隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴大，配電網(wǎng)規(guī)模也隨之迅速擴張，但電網(wǎng)建設(shè)存在重視發(fā)電，輕輸送配電的現(xiàn)象。整個配電網(wǎng)建設(shè)缺乏前期的勘測、考察和規(guī)劃，導(dǎo)致電網(wǎng)的分布不合理，線路供電半徑過長，電網(wǎng)接線隨意，導(dǎo)致線路復(fù)雜、迂回供電等現(xiàn)象，嚴重影響了供電的質(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)安全可靠運行，更好的滿足經(jīng)濟社會快速發(fā)展的電力需求，國家電網(wǎng)公司提出規(guī)劃引領(lǐng)的指導(dǎo)思想，全面實施《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計技術(shù)導(dǎo)則》，強化技術(shù)標準的指導(dǎo)作用，提高配電網(wǎng)發(fā)展質(zhì)量，對配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計提出規(guī)范性要求。

　　在配網(wǎng)規(guī)劃中需要對海量電網(wǎng)數(shù)據(jù)進行收集、整理、驗證和分析，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)濟發(fā)展、城市規(guī)劃等各種因素，從而確定預(yù)選項目，以確保整個電網(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完成，耗費大量的時間和人力成本，很難保證資料的正確性、實時性，從而直接影響到后續(xù)階段的電網(wǎng)分析和儲備項目選擇的準確性。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，為儲備項目選擇提供可靠的依據(jù)是擺在我們面前的一個巨大難題。

　　本文通過研究和探討配電網(wǎng)規(guī)劃平臺實現(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)資料具有實效性、準確性、權(quán)威性，從而更加合理進行規(guī)劃項目確立和篩選，并對整個規(guī)劃過程中的圖資進行有效管理。

　　通過研究與應(yīng)用可以提升電網(wǎng)規(guī)劃管理水平，為實現(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)濟效益和社會效益。

　　1、基于矢量圖形的配網(wǎng)規(guī)劃平臺研發(fā)

　　配電網(wǎng)規(guī)劃主要工作是對配電網(wǎng)現(xiàn)狀進行分析，并結(jié)合負荷預(yù)測，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)濟指標，并在規(guī)劃期內(nèi)達到目標。

　　因此配網(wǎng)規(guī)劃過程中無論是改造項目，還是新建項目的確立，均基于當前配電網(wǎng)的現(xiàn)狀。實時準確的配電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是優(yōu)化生成配電網(wǎng)儲備項目需求的重要基礎(chǔ)，能科學有效指導(dǎo)項目安排。

　　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)備臺賬資料以及圖紙資料，雖然資料已經(jīng)實現(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)備臺賬資料大多以文本表格形式存在，容易檢索、過濾、抽取，整理和匯總相對簡單；而圖紙資料以圖形形式存在，在圖形檢索、過濾、抽取目前存在難題。圖形資料主要存儲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，并能進行拓撲和空間分析；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，沒有拓撲和地理位置，但每個圖元可以關(guān)聯(lián)到詳細的臺帳資料信息。

　　配電網(wǎng)規(guī)劃平臺從地理信息系統(tǒng)中獲得線路設(shè)備的地理位置坐標、電氣拓撲，從生產(chǎn)管理系統(tǒng)中獲得設(shè)備臺帳信息，通過線路和設(shè)備名稱進行二者關(guān)聯(lián)，并結(jié)合矢量圖形形成包含臺帳、地理位置和電力拓撲信息的完整現(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平臺體系結(jié)構(gòu)

　　整個系統(tǒng)依據(jù)使用場景的差別，被劃分成桌面端和移動端應(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、配網(wǎng)規(guī)劃決策支持系統(tǒng)和配網(wǎng)規(guī)劃移動作業(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)進行數(shù)據(jù)通信和整合，自動抽取配電網(wǎng)運行方面的日常數(shù)據(jù)，從而獲得規(guī)劃所需要的現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，同時達到對現(xiàn)有系統(tǒng)影響最小。

　　2）數(shù)據(jù)融合平臺：配網(wǎng)規(guī)劃中不僅需要基礎(chǔ)設(shè)備臺帳資料，還需要地理坐標位置、電氣拓撲、負荷等數(shù)據(jù)。企業(yè)服務(wù)總線獲得各系統(tǒng)中存儲的設(shè)備臺帳資料、用電量、設(shè)備線路地理位置、電氣拓撲關(guān)系和負荷等現(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)進行融合后形成完整現(xiàn)狀電網(wǎng)數(shù)據(jù)，融合平臺可以實現(xiàn)自動智能化數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)和集成，對其中發(fā)現(xiàn)的問題再輔助以人工補錄和核對。另外，與配網(wǎng)規(guī)劃強相關(guān)的城市經(jīng)濟數(shù)據(jù)、城市規(guī)劃等第三方數(shù)據(jù)也通過該平臺輸入到系統(tǒng)中。

