摘要：隨著農網改造的深入，農網網架與設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。本文簡要介紹了系統體系結構，具體工作結合實踐，研究了基于GIS平臺的農村配電網絡供電可靠性目標管理系統的實現，確定了供電可靠率目標分解的影響因子，給出了目標分解的具體算法，完成了供電可靠率計算評估與目標分解功能的實現，對提高農村配電網絡供電可靠性有實際價值。
　　關鍵詞：供電可靠性；GIS平臺；目標管理
　　前言
　　目前農網的供電可靠性管理工作主要是事后統計、年底上報方式，采用的《供電系統用戶供電可靠性管理信息系統》軟件僅有基本的數據錄入與統計功能，不能根據下達的供電可靠率指標，結合農電企業網絡現狀有針對性的進行目標分解，也不能隨時計算和評估各條線路的供電可靠性，及時調整技術措施，保證供電可靠率指標的合格。本系統建立在自主開發的農村配電網絡GIS平臺之上，該平臺具有圖形、屬性、拓撲一體化的特性，不僅可以提供可視化的管理與分析環境，更具有較強的網絡搜索功能，將供電可靠率計算、評估、目標分解等算法集成于該平臺，可以實現供電可靠性的目標管理，提高其精細化管理水平。
　　1系統體系結構概述
　　系統體系共分為配電GIS系統饋線信息管理模塊、系統GIS客戶端與可靠性客戶端、WebServices服務端三個部分。其中，饋線信息管理屬于基礎數據生成部分；GIS客戶端屬于基礎數據轉換部分，可靠性客戶端屬于基礎數據校驗部分；WebServices服務端屬于基礎數據傳輸部分。系統體系結構如圖1所示。
　　
　　圖1系統體系結構
　　2農村配電網絡供電可靠性
　　目標管理系統的三層架構與核心功能系統采用三層架構，分為數據提供層、GIS平臺層和目標管理層。
　　(1)數據提供層。為系統最底層，將基礎地理數據、基礎電網數據、網絡狀態評估數據、可靠性目標管理數據統一集成在大型DBMS中，構建一個集空間數據與屬性數據于一體的綜合數據平臺，不僅滿足本系統需要，還與其他生產管理系統實現數據共享；
　　(2)GIS平臺層。采用先進的GIS開發工具，結合配電網絡空間數據管理基本需求構建的可視化應用環境平臺，由該層實現基于GIS的配電網絡基本管理與維護，更主要的是為可靠性目標管理系統提供基于圖的可視化環境，該平臺不僅可以支撐目標管理系統，還可以支撐其他針對配電網絡的高層分析；
　　(3)目標管理層。在GIS環境下，對配電網絡狀態進行實時評估，實時計算和評估網絡以及線路的供電可靠性，根據網絡狀態，對各條線路進行供電可靠率目標分解，為可靠性管理提供支持。
　　3系統的核心功能
　　(1)網絡狀態評估。根據歷史數據對配電網絡設備進行狀態評估。評估結果存人后臺數據庫中，為目標分解提供必要判據。
　　(2)供電可靠率實時計算、評估與分解。根據斷電監測系統實時計算任何一條線路的供電可靠率；根據供電可靠率總體目標與網絡狀態評估結果，對各條線路的供電可靠率進行巨標分解。
　　(3)預安排停電管理子系統。根據網絡狀態評估的數據分析，對臨時停電和計劃停電進行優化安排管理。
　　(4)故障定位推理子系統。在GIS環境下，采用貝葉斯方法、粗糙集理論對故障投訴進行快速定位。
　　4系統的網絡拓撲編碼設計與網絡搜索方法實現
　　GIS環境下，實現網絡狀態評估、供電可靠率實時計算與評估的關鍵是網絡搜索方法，網絡搜索方法的基礎是線路、設備的拓撲編碼設計。
　　4．1線路拓撲編碼
　　主要用于描述線路的基本性質與干、分、支的層次關系，多字段組合實現，以P_ROUT_CODE、P_ROUT_LEVEL、P_ROUT_TOP03個字段實現，其中，P_ROUT_CODE采用12位組合編碼，含義如圖2。
　　
　　圖2線路編碼結構
　　前6位代表局，接下來2位代表變電所，再2位代表主干編號，最后2位代表主干線下各分歧線路。P_ROUT_LEVEL標識線路的等級；P_ROUT_TOPO表明線路之間的上、下級關系。
　　4．2變壓器、開關等配電對象拓撲編碼
