公司共享的电力信息，以使各部门在客户端微机上即可查询有篾信 息。电力信息谯网络上畅通传递，一条信息从配电班组到供电公司有关业务处， 孬到拱电。貘泡公司懿冬存关郝 】以及竣螽上报到费暴爨惫公司生按部，籀荚黟 门全过程采霜阙络网络传递，挺离倍怠利用率。信怠传递过程可敬遴孬舔踪，鑫 上而下的电力倍息运行调用可用网络管理程序跟踪般掖，并可显示各有关部门对 系统使用状况。 5 、管理规藩纯 建立冬耱繁理麓范，著戮l 龟圈本编辑耱应戆软终，袄蠢霞警理按照纛菠戆营 理模式进行。简化业务处理过程，掇离业务处理效率，减少业务操作部门的必误 率，提高准确饿和可靠性。推动无纸作业，整个业务处理过程均采用计算机自动 或半自动记录形成档案并自动存档。 6 ，搡挥楚肇像 减少用键擞输入数字和文字，醛可能采用选项输入方式。完善的在线帮助系 统，使操作人员易于掌握和使用。鼠有统一、先进、方便的界面风格、易学弱甩。 7 、数据可视化 安装有数据霹援纯模块，若有嚣螫龌可将数据或绕谤缀表雳捧图、缓黧、誊 方蚕或秘辂圈簿篾示和输窭。剥蹋多媒体技术，支持霆澎、图象与声音豹练会应 用。 8 、管理倍息空间化 电力信息麴电网信息、用户信息、负萄信息、计爨信息都与位置有关，利用 逮瑾露怠系绞籀袋耪菠本，将毫力豢慧与建瑟或空漓霞鬟系统联结，嚣臻烫数萎 查技术，可按区域、按线路等空阍化范围进行查询和统毒卡。信息空闻化的表承_ 襁 显示，如负荷数据业扩报装，可在地图上用不同的颜色表示更直观，更便予操作 和处理。 9 整理网终搬终纯 利用最新黼络协两软律，使文佟工荦信息的传递爨俊捷、更可靠、更方後。 1 0 、安全饿 配电管理系统总站与个供电所予站数据具有不同层次的备份功能，以保障程 系统出现问题时尽可能的减少损失。 供电公司与各供电所的互联信息其鸯冬徐逶遴，当蘸爨遴出瑷趣题野，韪切 换剿备用通道上，保证网络通畅，防止数据系统破坏。系统具有目前世界上最强 大挠病毒臻麓，( 溺i x 揉 筝系统) 莛夺严格投袋警溪办法，防壹越祆诱麓，其有 完游保密措施，防止重要数据外传外泄。o ” l l 、荔子维护与扩充 系统粟用结构化和模块化方式进行设计。图形接口使用o l e 技术，便于维护 和篱理。详细文档资料和程序编写说明，维护人员和软件人员再开发时也脊可靠 豹暇始栳辩。 1 2 、实用性 系统软箨熬建立应缣诞麓在耄力警瑾审得妥澎雳，因藏螫须缝会管理流程开 发出实用性强的软件，在_ 陂用中离不开它。系统能真正提离工作效率 1 3 、计算机鄹络设计弱标 配电g i s 应当突出网络系统的实用性、可靠性与先进憔，具体体现在以下几 个方面： 牙发搜，选撵瑟发性戆好的硬 拳、软髂搬网络系统，支赫足年全部流行滋谈 ( t c p i p 、) ( n e t b i o s 、s n a 、d e e n e t 等) ，保证系统之间的可联结性和相互操作 经，瓣络能支持不麓产蓊懿系统，舞羡蚤系统之阕缝够统一的赛嚣瓣文 孛、数据 以及应用系统进行访问。 可用镁，在网络带爱、带宽、负载、敏漳频率等物理性能上脊满意的指标， 在文件和数据的传输、访问和共事、多媒体的传输、访闯秘共享服务上有满意鲍 质照。 兼容毪，在嬲终系统袋月薮技本、赣设冬进嚣改进、扩充纛势级瓣，颓l 舞系 统臻兼容并同时有效。 霉扩栽往，鼹络矮模霹依据嚣簧扩大裁减少，瓣络结擒应当总援块诧章鞋结构 化，支持虚拟网设鬣。 支持叠联两，使用互联网技术，内部企业潮基于i n t e r n e t 技术，使得信息 传送与国际和国内潮流接轨。 高性栽，所采用的网络设备和主机服务器必须是吞吐餐大、响应时间长、具 有很高的实时联机事物处理能力，及快速的i o 通道。 高可靠性，选择高可靠性硬件和网络设备，具有高可靠性的保证措施，具有 错误的自动识别、自动纠错和恢复能力，如冗余供电系统、自动再引导、散热控 制、内存自动纠错和r a i d 支持，双机互备份等，群机c l u s t e r 等技术，保证系 统不停机。 安全性，系统必须具有较高的安全级别，他所包涵的数据涉及到各个部门， 其中技术数据、电力信息要涉及到企业利益和国家利益，因此保证数据的安全性 和一致性是十分重要的。 经济性，综合考虑计算机系统建设的投资，达到最佳性能价格比与最优的平 衡点。 先进灵活性，选择的设备必须是当今世界最先进的，同时考虑到未来国内发 展方向，应该保证至少在五年之内处于领先水平。 2 2 6 软件体系结构 系统设计遵循国际标准，硬件设备主要由高档的u n i x 服务器和 i n t e l p e n t i u m 服务器和网络设备等部件组成：系统软件主要采用n e c 、i n p r i s e 、 m a p v i e w 、m i c r o s o f a 公司产品。 系统遵从开放性和可扩展性设计原则，硬件配置和软件功能可根据系统要求 灵活变更和扩充。 应用软件设计给予客户服务器( c l e n t s e r v e r ) 模式，并应用 i n t e r n e t i n t r a n e t 技术、分布式不见对象模型( d c o m ) 编程技术，各应用软件 模式可做到“即装即用”。 c s 结构优势：系统的客户应用程序和服务器程序运行在分离的计算机上， 这样系统中每一个计算机都可以适应各部件的要求，可以使每个部件达到最高的 工作效率。系统具有极大的适应性和灵活性。易于对系统进行扩充或缩小，以适 应工作组饿变化。可以节省费用。 整个软件系统分为四个模块：图表管理及绘图模块，数据查询统计、配电网 管理及线损统计模块，服务器端软件模块，数据接口模块。 l 、图表管理及绘图模块 主要提供对地理信息数据及输电网络地图数据的维护。为了安全性和可靠 往，采拜jc s 方式访问商塌数据霹和图形数据文件。模块通过执彳亍安装过程在计 算机上运行。 2 、数据查询统计、电网管理及线损统计模块 提供醚瞧髓警壤葵能，包括线路、耪塔、嫠、浚餐等熬簧理：撵供基予毫予 地阁的数据查询统计功能；提供线路工区日常工作管理功能；