隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，配電網(wǎng)規(guī)模也隨之迅速擴(kuò)張，但電網(wǎng)建設(shè)存在重視發(fā)電，輕輸送配電的現(xiàn)象。整個(gè)配電網(wǎng)建設(shè)缺乏前期的勘測(cè)、考察和規(guī)劃，導(dǎo)致電網(wǎng)的分布不合理，線路供電半徑過(guò)長(zhǎng)，電網(wǎng)接線隨意，導(dǎo)致線路復(fù)雜、迂回供電等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了供電的質(zhì)量和效率，降低了供電的可靠性。

　　為了保證配電網(wǎng)健康發(fā)展，改變配電網(wǎng)建設(shè)滯后的局面，提高配電網(wǎng)管控力度，確保配電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行，更好的滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展的電力需求，國(guó)家電網(wǎng)公司提出規(guī)劃引領(lǐng)的指導(dǎo)思想，全面實(shí)施《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則》，強(qiáng)化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)作用，提高配電網(wǎng)發(fā)展質(zhì)量，對(duì)配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)提出規(guī)范性要求。

　　在配網(wǎng)規(guī)劃中需要對(duì)海量電網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、整理、驗(yàn)證和分析，從而發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)中存在的薄弱環(huán)節(jié)，在依據(jù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市規(guī)劃等各種因素，從而確定預(yù)選項(xiàng)目，以確保整個(gè)電網(wǎng)規(guī)劃的合理性、有效性和可靠性。

　　配電網(wǎng)規(guī)劃前期數(shù)據(jù)收集、整理、考證目前依靠大量人工來(lái)完成，耗費(fèi)大量的時(shí)間和人力成本，很難保證資料的正確性、實(shí)時(shí)性，從而直接影響到后續(xù)階段的電網(wǎng)分析和儲(chǔ)備項(xiàng)目選擇的準(zhǔn)確性。如何高效完成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集、整理以及規(guī)范圖資管理，為儲(chǔ)備項(xiàng)目選擇提供可靠的依據(jù)是擺在我們面前的一個(gè)巨大難題。

　　本文通過(guò)研究和探討配電網(wǎng)規(guī)劃平臺(tái)實(shí)現(xiàn)從生產(chǎn)管理系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)和用電采集系統(tǒng)獲得配電網(wǎng)規(guī)劃基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)，使基礎(chǔ)資料具有實(shí)效性、準(zhǔn)確性、權(quán)威性，從而更加合理進(jìn)行規(guī)劃項(xiàng)目確立和篩選，并對(duì)整個(gè)規(guī)劃過(guò)程中的圖資進(jìn)行有效管理。

　　通過(guò)研究與應(yīng)用可以提升電網(wǎng)規(guī)劃管理水平，為實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全生產(chǎn)和供電優(yōu)質(zhì)服務(wù)提供技術(shù)保障，從而取得巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

　　1、基于矢量圖形的配網(wǎng)規(guī)劃平臺(tái)研發(fā)

　　配電網(wǎng)規(guī)劃主要工作是對(duì)配電網(wǎng)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并結(jié)合負(fù)荷預(yù)測(cè)，解決特定區(qū)域配網(wǎng)供電能力不足、配網(wǎng)設(shè)備線路老舊、可靠性差等問(wèn)題，并結(jié)合不同的供電區(qū)域類別提出配電網(wǎng)的線損率、供電可靠率、電壓質(zhì)量等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，并在規(guī)劃期內(nèi)達(dá)到目標(biāo)。

　　因此配網(wǎng)規(guī)劃過(guò)程中無(wú)論是改造項(xiàng)目，還是新建項(xiàng)目的確立，均基于當(dāng)前配電網(wǎng)的現(xiàn)狀。實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的配電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是優(yōu)化生成配電網(wǎng)儲(chǔ)備項(xiàng)目需求的重要基礎(chǔ)，能科學(xué)有效指導(dǎo)項(xiàng)目安排。

　　配電網(wǎng)規(guī)劃現(xiàn)狀基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料主要包括設(shè)備臺(tái)賬資料以及圖紙資料，雖然資料已經(jīng)實(shí)現(xiàn)電子化、信息化多年，但由于這兩種資料特性不同，導(dǎo)致收集整理難度差別很大。

