摘要：電力系統(tǒng)的配網管理涉及電網空間分布和內部狀態(tài)變化的復雜問題，信息系統(tǒng)是支持配網管理的基本手段。傳統(tǒng)配網管理信息系統(tǒng)基于表格形式表現對象屬性，無法反映描述對象的空間聯系和系統(tǒng)的空間分布模式。地理信息系統(tǒng)（GIS）能夠有效描述二維空間問題，將GIS技術引入配網管理信息系統(tǒng)將極大地擴展管理信息系統(tǒng)的描述能力和表現形式。分析傳統(tǒng)配網管理信息系統(tǒng)所面臨的問題，提出配網管理GIS系統(tǒng)的目標設計和功能設計，討論配網管理GIS系統(tǒng)的技術路線，結合南充電業(yè)局河東供電局的需求分析，闡述了GIS在供電系統(tǒng)中建立的意義和GIS技術在配網生產經營信息管理中的應用。 關鍵詞：地理信息系統(tǒng)；配電網絡拓撲；GIS；配網系統(tǒng) 　　近年來隨著經濟的發(fā)展，日益增長的用電需求與薄弱的配電網架的矛盾已十分突出。為了提高供電質量，最大限度地滿足國民經濟發(fā)展和社會用電需求，城鄉(xiāng)電網建設與改造工程主要有兩部分內容，一部分是電網設備的建設與改造，另一部分工作則是應用先進科學技術，提高電網生產經營的科學管理水平。根據國內外的應用經驗來看，電力GIS系統(tǒng)是城鄉(xiāng)電網建設與改造工程必須使用的信息技術。 　　GIS（GeographicInformation System）——“地理信息系統(tǒng)”是將自然環(huán)境及人類活動信息以計算機進行“數字化”綜合管理、分析、應用的復合型信息技術。美國政府1998年年初提出的“數字地球計劃”中將大力發(fā)展的主體技術之一就是GIS。作為于20世紀80年代中期才形成的新計算機應用技術，GIS近年來在技術及應用方面得到了迅速發(fā)展，毫無疑問，下個世紀GIS將被深入應用于人類幾乎所有的經濟及生產活動之中。同樣，電力局GIS技術在促進中國電力生產經營管理工作趕超國際先進水平的進程中，也將起到強勁的助推器作用。 　　雖然南充電業(yè)局在信息管理方面取得較大的成績，特別是南充電業(yè)局管理信息系統(tǒng)（MIS）對生產管理已經取得很大的成績；但由于配電網的信息具有空間性和時間性難于統(tǒng)一管理，所以供電局信息的處理，基本上還是處于大部分計算機單機處理、小系統(tǒng)和手工并存的階段。在這一階段中，信息的手工處理和計算機處理并存，傳統(tǒng)的數據交流方式和現代化的傳輸方式同在，難免出現各種問題。隨著該局的不斷發(fā)展和社會政治經濟管理水平的不斷提高，原有的手工處理和計算機處理共存的工作模式已經成為制約南充電業(yè)局河東供電局提高現代化管理水平的瓶頸，因此建立配電網管理地理信息系統(tǒng)已成為必然。 一、系統(tǒng)的設計機理 　　1、解決方案 　　通過對南充電業(yè)局河東供電局管理現狀的分析和需求調查，可以明確：建立南充電業(yè)局河東供電局配網管理地理信息系統(tǒng)（NCPDGIS）具有可行性和必要性。根據企業(yè)管理逐步實現科學化、現代化和無紙化辦公的目標要求，NCPDGIS系統(tǒng)的任務就是順利地完成由手工處理階段向計算機處理階段過渡，使信息管理系統(tǒng)逐步地完整、完善和規(guī)范化，從根本上提高配電網的現代化管理水平。因此NCPDGIS的建設須以配電網生產和技術管理為基礎，以配電網信息管理為核心，面向供電生產需求，靈活地利用AM／FM／GIS技術、數據庫技術、通信和網絡等技術，構造一系列配電網管理模型，最終設計出配電網信息化管理的整體解決方案。實現增效節(jié)能、提高供電可靠性和綜合服務質量，創(chuàng)造更高更好的社會效益和經濟效益的目標。 2、總體設計 　　NCPDGIS的總體設計，是在系統(tǒng)調查和分析的基礎上進行的。它將提出系統(tǒng)的結構框架與規(guī)范標準建議，為系統(tǒng)的分項詳細設計和工程實施提供依據。 　　為便于系統(tǒng)的總體設計達到目標，遵循以下一些原則，作為進行總體設計的指導和依據。 　?。?） 采用軟件工程的方法：任何一個軟件系統(tǒng)都有其一定的生命周期。系統(tǒng)的整個開發(fā)周期，可分為系統(tǒng)調查階段、系統(tǒng)分析階段、系統(tǒng)總體設計階段、分項詳細設計與實施階段、系統(tǒng)試運行階段和系統(tǒng)評價階段，從而保證系統(tǒng)開發(fā)的科學性和開發(fā)的質量。 　?。?） 系統(tǒng)整體性原則：NCPDGIS系統(tǒng)的開發(fā)是從全局出發(fā)以企業(yè)發(fā)展規(guī)劃與目標為依據，仔細分析各方面需求來實現整體目標。即系統(tǒng)設計面向功能、面向全局各部門。 　?。?） 系統(tǒng)的開放性原則：系統(tǒng)的開放性表現為對外界有良好的信息交換能力，對內部有良好的互聯與兼容能力，對用戶提供充分的維護與擴充功能，有較強的應變能力以適應企業(yè)與環(huán)境變化。 　