GIS技术在配电网数字化管理中的应用分析.pdf

Telecom Power Technology 43 Sep.25,2023,Vol.40 No.18 2023 年 9 月 25 日第 40 卷第 18 期设计应用技术DOI：10.19399/ki.tpt.2023.18.015GIS 技术在配电网数字化管理中的应用分析王珂（国网焦作供电公司，河南 焦作 454150）摘要：在电网数字化转型背景下，从配电网管理现状入手，深入分析其业务特点和存在的问题。以数字化手段为基础，介绍配电网地理信息系统（Geographic Information System，GIS）技术电力智能巡检系统，分析 GIS 技术在配电网实际工作中的应用场景。通过 GIS 技术的应用，实现配电网资源的数字化管理和图形化展现，推动配电网稳定发展。关键词：配电网；地理信息系统（GIS）技术；智能巡检；数字化Application Analysis of GIS Technology in Distribution Network Digital ManagementWANG Ke(Jiaozuo Power Supply Company of State Grid,Jiaozuo 454150,China)Abstract:Under the background of digital transformation of power grid,starting from the current situation of distribution network management,this paper deeply analyzes its business characteristics and existing problems.Based on digital means,this paper introduces the Geographic Information System(GIS)technology of power intelligent inspection system,and analyzes the application scenarios of GIS technology in the actual work of distribution network.Through the application of GIS technology,the digital management and graphical display of distribution network resources are realized,and the stable development of distribution network is promoted.Keyword:distribution network;Geographic Information System(GIS)technology;intelligent inspection;digitalize0引言在人工智能、大数据、物联网、区块链以及云计算等新一代数字技术快速发展的浪潮中，越来越多的产业通过加快信息化转型，实现数字技术与实体经济的深度融合，以激发全新的发展活力。随着数字化转型的深入推进，电网公司进入高质量发展的关键时期，信息化也面临着新的机遇和挑战。在此背景下，地理信息系统（Geographic Information System，GIS）作为信息化建设的重要基石，成为数字化转型的必备工具。电网设备和地理空间位置之间存在一定的联系，GIS 技术在具体工作中具有较好的应用价值。GIS 可以发挥数据获取、存储、管理等作用，使数据得到合理运用，满足电力行业的发展需求。在能源互联网时代，掌握先进的 GIS 技术对于传统配电网而言至关重要，可以提高供电可靠性和电力服务水平，满足绿色发展的要求1。1配电网管理工作现状1.1缺乏高效的巡检工具传统的配电网线路巡视工具以测温仪、望远镜为主，巡检的交通方式主要是皮卡车、助力车与人工步行结合。这些方法存在较大的局限性，发现线路故障时只能通过电话或短信等方式沟通，巡视的准确性和效率都相对较低。1.2配电网巡检人员的技能水平差异较大受巡检人员自身因素的影响，其对巡检内容的理解和操作水平可能存在差异，导致巡检效果存在偏差，无法准确掌握线路的真实运行状态。此外，人工视角的局限性较大，巡检过程中可能会出现排查效率低、巡查范围窄、巡查强度大等问题。1.3日常巡检效率低传统的人工配电网巡检需要电力人员一一巡视分布在不同地方的线路。