CN104504523A - 基于gis的配电网输变配一体化运行管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力信息化技术领域，具体涉及基于GIS的配电网输变配一体化运行管理系统；包括配网GIS系统，该配网GIS系统基于Flex WebMap平台，所述配网GIS系统设置有线损分析模块、负荷密度分析模块、雷电分析模块及气象信息分析模块，该配网GIS系统以GIS图形的方式，生成线损柱状图、负荷密度分布图、高温分布图、降雨量分布图及雷击分布图，其直观展示用电密集区域、高温、雷击、强暴雨引起的故障；本发明通过GIS图形的方式，形成负荷密度分布图、高温分布图、降雨量分布图、雷击分析图，以直观的方式展示用电密集区域、高温、雷击、强暴雨引起的故障，为配网改造及故障抢修提供决策支持，对安全生产、节能减耗、提高工作效率等有着很大的改善。

Description

基于GIS的配电网输变配一体化运行管理系统

技术领域

本发明涉及电力信息化技术领域，具体涉及基于GIS的配电网输变配一体化运行管理系统。

背景技术

地理信息系统(GIS)技术是近些年迅速发展起来的一门空间信息分析技术，在资源与环境应用领域中，它发挥着技术先导的作用。GIS技术不仅可以有效地管理具有空间属性的各种资源环境信息，对资源环境管理和实践模式进行快速和重复的分析测试，便于制定决策、进行科学和政策的标准评价，而且可以有效地对多时期的资源环境状况及生产活动变化进行动态监测和分析比较，也可将数据收集、空间分析和决策过程综合为一个共同的信息流，明显地提高工作效率和经济效益，为解决资源环境问题及保障可持续发展提供技术支持。

尽管现存的地理信息系统软件很多，但对于它的研究应用，归纳概括起来有二种情况。一是利用GIS系统来处理用户的数据；二是在GIS的基础上，利用它的开发函数库二次开发出用户的专用的地理信息系统软件。目前已成功地应用到了包括资源管理、自动制图、设施管理、城市和区域的规划、人口和商业管理、交通运输、石油和天然气、教育、军事等九大类别的一百多个领域。在美国及发达国家，地理信息系统的应用遍及环境保护、资源保护、灾害预测、投资评价、城市规划建设、政府管理等众多领域。近年来，随我国经济建设的迅速发展，加速了地理信息系统应用的进程，在城市规划管理、交通运输、测绘、环保、农业、制图等领域发挥了重要的作用，取得了良好的经济效益和社会效益。

发明内容

本发明的目的为了解决上述问题，提供了一种基于GIS的配电网输变配一体化运行管理系统。

为实现上述目的，本发明提供一种基于GIS的配电网输变配一体化运行管理系统，包括配网GIS系统，该配网GIS系统基于Flex WebMap平台，所述配网GIS系统设置有线损分析模块、负荷密度分析模块、雷电分析模块及气象信息分析模块，该配网GIS系统以GIS图形的方式，生成线损柱状图、负荷密度分布图、高温分布图、降雨量分布图及雷击分布图，其直观展示用电密集区域、高温、雷击、强暴雨引起的故障。

进一步的，所述负荷密度分析模块通过GIS图形的方式，根据用户设定的网格大小，自动计算每个单元格内包括的变压器数量，对各个变压器额定容量进行相加形成该单元格总的负荷值，从而计算单位面积的负荷密度，最终在GIS系统上形成负荷密度分布图。

进一步的，所述配网GIS系统获取PMIS中的变压器信息，与GIS系统中的变压器信息进行匹配。

进一步的，所述负荷密度分布图的生成方法为在配网GIS系统上设定一个基准点，计算区域负荷密度时，绘制矩形，以设定的基准点作为基点绘制负荷密度分布图。

具体的，所述线损分析模块通过配网GIS系统获取线损线路相关信息，并与配网GIS系统中的相关线路进行匹配，通过对线损率大小进行分析生成直观的柱状图，点击柱状图相关元素可进行GIS地理位置的定位及相关台账信息的查询。

