配网地理信息系统在镇海110KV宝山变

电力18讯：    作者: 高颂九    来源: 农村电气化


摘要：配网GIS地理信息系统应用于110KV宝山变电所可行性报告的编制，不但大大提高了工作效率，而且使报告更加切实可行、具有说服力，同时，使该报告与城网的规划溶为一体，为城区配网建设与发展奠定结实的基础。

关键词：配网 地理信息系统（GIS） MIS 110KV宝山变 规划 城网

一、概述

镇海城区面积15平方公里，2000年城区总用电量17573万千瓦时，负荷达5.43万千瓦，城区的供电由110KV静德变和35KV热电变供电。由于1979年建造的110KV静德变紧邻镇海电厂，存在短路容量大、设备陈旧、出线间隔不足的窘境，而由热电厂直接供电的10KV线路存在电压波动大、供电可靠性低的缺陷。随着城区居民对供电质量要求的不断提高，同时，城区北部的后海塘工业区经济发展迅猛，负荷增长快速，为此，计划于2002年在城区后海塘新建一座110KV宝山变电所，并于2001年初着手编写“镇海110KV宝山输变电工程可行性研究报告”。基于配网地理信息系统的可行性报告的编写，不但大大提高了工作效率，而且使报告更为科学、合理，并与城网规划溶为一体，为今后城市配网的建设打下了结实的基础。

二.可行性报告的要求

一份完整的110KV宝山变电所可行性报告，至少应具备以下内容：

1、城区负荷分布情况及预测；

2、城区电量现状及预测；

3、城区面积；

4、城区供电规划图；

5、原有电网存在的问题；

6、城区现有电缆排管及规划电缆排管图；

7、新建每条10KV供电线路所在供电区域及区域内负荷、电量情况；

8、新建每条10KV线路所在供电区域面积；

9、35KV线路出线方案及线路长度；

10、10KV线路出线方案及线路长度；

11、城区整体35KV线路及10KV配网网络现状图；

12、规划中的110KV宝山变电所所在位置图；

13、110KV线路路径图；

14、变电所所在区域及道路标高；

15、大件运输道路情况；

16、资金概算；

当然还有工程地质情况、水文气象、、地形地貌、用水排水等一系列要求。

可以说，可行性报告的编制涉及到许多部门，要提供各种数据和资料，是一项很繁重、复杂的工作。以往编制时，在一张纸质的行政图上，用各色笔划区域、划线路、标位置，并由调度、用电、供电所提供线路负荷、电量、线路参数等各类数据，还要不停地奔波于规划、市政等各部门。而我局此次用配网GIS地理信息系统来辅助报告的编制，感觉比较轻松，效果令人满意，并得到了市局有关领导的赞许。

三、 配网GIS地理信息系统介绍

我局自98年9月开始与国电信息技术股份有限公司（原名东莞高智公司）合作开发MIS管理信息系统（包括GIS地理信息系统），GIS的系统构架是：以ORACLE数据库为信息基础，结合ORACLE空间数据库和Mapinfo SpatialWare的空间数据管理系统，对地理信息和MIS管理系统的信息进行综合处理。系统（GIS）客户端是在Mapinfo运行平台或Mapinfo MapX的浏览平台上，通过Mapinfo SpatialWare的空间数据管理系统提供的SQL体系进行地理信息和电力管理信息的查询与分析，也可通过ODBC与ORACLE空间数据库的连接进行地理信息和电力管理信息的查询与分析。该系统自99年10月全面投入试运行后，运行情况良好，并于2001年3月通过省局实用化验收。

我局MIS系统功能模块如图一所示。


图一 镇海局MIS系统功能模块图

MIS以传统的关系数据库的形式反映ORACLE中的数据，而GIS是把ORACLE传统数据库中的抽象的用电户、杆塔、配电线路、变压器、开关以及变电所等，转化成电子地图上有位置特征、视觉效果和属性数据的点、线、面，二者使用同一个后台数据库，在GIS平台上完全可以调用MIS中的数据，而GIS中完成的数据，同样在MIS中得到反映。“镇海110KV宝山输变电工程可行性报告”的编制，综合运用了GIS中的各项功能、各种资源，使报告编制快捷、方便、科学、合理。

四、 基于GIS的可行性报告编制

以本人负责编写的“镇海区110KV宝山输变电工程可行性报告”为例，阐述配网GIS地理信息系统在报告编制中的综合应用。

1、城区负荷及电量情况

在MIS中，可查询获得城区线路名称，并通过从SCADA转入MIS中的线路负荷数据，轻易得出城区最大负荷；查询MIS中城关供电所的售电量，即可获得城区电量情况。此数据的获得，无论是利用GIS地理信息系统或是常规的方法，总体上来说均较为容易，只是利用GIS不必再要求其它部门的频繁配合，只要利用MIS及GIS，报告编制人员即可单独完成相关的内容。