由于部分线路定点存在山路陡峭、地势复杂等情况，电力人员很难完成全方位巡检工作。此外，由于配电网线路长、设备多，分支线路走向分布复杂，传统巡线方式要求电力人员对线路地形十分熟悉，熟记各隐患故障点。传统巡线方式的工作效率不高，容易出现部分线路漏巡的现象。1.4配电网故障处理时间长当配电网线路出现异常状况时，要求工作人员快速找到故障点，然后再到现场进行操作。整个复电过程至少需要 2 h，不仅故障区段的用户无法用电，非故障区段的用户也会受到影响。1.5巡检资料保存难度高配电网巡检工作大多在户外进行，而户外查询资料主要依靠纸质图纸。此外，图形和台账分离也是收稿日期：2023-07-21作者简介：王珂（1990），女，河南焦作人，硕士研究生，电力工程师，技师，主要研究方向为电网监测管理、电网数字化技术。2023 年 9 月 25 日第 40 卷第 18 期Sep.25,2023,Vol.40 No.18Telecom Power Technology 44 工作的一大难点。这些巡检资料容易出现丢失的情况，给后续工作带来不便1。2GIS 技术应用的必要性分析在配电网规划设计中，运用 GIS 技术可实现空间负荷预测、变电所地理位置和容量的优化选择、网络结构优化等，可以为配电网提供一定的服务能力，同时实现配电网运行情况分析。此外，利用 GIS 技术还能研究配电网运行中的干扰因素，对干扰因素进行管理和控制，确保故障得到合理控制，使配电网保持良好的运行效果。工作人员可以利用地理背景图对配电网的功率等电网信息进行展示，并借助负荷预测等管理应用软件对监测信息进行处理，从而实现故障的快速查找和合理处置，使配电网保持良好的运行效果，满足各种工作需求。低压配电网直接面向广大电力用户，大部分电力故障报修都来源于此。因此，建成安全可靠的低压配电网已成为提升城市供电可靠性的关键环节。GIS技术能为配电管理提供相应的服务，并在工作中利用地理位置和图形来实现模型构建，使模型能充分发挥作用。在工作中应用 GIS 技术能满足配电网自动化需求，提升工作效率，为相关人员提供决策依据，确保智能化管理的顺利过渡。3GIS 智能巡检系统3.1GIS 技术介绍GIS 技术依赖于计算机和软件的支持，使用地理信息处理系统来协调、处理空间（地理）型和非空间型数据之间的关系，展示各种地理空间数据之间的联系。GIS 系统通常包括 4 个环节，即数据采集、数据处理、数据分析以及数据展示。GIS 技术满足空间数据采集、管理、处理等工作需求。通过与世界同步的计算机图形技术、地理信息处理技术等，提高技术的应用效果。此外，GIS 系统还具备电力数据报表输出与打印功能，能够满足图纸查询的相关工作需求。GIS 系统最大的特点是能够对空间位置进行有效的处理和分析。第一，展示多种地理信息，并处理和分析各种地理数据；第二，支持实时数据处理，通过监控传感器和卫星等手段及时更新数据；第三，具有多种应用，可以应用于电力系统、城市规划、气象等领域；第四，实现数据可视化，以地图、图表等形式展示数据2。3.2系统组成配电网巡检是对配电网设备进行定期检查，发现潜在的问题并及时处理，避免设备故障对电力供应造成影响。通过保持电力设备的稳定工作状态，可以实现故障的合理控制，延长设备的使用寿命，降低运维成本。将 GIS 应用于配电网巡检管理，可以提高配电管理水平。智能巡检系统由 4 部分组成。第一，设备标识，包括设备的名称、型号、位置等关键信息；第二，巡检工作台，实现对巡视工作的管理，包括记录设备的维护情况、查询历史巡检记录、分配和调整巡检任务等；第三，巡检数据库服务器，合理控制巡检系统设备数据和巡检工作管理数据，满足相关工作需求；第四，通信网络，连接各服务器，提升工作站的服务能力。3.3系统功能3.3.1缺陷管理通过系统化的管理缺陷，分析档案和检修记录，使工作人员对缺陷的理解更深入，从而更好地解决缺陷。这要求工作人员针对线路缺陷展开分析，采取相应的处理措施，并制定关于缺陷的统计报表，以满足系统工作的需求。3.3.2人员管理通过研究GPS数据采集，分析检测人员的到位率，同时对巡检轨迹图进行解析，以满足工作需求。通过系统可以监测工作人员的工作状态，实现对人员的在线监测，并绘制轨迹图，以确保信息的实时传递。3.3.3设备管理在系统工作中，可以实现配电变压器、变电站、配电室等的数据录入，并进行合理的维护工作。利用平面设备图和接线图，可以查询杆塔信号。此外，还要确保配电网线路查询的准确性，以提升设备的管理效果。3.3.4巡视管理利用系统的巡视管理功能，工作人员可以操作菜单并录入信息。