进一步的，所述气象信息分析模块根据温差，在配网GIS系统中形成等温图，并根据生成的等温图、降雨进行缓存分析，分析出气温或者降雨会影响哪些电网线路或设备。

进一步的，所述雷电分析模块在发生故障跳闸时，根据变电站SCADA系统提供的跳闸线路、跳闸时间，在配网GIS系统分析该线路周边时间段内的落雷点信息，分析雷击点对跳闸的影响，协助故障查找。

本发明具有以下有益效果：本发明通过GIS图形的方式，形成负荷密度分布图、高温分布图、降雨量分布图、雷击分析图，以直观的方式展示用电密集区域、高温、雷击、强暴雨引起的故障，为配网改造及故障抢修提供决策支持，对安全生产、节能减耗、提高工作效率等有着很大的改善。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种基于GIS的配电网输变配一体化运行管理系统，包括配网GIS系统，该配网GIS系统基于Flex WebMap平台，所述配网GIS系统设置有线损分析模块、负荷密度分析模块、雷电分析模块及气象信息分析模块，该配网GIS系统以GIS图形的方式，生成线损柱状图、负荷密度分布图、高温分布图、降雨量分布图及雷击分布图，其直观展示用电密集区域、高温、雷击、强暴雨引起的故障。

进一步的，所述负荷密度分析模块通过GIS图形的方式，根据用户设定的网格大小，自动计算每个单元格内包括的变压器数量，对各个变压器额定容量进行相加形成该单元格总的负荷值，从而计算单位面积的负荷密度，最终在GIS系统上形成负荷密度分布图。

进一步的，所述配网GIS系统获取PMIS中的变压器信息，与GIS系统中的变压器信息进行匹配。

进一步的，所述负荷密度分布图的生成方法为在配网GIS系统上设定一个基准点，计算区域负荷密度时，绘制矩形，以设定的基准点作为基点绘制负荷密度分布图。

具体的，所述线损分析模块通过配网GIS系统获取线损线路相关信息，并与配网GIS系统中的相关线路进行匹配，通过对线损率大小进行分析生成直观的柱状图，点击柱状图相关元素可进行GIS地理位置的定位及相关台账信息的查询。

进一步的，所述气象信息分析模块根据温差，在配网GIS系统中形成等温图，并根据生成的等温图、降雨进行缓存分析，分析出气温或者降雨会影响哪些电网线路或设备。

进一步的，所述雷电分析模块在发生故障跳闸时，根据变电站SCADA系统提供的跳闸线路、跳闸时间，在配网GIS系统分析该线路周边时间段内的落雷点信息，分析雷击点对跳闸的影响，协助故障查找。

本发明涉及网页发布技术领域，本发明属于对电网配电GIS运行中融合计量、雷电、气象等的信息，构建围绕配电网运行管理的图形综合分析应用信息平台，通过对线损高、负荷密集、雷击及气象引起的配网设备损耗严重的情况有了直观清晰的定位，对配网设备的使用和管理水平上一个新台阶。一种基于输变配一体化GIS管理平台为基础的配电网运行管理平台，以图形化的方式实现配电网运行环境信息监控，查看高温、强暴雨、雷击对配网设备影响，生成了线损柱状图、负荷密度分布图、高温分布图、降雨量分布图，有效的提高配电设备利用率，减少配网设备的损耗。该系统将计量系统，雷电定位系统，气象信息等系统通过技术手段有机地结合起来，成功应用于配电网设备状态运行监控中，根据线损高低及负荷密集程度确定配网改造区域，直观准确，避免人工测算造成的误差，能够提高设备利用率；通过系统查看受气候影响的配网设备，实现直观的确定故障区域，工作人员快速准确到达，节省现场工作时间，能够提高电网气象灾害的防治能力。以GIS图形的方式，形成负荷密度分布图、高温分布图、降雨量分布图、雷击分析图，以直观的方式展示用电密集区域、高温、雷击、强暴雨引起的故障，为配网改造及故障抢修提供决策支持，对安全生产、节能减耗、提高工作效率等有着很大的改善。

自动负荷密度分析借助计算机运算速度快、信息量大的特点，实现在GIS地图上展现负荷密度的分布图，类似气象高温分布图一样，直观的展示负荷分布情况。只要进入负荷密度分布专题图即可查看。由于实际中负荷密度统计区域的划分以较为模糊，系统考虑自动生成1km*1km的地理网格(无需人工干预)，根据该地理网格自动计算的负荷密度(3个月计算一次)，并生成“负荷密度分布图”。在负荷密度的分布图的基础上，对密度较高的地点实现自由选择负荷区域计算负荷密度功能。

