基于GIS的配电设备运行监控系统

电力18讯：    
兰州电力技术学院  黑晓红

摘要：该文阐述了基于GIS的配电设备运行监控系统的系统架构、工作流程、功能模块，及其在实际中的应用，提出通过对配电设备进行实时监控和数据分析，可以提高配电网络运行管理水平。

关键词：配电设备；GIS；监控技术

中图分类号：TM76 文献标志码：B 文章编号：1003-0867(2008)03-0040-02

为了满足配电网络发展的需要，综合多年配电网络监控技术应用的经验，沈阳市沈北新区农电局提出并开发了“基于GIS的配电网设备运行监控系统”，这套系统是建立在电力地理信息系统的基础上，以实现后台监控系统对故障点逻辑相关信息的判断分析和自动提取相关信息的功能为根本目的，非常符合配电网络迅速发展的需要。本文通过阐述“基于GIS的配电网络设备运行监控系统”的系统架构、工作流程、功能模块，并结合沈北新区农电局道义线、纺校线、开发一线和开发二线四条线路配电设备监控情况，总结出通过对配电设备进行实时监控和数据分析，可以提高配电网络运行管理水平。

1 基于GIS的配电设备运行监控系统的构成

1.1 系统的组成

本系统的架构包括三部分：监控主站、通讯链路、监控终端。

监控主站是本系统的枢纽，位于局调度中心，由主工作站、前置机与数据库服务器组成。主工作站是调度员查询与管理受监控配电设备的窗口，通过GIS将配电线路与设备信息与实际地理位置相对应的显示在电子地图上。前置机与数据库服务器通过数据总线与主工作站连接，其安全性通过监控和双机备份的方式得到保证。监控系统采用orcale 9i数据库平台，能够容纳大量的用户基础数据和历史数据，从而提供了更快和更稳定的运行环境。GIS功能采用的是国际优秀的ArcGIS平台。

通讯链路采用GPRS数据传输方式。GPRS（通用分组无线业务）适用于间断的、突发性的或者是频繁的数据传输，也适合于偶发的大量数据传输的特性，刚好适应于配电网络稳定运行及突发故障的工作状态。通过实时在线、高传输速率、高可靠性的GPRS技术，将采集到的海量数据完整无误的传输到监控主站。根据目前的通讯需要，系统可以满足2000个监控点同时监控的需要，在10个开关同时发生故障并且频繁开断的情况下，系统的响应处理完成时间不会超过2s，根据未来的发展可以采用集群的方式，来满足更大规模和更高水平的监控需求。

监控终端位于现场配电设备端，分为测量监控器与通讯模块两部分。测量监控器与配电设备直接连接，能够测量及整定控制配电设备，可以允许将数据就地存储并保留15～30天，以便于故障的分析。它由COM接口与通讯模块衔接。这种结构适于电力网络的统一监控及分布式管理。

1.2 系统工作流程

本系统的工作流程为：采集－分析－处理三个过程。监控终端来完成对设备及线路信息数据的实时采集与传送，监控主站对积累的海量数据、线路参数的变化进行分析，进而对配电网络进行监控及故障处理。

实时采集设备运行参数。根据这些采集的数据进行分析，借助于GIS对故障点快速定位（包括对终端设备数据的主动提取和分析）、控制开关隔离故障，甚至控制环网手拉手开关的动作等，降低停电时间和停电范围。同时提供综合数据，为监控人员分析线路状况提供全面的综合型的信息（包括线路出口详细信息，开关的动作和动作前后的线路详细信息，开关逻辑相关的分析设备包括变压器的运行信息等），在采用手动执行方式时，为方案制定者提供一个可供参考的隔离故障实施方案。

根据对历史数据的分析，形成开关动作的定值调整等方案，提示控制人员采用相应的方案保持线路的合理、经济、可靠运行。供电负荷的特点是不同季节负荷变化相对较大，本系统能够按照经验整定值、实际负荷情况与季节性负荷预测情况，由实时数据与历史数据相结合分析给出的定值调整方案来整定开关的控制信号。

根据采集的数据和当前GIS设备的现状进行线损理论计算，利用出口代表日均方根电流法、末端电流法、电量法等都可以进行实时在线的线损理论计算。为生产管理提供理论数据依据。

根据设备状况、运行数据、线损数据、GIS地理位置信息综合分析电网架构的合理性，并形成优化更改的建议性方案，为电网更安全稳定、经济可靠地运行提供强大的技术支持和保障。

1.3 系统功能介绍

根据系统架构将系统主要功能模块分成两大部分：监控主站端功能模块与监控终端功能模块。监控主站端作为GIS数据及监控数据显示的基本平台，主要的功能有：GIS地图显示、监控数据查询与维护、远程整定控制参数及权限管理；而监控终端的功能为数据采集与通讯、自动隔离故障。

在设计线路监控终端设备的安装地点时，主要考虑以下三个方面：一是负荷的分布；其次是保护配合的顺序；三为线路的长短和分支的情况，尽可能做到分支线路故障不引起主干开关动作。主干线路故障时，尽可能做到不引起变电所开关动作。因此当配电<