地理信息系统在配电网管理中的应用

2022-09-11

地理信息系统 (GIS) 在我国电力行业的应用起步于1996年, 发展迅速, 目前已经有了非常广泛的应用, 虽然还存在不少问题, 但总的来讲配网GIS已经是供电企业日常管理和生产过程中的重要工具, 而且有着更广阔的应用空间。

1 配网地理信息系统的基本功能

(1) 地理背景图形的显示及管理。

以符合国家标准的电子地图为背景, 实现地理图形的缩放、漫游、分层显示、快速定位等, 并提供电子地图的维护和更新。

(2) 设备管理。

实现配网的各类设备的台账管理、图数互查、统计及分析、报表输出等。

(3) 自动制图。

提供各种图形的绘制, 如根据GPS设备采集的线路信息自动绘制线路走向图、绘制变 (配) 电站一次接线图、电缆断面图、线路接线图、网络接线图、线路截面图等电力专题图, 以及其他折线图、饼图、柱状图等, 而且这些图形都与数据自动保持一致性, 维护方便。自动或半自动制图可以为企业节省大量的绘图成本。

(4) 电网分析。

利用系统的设备信息、空间信息及拓扑关系, 形成一个具有电物理空间、设备空间和地理空间的电网仿真模型, 从而在此基础上实现配电网的停电分析、潮流分析、负荷分析、供电可靠性分析、线损分析等, 为电网优化提供有效的方案支持。

(5) 与其他系统的数据共享。

随着供电企业信息化的不断发展, 调度SCADA、营销MIS、生产MIS、95598呼叫中心、配网自动化等系统日益普遍, 并且系统之间相互联系, 配网GIS作为配网管理中的一个核心系统, 也必然要与各个系统实现数据的共享, 避免数据冗余。目前这些系统间的数据共享基本都能实现, 但还有待更深层次地挖掘和利用, 为管理人员提供更有价值的分析数据。

2 配网GIS建设应注意的问题

尽管许多供电企业已经建设了地理信息系统, 但就总体应用来说不大理想, 主要表现在以下几个方面。

(1) 方案设计不成熟。

配网GIS的开发与实施应紧密结合供电企业生产管理、经营管理、客户服务的需要, 对这些应用需求最了解的是电力企业中从事生产、营销、客户服务的领导和技术人员。但由于这些人员平时工作紧张, 很难抽出时间学习地理信息系统知识。因此, 系统方案往往由GIS开发厂商承担, 而许多GIS厂商由于对电力企业知识的匮乏, 使得设计方案深度不到位, 或者应用覆盖不全, 不符合电力行业应用要求, 系统性能差, 为以后系统的实施带来了许多的困难。所以选择一个既具有专业的地理信息知识, 又有丰富的电力企业知识的企业团队来进行规划和实施是至关重要的。

(2) 系统功能繁多, 却华而不实。

有些系统功能繁多, 但却大多没有实际应用价值。由于设计方案大多由GIS开发商承担, 许多开发商基于自身利益的考虑, 往往提供一些看似高级, 而实际上并不实用或对使用条件要求极高的功能。系统投运以后, 往往会因为难以达到使用条件而成为昂贵的装饰品。

(3) 基础数据没有及时完善。

配网数据数据量大, 系统初期的数据采集工作是一个非常艰巨的任务, 会增加基层工作人员的工作量, 往往会产生抵触情绪, 工作拖延时间很长, 半年、一年甚至更长时间。时间拖得太久, 各种因素发生变动, 系统严重与实际不符, 就失去了使用价值。这就需要管理人员通过实际考察, 作出合理的工作计划安排, 落实到人, 做好审核工作, 提高工作效率, 尽量缩短建设周期。

(4) 数据后期更新跟不上。

配网设备众多、分布广阔、变化快, 系统的数据更新或者维护工作量也非常之大。系统在正式运行后, 如果在管理上不能做到将责任落实到人、严格审查和考核, 就会造成数据不能及时更新, 系统无法及时反映电网的实际情况, 将逐渐失去使用价值, 日久以后系统将被荒废。没有完整正确的基础数据, 再好的算法分析出来的结果都是无用的, 所谓的高级功能也就没有任何价值。所以建立完善的管理方案是系统能更好、更长久地发挥其功能的重要因素。

(5) 对建设过程重视程度不够。

企业的信息化建设需要一把手原则。系统建设需要调动的资源非常多, 需要多个部门的人员协同合作。如果没有总经理 (局长) 或主管副总 (副局长) 的重视和支持, 人力资源和资金配置很难到位, 项目就无法顺利开展。