?。?） 系統(tǒng)的穩(wěn)定性原則：系統(tǒng)從實際出發(fā)，符合企業(yè)的條件和人員素質狀況，在人機界面的設計上應與實際相符合，為系統(tǒng)的使用者提供良好的人機界面。 　?。?） 系統(tǒng)的分步實施原則：NCPDGIS系統(tǒng)的開發(fā)與建設，采用“統(tǒng)一規(guī)劃、分步實施、實用當先、易于擴充”的方針，整個系統(tǒng)的建設在統(tǒng)一規(guī)劃指導下，分階段進行，使系統(tǒng)邊建設邊發(fā)揮效益。 　　軟件采用的結構和程序模塊化構造，要充分考慮系統(tǒng)的可擴充性和可維護性，留有再開發(fā)的接口，在用戶需求變化比較大的情況下，可以根據需要修改某個模塊、增加新的功能以及重組系統(tǒng)結構以達到程序可重用的目的。另外對數據庫表的修改維護可以在很短時間內完成。 二、系統(tǒng)約定、拓撲關系的設計與實現 　　1、系統(tǒng)約定 　　（1） 變電站：變電站（拉框繪制）是畫所有設備的起點，點取變電站內任意位置畫出電源點，由電源點來連通拓撲； 　?。?） 出線開關：點取變電站邊框位置來繪制，由它引出線路； 　　（3） 開關刀閘：開關刀閘作為線路的分斷，可以畫在一段導線中間，把該導線分斷為兩段導線，也可畫在導線端點，然后在這個開關上再引出一段導線。 　　（4） 線路：主線從出線開關引出，線路上可有多個關鍵桿，支線必須由關鍵桿引出，所有線路雙擊結束。 　　（5） 變壓器：變壓器只能掛接于導線的末端，也就是在設計變壓器時，必須引出一段導線，即點取任意導線末端拉出一定位置和方向放開； 　　（6） 聯絡開關：聯絡開關是常開的開關，當兩條線路中間有聯絡線時，聯絡線上的開關（即聯絡開關）在電網正常運行時處于斷開狀態(tài)； 　　（7） 架空電桿：畫在一段導線中間，點取導線上任一點拉出一定位置放開。 2、電網拓撲關系 　　電網拓撲關系是按照各類設備在地圖上的相鄰關系，并遵循現實中電網設備的連接關系，由變電站出線開關起始，沿送電方向記錄線路上的設備，直至線路終點。 　　3、拓撲關系的建立 　　由于現實中電網設備的連接關系有上、下級，起點、終點的區(qū)分，因此在繪制電網設備圖，建立電網拓撲關系的設計過程中就必須遵循沿電流方向的原則。首先繪制變電站、站內電源點及變電站的出線開關，然后繪制出線開關引出的導線，輸入導線的屬性信息后，再繪制導線上的各種用電設備。遇到兩條線路中間有聯絡線時，聯絡開關為聯絡線上的電網正常運行時斷開的開關；最后用主窗體右下方的“連通設備”按鈕點取站內電源點與該站的某出線開關把電源連通，每個出線開關在新繪制時都要與該站內電源點連通。 三、NCPDGIS的主要功能 　　NCPDGIS系統(tǒng)實現的主要功能有： 　　①圖形和數據的錄入及編輯功能； 　　②道路名、線路名跟蹤功能； 　　③設備的快速定位功能； 　?、苣M倒閘和停電統(tǒng)計； 　　⑤單線圖管理； 　?、迼l圖管理； 　?、呦到y(tǒng)圖的自動生成及維護功能； 　?、嘧冸娬緝纫淮谓Y線圖； 　?、峋€路設計； 　　生產管理： 　　設備統(tǒng)計； 　　與SCADA實時信息的接口； 　　通用報表輸出工具； 　　系統(tǒng)數據維護； 　　權限控制； 　　安全日志管理。 四、系統(tǒng)在管理和生產上的應用 　　該系統(tǒng)的應用使南充電業(yè)局河東供電局的工作質量和效率得到極大的提高，已經從量的變化轉變?yōu)橘|的飛躍，其實用性、高效率和易操作性深受使用者的普遍歡迎，主要表現在以下幾個方面。 　　（1） 設備統(tǒng)計：該統(tǒng)計功能的實現，將以往所有設備運行專責人每年末需要10到20天時間完成的現場設備資產統(tǒng)計工作變?yōu)橐惶烊客瓿桑òù蛴。?，效率得到極大提高。 　?。?） 設施資料的更新和查詢：過去采用手工翻閱多本圖冊和臺帳才能完成的查詢工作，現在僅用幾秒鐘就完成了所有相關內容的查閱。 　　（3） 設施圖紙和相關資料的共享：過去各部門之間經常要傳送一些相關的圖紙和資料，以解決交叉資料的使用和維護問題，采用該系統(tǒng)從根本上解決了各部門之間圖形和數據資料的“分散加工”與“整體共享”的矛盾。 （4） 顯示停電影響范圍以及停電設備和用戶的自動查詢和統(tǒng)計功能，可事先通知相關的重要單位，避免不必要的損失。 五、結論 　　通過對配網管理地理信息系統(tǒng)的設計目標和功能應用得到以下結論。 　?。?） 根據南充電業(yè)局河東供電局配網管理的需求，給出建立配網管理GIS系統(tǒng)的技術路線和技術思路； 　　（2） 給出配網管理信息系統(tǒng)的功能設計和功能的實現的過程； 　?。?） 建立南充電業(yè)局河東供電局配網管理地理信息系統(tǒng)（NCPDGIS），提高了供電業(yè)務管理水平和工作效率，在提高配網的安全穩(wěn)定和高效經濟運行水平方面以及在提高事故情況下的快速反應能力。