2、城区规划供电图

我区城区采用划块供电原则，按地理位置及负荷水平，把城区划成17个供电块，每块由一条10KV主线从变电所供电到供电块域，主线具有5000KW供电能力。当块域负荷增大到200~300A时，供电块域一分为二，最终块域负荷控制在150A之内。供电块内采用10KV开关站，主线供电至开关站后，由开关站放射性地向四周供电，每一供电块内建设一个开关站，每三个开关站为一组，互相联络、互为备用。变电所出线至开关站主线采用YJV22-240铜芯电缆，开关站出线采用JKLYJ-10-120绝缘导线或YJV22-120电缆。城区电缆敷设以排管为主。其典型10KV开关站主接线图见图三。在后海塘地区，目前暂不建设开关站，但仍采用划块供电方式，在110KV宝山变电所建成后，就按划块方案进行10KV出线布置。

GIS中有一项功能，只要在地图上圈住一块地块，就会自动计算出该块域的面积。对于不规则的地域，该项功能可以准确到m2，而在常规设计中根本做不到这一点，只好粗略估算。本次利用配网GIS地理信息系统获得的划块图，我们对每一块域的面积都进行了精确的计算，此事在GIS上只是举手之劳。


图三 典型10KV开关站主接线图

3、原有电网状况分析

此是GIS的最基本又最重要的一项功能，通过线路层、电缆排管层、地理层的随意叠加，可以很清楚地得到线路、电缆、排管等分布图，并可打印，便于配网合理规划，

在配网GIS地理信息系统中，可按查询要求，自动统计并列出导线规格等于或小于某种截面的导线，列出某种型号的配变、闸刀、熔断器、避雷器，列出供电半径大于多少的线路，列出线损大于多少的线路等，从而找出配网的薄弱环节进行分析，为可行性报告编制提供依据。以上这些资料，为110KV宝山变建成后，合理地规划35KV及10KV出线奠定了基础。

4、10KV供电块域负荷及电量情况

为了使110KV宝山变建成后，每一条10KV出线方案均有可靠的依据，我们还须对每一供电块域的容量、负荷、电量现状作精确的计算，并为预测提供依据。

由于调度SCADA系统所能采集并保存下来的负荷数据只有各变电所主变及各出线的历史及现状数据，而10KV出线规划最关心的是各供电块域内负荷的历史及现状数据，例如城区的白龙地块，该地块面积0.5km2，目前有四条10KV线路经过该地块，该地块上的负荷分别从该四条线路上支接，因而无法正确掌握该块域的负荷状况，为该块域的合理规划带来了一定的困难。

此次我局运用配网GIS地理信息系统进行110KV宝山变电所可行性报告编制，使该难题得到了较好的解决。在配网GIS地理信息系统上，每台变压器都有一个确切的地理位置，每台变压器都明确地连接在相应的10KV线路上，划定块域后，配网GIS地理信息系统可以自动统计出该块域内的配变容量及负荷状况。如白龙块域，经配网GIS地理信息系统自动统计，该块域内共有10KV配变5415KVA/29台，其中接包家线810KVA/6台、接城工线120KVA/3台、接新后线3820KVA/18台、接张鉴线665KVA/2台，而包家全线有配变2535KVA/19台、城工全线有配变1500KVA/17台、新后全线有配变6460KVA/39台、张鉴全线有配变4745KVA/23台。通过调度SCADA与MIS系统接口，配网GIS自动查询线路的历史最高负荷，得出我区最大负荷出现在2000年7月24日，该日负荷电流为：包家线42A、城工线48A、新后线134A、张鉴线111A，根据配变容量分配法，得出白龙地块的最高负荷为42A*（810/2535）+48A*（120/1500）+134A*（3820/6460）+111A*（665/4745）=112A，以上工作均由GIS自动完成，快捷、准确。由此为依据，根据确定的高低二种负荷预测方案，得出“十五”未期，该地块内高负荷为112*（1+0.0969）5=178A，低负荷为112*（1+0.0718）5=158A，也就是说，在“十五”期间，该块域可以根据划块供电原则，作为一个供电块域，因此，在2000年的城网建设中，我局在该地块内新建了一个10KV开关站，并进行线路的改接，待110KV宝山变建成后，由一条10KV新出线供此地块用电。