直接参与系统建设的中层管理人员和工作人员也应高度重视系统建设的各个环节。很多时候, 这些人员由于工作繁忙, 总是希望让开发商把什么都做好, 最后告诉他们怎么用就可以了, 建设过程中参与过少, 其最后的结果就是对整个系统缺乏深入的了解, 系统移交后, 很容易出现问题, 或由于掌握不全面而不能使系统发挥其应有的作用。

供电企业在建设配网地理信息系统的前、中、后的各个阶段中要注意以上问题, 合理安排, 避免项目失败。

3 配电GIS应用新的发展方向

GIS在电力企业的应用是全方位和多角度的。尽管当前地理信息技术已经在电力行业应用了十几年的时间, 但总体上都还是停留在AM/FM/GIS (自动制图/设备管理/地理信息系统) 的初级阶段。地理信息、电网基础数据及网络拓扑是配网GIS的最大资源, 更深层次地对这些资源进行利用, 才能更好地为电力系统的运行、维护、管理及营销、客服、规划设计等提供更大的方便, 帮助企业节省资源、提高效率。目前有些供电企业已经进行了这方面的探索和尝试。这些探索和尝试基本代表了配网GIS未来应用发展的方向。

3.1 基于配网G I S的车辆调度系统

车辆调度系统是利用GPS全球卫星定位技术、移动通信技术和地理信息技术实现供电企业车辆 (特别是抢修车辆) 的监控和调度, 地理信息是该系统必备的条件之一。目前大多数已建设的车辆调度系统中没有电网信息。如果将车辆监控系统建立在配网GIS的平台上, 可以让调度人员能够同时了解到电网故障位置、故障设备信息和各抢修车辆的当前状态 (例如:车辆的位置、速度、行进方向、是否有任务等) , 使调度人员更及时更全面地掌握多方面信息, 以便快速地作出判断和调度指令, 有效提高客户报修的响应速度, 缩减车辆到达现场的时间。

3.2 GPS智能巡线

基本上所有的配网GIS都支持GPS来进行基础电网数据的采集, 这就为GPS智能巡线提供了必备的条件。

在传统的巡线方式下, 一般存在以下一些不足。

(1) 有些工作不负责任的巡线员巡线不到位, 且很难监测、考核;

(2) 巡视时需要携带纸、笔进行记录, 回到单位后需要再进行整理录入, 费时, 费力;

(3) 设备巡视效果的好坏通常与巡线人员的经验有关, 一些不熟练的巡线工经常遗漏巡视的项目;即使是熟练的巡线工也难以避免巡视漏项的情况;

(4) 由于是手工填写, 缺陷填写不规范, 不便于查询统计和分类汇总及分析。

利用GPS对巡视位置进行匹配, 实时记录巡视人员的行走轨迹, 巡视内容及缺陷信息直接记录到移动终端, 与管理系统直接进行数据交换等, 都很好地解决了以上问题的发生。利用无线通讯功能甚至还可以实时监测巡线人员的位置及动向。

3.3 移动G I S及抢修车辆导航

市场上出售的车辆导航系统的一般最详细的情况下只能显示乡镇级道路, 这对于电力抢修和检修来说是远远不够的, 特别是对广大的农村地区更不能满足要求。

利用移动技术, 将详细的配网GIS地图和电网数据移植到移动设备上, 并将其作为车辆导航的基础信息, 做到只要能通车的地方皆可导航, 并且可以直接将需要检修的电力设备作为目的地, 更直接地给出导航路线。

供电公司领导可以使用移动GIS随时随地查看电网情况, 准确做出各种决策。

3.4 3 G技术应用

利用3G技术将巡检现场、抢修现场的图像信息快速发送到指挥中心, 使指挥中心做出更准确的判断, 快速制定出解决方案。

3.5 以电网拓扑为基础的功能扩展

电网的各种计算和分析几乎都要基于基础数据和电网模型的基础上, 所以充分利用配网GIS的基础电网数据信息、空间信息以及自动化系统的实时信息进行现状电网的各种指标分析成为配网GIS应用的重点。例如线损计算和分析、供电供电可靠性计算和分析、无功优化方案分析、短路电流分析、负荷转移方案分析以及潮流计算、对现状电网的其他各种指标的分析等等, 为节能降损、提高供电可靠性和客户服务质量起到了很大的作用, 也是智能化配电网络的基础。