　　設(shè)備臺(tái)賬資料大多以文本表格形式存在，容易檢索、過(guò)濾、抽取，整理和匯總相對(duì)簡(jiǎn)單；而圖紙資料以圖形形式存在，在圖形檢索、過(guò)濾、抽取目前存在難題。圖形資料主要存儲(chǔ)于地理信息管理系統(tǒng)和生產(chǎn)管理系統(tǒng)中，二者之間圖形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式有很大差別。

　　地理信息管理系統(tǒng)將圖形和屬性整合，提供多種基于圖形或?qū)傩缘牟樵兘y(tǒng)計(jì)，并能進(jìn)行拓?fù)浜涂臻g分析；生產(chǎn)管理系統(tǒng)中使用圖形資料是線路單線圖，它僅是線路設(shè)備圖元的組合，沒(méi)有拓?fù)浜偷乩砦恢?，但每個(gè)圖元可以關(guān)聯(lián)到詳細(xì)的臺(tái)帳資料信息。

　　配電網(wǎng)規(guī)劃平臺(tái)從地理信息系統(tǒng)中獲得線路設(shè)備的地理位置坐標(biāo)、電氣拓?fù)?，從生產(chǎn)管理系統(tǒng)中獲得設(shè)備臺(tái)帳信息，通過(guò)線路和設(shè)備名稱進(jìn)行二者關(guān)聯(lián)，并結(jié)合矢量圖形形成包含臺(tái)帳、地理位置和電力拓?fù)湫畔⒌耐暾F(xiàn)狀電網(wǎng)。在基于矢量圖形的現(xiàn)狀電網(wǎng)基礎(chǔ)上，在接入用電采集系統(tǒng)和SCADA系統(tǒng)將用電量和負(fù)荷數(shù)據(jù)引入系統(tǒng)中，從而構(gòu)成能滿足電網(wǎng)規(guī)劃所要求的全部數(shù)據(jù)。

　　1.1平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)

　　整個(gè)系統(tǒng)依據(jù)使用場(chǎng)景的差別，被劃分成桌面端和移動(dòng)端應(yīng)用二部分，核心由企業(yè)數(shù)據(jù)總線、數(shù)據(jù)融合平臺(tái)、配網(wǎng)規(guī)劃決策支持系統(tǒng)和配網(wǎng)規(guī)劃移動(dòng)作業(yè)系統(tǒng)組成，如圖1所示。

　　1）企業(yè)服務(wù)總線：以服務(wù)形式與現(xiàn)有的生產(chǎn)管理系統(tǒng)、用電采集系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)和SCADA系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信和整合，自動(dòng)抽取配電網(wǎng)運(yùn)行方面的日常數(shù)據(jù)，從而獲得規(guī)劃所需要的現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，同時(shí)達(dá)到對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)影響最小。

　　2）數(shù)據(jù)融合平臺(tái)：配網(wǎng)規(guī)劃中不僅需要基礎(chǔ)設(shè)備臺(tái)帳資料，還需要地理坐標(biāo)位置、電氣拓?fù)?、?fù)荷等數(shù)據(jù)。企業(yè)服務(wù)總線獲得各系統(tǒng)中存儲(chǔ)的設(shè)備臺(tái)帳資料、用電量、設(shè)備線路地理位置、電氣拓?fù)潢P(guān)系和負(fù)荷等現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，但這些系統(tǒng)之間存在信息孤島，需要將數(shù)據(jù)進(jìn)行融合后形成完整現(xiàn)狀電網(wǎng)數(shù)據(jù)，融合平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)智能化數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)和集成，對(duì)其中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題再輔助以人工補(bǔ)錄和核對(duì)。另外，與配網(wǎng)規(guī)劃強(qiáng)相關(guān)的城市經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、城市規(guī)劃等第三方數(shù)據(jù)也通過(guò)該平臺(tái)輸入到系統(tǒng)中。

　　3）配網(wǎng)規(guī)劃決策支持系統(tǒng)：對(duì)配網(wǎng)規(guī)劃中圖紙資料管理、電網(wǎng)現(xiàn)狀分析、負(fù)荷預(yù)測(cè)分析、儲(chǔ)備項(xiàng)目分析、規(guī)劃方案分析等核心管理和分析，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)規(guī)劃的智能化、可視化。