同样，在MIS的用电电费输入时，其电量是按配变、按线路归类的。运用GIS查出块域内的配变，就可以自动计算出该块域内的高低压用户数及电量。

此次可行性报告编制中结，结合镇海区“十五”电网规划，根据负荷分布现状，运用“九五”期间全区负荷递增率，并参照市、区政府整体建设规划方案，确定高低二种负荷预测方案：高方案时，负荷最高增长率为9.69%；低方案时，负荷最高增长率为7.18%。根据全区确定的电量高低二种方案：高增长率为9.47%，低增长率为6.97%，预测“十五”期间电量。

由于各块域内负荷性质并非一致，如白龙块域以居民为主，而仓储块域则以工业为主，因而其负荷增长率并非一致，今后，我们将由配网GIS地理信息系统按月自动计算各块域内负荷水平，并将计算结果由系统自动保存，并生成负荷曲线，分析负荷增长率，其增长率作为该地块负荷预测增长率的一个重要数据，在以后的滚动规划中，不断修正原增长率，为以后新增线路提供可靠的依据。

5、 电缆排管布置

电缆及电缆排管的应用，是城区电网建设的一大特点，目前，城区10KV线路总长为80KM，而电缆已占35KM，在110KV宝山变建成后，其出口均为电缆，预计将新增电缆20KM。在城区，电缆敷设均采用排管型式。排管及电缆施工完成后，一定要保存详细的资料，不然在要新放电缆时，将很难确定一个周详的施工方案，一旦电缆发生故障时，也不能很快地查找故障点。电缆及电缆排管的资料主要有：

5.1在城区的15km2面积上，采用1：500地图，描出电缆及电缆排管在地图上的走向。

5.2电缆工作井在地图上的位置。

5.3电缆井及电缆排管剖面图，以及每一根电缆在电缆排管中的位置.
5.4每一段电缆的长度、规格、投运日期等技术参数。

5.5每个电缆终端头及中间接头的位置、电缆头型号、制作人员、投运日期等。

5.6每根电缆在每个电缆井中的盘圈长度。

5.7每根电缆的试验报告。

5.8电缆故障及测寻记录。

5.9电缆井及电缆沟的环境情况，如积水等。

这些资料在常规方法的维护中比较分散、容易丢失，调用不方便。我局利用GIS来维护管理电缆及电缆排管的资料后，使资料详尽、管理方便，调用、查阅、统计、分析也更加灵活。

此次，根据GIS上电缆排管及电缆的现状，结合110KV宝山变建成后电缆的走向，我局在2001年8月份，利用市政开挖路面的条件，新建了部分电缆排管，并用GIS进行管理，为今后合理出线提供了方便。

6、 变电所位置及路径

变电所的位置和路径由规划处出图，我们根据其出的规划图，把位置及路径描到GIS上（地图比例为1：500），从而使变电所位置、110KV路径、35KV线路、10KV线路、周边环境、道路等在GIS上形成一个总体布局，使得110KV宝山变规划出线变得更为可行、可靠。根据图上的道路情况，我们可以获得大件进所道路方案；根据地图上的标高，确定变电所所在位置的标高；根据GIS上电网现状布置情况，结合变电所位置及道路情况，决定出线及改接方案。

7、 资金概算

此处资金概算指的是35KV及10KV配套中的资金概算。在GIS上有一项功能，即可以运用标尺功能，轻易量出每一段线路的长度，因此，根据GIS上规划的线路出线方案，可以很容易地确定每一条35KV线路及10KV线路出线长度。我局此次决定新出10KV线14条，改接6条，对每一条10KV线路到达的供电块域、出线长度均作了详细的规划，根据测出的线路长度，可以比较准确地得出所需资金，并在可行性报告中注明，使110KV宝山变建成后，配套资金有了可靠的保证。35KV线路也是同样处理。

基于配网GIS地理信息系统的“110KV宝山输变电工程可行性报告”，得到了市局计划处有关领导的肯定，认为该报告详尽可信，每一供电块域的面积、配变容量、负荷、电量均非常清楚，每一条出线所在块域、线路长度、线路改接方案等都非常明确。

配网GIS地理信息系统在我局已得到广泛的应用，该报告的编制仅是其中实用的一例。我局的配网地理信息系统在创国一流验收中，作为“科技进步和企业现代化管理”的项目，得到了华东局和省局有关领导的赞许和肯定。

联系地址：高颂九 宁波市镇海区招宝山街道车站路#1镇海供电局（315200）电话：（0574）86272661-2309