配电网网架图形维护系统便携式移动互联网技术应用研究

摘 要针对目前国内配电网网架图形现有技术仅能够通过信息收集，再通过离线方式对配电网架图形进行编辑，无法通过将现场实际与图形相结合，通过现场调研、绘制以及确认形式，对配电网网架图形进行在线编辑。本文提出了利用便携式移动技术，采用移动定位技术与地理信息系统（GIS）相结合，并采用移动专线作为数据传输通道，从而达到实时在线编辑配电网网架图形的功能。为配网调度提供现实的维护数据以及实时运行数据，从而为全网的配网自动化提供基础数据。

【关键词】地理信息系统 配网 移动互联网技术 移动专线 实时传递

目前，在配网生产运行过程中，往往均使用到配电网网架图形，用于对配电网络进行调度、运行保障、维修等。在实际生产及使用过程中，配电网网架图形的重要性不言而喻，是整个配网生产的基础。但是在实际配网生产过程中，配电网网架图形往往得不到有效的运行维护，大部分配电网网架图形存在以下问题：（1）配电网网架图形老化，相应的地理信息图未能与实际的地理信息进行同步更新；（2）配电网网架图形中图元信息陈旧，配网调度运行过程中，各类资产变动未能及时更新至图形中，造成系统与实际不匹配；（3）配电网网架图形维护困难，大部分运维过程根据大致的地理信息对图元进行添加、删除以及更新，无法有效的对实际的地理位置进行准确描述，且改动均通过线下离线模式进行。

由此可见，配电网网架图形为配电网络生产运行的基础，配电网网架图形的图元准确性、数据及时性、图形显示合理性是配调生产的关键要素。如何使得配电网网架与生产实际保持一致，已成为亟待破解的重要课题。

1 国内外研究现状

1.1 国内外现状

（1）电子地图现状。电子地图软件一般利用地理信息系统来储存和传送地图数据。电子地图以GIS技术为基础，融合了数据库技术，其信息的可视化程度大大提升，表现形式更加丰富。基于地理信息系统的电子地图拥有多媒体功能，可以对其进行地图操作，可以分析查找特定范围内的目标，可以准确查找两点间最短路径，可以对属性信息进行可视化分析、统计，可以进行规划管理，并具有网络功能。

目前，电子地图应用广泛，可用于城市规划建设、交通、旅游、汽车导航等许多场景中。在电力系统内，电子地图被用于PMS系统（生产管理系统）中，在日常巡视，应急抢修、以及调度系统中均有较为深入的应用。

（2）配电网网架。配电调度系统中，配电网网架为重要的基础数据，为配电网调度的正常运行提供基础支撑。配电网网架的维护需要专业的技能，对运行人员的运维要求能力有较高的要求。

1.2 需解决的问题

从目前国内外现状来看，配电网网架为配网调度运行的关键数据之一，配网网架的正确性，对配网调度的运行有着重要的影响。由于配网网架的技术性、复杂性以及专业性，使得在日常运行及生产过程中，配网网架图形缺乏及时动态更新的技术手段，为加强管理，迫切需要建设简单快捷、及时有效以及安全可靠性高的自动更新技术。为此，需要解决以下几个问题：

（1）数据更新及时性。配网网架作为配网调度运行的基础数据之一，决定了配网网架并非固定不变的。配网网架根据实际配网运行生产过程的实际情况而变化，因此配网网架具有动态性。如何将现实的情况及时而准确的在网架图中进行显示，如何根据实际情况的调整对网架进行添加、删除、修改就成了需要解决的问题。只有解决了配网网架图更新的及时性和准确性，使得配网网架图能动态的反应实际的配网运行状况，才能更好的为配网调度进行服务。

（2）操作简易性。根据配网调度要求，配网网架要求与实际情况相符合，因此在实际生产运行过程中，无法使用逻辑图对实际情况进行操作，因此需要将网架与实际地图保持一致。因此配网网架基本采用地理信息地图作为网架的基图，在基图上勾绘出网架的形状以及各资产信息。将网架和地理信息图相结合，这就要求在地理信息图上操作的简单性，用户不需要具有专业的地图绘制知识就能简单而直观的反应网架的实际情况以及相应的变动。

