郝杰鋒

(河南省焦作孟州市電力公司,河南孟州 454750)

VRGIS技術(shù)在智能電網(wǎng)管理中的應(yīng)用研究

郝杰鋒

(河南省焦作孟州市電力公司,河南孟州 454750)

進(jìn)入新世紀(jì),科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展,各種技術(shù)的更新?lián)Q代逐漸加快,地理信息系統(tǒng)等相關(guān)技術(shù)也不例外。VRGIS是地理信息系統(tǒng)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物,它既具備傳統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理功能,也具備VR(虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù))的靈境技術(shù)和虛幻界面。智能電網(wǎng)即電網(wǎng)的智能化,也被稱為“電網(wǎng)2.0”,它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,通過(guò)先進(jìn)遙感、測(cè)量技術(shù)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠安全、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。目前電網(wǎng)系統(tǒng)智能化逐漸加強(qiáng),并且向VRGIS技術(shù)靠攏是其發(fā)展的一個(gè)主要方向。

地理信息系統(tǒng) 虛擬現(xiàn)實(shí) 智能電網(wǎng) 應(yīng)用技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)的智能電網(wǎng)業(yè)也進(jìn)入高速發(fā)展的階段。VRGIS技術(shù)巧妙地將三維虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與地理信息系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)三維立體化檢測(cè)，將其廣泛的應(yīng)用進(jìn)智能電網(wǎng)之中也是電網(wǎng)業(yè)發(fā)展的主流趨勢(shì)。它能夠?qū)⑷S虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)逐步擴(kuò)展至電力系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)由二維可視化到三維可視化平穩(wěn)較快過(guò)渡，便于電網(wǎng)的管理。隨著VRGIS的應(yīng)用日益廣泛，對(duì)VRGIS進(jìn)行合理規(guī)劃和利用，是智能電網(wǎng)現(xiàn)代化過(guò)程中面臨的一個(gè)主要的問(wèn)題。

1 智能電網(wǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀

(1)自動(dòng)化成為主流。這是電網(wǎng)行業(yè)發(fā)展的一個(gè)主流趨勢(shì)。它是指整個(gè)供電網(wǎng)絡(luò)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)無(wú)人或少量人為操控，實(shí)現(xiàn)供電的自動(dòng)化。智能電網(wǎng)以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為操控主體，只需要人進(jìn)行合理的編程，就可以實(shí)現(xiàn)供電的全自動(dòng)化。

(2)較好的自愈能力。自愈是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行的主要功能。目前世界流行的電網(wǎng)系統(tǒng)有一個(gè)明顯的特點(diǎn)，就是穩(wěn)定可靠。大部分智能電網(wǎng)都有一定的自愈能力，可以在少量或無(wú)人干預(yù)時(shí)實(shí)現(xiàn)問(wèn)題元器件的隔離從而做到正常運(yùn)行，做到供電中斷風(fēng)險(xiǎn)的最低化。此外，智能電網(wǎng)可以實(shí)時(shí)進(jìn)行自測(cè)，來(lái)檢測(cè)各種元器件或供電網(wǎng)絡(luò)是否正常運(yùn)行。

(3)集成程度高。智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)一大區(qū)別在于智能電網(wǎng)的集成能力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)電網(wǎng)。智能電網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)視、控制、維護(hù)、能量管理、配電管理、市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)、企業(yè)資源規(guī)劃等和其他各類信息系統(tǒng)之間的綜合集成，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)的業(yè)務(wù)集成，形成一個(gè)一體化的電網(wǎng)信息系統(tǒng)。這樣非常有利于對(duì)輸電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行虛擬化監(jiān)測(cè)，也便于對(duì)供電網(wǎng)絡(luò)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行描述。

2 VRGIS技術(shù)在智能電網(wǎng)管理中的應(yīng)用

2.1 數(shù)字化變電站的建設(shè)應(yīng)用

數(shù)字化變電站是指由智能化一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備構(gòu)建，可以實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)部智能電氣設(shè)備間信息共享和互操作的現(xiàn)代化變電站。在數(shù)字化變電站里就有對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)和地理信息系統(tǒng)等技術(shù)的應(yīng)用。首先，對(duì)變電站進(jìn)行智能調(diào)度時(shí)要對(duì)整個(gè)供電網(wǎng)絡(luò)有一個(gè)全方位的分析了解，GIS技術(shù)可以對(duì)分布在各地的輸電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全面的采集、管理和顯示，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則為其提供了三維立體化的仿真影像，這樣更有利于數(shù)字化變電站任務(wù)實(shí)施和問(wèn)題解決的智能化，在世界各國(guó)都有廣泛應(yīng)用。

2.2 能源管理系統(tǒng)的建設(shè)