　　4）配網(wǎng)規(guī)劃移動(dòng)作業(yè)系統(tǒng)：對(duì)配網(wǎng)規(guī)劃中戶外現(xiàn)場(chǎng)勘查作業(yè)提供有效支持，實(shí)現(xiàn)勘查設(shè)備準(zhǔn)確定位導(dǎo)航，規(guī)范勘查中資料收集，主要包括圖紙資料瀏覽、電網(wǎng)瀏覽、設(shè)備導(dǎo)航和勘查資料管理等。

　　圖1平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)

　　1.3設(shè)備篩選與項(xiàng)目初選

　　配電網(wǎng)建設(shè)受到建設(shè)用地、資金、政府政策等眾多內(nèi)外因素的影響，雖然最近幾年國(guó)家對(duì)配電網(wǎng)投入不斷加大，但配電網(wǎng)隨著城市不斷擴(kuò)張，規(guī)模也隨之增加，需要建設(shè)、改造資金缺口仍然很大。

　　在配電網(wǎng)規(guī)劃過(guò)程中如何科學(xué)的、合理的進(jìn)行項(xiàng)目篩選優(yōu)化，從而促進(jìn)配電網(wǎng)項(xiàng)目的有序規(guī)劃和建設(shè)，緩解需求與投資資金、自然資源有限的矛盾，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)建設(shè)滿足電力發(fā)展以及用電需求增長(zhǎng)的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)有限投資資金利用效用最大化，對(duì)提高配電網(wǎng)可靠性、安全性等方面至關(guān)重要。

　　配電網(wǎng)規(guī)劃平臺(tái)通過(guò)提供現(xiàn)狀電網(wǎng)地理接線圖、電網(wǎng)網(wǎng)架圖、變電站供電范圍圖、負(fù)荷分布圖等矢量圖形以及配變?nèi)萘?、線路長(zhǎng)度、線路導(dǎo)線規(guī)格等統(tǒng)計(jì)報(bào)表數(shù)據(jù)，對(duì)現(xiàn)狀進(jìn)行負(fù)載、出線間隔和N-1校驗(yàn)等分析，發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)中存在問(wèn)題，參照規(guī)劃導(dǎo)則要求制定配電網(wǎng)規(guī)劃目標(biāo)。

　　規(guī)劃平臺(tái)根據(jù)配電網(wǎng)現(xiàn)狀指標(biāo)、規(guī)劃目標(biāo)指標(biāo)，并結(jié)合線路地理位置、地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展數(shù)據(jù)、城市規(guī)劃等因素，進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)、最佳供電分區(qū)區(qū)域，最終確定較為合理的規(guī)劃項(xiàng)目。

　　配電網(wǎng)規(guī)劃過(guò)程中規(guī)劃項(xiàng)目確立的合理性和科學(xué)性極其重要，平臺(tái)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮到使用易用性、準(zhǔn)確性、可靠性。平臺(tái)對(duì)設(shè)備篩選和項(xiàng)目初選，遵守如下基本原則：

　　1）對(duì)于電力供應(yīng)比較緊張，變電站負(fù)載率偏高地區(qū)，考慮主變擴(kuò)容或者調(diào)整供電分區(qū)范圍；

　　2）對(duì)于城市新區(qū)，負(fù)荷增長(zhǎng)較快，考慮新增變電站并預(yù)留足夠間隔，滿足未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要；

　　3）對(duì)于電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)無(wú)法通過(guò)N-1檢驗(yàn)地區(qū)，供電可靠性較低，通過(guò)合理增加線路聯(lián)絡(luò)，提高供電可靠性；

　　4）對(duì)于老舊設(shè)備線路、線徑偏小的線路無(wú)法滿足規(guī)劃要求則進(jìn)行更換或者拆除新建。

　　配網(wǎng)規(guī)劃平臺(tái)通過(guò)設(shè)定相關(guān)條件，按照規(guī)則自動(dòng)生成若干儲(chǔ)備項(xiàng)目，并通過(guò)矢量圖形進(jìn)行展現(xiàn)，規(guī)劃人員在結(jié)合地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況、地理?xiàng)l件等因素，進(jìn)行二次儲(chǔ)備項(xiàng)目的選擇。