2 系统功能

2.1 总体业务应用框架

系统总体应用框架如图1所示。本系统包括移动服务端应用、移动终端应用以及与配调决策支持系统的接口功能三个部分。

（1）与配调决策支持系统接口。配调技术支撑系统接口实现了与移动终端之间电网数据、地理背景数据的双向交互及共享，通过从配调决策支持系统获取地理背景、电网图形和设备台帐数据，形成移动终端所需数据包并下载至移动终端，并将移动终端上维护的图形和台帐数据同步至配调技术支撑系统。（2）移动服务端应用。作为配调技术支撑系统与移动终端应用之间的桥梁实现两者之间数据的共享与交互，并提供终端及安全管理和系统管理等基础支持功能。（3）移动终端应用。从移动服务端获取作业任务后，在移动终端上实现图形的查询、浏览、图形维护和台帐编辑等功能，并将图形维护和台帐编辑结果更新至配调决策支持系统。

2.2 移动服务端应用

移动服务端为数据中心，将所有移动终端数据在移动服务端进行存储，包括地理信息图GIS的更新和下发，台账数据表以及权限管理模块。

（1）数据包管理。数据包范围的划定支持图中边界框选，数据包中的数据包括框选范围内的地理图、站内模拟图、设备台帐数据。

移动终端启动时，通过查询移动服务端是否有更新，若有则通过在线自动更新的形式完成数据及任务的下发，从而避免人工手动完成更新的。同时服务端可以主动推送更新数据至移动终端。

（2）终端安全管理。终端设备权限控制功能，只有注册在案的终端设备才允许通过接口实现数据的下载和上传。终端登录用户的身份校验传输采用加密方式确保相关信息的安全。终端文件采用存储卡+数据文件双重加密的技术手段，保障数据安全性。

2.3 移动终端应用

移动终端根据下载的地理信息图及台账信息，在终端完成业务应用。移动终端的使用，使得现场工作人员能与系统进行交互，能实时对数据进行更新，提高了工作效率及准确度。

移动终端主要功能有：（1）图形查询浏览功能。能实现地理信息图形的基础浏览功能，包括平移、缩放、全景等基础图形浏览工具，支持手势输入。（2）图形辅助功能。移动终端实现距离测量及面积测量功能，通过GPS位置实现设备坐标采集，从而将现场台账数据进行补充整，同时通过现场拍照，建立与电网设备的关联关系。

3 总体架构

3.1 应用架构

基于便携式移动终端设备内嵌图形应用软件，具有电网图形、地理背景数据的图形显示、查询等基础图形功能；具有电网图形数据离线导出功能，方便现场工作人员与实际电网和设备进行核对；具有电网数据维护功能，方便现场工作人员在现场进行电网数据维护。

3.2 技术架构

电网图形移动应用系统主要由移动图形APP、电网图形移动应用服务及图形桌面应用三大部分组成。

移动图形APP运行在移动终端设备上，实现电网图形、台帐属性数据的查询浏览、编辑等功能。移动图形APP底层利用嵌入式数据库（SQLite），图形引擎采用与配调技术支持系统一致的数据模型、坐标系（西安80）及绘图算法，支持Andriod/iOS/Windows Mobile/Windows RT等移动操作系统，采用C++/QT实现。

图形移动应用服务运行在网络服务端，为移动应用APP提供服务调用接口，主要包括关系数据库服务、实时库服务、图形服务、电网GIS平台服务、离线数据管理服务等接口，新增接口采用REST风格。

图形桌面应用在原有配调技术支持系统的基础上，完成移动图形APP显示参数配置、网格索引优化配置、离线数据导出、电网编辑数据导入（文件方式）等功能。

3.3 应用效果

该项移动应用技术达到了国内先进水平，能大幅提高电力配网业务的开展，有效降低了生产运营成本。同时也为解决现场开展业务的关键性问题提供了解决思路，为企业的信息化建设和应用水平的提升开辟了新的模式和方向。

配电网网架图形维护系统经过半年的上线运行，对黄山市城区配电网网架实现全覆盖，其中资产台账与实际匹配率达到98%，数据更新同步每天一次，保证了数据同步的及时率。

4 总结

基于配电网网架图形维护系统便携式移动技术应用，针对于配电网网架图形的特点，既提高配电网网架图形的准确度，又将现场工作与实际情况进行无缝衔接，为调度部门实现对配网调度生产运行提供了有效的解决方案，该方案已在黄山地区实施应用，社会效益和经济效益明显，具备推广应用价值。

作者单位

国网黄山供电公司 安徽省黄山市 245000