4 结语

经过十多年的应用和发展, 配网GIS已经成为供电企业运行、维护、管理、营销、客服等多个部门不可或缺的工具。配网GIS的运用, 可以帮助供电企业快速地制定抢修方案, 减少故障处理所需时间, 从而缩短停电时间, 提高售电量;可以帮助供电企业优化线路及运行方式, 降低损耗;各种报表、图纸实现电子化、自动化, 节省了企业人力、物力资源。供电企业应该科学合理地建设和应用配网GIS, 让其充分发挥出应有的价值。去年, 国家电网公司提出了坚强智能电网战略发展目标, 这就对GIS系统提出了新的要求, 配网GIS作为配电网基础信息平台也将发挥出更大的作用。

1电器的选择

(1) 低压配电设计所选用的电器, 应符合国家现行的有关标准, 并应符合下列要求。

(1) 电器的额定电压应与所在回路标称电压相适应。

(2) 电器的额定电流不应小于所在回路的计算电流。

(3) 电器的额定频率应与所在口路的频率相适应。

(4) 电器应适应所在场所的环境条件。

(5) 电器应满足短路条件下的动稳定与热稳定的要求。用于断开短路电流的电器, 应满足短路条件下的通断能力。

(2) 验算电器在短路条件下的通断能力, 应采用安装处预期短路电流周期分量的有效值, 当短路点附近所接电动机额定电流之和超过短路电流的1%时, 应计入电动机反馈电流的影响。

2导体的选择

(1) 导体的类型应按敷设方式及环境条件选择。绝缘导体除满足上述条件外, 尚应符合工作电压的要求。

(2) 选择导体截面, 应符合下列要求。

(1) 线路电压损失应满足用电设备正常工作及起动时端电压的要求。

(2) 按敷设方式及环境条件确定的导体载流量, 不应小于计算电流。

(3) 导体应满足动稳定与热稳定的要求。

(4) 导体最小截面应满足机械强度的要求, 固定敷设的导线最小芯线截面应符合GB50054表2.2.2的规定。

(3) 沿不同冷却条件的路径敷设绝缘导线和电缆时, 当冷却条件最坏段的长度超过5m, 应按该段条件选择绝缘导线和电缆的截面, 或只对该段采用大截面的绝缘导线和电缆。

(4) 导体的允许载流量, 应根据敷设处的环境温度进行校正, 温度校正系数可按下式计算:

式中:K为温度校正系数;

t1为导体最高允许工作温度 (℃) ;

t0为敷设处的环境温度 (℃) ;

t2为导体载流量标准中所采用的环境温度 (℃) 。

(5) 导线敷设处的环境温度, 应采用下列温度值。

(1) 直接敷设在土壤中的电缆, 采用敷设处历年最热月的月平均温度。

(2) 敷设在空气中的裸导体, 屋外采用敷设地区最热月的平均最高温度;屋内采

联系实际让学生学会低压电器和导体的选择

陈刚

(吉林信息工程学校吉林省吉林市1 3 2 0 2 1)

摘要:以吉林信息工程学校教学楼 (学生就读学校) 为列、组织学生观看设计图纸、参观各个班级、办公室、实验室, 计算出各个班级、办公室、实验室所需要的工作电流、以及各个设备的额定电压, 让学生自己选择出各班级、办公室、实验室所需要的开关、灯的数量、以及导线截面积, 以及主开关型号、主线路线截面积等等。

关键词:低压电器导体

中图分类号:TM92

文献标识码:A

文章编号:1672-3791 (2010) 05 (b) -0144-01

用敷设地点最热月的平均最高温度 (均取10年或以上的总平均值) 。

(6) 在三相四线制配电系统中, 中性线 (以下简称N线) 的允许载流量不应小于线路中最大不平衡负荷电流, 且应计入谐波电流的影响。

(7) 以气体放电灯为主要负荷的回路中, 中性线截面不应小于相线截面。

(8) 采用单芯导线作保护中性线 (以下简称PEN线) 干线, 当截面为铜材时, 不应小于10mm2;为铝材时, 不应小于16mm2;采用多芯电缆的芯线作PEN线干线, 其截面不应小于4mm2。

(9) 当保护线 (以下简称PE线) 所用材质与相线相同时, P E线最小截面应符合GB50054表2.2.9的规定。

(10) PE线采用单芯绝缘导线时, 按机械强度要求, 截面不应小于下列数值:有机械性的保护时为2.5mm2;无机械性的保护时为4mm2。

通过这次教学活动让学生亲身体会到怎么样把理论和实际联系起来、提高了学生学习的积极性、让学生让学生认识到学习知识的重要性、很多学生把自己家的电器、导线和自己的计算结果对比发现了很多问题, 自己也找到解决问题的方法, 以后我要把这种教学方法多多改进完善。

摘要：地理信息系统 (GIS) 在我国电力行业的应用目前已经非常广泛, 并且已经是供电企业日常管理和生产过程中的重要工具, 而且有着更广阔的应用空间。