摘要：隨著農(nóng)網(wǎng)改造的深入，農(nóng)網(wǎng)網(wǎng)架與設(shè)備得到了較好的改善，管理手段則成為制約供電可靠率提高的瓶頸。本文簡(jiǎn)要介紹了系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，具體工作結(jié)合實(shí)踐，研究了基于GIS平臺(tái)的農(nóng)村配電網(wǎng)絡(luò)供電可靠性目標(biāo)管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，確定了供電可靠率目標(biāo)分解的影響因子，給出了目標(biāo)分解的具體算法，完成了供電可靠率計(jì)算評(píng)估與目標(biāo)分解功能的實(shí)現(xiàn)，對(duì)提高農(nóng)村配電網(wǎng)絡(luò)供電可靠性有實(shí)際價(jià)值。
　　關(guān)鍵詞：供電可靠性；GIS平臺(tái)；目標(biāo)管理
　　前言
　　目前農(nóng)網(wǎng)的供電可靠性管理工作主要是事后統(tǒng)計(jì)、年底上報(bào)方式，采用的《供電系統(tǒng)用戶供電可靠性管理信息系統(tǒng)》軟件僅有基本的數(shù)據(jù)錄入與統(tǒng)計(jì)功能，不能根據(jù)下達(dá)的供電可靠率指標(biāo)，結(jié)合農(nóng)電企業(yè)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀有針對(duì)性的進(jìn)行目標(biāo)分解，也不能隨時(shí)計(jì)算和評(píng)估各條線路的供電可靠性，及時(shí)調(diào)整技術(shù)措施，保證供電可靠率指標(biāo)的合格。本系統(tǒng)建立在自主開(kāi)發(fā)的農(nóng)村配電網(wǎng)絡(luò)GIS平臺(tái)之上，該平臺(tái)具有圖形、屬性、拓?fù)湟惑w化的特性，不僅可以提供可視化的管理與分析環(huán)境，更具有較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)搜索功能，將供電可靠率計(jì)算、評(píng)估、目標(biāo)分解等算法集成于該平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)供電可靠性的目標(biāo)管理，提高其精細(xì)化管理水平。
　　1系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)概述
　　系統(tǒng)體系共分為配電GIS系統(tǒng)饋線信息管理模塊、系統(tǒng)GIS客戶端與可靠性客戶端、WebServices服務(wù)端三個(gè)部分。其中，饋線信息管理屬于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)生成部分；GIS客戶端屬于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部分，可靠性客戶端屬于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)校驗(yàn)部分；WebServices服務(wù)端屬于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)傳輸部分。系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。
　　
　　圖1系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)
　　2農(nóng)村配電網(wǎng)絡(luò)供電可靠性
　　目標(biāo)管理系統(tǒng)的三層架構(gòu)與核心功能系統(tǒng)采用三層架構(gòu)，分為數(shù)據(jù)提供層、GIS平臺(tái)層和目標(biāo)管理層。
　　(1)數(shù)據(jù)提供層。為系統(tǒng)最底層，將基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)電網(wǎng)數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)評(píng)估數(shù)據(jù)、可靠性目標(biāo)管理數(shù)據(jù)統(tǒng)一集成在大型DBMS中，構(gòu)建一個(gè)集空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)于一體的綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)，不僅滿足本系統(tǒng)需要，還與其他生產(chǎn)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；
　　(2)GIS平臺(tái)層。采用先進(jìn)的GIS開(kāi)發(fā)工具，結(jié)合配電網(wǎng)絡(luò)空間數(shù)據(jù)管理基本需求構(gòu)建的可視化應(yīng)用環(huán)境平臺(tái)，由該層實(shí)現(xiàn)基于GIS的配電網(wǎng)絡(luò)基本管理與維護(hù)，更主要的是為可靠性目標(biāo)管理系統(tǒng)提供基于圖的可視化環(huán)境，該平臺(tái)不僅可以支撐目標(biāo)管理系統(tǒng)，還可以支撐其他針對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)的高層分析；