　　配網(wǎng)規(guī)劃過(guò)程中對(duì)同一段線路由于從不同分析角度往往會(huì)產(chǎn)生多個(gè)儲(chǔ)備項(xiàng)目，通過(guò)矢量圖形實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)備項(xiàng)目可視化，可以依據(jù)需要將這些儲(chǔ)備項(xiàng)目進(jìn)行合理打包，提高將來(lái)設(shè)計(jì)和施工效率，降低了成本。

　　針對(duì)老舊設(shè)備線路改造方面，規(guī)劃平臺(tái)按照導(dǎo)則要求，可在系統(tǒng)設(shè)定條件，搜索不符合導(dǎo)則要求的設(shè)備線路清單，合理制定分年度建設(shè)方案。充分考慮設(shè)備關(guān)聯(lián)關(guān)系，統(tǒng)籌高壓、低壓；主線、支線的建設(shè)與改造，合理制定分年度建設(shè)方案，并進(jìn)行項(xiàng)目初選，全面服務(wù)一流配電網(wǎng)建設(shè)，如圖3所示。

　　圖3生成線徑偏小儲(chǔ)備項(xiàng)目算法

　　1.4現(xiàn)場(chǎng)勘查導(dǎo)航功能應(yīng)用

　　為了提高配網(wǎng)規(guī)劃項(xiàng)目合理性、準(zhǔn)確性，在變電站、線路設(shè)備新增、改造時(shí)有時(shí)需要到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘查，從而確定了新增改接線桿、埋設(shè)電纜的地理位置以及線路長(zhǎng)度。配網(wǎng)規(guī)劃人員并非是線路生產(chǎn)運(yùn)行人員，對(duì)設(shè)備線路實(shí)際地理位置以及周邊環(huán)境并不熟悉，配電網(wǎng)規(guī)劃平臺(tái)需要對(duì)準(zhǔn)確、快速的到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)勘查提供解決方案。

　　地理信息系統(tǒng)中擁有基于WGS84坐標(biāo)系的設(shè)備線路地理位置信息以及電網(wǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)，配網(wǎng)規(guī)劃平臺(tái)通過(guò)讀取這些數(shù)據(jù)，重新生成適用于移動(dòng)應(yīng)用的電網(wǎng)矢量圖形，結(jié)合移動(dòng)地圖導(dǎo)航技術(shù)，解決現(xiàn)場(chǎng)勘查最后一公里的問(wèn)題。

　　配網(wǎng)規(guī)劃人員在現(xiàn)場(chǎng)勘查出發(fā)前，可以通過(guò)移動(dòng)端終端下載現(xiàn)場(chǎng)所有相關(guān)資料，避免攜帶紙質(zhì)資料不便和遺漏問(wèn)題；在現(xiàn)場(chǎng)勘查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)與實(shí)際收集資料中存在偏差，可以通過(guò)移動(dòng)終端應(yīng)用進(jìn)行補(bǔ)充，并現(xiàn)場(chǎng)拍攝照片和視頻，為現(xiàn)場(chǎng)勘查工作提供有力的支持。

　　規(guī)劃平臺(tái)在導(dǎo)航功能應(yīng)用上集成百度地圖移動(dòng)路徑導(dǎo)航功能，避免重復(fù)開(kāi)發(fā)、同時(shí)降低成本。用戶在移動(dòng)作業(yè)系統(tǒng)中查找定位到需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查的線路設(shè)備，進(jìn)行導(dǎo)航操作。

　　系統(tǒng)將電力設(shè)備的GPS坐標(biāo)傳送到百度地圖中，會(huì)搜索從當(dāng)前地理位置到待勘查線路設(shè)備之間的道路路線，當(dāng)規(guī)劃人員向勘查線路設(shè)備方向出發(fā)時(shí)，會(huì)及時(shí)指引行走道路和方向，實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備導(dǎo)航，彌補(bǔ)百度導(dǎo)航只能進(jìn)行地理位置定位的局限，如圖5所示，其中起點(diǎn)即規(guī)劃人員當(dāng)前地理位置，終點(diǎn)為待勘查線路設(shè)備，藍(lán)色路線為導(dǎo)航路線。