图形化线损分析对传统的EXCEL二维表的展示方式进行优化。其中分压线损及线路线损生成直观的柱状图；台区线损按线损率的高低按不同颜色进行高亮。(配网GIS中前期先展示分压线损、10kV线路线损、10kV台区线损)；分压线损及线路线损生成直观的柱状图后，点击柱状图相关元素可进行GIS地理位置的定位及相关台账信息的查询。

雷电信息集成应用：在发生故障跳闸时，根据变电站SCADA系统提供的跳闸线路、跳闸时间，在配网GIS系统分析该线路周边在前面5分钟(时间任意设置)内的落雷点信息，分析雷击点对跳闸的影响，协助故障查找。提供按线路在一定距离内的一定时间里落雷情况进行查询分析，为开关跳闸事故原因的分析提供充分依据。对半年、一年雷击点信息进行叠加显示，为避雷装置的安装提供一定的指导，更有针对性的发挥避雷器的作用。

气象信息集成应用：在电网网架的基础上集成气象信息，实时掌握输配电线路运行环境的工况信息，为预防气象灾害对电网设备伤害提供一定指导依据。通过与省气象台信息合作实现以下业务功能：

未来24小时气象预报信息：提供全景范围内的未来24小时气象预报信息，数据由省气象局提供。

当前实时气象信息：提供全景范围内的10km*10km范围内实时气象预报信息，数据由该位置周报的气象站提供。

等温图：根据温差，形成等温线图。

恶劣天气影响设备查询分析：根据降雨量、最高气温、最低气温等条件分析落在该区域的配电线路或配电设备。

负荷密度分析就是通过GIS图形的方式，计算用户用电量密集区域，通过分析为未来线路改造和业扩报装提供一定的依据，系统根据城市中心点，根据用户设定的网格大小，以1km*1km的网格，自动计算每个单元格内包括的变压器数量，对各个变压器额定容量进行相加形成该单元格总的负荷值，从而计算单位面积的负荷密度。以接口的方式获取PMIS中的变压器信息，与GIS系统中的变压器信息进行匹配。以接口的方式获取PMIS中的变压器信息，与GIS系统中的变压器信息进行匹配。额定负荷密度计算：额定负荷密度＝单元格额定容量/单元格面积(说明：额定容量取每台变压器台账录入的变压器容量)。实际负荷密度计算：实际负荷密度＝单元格实际负荷容量/单元格面积(说明：每台变压器的实际负荷值，取上一个月该变压器平均负荷值进行计算。该值由PMIS接口在取变压器负荷值时自动计算填充)。额定负荷密度与实际负荷密度的比较通过两者的比较，以直观的方式为用户展示负荷分布不合理、设备利用率低的现状，为用户制定合理的运行规划提供依据。

负荷密度分布图：设定一个基准点，计算区域负荷密度时，绘制矩形，以设定的基准点作为基点绘制负荷密度分布图，可以设定任意网格值，并提供导出图片的功能，将负荷密度分布图导出到本地保存，并提供选定单元格的变压器清单及每个变压器的详细信息，包括变压器名称、型号、额定容量、实际容量；提供绘制任意图形的负荷密度分析，并提供图形区域内的变压器清单及每个变压器的详细信息，包括变压器名称、型号、额定容量、实际容量；根据设定的基准点，以固定网格，自动计算每个单元格内的负荷密度，以月份为单位保存，提供每个月份的负荷密度分布图，以便进行比较。

线损分析功能就是通过对线损率大小的分析，结合GIS图形，为降低线损管理工作提供技术支撑，保证用电高峰期的平稳供电，以促进电力企业经济效益和社会效益的逐步提升，并带动我国电力行业整体管理水准的提高。线路线损生成直观的柱状图；线路线损生成直观的柱状图后，点击柱状图相关元素可进行GIS地理位置的定位及相关台账信息的查询。以接口的方式获取线损线路的相关信息，与GIS系统中的相关线路进行匹配，按照配电网的实时变化状态，按月份实时计算每条线路的理论损失，这样获得的送变电理论损失能够为线损分析提供依据。在GIS系统中以列表的形式展示每个月份线损信息。