相关工作人员可以通过数据库查询信息，并结合地理走向分析巡检人员工作流程，确保巡检工作的顺利进行3。4GIS 技术在配电网管理中的应用场景4.1电网图形服务在配电网的日常巡线过程中，可以绘制电子地图，由巡视人员经过基电杆时将信息录入地图。同时，需要将导线、电感型号等相关信息一并录入，并将杆上横担、绝缘子、开关等设备在地图上精确标注，实现设备实时状态的精准显示。在巡线过程中，通过 GIS系统的数据导入功能，将绘制好的线路图导入移动设备，实现实时定位巡视，并记录巡视轨迹，这样可以 2023 年 9 月 25 日第 40 卷第 18 期 45 Telecom Power TechnologySep.25,2023,Vol.40 No.18 王珂：GIS 技术在配电网 数字化管理中的应用分析有效避免漏巡问题。在系统使用过程中，用户利用GIS 平台的空间信息和拓扑信息资源进行定位、查询统计、电网分析。4.2数据采集服务基层工作人员使用 GPS 接收机，依托卫星定位技术，对 10 kV 公用线路和专用线路进行测量。数据采集完成后，将测得的数据导入 GIS 平台，加载卫星地图，绘制出电网图纸。该图纸不仅能在卫星地图上完整呈现电网网络结构，还会备注线路名称、长度、导线型号和配变名称、型号、容量等配电网信息，为配电网巡检和配电网建设与改造提供了详细的数据参考依据。4.3故障抢修服务故障抢修涉及多个方面的业务，包括故障报修地理定位、报修用户供电关系分析、抢修路径分析以及故障区域分析等。这些业务离不开空间信息系统的支持。电力人员结合用户故障上报信息，借助 GIS 平台实现供电设施、地理位置的连接，从而提高设备检修的控制效果。此外，对于用户投装等工作的现场勘察，要求控制不同区域的故障频率，以提升系统的服务作用4。4.4业扩报装服务在用户业扩报装过程中，可以应用 GIS 平台地理空间信息和电网拓扑模型信息，辅助制定客户接入系统方案和客户受电系统方案，提高供电方案的答复效率。GIS 平台可以根据用户提供的报装信息，结合现有网架与配电变压器容量等情况，自动搜索可用电源接入点，并显示搜索范围内的配电网资源和地理信息，帮助方案制定人员和现场勘查人员完成供电方案的制定和调整工作5。5GIS 技术在配电网数字化管理中的应用优势分析在配电网管理中，运用GIS技术可以建立立体化、智能化的运维新模式。例如，GIS 智能巡检相比人工巡检更加高效便捷，不受地理环境的限制，解决了地形复杂路段人工巡视的难题，大幅提高线路巡视效率，降低巡检作业带来的人身安全风险。通过线路通道环境远程监视、故障预警、短信推送等多种实用功能，线路巡检人员可以全面掌握线路通道的运行信息，从而实现提前预判、及时发现、快速处置风险隐患，提高线路运维效率，确保电网运行更加可靠。通过智能化设备对配电设备和线路进行多维度、立体化巡视，可以提升设备可靠性，有效保障区域内电网建设的稳定性。相比传统人工巡视，GIS 智能巡检的效率大幅提高，为基层配电网巡检工作减负赋能。GIS 技术的应用是数字化配电网应用的缩影，可以有效提高故障处置能力，缩短停电时间，提升供电可靠性。此外，它还可以为线路运维人员提供分析线路绝缘薄弱环节的依据，为线路状态检修提供指导性依据，确保线路的稳定运行和可靠供电6。6结论随着配电网自动化的快速发展，合理运用 GIS地理信息技术、人工智能和大数据等相关数字化手段，实现信息交互、巡检工作状态实时监测、故障点定位图形显示，是配电网管理工作持续发展的方向。电力人员需要熟悉并运用 GIS 相关技术，充分发挥 GIS 作为获取、存储、分析及管理地理空间数据的重要工具作用。以配电网 GIS 应用为基础，持续推进数字化配电网建设，通过数字化手段提高配电网全智能感知监测，提升电网智慧化运维管理水平。参考文献：1 古嘉俊.基于配电自动化的线路故障快速定位研究 J.电气开关，2021，59（5）：52-54.2 高 明.基于 GIS 的城市配电网规划设计研究 J.中国高新科技，2021（17）：75-76.3 谢晓明，杨炎标，李 飞.基于 GIS 的电力系统供电可靠性信息管理平台的研究J.科技资讯，2020，18（35）：50-51.4 王大为.智能电网模式下的配网调控一体化应用 J.建筑与预算，2020（11）：86-88.5 王 涛.基于 GIS 的 10kV 配电网综合自动化系统的研究 D.兰州：兰州理工大学，2020.6 韩照亚，王 凯，苏 龙.基于 GIS 技术的电力配网巡检系统设计分析 J.中国管理信息化，2017，20（24）：51-52.