数字电网工程内涵

§6.1　数字电网工程内涵

纵横千里的电网可以浓缩于方寸电脑屏幕之上，大到整个电力系统的运行方式、电网潮流、输电线路经过的地形地貌、山川河流、铁路公路;小到每一基电线杆塔、高不过50m的山丘，均可以三维图像的形式清晰地展现在电脑屏幕上。

这种相对于实际大电网而言的“全信息数字电网”，可以直观、方便地为输电线路的规划、设计、维护、管理、调度、分析和决策提供重要支撑。

2000年，中国科学院院士、清华大学电力系统国家重点实验室主任卢强在《新世纪的电力系统科技发展方向》一文中，为“数字电力系统”进行如下定义:对某一实际运行的电力系统的物理结构、物理特性、技术性能、经济管理、环保指标、人员状况、科教活动等数字化地、形象化地、实时地描述与再现。

这一定义主要涉及系统运行和控制领域。广西电力工业勘察设计研究院数字电网研究中心针对数字电网，提出了以下概念:数字电网是以先进的一次系统和二次系统为基础，综合运用各种计算机技术、网络通信技术、地理空间信息技术和电力专业技术，对某一规划或实际运营的电力系统的物理结构、物理特性、技术性能、经济管理、环保指标、人员状况、科教活动等进行数字化、可视化地实时描述与再现。

这个定义的数字化电网主要涉及两个方面的内容，即智能化和可视化。智能化主要表现在两个方面:一是厂站智能化，二是调度智能化;可视化也涉及两个方面的内容:一是规划、勘测设计可视化，二是运行管理、调度控制可视化。电网数字化的目的在于提高电网管理、规划、决策等的科学性、准确性，与大区域经济发展、环境保护协调一致、可持续发展，数字电网是电网发展的必然趋势。

为了建设数字化电网和信息化企业，国家电网公司于2006年4月提出了“SG186工程”，其内涵是:构筑一体化企业级信息集成平台，建设八大业务应用，建立健全六个信息化保障体系，坚持以信息化推动生产自动化和管理现代化，建设数字化电网和信息化企业。国家电网公司在生产管理系统的总体设计基础上还提出了输变配模型一体化的设计思想:通过构建输变配一体化模型，达到输变配全网模型统一(一张网)，在基础结构上无缝联通输电网和配电网，并统一厂站和设备库相关标准，统一全网拓扑，统一全网图形。这种输变配模型一体化设计既能满足输电、变电、配电在管理上的相对独立性需求，又能使那些需要全网一体化支持的应用需求从根本上得到满足。

电网图形一体化的设计思想的出发点是因为大多数电网设备都具有地理空间分布特征，利用图形方式对电网设备进行空间表达，不仅可以直观地表现电网设备的空间地理位置，还可以根据电网设备的拓扑连接关系，在地图上进行各种电网拓扑模拟操作。电网图形一体化设计的目标就是要在输电、变电、配电的全数字化电网中，通过统一空间参考标准、统一设备位置信息、统一图元标准和统一图形展现方式等来实现全网设备的图形漫游、查询、统计和分析等功能。

本章所述的数字电网，是指以空间信息可视化技术为核心，将输配电线路、供用电设备及其相应的地理环境以图文并茂的形式准确、直观地展现出来，为电力企业的输配电线路和设备的规划、设计、维护、管理、调度、分析和决策提供信息基础和高效手段。数字化电网系统的建设应强调业务流和数据流的连贯，避免信息孤岛，减少信息化建设投资，保证电网数字化信息的一致性、完整性和有效性。如电网设计过程产生的设计成果要以数字化的方式提交施工方，进而提交到电网运营管理单位;电网运营管理单位维护的数字电网信息也可以方便地提供给电网规划设计单位，从而达到提高设计的精确性和有效性，提高工作效率的目的。

传统的二维电网地理信息系统已由技术研究阶段进入大规模应用阶段，其功能也日益完善，但是其几何图形加注记的表现形式不能真实的反映电力线路、设备设施在现实环境中的三维空间关系、状态及线路走廊的地形地貌状况，亦不能为线路、设备的设计、巡视、检修人员提供真实的工作环境信息。随着计算机技术、图像技术和遥感技术的发展，三维地理信息系统(3DGIS)日趋成熟，尤其是机载激光雷达测量技术的引进，从源头上解决了高精度、高分辨率的三维地形数据和影像数据的快速获取问题，从而使三维数字电网的研制和应用成为可能。

因此，本章主要以激光雷达测量技术和三维可视化技术为核心，结合相关案例，探讨激光雷达测量技术在三维可视化数字电网中的应用思路。