GIS系统在电网规划中的应用浅谈
从20世纪90年代中后期以来，电力行业开始了对GIS地理信息技术的研究和示范性开发。经过不断的研究GIS技术在电网规划中得到推广应用。GIS系统适合电力企业这种区域广、管理层多、线路与设备复杂的行业，特别是在电力行业的电网规划中有广大的应用发展空间。通过GIS系统的建设，推动了电力输配供电系统的数字化建设，加快了电力行业技术改造和科学管理的改革。
1GIS系统与电网规划的联系
1.1GIS系统概述
GIS（地理信息系统）是融合了计算机科学、信息科学、现代地理学、空间科学、测绘遥感学、环境科学和管理科学而形成的一门新兴学科，能够利用现代计算机图形和数据库技术来获取、管理、处理、分析、建模、显示地理图形及其属性数据的计算机系统，对空间数据按空间位置或地理坐标进行各种处理、对属性数据有效管理、研究各种空间实体及相互关系。
1.2电网规划概述
电网规划就是采用科学的方法规划何时何地新建或改建何种电力设施，使得电网能够满足城市规划的要求；满足负荷的发展和各种电网技术要求；满足环保、美观等其他公众要求。科学的电网规划可以到达降低系统的网络损耗，改进未来电网的运行效益、减少系统跨区域交叉供电、提高系统的供电可靠性、到达配电系统的自动化。
1.3GIS系统与电网规划之间的联系
GIS系统的主要工作任务是地理空间数据的处理，而电网规划中所处理的对象也具有广阔的时间和空间分布的特点，这使得电网规划方面的信息化工作越来越多地依托于GIS系统。基于GIS系统的电网规划平台，旨在提高电网规划的信息化水平和规划人员的优化效率。总之，GIS 系统作为电网规划平台的数据库，能够为电网规划提供地理信息和电息，支撑电网规划的布点定容、负荷预测、影响分析、效果评估等功能。
2GIS系统在电网规划中的使用技巧
2.1设计GIS系统的功能结构
GIS系统分为应用层、用户层和数据层3 层。电网规划平台一般分为数据层、应用层和用户层3层。数据层主要是收集各类电网数据，GIS系统就是这一层的主要组成部分；应用层主要是集成了电网规划所需要的各种功能，如：电网属性信息与地理信息的查询和浏览、电网图层管理、电息更新、地理信息管
理、电网属性信息管理、线路增减、系统配置管理、变电站布点等；用户层主要是为电网规划用户提供可视化的图形化界面及权限控制。系统采用客户端-服务器架构。地理信息数据库访问组件采用ESRI公司的ARC SDE，客户端系统使用Visual Basic作为开发工具，基于ESRI公司的地理信息系统组件MapObject2.0进行二次开发。后台数据库软件则采用MicroSoft公司的SQL Server。
2.2导入地形数据
导入地形数据地图是GIS系统开发中的第一步，地形数据地图的顺利导入是建立稳定、精确、使用方便的数据库的前提。一般城市规划数据地图是用AutoCAD绘制的，对于AutoCAD数据，采用DXF交互器来实现数据地图的导入这是一种简单、快捷的方法。
2.3管理电网要素、属性
在ARC SDE地理信息数据库中，支持3种类型的地理数据：线要素、点要素、面要素。对于本系统中的电息数据，变电站和发电厂由点要素表示，电网线路由线要素表示。在地理信息数据库中同存储的还有相关行政区域的地理信息，包括行政区划、公路、桥梁等诸多相关地理信息数据。电网要数的属性信息，主要存储在地理信息数据库自带的对象属性表中。变电站属性数据结构包括：名称、类型、容量、台数、位置、资产归属等。线路属性数据结构包括：起点、终点、电压等级、编号、型号、长度、资产归属等。
2.4管理电网图层
GIS系统通过图层数据索引表，管理通过SDE 存储的图层，并通过版本索引机制对地理信息图层进行管理。为了合理高效的组织这些图层，便于管理，系统设计了如下的分为5类的图层管理体系：在建电网、运行电网、近期规划电网、中期规划电网、远期规划电网。
2.5计算分区分压容载比与负荷密度图
GIS电网规划系统可以根据220 kV和110 kV变压器的所处位置以及从SCADA系统所读取的主变负载情况，计算出分区分压容载比指标。通过GIS系统，可以清楚得知每条10 kV馈线所带的配电变压器容量及其分布位置。根据所获得的10 kV馈线电流，可计算出这条馈线所带的负荷值，把这个负荷值进行平均或以一定权重分配到每一台配电变压量，按照每台配变250 m的供电半径进行计算，便可得到整个地区的负荷密度分
布图。
2.6设计图形界面下的规划地理接线图
GIS电网规划系统为电网规划设计人员提供的另一个便利的工具就是图形
界面下的地理接线图设计。GIS电网规划系统提供了图形设计平台，平台内置所有电力系统图形模板，在图形界面上可以可视化地进行电网规划地理接线图设计。
2.7分析与计算电网网络拓扑
GIS规划系统可以快捷地计算出两点之间的距离，因此电网计算所需的线路长度等参数能够根据电网地理接线图直接计算得出。GIS系统能将图形生成的原始拓扑关系转化为便于计算模块使用的数学拓扑关系及其计算参数以进行潮流计算、电压无功计算和短路电流计算等，从而完成电网网络的拓扑分析与计算。
2.8浏览、查询接线图
在电网规划过程中，相关技术人员既要查询浏览电网相关地理信息，又要配合参考变电站和发电厂的内部配置情况，如，在系统的地图浏览过程中，用鼠标选择变电站标记时可由选择菜单打开相关接线图浏览，还可以显示与当前站点相联的上级输电线路和下级输电线路。并且可通过关键字查询、图形属性查询、条件查询、空间选择查询等查询手段，查询接线图。
2.9辅助决策电网规划
GIS系统中设计了统计分析功能以支持决策，可对电息图层中的信息按区域进行统计；若使用鼠标选择某一区域，进行统计分析，并用不同颜色显示不同区域的电力负荷水平。系统也可按区域对主变容量，变电站的供电范围进行统计。根据输电网GIS系统的现状数据、规划电网数据和负荷预测结果，GIS电网规划系统可以给出分区分压变电站逐年配置情况及容载比平衡表、分年度项目投资估算表供规划人员决策使用。
2.10配合GPS进行选址、选线
首先对于GPS提供的C/A码定位信号，可利用基站差分技术将其中的干扰滤掉，使定位精度达到输变电工程选所、选线的适用范围。接着通过GIS电网规划系统把背景电子地图、电网在运行和规划中的线路杆
塔、变电站、电缆路径等转化成移动导航终端可识别的GPS导航地图和数据，电网规划人员借此进行选址、选线工作就非常方便。
参考文献
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