隨著各種用電設(shè)備越來(lái)越多，人們對(duì)電量的需求與日俱增，對(duì)各個(gè)地區(qū)電網(wǎng)能源的科學(xué)管理成為智能電網(wǎng)發(fā)展要面臨的一個(gè)重要問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，智能電網(wǎng)的能源管理系統(tǒng)主要由三部分組成；計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)、傳感器件、通信網(wǎng)絡(luò)。管理系統(tǒng)要對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析，從而為電力的合理分配提供參考依據(jù)，這就需要利用GIS技術(shù)對(duì)各部分用電量進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)計(jì)算、匯總分析，在獲取資源的基礎(chǔ)上利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)各部分用電量的走勢(shì)進(jìn)行合理地預(yù)測(cè)，從而優(yōu)化能源分配結(jié)構(gòu)。目前中國(guó)在用戶端能源管理方面應(yīng)用較為廣泛，如廣州亞運(yùn)會(huì)海心沙島的虛擬化管理。

2.3 借助VRGIS技術(shù)進(jìn)行巡檢工作以加強(qiáng)管理

有效地利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和地理信息系統(tǒng)是電網(wǎng)行業(yè)智能化的必然趨勢(shì)。VRGIS不僅可以幫助智能電網(wǎng)完善供電管理活動(dòng)，也可以幫助智能電網(wǎng)進(jìn)行各個(gè)階段的巡回偵測(cè)以查補(bǔ)系統(tǒng)的問(wèn)題和缺漏，完善整個(gè)電網(wǎng)。在這個(gè)過(guò)程中，對(duì)分散的信息點(diǎn)進(jìn)行管理主要依靠GIS技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)，這個(gè)過(guò)程主要包括信息點(diǎn)數(shù)據(jù)的建立、數(shù)據(jù)提取以及修改等。巡視過(guò)程中則需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維立體的復(fù)原，在計(jì)算機(jī)中建立一個(gè)完整的虛擬時(shí)空，將整個(gè)輸電網(wǎng)絡(luò)反應(yīng)進(jìn)計(jì)算機(jī)的大腦里，這樣比過(guò)去人為的編程更精準(zhǔn)，處理問(wèn)題也更加及時(shí)。

3 VRGIS技術(shù)在智能電網(wǎng)管理中應(yīng)用的意義

3.1 保證高效的運(yùn)營(yíng)

VRGIS技術(shù)與智能電網(wǎng)的深入融合，可以調(diào)整電網(wǎng)資產(chǎn)的管理與運(yùn)營(yíng)，可以做到讓人們明白什么時(shí)候要什么資產(chǎn)，需要何種質(zhì)量的電力，從而將電力資源與其他資產(chǎn)進(jìn)行很好的整合，優(yōu)化電力資源的配置。同時(shí)在VRGIS技術(shù)支持下的智能電網(wǎng)更具備先進(jìn)性，它可以讓人們更好地了解各地區(qū)、各部分的用電情況，最大限度地發(fā)揮電網(wǎng)的功能，降低運(yùn)營(yíng)成本。利用VRGIS技術(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)以使資產(chǎn)達(dá)到最佳狀態(tài)，可以不斷提升電網(wǎng)負(fù)荷能力，延長(zhǎng)使用壽命。

3.2 促進(jìn)電力市場(chǎng)健康發(fā)展

地理信息系統(tǒng)可以隨時(shí)對(duì)各地電網(wǎng)的各項(xiàng)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)進(jìn)行提取、匯總和報(bào)告，這樣可以為市場(chǎng)參與者提供充分的數(shù)據(jù)資料，幫助客戶和電網(wǎng)工作人員對(duì)其有更加深入地了解，幫助人們細(xì)化對(duì)容量、變化率、潮流阻塞情況等參量的掌握，使得電力行業(yè)得到科學(xué)的規(guī)劃和運(yùn)營(yíng)。此外，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以實(shí)時(shí)地對(duì)智能電網(wǎng)進(jìn)行虛擬化的仿真描繪，地理信息系統(tǒng)也可以從中提取到相關(guān)技術(shù)參數(shù)，對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以使系統(tǒng)及時(shí)的處理各種可能出現(xiàn)的問(wèn)題，保證電力市場(chǎng)的健康發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，隨著市場(chǎng)化的加深、數(shù)字化技術(shù)的不斷發(fā)展，電力網(wǎng)絡(luò)與市場(chǎng)和用戶的交互越來(lái)越多，人們對(duì)電力的需求與日俱增，對(duì)電力質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。傳統(tǒng)的電網(wǎng)管理方式已經(jīng)越來(lái)越不適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展。推動(dòng)電網(wǎng)行業(yè)智能化，應(yīng)用VRGIS技術(shù)進(jìn)行偵測(cè)和管理，是中國(guó)電網(wǎng)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，也是中國(guó)社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。我國(guó)已經(jīng)開(kāi)展了相關(guān)工作，但依舊有很多問(wèn)題亟待解決。推進(jìn)VRGIS技術(shù)與智能電網(wǎng)管理的有機(jī)融合還有很多事情要做，智能電網(wǎng)管理的現(xiàn)代化之路任重而道遠(yuǎn)。

[1]王瀚秋,劉開(kāi)鋒.低壓配電網(wǎng)GIS結(jié)合電力營(yíng)配一體化信息平臺(tái)的建設(shè)與應(yīng)用[J].電力信息化,2010(1).

[2]李斌,韓峰.虛擬現(xiàn)實(shí)地理信息系統(tǒng)(VRGIS)技術(shù)在鐵路勘測(cè)中的應(yīng)用[J].甘肅科技,2004(4).