　　(3)目標(biāo)管理層。在GIS環(huán)境下，對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估，實(shí)時(shí)計(jì)算和評(píng)估網(wǎng)絡(luò)以及線路的供電可靠性，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，對(duì)各條線路進(jìn)行供電可靠率目標(biāo)分解，為可靠性管理提供支持。
　　3系統(tǒng)的核心功能
　　(1)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)評(píng)估。根據(jù)歷史數(shù)據(jù)對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)評(píng)估。評(píng)估結(jié)果存人后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中，為目標(biāo)分解提供必要判據(jù)。
　　(2)供電可靠率實(shí)時(shí)計(jì)算、評(píng)估與分解。根據(jù)斷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)計(jì)算任何一條線路的供電可靠率；根據(jù)供電可靠率總體目標(biāo)與網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)評(píng)估結(jié)果，對(duì)各條線路的供電可靠率進(jìn)行巨標(biāo)分解。
　　(3)預(yù)安排停電管理子系統(tǒng)。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)評(píng)估的數(shù)據(jù)分析，對(duì)臨時(shí)停電和計(jì)劃停電進(jìn)行優(yōu)化安排管理。
　　(4)故障定位推理子系統(tǒng)。在GIS環(huán)境下，采用貝葉斯方法、粗糙集理論對(duì)故障投訴進(jìn)行快速定位。
　　4系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚幋a設(shè)計(jì)與網(wǎng)絡(luò)搜索方法實(shí)現(xiàn)
　　GIS環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)評(píng)估、供電可靠率實(shí)時(shí)計(jì)算與評(píng)估的關(guān)鍵是網(wǎng)絡(luò)搜索方法，網(wǎng)絡(luò)搜索方法的基礎(chǔ)是線路、設(shè)備的拓?fù)渚幋a設(shè)計(jì)。
　　4．1線路拓?fù)渚幋a
　　主要用于描述線路的基本性質(zhì)與干、分、支的層次關(guān)系，多字段組合實(shí)現(xiàn)，以P_ROUT_CODE、P_ROUT_LEVEL、P_ROUT_TOP03個(gè)字段實(shí)現(xiàn)，其中，P_ROUT_CODE采用12位組合編碼，含義如圖2。
　　
　　圖2線路編碼結(jié)構(gòu)
　　前6位代表局，接下來(lái)2位代表變電所，再2位代表主干編號(hào)，最后2位代表主干線下各分歧線路。P_ROUT_LEVEL標(biāo)識(shí)線路的等級(jí)；P_ROUT_TOPO表明線路之間的上、下級(jí)關(guān)系。
　　4．2變壓器、開(kāi)關(guān)等配電對(duì)象拓?fù)渚幋a
　　描述與開(kāi)關(guān)關(guān)聯(lián)的變壓器等配電對(duì)象與開(kāi)關(guān)之間的關(guān)系，通過(guò)鏈表實(shí)現(xiàn)(如表1)。
　　表1配電對(duì)象拓?fù)渚幋a
　　P_TRN_ID Father
　　1470 15031
　　1471 17398
　　其中，P_TRN_ID為變壓器編號(hào)，F(xiàn)ather為直接控制該變壓器的開(kāi)關(guān)的編號(hào)。基于拓?fù)渚幋a，可實(shí)現(xiàn)針對(duì)開(kāi)關(guān)的各類關(guān)聯(lián)設(shè)備的快速搜索，基本搜索流程如圖3。
　　
　　圖3網(wǎng)絡(luò)搜索流程圖
　　5GIS環(huán)境下供電可靠率實(shí)時(shí)計(jì)算、評(píng)估與分解系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
　　以網(wǎng)絡(luò)搜索為基礎(chǔ)，在GIS環(huán)境下可以實(shí)時(shí)計(jì)算當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中任何一條線路上的供電可靠率，動(dòng)態(tài)顯示任意開(kāi)關(guān)所影響的配電變壓器，評(píng)估開(kāi)關(guān)斷電對(duì)該線路供電可靠性的影響，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，以給定的供電可靠率指標(biāo)為基準(zhǔn)，對(duì)各條線路進(jìn)行目標(biāo)分解。
　　5．1供電可靠性實(shí)時(shí)計(jì)算和評(píng)估
　　5．1．1基本算法
