GIS技术在城市电网规划中的应用
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作者: 孙志超
[摘要]GIS是以测绘测量为基础、以数据库作为数据储存和使用的数据源、以计算机编程为平台的全球空间分析即时技术，具有数据采集与编辑、属性分析、制图、数据库管理、空间分析、拓扑空间查询等多种功能，目前已广泛应用于资源调查、灾害预测、国土管理、城市规划等多个领域，本文重点探讨了GIS技术在城市电网规划中的应用。
[关键词]GIS 电网规划 应用。
1.地形数据导入
要做好城市电网规划,离不开对基础数据的分析。因此,导入地形数据地图是城市电网规划地理信息系统(GIS)开发中的关键一步,地形数据地图的顺利导入是建立精确、稳定、使用方便的数据库的前提。一般城市规划数据地图是用AutoCAD绘制的,对于AutoCAD数据,采用DXF翻译器来实现数据地图的导入这是一种简单、易行的方法,它不需要安装其他软件即可迅速完成AutoCAD所绘制的DXF文件数据地图的导入。经过DXF翻译器的处理,可以得到现状电网与城市空间的数据关系,为电网规划编制奠定了基础。
2.负荷密度图及分区分压容载比计算
GIS城市电网规划系统具备与现有输电GIS和配电GIS系统的接口,同时也具备与调度SCADA系统的接口,可读取设备参数信息、电网运行状态、变电站变压器负载和10kV馈线电流等数据。通过配电GIS系统,可以知道每条10kV馈线所带的配电变压器容量和分布位置。根据所采集的10kV馈线电流,可以计算这条馈线所带的负荷值,把这个负荷值平均或以一定权重分配到每一台配电变压量,按照每台配变250m的供电半径计算,可以得到整个地区的负荷密度分布图。
GIS城市电网规划系统可以根据220kV和110kV变压器的所处位置和从SCADA系统所读取的主变负载情况,计算出分区分压容载比指标。
3.图形界面下的规划地理接线图设计
GIS城市电网规划系统为电网规划设计人员提供的另一个便利工具就是图形界面下的地理接线图设计。GIS城市电网规划系统提供了图形设计平台,平台内置电力系统图形模板,在图形界面上可以方
便地进行电网规划地理接线图设计。由于GIS城市电网规划系统已经综合了各类地理信息、环境数据以及GIS城市电网规划系统处理分析后的电网数据,因此,在电网规划接线图设计时,新建变电站选址可尽量在以前各阶段城市规划中预留的变电站用地基础上进行调整优化,这样可避免产生新的矛盾,或者优先结合大片的工业区、居民区开发配套预留变电站用地,使用地可控性更强。新增的站址应优先选用政府已规划的工业用地,尽量避开农地、林地等,使问题能在政府的层面得到解决。必要时在城中心区结合旧城改造时机,采取与其他建筑物合建等方式建设变电站。选择电力线路走廊时要尽量沿现有市政道路或即将建设的市政道路绿化带进行建设,这样电力线路走廊的可实现性更强,架设电力线路工程时,一些需要征地和拆迁、跨越房子等问题可以通过市政道路的建设得到解决。
4.电网网络拓扑分析及计算
GIS规划系统可以轻而易举地计算出两点之间的距离,因此电网计算所需的线路长度等参数能够根据电网地理接线图直接计算出来。GIS城市电网规划系统对电网地理接线图进行网络拓扑分析,将图形生成的原始拓扑关系化为便于计算模块使用的数学拓扑关系及其计算参数,加上用户设置的参数,然后就可以进行潮流计算、电压无功计算和短路电流计算等,计算后的结果可以直接显示在图形界面上,供用户对所规划的电网进行分析和优化。
5.电网规划辅助分析和决策
根据输电网GIS现状数据、规划电网数据和负荷预测结果,GIS城市电网规划系统可以给出分区分压变电站逐年配置情况及容载比平衡表、分年度项目投资估算表,根据《电网建设项目经济评价暂行办法》得出净现值、内部收益率、投资回收期等其他工程经济效益指标,供领导和规划人员决策使用。这些信息都可以导出形成WORD文档,供设计人员汇总引用。
6.借助GPS进行选所、选线
全球定位系统(GPS)提供了2种定位信号:其一是C/A编码,由标准定位信号经干扰而成,定位精度在100m左右,可供民间用户使用;另一种即所谓的P码,经加密后播放,供军用,定位精度在3m以内。对于民用的C/A码,可利用基站差分技术将其中的干扰滤掉,使其精度达到10m左右,这个定位精度在输变电工程选所、选线阶段可以适用。可以通过GIS城市电网规划系统把背景电子地图、电网在运和规划中的变电站、线路杆塔、电缆路径等转化成移动导航终端可识别的GPS导航地图和数据,工程技术人员借此外出进行选所、选线工作就非常方便。
7.平面坐标转换功能
GPS终端定位所得出的结果属于WGS84坐标,而各地在具体工程的实施过程中,可能采用地方统一的平面直角坐标系统,为此,GIS城市电网规划系统必需具备2个坐标系坐标互相转换计算的功能。
8.其他功能和应用
GIS城市电网规划系统通过图形分层管理功能,实现按编制年保存电网规划图形和数据,并建立对应的电网地理接线图,便于领导和管理人员查询和了解电网的发展过程。
WebGIS是基于Internet技术的地理信息系统,Internet用户都可以浏览WebGIS站点中的空间数据,以及进行各种空间检索和空间分析。GIS城市电网规划系统利用WebGIS技术,可以很容易地实现规划信息在电业局全局共享,甚至可以将全省电力系统联网,组成一个更大区域的GIS电网规划系统。
参考文献：
[1].李千波,范瑜,张虎.SMALLWORLD开发的电力GIS系统数据地图导入的研究与应用[J].铁道工程学报.2002(3):60-63。
[2].张铭泉,陈玉胜,杨力.基于WebGIS的配电网设备管理研究与应用[J].电力系统通信,2006,27(167):58-62。
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