　　3）配網(wǎng)規(guī)劃決策支持系統(tǒng)：對配網(wǎng)規(guī)劃中圖紙資料管理、電網(wǎng)現(xiàn)狀分析、負荷預(yù)測分析、儲備項目分析、規(guī)劃方案分析等核心管理和分析，實現(xiàn)配網(wǎng)規(guī)劃的智能化、可視化。

　　4）配網(wǎng)規(guī)劃移動作業(yè)系統(tǒng)：對配網(wǎng)規(guī)劃中戶外現(xiàn)場勘查作業(yè)提供有效支持，實現(xiàn)勘查設(shè)備準確定位導(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平臺體系結(jié)構(gòu)

　　1.3設(shè)備篩選與項目初選

　　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，雖然最近幾年國家對配電網(wǎng)投入不斷加大，但配電網(wǎng)隨著城市不斷擴張，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)劃過程中如何科學的、合理的進行項目篩選優(yōu)化，從而促進配電網(wǎng)項目的有序規(guī)劃和建設(shè)，緩解需求與投資資金、自然資源有限的矛盾，實現(xiàn)配電網(wǎng)建設(shè)滿足電力發(fā)展以及用電需求增長的目標，實現(xiàn)有限投資資金利用效用最大化，對提高配電網(wǎng)可靠性、安全性等方面至關(guān)重要。

　　配電網(wǎng)規(guī)劃平臺通過提供現(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、負荷分布圖等矢量圖形以及配變?nèi)萘?、線路長度、線路導(dǎo)線規(guī)格等統(tǒng)計報表數(shù)據(jù)，對現(xiàn)狀進行負載、出線間隔和N-1校驗等分析，發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)中存在問題，參照規(guī)劃導(dǎo)則要求制定配電網(wǎng)規(guī)劃目標。

　　規(guī)劃平臺根據(jù)配電網(wǎng)現(xiàn)狀指標、規(guī)劃目標指標，并結(jié)合線路地理位置、地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展數(shù)據(jù)、城市規(guī)劃等因素，進行負荷預(yù)測、最佳供電分區(qū)區(qū)域，最終確定較為合理的規(guī)劃項目。

　　配電網(wǎng)規(guī)劃過程中規(guī)劃項目確立的合理性和科學性極其重要，平臺系統(tǒng)在設(shè)計時充分考慮到使用易用性、準確性、可靠性。平臺對設(shè)備篩選和項目初選，遵守如下基本原則：

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

　　2）對于城市新區(qū)，負荷增長較快，考慮新增變電站并預(yù)留足夠間隔，滿足未來經(jīng)濟發(fā)展需要；

　　3）對于電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)無法通過N-1檢驗地區(qū)，供電可靠性較低，通過合理增加線路聯(lián)絡(luò)，提高供電可靠性；

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

　　配網(wǎng)規(guī)劃平臺通過設(shè)定相關(guān)條件，按照規(guī)則自動生成若干儲備項目，并通過矢量圖形進行展現(xiàn)，規(guī)劃人員在結(jié)合地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展情況、地理條件等因素，進行二次儲備項目的選擇。

　　配網(wǎng)規(guī)劃過程中對同一段線路由于從不同分析角度往往會產(chǎn)生多個儲備項目，通過矢量圖形實現(xiàn)儲備項目可視化，可以依據(jù)需要將這些儲備項目進行合理打包，提高將來設(shè)計和施工效率，降低了成本。

　　針對老舊設(shè)備線路改造方面，規(guī)劃平臺按照導(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，并進行項目初選，全面服務(wù)一流配電網(wǎng)建設(shè)，如圖3所示。

　　圖3生成線徑偏小儲備項目算法

　　1.4現(xiàn)場勘查導(dǎo)航功能應(yīng)用

　　為了提高配網(wǎng)規(guī)劃項目合理性、準確性，在變電站、線路設(shè)備新增、改造時有時需要到達現(xiàn)場進行勘查，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度。配網(wǎng)規(guī)劃人員并非是線路生產(chǎn)運行人員，對設(shè)備線路實際地理位置以及周邊環(huán)境并不熟悉，配電網(wǎng)規(guī)劃平臺需要對準確、快速的到達現(xiàn)場勘查提供解決方案。