　　對(duì)《供電系統(tǒng)用戶供電可靠性評(píng)價(jià)規(guī)程》中的供電評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行擴(kuò)展，提出了當(dāng)前供電可靠率和年供電可靠率兩個(gè)指標(biāo)：
　　當(dāng)前供電可靠率=（1―用戶平均停電時(shí)間／統(tǒng)計(jì)期間時(shí)間）×l00％
　　式中：
　　
　　
　　說(shuō)明：式中8760為年小時(shí)數(shù)。
　　5．1．2功能實(shí)現(xiàn)
　　（1）供電可靠率實(shí)計(jì)算。在GIS環(huán)境中，左鍵選擇任意一個(gè)線路開(kāi)關(guān)，右鍵彈出供電可靠性計(jì)算菜單，可啟動(dòng)可靠性實(shí)時(shí)計(jì)算與評(píng)估界面。
　　根據(jù)搜索算法，系統(tǒng)自動(dòng)搜索出開(kāi)關(guān)控制的變壓器，并在圖上閃爍顯示，同時(shí)，將開(kāi)關(guān)所在變電所的變壓器數(shù)量和此開(kāi)關(guān)控制的變壓器數(shù)分別顯示在變電所總變壓器數(shù)和開(kāi)關(guān)影響變壓器數(shù)文本框中，根據(jù)當(dāng)前供電可靠率和年供電可靠率計(jì)算方法，分別計(jì)算出本年度的年供電可靠率和當(dāng)前供電可靠率以及上一年度的年供電可靠率和當(dāng)前供電可靠率，顯示在對(duì)應(yīng)的文本框中。
　　（2）供電可靠率評(píng)估。在輸入開(kāi)關(guān)計(jì)劃停電時(shí)間框中輸入此開(kāi)關(guān)計(jì)劃停電的時(shí)間，點(diǎn)擊“預(yù)測(cè)”按鈕進(jìn)行可靠性評(píng)估，評(píng)估結(jié)果顯示在對(duì)應(yīng)的文本框中。
　　5．2供電可靠率目標(biāo)分解
　　5．2．1基本算法
　　該模塊的目標(biāo)是盡量使各開(kāi)關(guān)分配的停電時(shí)間達(dá)到最少，實(shí)現(xiàn)的思路為：
　　（1）根據(jù)供電可靠率指標(biāo)計(jì)算變電所允許停電總戶時(shí)：
　　M=（1—供電可靠率指標(biāo)）×統(tǒng)計(jì)期問(wèn)時(shí)間×變電所總戶數(shù)
　　（2）基于加權(quán)因子為各個(gè)線路分配停電時(shí)間：
　　式中：M為線路開(kāi)關(guān)i分配的停電時(shí)間；Ki為開(kāi)關(guān)i所影響的變臺(tái)數(shù)；K為變臺(tái)數(shù)，；為開(kāi)關(guān)i所帶線路狀況及運(yùn)行時(shí)間等因子。
　　5．2．2功能實(shí)現(xiàn)
　　實(shí)現(xiàn)初始目標(biāo)分解功能的過(guò)程為：
　　（1）目標(biāo)分解參數(shù)計(jì)算和設(shè)定。可靠性目標(biāo)初始分解窗口如圖5，選擇變電所，系統(tǒng)自動(dòng)搜索出：該變電所的配電變壓器總臺(tái)數(shù)、該變電所所有的線路以及線路上的開(kāi)關(guān)、各條線路的總變壓器數(shù)和各個(gè)開(kāi)關(guān)所影響的變壓器數(shù)、線路的使用年限和線路基本狀況。搜索結(jié)果自動(dòng)顯示在窗口上部的數(shù)據(jù)列表框中。目標(biāo)分解的主要依據(jù)是根據(jù)各個(gè)開(kāi)關(guān)所帶的負(fù)荷（即變壓器臺(tái)數(shù)）比例，輔助依據(jù)是線路的運(yùn)行狀況，主要包括線路的使用年限和線路故障狀態(tài)。
　　（2）根據(jù)目標(biāo)分解參數(shù)生成目標(biāo)分解參考方案。點(diǎn)擊“生成參考方案”按鈕，生成目標(biāo)分解參考方案，顯示在圖4。
　　
　　圖4可靠率目標(biāo)初始分解界面
　　其下部數(shù)據(jù)列表中，包括：首先，計(jì)算出各個(gè)開(kāi)關(guān)所帶的負(fù)荷因子和線路運(yùn)行狀況因子；其次，給出各個(gè)開(kāi)關(guān)所分配的停電戶時(shí)數(shù)以及線路分配的總停電戶時(shí)數(shù)。（3）可靠率目標(biāo)分解方案的實(shí)施。在數(shù)據(jù)列表框中點(diǎn)擊鼠標(biāo)，選擇預(yù)分配停電時(shí)間的開(kāi)關(guān)或者線路，將參考方案中建議的分配時(shí)間顯示在“建議分配時(shí)間”中：在“分配停電時(shí)間”框中填入預(yù)分配的停電戶時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)提示不要超過(guò)這個(gè)開(kāi)關(guān)或者線路能夠停電的最大戶時(shí)數(shù)；點(diǎn)擊“確定”按鈕實(shí)施停電時(shí)間的分配。
　　6結(jié)束語(yǔ)
　　從變電所所管轄線路實(shí)際應(yīng)用的效果看，該系統(tǒng)對(duì)農(nóng)電企業(yè)及時(shí)掌握配電網(wǎng)絡(luò)供電可靠性狀況，調(diào)整保障供電可靠率的技術(shù)手段，并最終提高供電可靠率具有較強(qiáng)的實(shí)際意義，是農(nóng)電企業(yè)提高供電可靠性管理水平的一個(gè)重要的技術(shù)輔助手段。
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