配电网规划ＧＩＳ数据模型研究

作者：沈科炬孙国海邵栋栋

摘要：介绍了配电网规划中GIS数据模型的建立及其在GIS数据库中的应用。通过对配电网络特征的分析，指出配电网具有地理分布特性、配电设备数量众多且比较分散等特点，提出了采用矢量模型的配电网规划GIS数据模型。将处理对象分层次、分步骤来划分信息图层空间，设计了配电网规划GIS的空间数据库和属性数据库，提出采用标识符来连接分别存储的空间数据和属性数据，并举例说明了具体实现方法。 关键词：GIS；数据模型；配电网 1配电网规划GIS数据模型 在地理信息系统中，有关空间目标实体的描述数据可以分为空间特征数据和属性特征数据，二者统称为地理数据。空间特征数据和属性特征数据通过内部索引相连，是地理信息系统区别于其他绘图软件的关键之处。 1.1配电网分布的地理要素分析 1.1.1配电网的组成 配电网是利用适当的电压等级将电能输送给最终用户，担负着电力生产终端用户的管理调度和运行服务等职能，是电力系统的重要组成部分。配电网管理的对象包括变电站、开闭所、线路(包括电缆)、杆塔、变压器、配电箱、开关、刀闸等设备，以及连接在变压器上的各类用户单位。其示意图如图1所示。 1.1.2配电网的地理分布特性 配电网信息具备地理信息的三大特征： (1)配电网信息的区域性：在配电网中，变电站和用户是网中的结点，可以用点来表示，配电线路是供电路径，可以用线来表示，由不同的点和线构成了配电网的分布区域。配电网的分布呈拓延结构，表征了配电网信息的区域性。 (z)配电网信息的多层次性：配电网具有不同的电压等级，如35kV，10kV，6kV，380V／220V等，网中连接有不同的节点，如变电站、变压器等。装配不同的电力设备，蕴含不同的设备参数，覆盖不同的用户区域，从而反映出配电网信息的多层次性。 (3)配电网信息的动态变化性：按照配电网规划的要求，每隔两三年应检查修订规划一次，并且配电网运行需随时维护，适时改造，甚至并网联合，扩容更新，从而表现出配电网信息的动态变化性。 1.2配电网规划GIS数据模型 配电网直接联系着用户，其信息可以分为两大类：一类是围绕配电网设备和用户的各种信息，另一类是与地理位置相关的空间信息。这两类信息互相联系并且是有层次的。对配电网信息的分析，可以看出配电网直接联系着用户，配电网的线路、设备都与所在的地理环境密切相关。这种配电设施的地理分布特性，使得必须结合GIS数据模型来建立配电网规划GIS数据模型，从而实现配电网规划决策支持系统。 配电网规划GIS数据类型，如图2所示。图中的各类空间数据，应该在相对高斯平面坐标系下(这取决于实际系统应用的范围，一般以所在城市的高斯平面为基准)进行空间叠加，各类属性数据利用GIS的拓扑连接关系与空间数据相联系。 配电网规划GIS数据模型，包括空间数据和属性数据两大部分，如图3所示。配电网的空间数据采用矢量数据模型。采用这种数据模型来表达空间数据比栅格模型占用的存储空间要少，而且，这种模型非常适宜于表达地图上的图形目标，点和一些小的多边形都能够清楚地表达。属性数据采用关系数据模型，可以利用现有成熟的关系数据库技术进行管理和维护。空间数据和属性数据通过标识符实现关联。