　　圖5導(dǎo)航應(yīng)用

　　2、展望

　　基于矢量圖形的配網(wǎng)規(guī)劃平臺(tái)規(guī)范了圖資管理，構(gòu)建權(quán)威的現(xiàn)狀基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并結(jié)合移動(dòng)端導(dǎo)航應(yīng)用為現(xiàn)場(chǎng)勘查提供便利，按照規(guī)劃原則實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)備項(xiàng)目篩選，但配電網(wǎng)規(guī)劃是為了實(shí)現(xiàn)多個(gè)目標(biāo)，需要在多階段進(jìn)行不斷優(yōu)化的復(fù)雜系統(tǒng)工程。

　　負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)是配電網(wǎng)規(guī)劃項(xiàng)目選擇的重要依據(jù)之一，系統(tǒng)需要引入多種負(fù)荷預(yù)測(cè)分析方法和模型，使其獲得更加準(zhǔn)確的結(jié)果，并不斷完善與儲(chǔ)備項(xiàng)目分析的整合，建立一套依據(jù)負(fù)荷變化自動(dòng)生成變電站新建/擴(kuò)容、線路改接等項(xiàng)目。儲(chǔ)備項(xiàng)目分析在聯(lián)絡(luò)率、分段數(shù)、電纜通道規(guī)劃等方面還需要不斷加強(qiáng)，針對(duì)配網(wǎng)規(guī)劃導(dǎo)則中要求加強(qiáng)深入應(yīng)用。

　　在規(guī)劃方案選擇方面，系統(tǒng)可依據(jù)待選擇的儲(chǔ)備項(xiàng)目產(chǎn)生多套電網(wǎng)規(guī)劃方案，并建立一套綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)規(guī)劃方案進(jìn)行評(píng)估，選擇供電可靠性、電壓質(zhì)量、供電能力提升、線損率以及經(jīng)濟(jì)效益等重要指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)的方案。

　　在配網(wǎng)規(guī)劃平臺(tái)在矢量圖形展示方面，將按從上到下、從粗到細(xì)分層顯示上級(jí)高壓電網(wǎng)到中壓低壓電網(wǎng)，從聯(lián)絡(luò)、分段到配變整個(gè)電網(wǎng)網(wǎng)架，并支持按供電區(qū)域進(jìn)行聯(lián)絡(luò)率統(tǒng)計(jì)分析，提升聯(lián)絡(luò)率，提高配網(wǎng)儲(chǔ)備項(xiàng)目質(zhì)量。

　　另外，還將實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)狀電網(wǎng)和規(guī)劃項(xiàng)目相結(jié)合，電網(wǎng)以矢量圖形可視化展現(xiàn)方式，按時(shí)間軸不斷演進(jìn)疊加規(guī)劃項(xiàng)目到現(xiàn)狀電網(wǎng)中，從而可以瀏覽整個(gè)電網(wǎng)主支線、設(shè)備變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)未來(lái)電網(wǎng)的仿真，并按照規(guī)劃導(dǎo)則對(duì)未來(lái)電網(wǎng)進(jìn)行負(fù)荷、聯(lián)絡(luò)率、分段、潮流等分析，以及對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)模擬等功能。

　　3、結(jié)論

　　通過(guò)對(duì)矢量圖形在配網(wǎng)規(guī)劃過(guò)程中探討，提出了配網(wǎng)規(guī)劃平臺(tái)系統(tǒng)，它將生產(chǎn)管理系統(tǒng)、地理信息管理系統(tǒng)、用電采集系統(tǒng)、SCADA等系統(tǒng)數(shù)據(jù)基于矢量圖形進(jìn)行整合展現(xiàn)，獲得了可靠、實(shí)時(shí)的現(xiàn)狀電網(wǎng)數(shù)據(jù)。

　　在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了多數(shù)據(jù)源圖資整合，極大地方便規(guī)劃資料的管理；為現(xiàn)場(chǎng)勘查提供方法和手段，并能更加合理選擇儲(chǔ)備項(xiàng)目，通過(guò)系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行配電網(wǎng)的規(guī)劃，大大提高了設(shè)計(jì)的效率。