气象信息分析：GIS系统建立电网事故预警模型，实现对暴雨、台风、冰雪、大雾等及其可能对电网造成的灾害进行定时、定点、定量化的短时－临近预报和全方位、多层次的预警，不断推进坚强智能电网建设、提升电网自身抗灾减灾能力的同时，进一步加强对气象信息的及时获取和综合研判，将防范关口前移，提供的台风、雷电、暴雨、暴雪、冰雹、寒潮、大雾、高温、干旱等多项灾害天气信息，动态发布蓝、黄、橙、红等4级气象预警信息，提示有关部门做好应急处置准备。在电网网架的基础上集成气象信息，实时掌握输配电线路运行环境的工况信息，为预防气象灾害对电网设备伤害提供一定指导依据。

根据温差，形成等温线图，并根据生成的等温图、降雨等进行缓存分析，分析出气温或者降雨会影响那些电网线路或设备。

雷电信息分析：雷击故障是影响电力系统安全运行的主要因素。一旦发生怀疑是雷击的故障，需要快速得出在故障时间时线路中的那些部分附近有雷电活动，其强度有多大，距离线路有多远，回击次数有多少等参数，对线路雷击点的定位提供了快速、准确的参考，并且大大减轻了维护人员的查障劳动强度，极大的缩短了线路故障停电时间。本功能的目标，在发生故障跳闸时，根据变电站SCADA系统提供的跳闸线路、跳闸时间，在配网GIS系统分析该线路周边时间段内的落雷点信息，分析雷击点对跳闸的影响，协助故障查找。根据线路周围区域及坐标点查询某半径区域内某一时刻的雷击情况功能入口。

综上所述，1至4四个步骤涵盖了配网设备运行过程中各类环境等的监测信息，从而为电网设备监测，检修提供了科学依据，保证了电网安全稳定运行。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.基于GIS的配电网输变配一体化运行管理系统，其特征在于：包括配网GIS系统，该配网GIS系统基于Flex WebMap平台，所述配网GIS系统设置有线损分析模块、负荷密度分析模块、雷电分析模块及气象信息分析模块，该配网GIS系统以GIS图形的方式，生成线损柱状图、负荷密度分布图、高温分布图、降雨量分布图及雷击分布图，其直观展示用电密集区域、高温、雷击、强暴雨引起的故障。

2.根据权利要求1所述的基于GIS的配电网输变配一体化运行管理系统，其特征在于：所述负荷密度分析模块通过GIS图形的方式，根据用户设定的网格大小，自动计算每个单元格内包括的变压器数量，对各个变压器额定容量进行相加形成该单元格总的负荷值，从而计算单位面积的负荷密度，最终在GIS系统上形成负荷密度分布图。

3.根据权利要求2所述的基于GIS的配电网输变配一体化运行管理系统，其特征在于：所述配网GIS系统获取PMIS中的变压器信息，与GIS系统中的变压器信息进行匹配。

4.根据权利要求2所述的基于GIS的配电网输变配一体化运行管理系统，其特征在于：所述负荷密度分布图的生成方法为在配网GIS系统上设定一个基准点，计算区域负荷密度时，绘制矩形，以设定的基准点作为基点绘制负荷密度分布图。

5.根据权利要求1所述的基于GIS的配电网输变配一体化运行管理系统，其特征在于：所述线损分析模块通过配网GIS系统获取线损线路相关信息，并与配网GIS系统中的相关线路进行匹配，通过对线损率大小进行分析生成直观的柱状图，点击柱状图相关元素可进行GIS地理位置的定位及相关台账信息的查询。

6.根据权利要求1所述的基于GIS的配电网输变配一体化运行管理系统，其特征在于：所述气象信息分析模块根据温差，在配网GIS系统中形成等温图，并根据生成的等温图、降雨进行缓存分析，分析出气温或者降雨会影响哪些电网线路或设备。

7.根据权利要求1所述的基于GIS的配电网输变配一体化运行管理系统，其特征在于：所述雷电分析模块在发生故障跳闸时，根据变电站SCADA系统提供的跳闸线路、跳闸时间，在配网GIS系统分析该线路周边时间段内的落雷点信息，分析雷击点对跳闸的影响，协助故障查找。