3.7设备管理

配电设备种类繁多、数量庞杂、地域性强，在空间上呈现出典型的点、线、面分布，相互之间存在着地理上和逻辑上的密切关系，因此地理信息系统(GIS)成为配电设备管理的重要技术。配电设备管理将配电网所涉及的设备资源信息、空间地理信息及在此基础上开展的设备状态检测、运行维护、工程建设、用户需求等信息资源进行整合，对配电设备进行全面、精确、及时的监控与管理，并对设备状况进行智能分析。配电设备管理的主要内容包括图形资源管理、设备资源管理、设备状态检测与智能分析等内容。

3.7.1地理信系统(GIS)概述

地理信息系统GIS产生于20世纪60年代中期，当时主要是用于土地资源规划、自然资源开发、环境保护和城市建设规划等。在国内相关方面的研究起步较晚，直到20世纪80年代初，一些科研单位与大学才开始这方面的研究。

地理信息系统是在计算机软硬件技术支持下，采集、存储、管理、检索和综合分析各种地理空间信息，以多种形式输出数据与图形产品的计算机系统。GIS是综合处理和分析空间数据的一种技术体系。作为基于地理信息的管理系统，满足用户视觉上的直观性及基于图形的分析功能是GIS的最大特色。著名的GIS平台软件有MapInfo公司的 MapInfo Professional、MapX，Ersi公司的 ARC/INFO 等。

地图是地理信息的重要数据源，这里的地图是指数字地图。数字地图是一种以数字形式表示的地图，它将地图上的地图实体分布范围分别用点、线、面来描述。“点”是地面上的水井之类的物体，实体位置采用一对(X，Y)坐标来表达。“线”是表示河流与河道之类的线状地物，这类物体的位置采用一组有序的(X， Y)坐标来表达。数字地图上的线，有起始点和终止点，是有方向的矢量数据。“面”是指地图上具有边界和面积的区域，如建筑群、湖泊等，这类物体可采用一组首尾位置重合的有序线段来表达地理实体的边界位置，即“面”是由一组有序线段包围构成的区域。

地图数字化是建立地理信息系统的重要环节。根据上述“点”、“线”、“面”的定义，地图上各种地物的空间分布信息就可以用数字准确地表示出来。数字化地图可以一次制作多次使用，从而降低成本。GIS 的基本结构如图3-9所示。

图3-9GIS的基本结构

3.7.2配电网图形资源管理

配电网图形资源管理包括图形资源输入、图形资源管理、图形资源分析和图形资源输出，这四个功能均可通过GIS来实现。

(1)图形资源的输入。图形资源的输入是指GIS将各种原始的地理信息转换成计算机可以接受的电子地图的过程，主要包括地理背景图输入和网络接线图生成。可以采用商用电子地图作为地理图背景。网络接线图的生成有自动绘图和手动绘图两种方式。自动绘图是根据录入的信息，自动生成配电网络图;手动绘图是在地理背景图上用地图绘制工具做出配电网络图。自动绘图和手动绘图方式可以相互结合，自动成图后，再用手动工具进行编辑。

(2)图形资源管理。GIS的图形资源管理是将地理背景图、配电网络图、各种设备图进行分层管理、动态标注。通过图形资源管理，可以实现图形无级缩放和平滑漫游，实现导航和热点区域定位;可以进行图形信息疏密协同校正，保证最佳的视觉效果和最快的显示速度;可以在地理背景图上，使用不同的颜色表示不同电压等级的线路、不同容量的分段开关、不同大小的用户(负荷)等信息。除颜色分类外，也可以用点密度、饼状图、柱状图等直观的专题图来进行分类显示。

(3)图形资源分析。GIS的分析能力包括空间信息处理、空间信息分析、数值地形分析及网络分析。空间信息处理包括适量转换、坐标转换、邻近分析和面积计算等;空间信息分析包括叠加和相邻地区分析等;数值地形分析包括体积计算、流域分析等;网络分析包括最佳路径选择和最佳邻域的搜索等。

(4)图形资源输出。GIS 处理和分析的结果通过显示器、绘图仪和彩色打印机等输出。输出可以为各种矢量图形、文字报表和分析图表。GIS还可以为其他系统的应用功能提供地图。

3.7.3配电网设备资源管理

配电网设备资源管理包括设备档案的录入修改、查询统计及模拟运行分析等功能。

(1)设备档案的输入。设备档案为设备运行及综合分析提供基本信息。编码设计是利用计算机管理设备的关键，采用统一的、规范的、科学的编码技术，能够将各种不同类别的配电设备连成一个整体，并进行信息的提取与交换。编码要求具有唯一性、规律性、可扩展性，同时兼顾适应性，在充分考虑计算机处理需要的同时，也要便于人工处理。

(2)设备档案的查询统计。提供专用图形查询工具，以多种方式对图形信息和属性信息进行灵活多样的双向查询，包括指定图形范围来查询设备台账信息，指定任意条件设备属性组合来查询对应的图形信息:按规则分区或任意范围进行设备查询和分类统计;寻找线路或变压器的供电区域及所对应的用户等。

(3)模拟运行分析。在地理背景图上，模拟线路、变压器、断路器、隔离开关等设备状态;分析设备状态改变后的电网运行状态，通过高亮度或闪烁方式，突出显示停电线路和线路上设备;统计模拟运行后各类设备信息和用户信息;在设备巡视和工程抢修时模拟最短路径。

3.7.4设备状态检测与智能分析

配电网设备状态检测系统采用先进的传感技术，对配电设备状态进行在线监测，为电气设备的状态检修管理和资产全寿命周期管理提供辅助决策。通过应用设备状态检测与智能分析，一方面可以提高在线监测手段的集成化程度，提出状态检修策略，节约设备维修保养费用;另一方面可以提高防止灾难性故障的能力，提升系统整体安全，防止操作人员及公众在灾难性故障中受到伤害，避免因系统不稳定、损失负荷及环境污染而导致的潜在影响。