　　地理信息系統(tǒng)中擁有基于WGS84坐標系的設(shè)備線路地理位置信息以及電網(wǎng)拓撲數(shù)據(jù)，配網(wǎng)規(guī)劃平臺通過讀取這些數(shù)據(jù)，重新生成適用于移動應(yīng)用的電網(wǎng)矢量圖形，結(jié)合移動地圖導(dǎo)航技術(shù)，解決現(xiàn)場勘查最后一公里的問題。

　　配網(wǎng)規(guī)劃人員在現(xiàn)場勘查出發(fā)前，可以通過移動端終端下載現(xiàn)場所有相關(guān)資料，避免攜帶紙質(zhì)資料不便和遺漏問題；在現(xiàn)場勘查過程中發(fā)現(xiàn)與實際收集資料中存在偏差，可以通過移動終端應(yīng)用進行補充，并現(xiàn)場拍攝照片和視頻，為現(xiàn)場勘查工作提供有力的支持。

　　規(guī)劃平臺在導(dǎo)航功能應(yīng)用上集成百度地圖移動路徑導(dǎo)航功能，避免重復(fù)開發(fā)、同時降低成本。用戶在移動作業(yè)系統(tǒng)中查找定位到需要進行現(xiàn)場勘查的線路設(shè)備，進行導(dǎo)航操作。

　　系統(tǒng)將電力設(shè)備的GPS坐標傳送到百度地圖中，會搜索從當前地理位置到待勘查線路設(shè)備之間的道路路線，當規(guī)劃人員向勘查線路設(shè)備方向出發(fā)時，會及時指引行走道路和方向，實現(xiàn)電力設(shè)備導(dǎo)航，彌補百度導(dǎo)航只能進行地理位置定位的局限，如圖5所示，其中起點即規(guī)劃人員當前地理位置，終點為待勘查線路設(shè)備，藍色路線為導(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)合移動端導(dǎo)航應(yīng)用為現(xiàn)場勘查提供便利，按照規(guī)劃原則實現(xiàn)了儲備項目篩選，但配電網(wǎng)規(guī)劃是為了實現(xiàn)多個目標，需要在多階段進行不斷優(yōu)化的復(fù)雜系統(tǒng)工程。

　　負荷預(yù)測數(shù)據(jù)是配電網(wǎng)規(guī)劃項目選擇的重要依據(jù)之一，系統(tǒng)需要引入多種負荷預(yù)測分析方法和模型，使其獲得更加準確的結(jié)果，并不斷完善與儲備項目分析的整合，建立一套依據(jù)負荷變化自動生成變電站新建/擴容、線路改接等項目。儲備項目分析在聯(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，針對配網(wǎng)規(guī)劃導(dǎo)則中要求加強深入應(yīng)用。

　　在規(guī)劃方案選擇方面，系統(tǒng)可依據(jù)待選擇的儲備項目產(chǎn)生多套電網(wǎng)規(guī)劃方案，并建立一套綜合評價指標體系，對規(guī)劃方案進行評估，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)濟效益等重要指標達到最優(yōu)的方案。

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

　　另外，還將實現(xiàn)對現(xiàn)狀電網(wǎng)和規(guī)劃項目相結(jié)合，電網(wǎng)以矢量圖形可視化展現(xiàn)方式，按時間軸不斷演進疊加規(guī)劃項目到現(xiàn)狀電網(wǎng)中，從而可以瀏覽整個電網(wǎng)主支線、設(shè)備變化，實現(xiàn)對未來電網(wǎng)的仿真，并按照規(guī)劃導(dǎo)則對未來電網(wǎng)進行負荷、聯(lián)絡(luò)率、分段、潮流等分析，以及對運行數(shù)據(jù)模擬等功能。

　　3、結(jié)論

　　通過對矢量圖形在配網(wǎng)規(guī)劃過程中探討，提出了配網(wǎng)規(guī)劃平臺系統(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)基于矢量圖形進行整合展現(xiàn)，獲得了可靠、實時的現(xiàn)狀電網(wǎng)數(shù)據(jù)。

　　在此基礎(chǔ)上，實現(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)場勘查提供方法和手段，并能更加合理選擇儲備項目，通過系統(tǒng)平臺進行配電網(wǎng)的規(guī)劃，大大提高了設(shè)計的效率。