　　描述與開關關聯的變壓器等配電對象與開關之間的關系，通過鏈表實現(如表1)。
　　表1配電對象拓撲編碼
　　P_TRN_ID Father
　　1470 15031
　　1471 17398
　　其中，P_TRN_ID為變壓器編號，Father為直接控制該變壓器的開關的編號。基于拓撲編碼，可實現針對開關的各類關聯設備的快速搜索，基本搜索流程如圖3。
　　
　　圖3網絡搜索流程圖
　　5GIS環境下供電可靠率實時計算、評估與分解系統的實現
　　以網絡搜索為基礎，在GIS環境下可以實時計算當前網絡中任何一條線路上的供電可靠率，動態顯示任意開關所影響的配電變壓器，評估開關斷電對該線路供電可靠性的影響，并根據網絡狀態，以給定的供電可靠率指標為基準，對各條線路進行目標分解。
　　5．1供電可靠性實時計算和評估
　　5．1．1基本算法
　　對《供電系統用戶供電可靠性評價規程》中的供電評價指標進行擴展，提出了當前供電可靠率和年供電可靠率兩個指標：
　　當前供電可靠率=（1―用戶平均停電時間／統計期間時間）×l00％
　　式中：
　　
　　
　　說明：式中8760為年小時數。
　　5．1．2功能實現
　　（1）供電可靠率實計算。在GIS環境中，左鍵選擇任意一個線路開關，右鍵彈出供電可靠性計算菜單，可啟動可靠性實時計算與評估界面。
　　根據搜索算法，系統自動搜索出開關控制的變壓器，并在圖上閃爍顯示，同時，將開關所在變電所的變壓器數量和此開關控制的變壓器數分別顯示在變電所總變壓器數和開關影響變壓器數文本框中，根據當前供電可靠率和年供電可靠率計算方法，分別計算出本年度的年供電可靠率和當前供電可靠率以及上一年度的年供電可靠率和當前供電可靠率，顯示在對應的文本框中。
　　（2）供電可靠率評估。在輸入開關計劃停電時間框中輸入此開關計劃停電的時間，點擊“預測”按鈕進行可靠性評估，評估結果顯示在對應的文本框中。
　　5．2供電可靠率目標分解
　　5．2．1基本算法
　　該模塊的目標是盡量使各開關分配的停電時間達到最少，實現的思路為：
　　（1）根據供電可靠率指標計算變電所允許停電總戶時：
　　M=（1—供電可靠率指標）×統計期問時間×變電所總戶數
　　（2）基于加權因子為各個線路分配停電時間：
　　式中：M為線路開關i分配的停電時間；Ki為開關i所影響的變臺數；K為變臺數，；為開關i所帶線路狀況及運行時間等因子。
　　5．2．2功能實現
　　實現初始目標分解功能的過程為：
　　（1）目標分解參數計算和設定。可靠性目標初始分解窗口如圖5，選擇變電所，系統自動搜索出：該變電所的配電變壓器總臺數、該變電所所有的線路以及線路上的開關、各條線路的總變壓器數和各個開關所影響的變壓器數、線路的使用年限和線路基本狀況。搜索結果自動顯示在窗口上部的數據列表框中。目標分解的主要依據是根據各個開關所帶的負荷（即變壓器臺數）比例，輔助依據是線路的運行狀況，主要包括線路的使用年限和線路故障狀態。
　　（2）根據目標分解參數生成目標分解參考方案。點擊“生成參考方案”按鈕，生成目標分解參考方案，顯示在圖4。
　　
　　圖4可靠率目標初始分解界面
　　其下部數據列表中，包括：首先，計算出各個開關所帶的負荷因子和線路運行狀況因子；其次，給出各個開關所分配的停電戶時數以及線路分配的總停電戶時數。（3）可靠率目標分解方案的實施。在數據列表框中點擊鼠標，選擇預分配停電時間的開關或者線路，將參考方案中建議的分配時間顯示在“建議分配時間”中：在“分配停電時間”框中填入預分配的停電戶時，系統會自動提示不要超過這個開關或者線路能夠停電的最大戶時數；點擊“確定”按鈕實施停電時間的分配。
　　6結束語
　　從變電所所管轄線路實際應用的效果看，該系統對農電企業及時掌握配電網絡供電可靠性狀況，調整保障供電可靠率的技術手段，并最終提高供電可靠率具有較強的實際意義，是農電企業提高供電可靠性管理水平的一個重要的技術輔助手段。
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