传统的配电网规划主要是通过大量的现状收资，然后进行专业分析后得出多套规划方案，通过方案对比，选择技术经济最优方案。由于配电网设备面广量大，变更频繁，导致原始资料收资工作量巨大，准确性受到质疑，也不利于规划成果的后继共享利用。 随着我国经济的发展，城市规模不断扩大，配电网规模也随之迅速扩张，但电网建设存在重视发电，轻输送配电的现象。整个配电网建设缺乏前期的勘测、考察和规划，导致电网的分布不合理，线路供电半径过长，电网接线随意，导致线路复杂、迂回供电等现象，严重影响了供电的质量和效率，降低了供电的可靠性。
传统的配电网规划主要是通过大量的现状收资，然后进行专业分析后得出多套规划方案，通过方案对比，选择技术经济最优方案。由于配电网设备面广量大，变更频繁，导致原始资料收资工作量巨大，准确性受到质疑，也不利于规划成果的后继共享利用。
随着我国经济的发展，城市规模不断扩大，配电网规模也随之迅速扩张，但电网建设存在重视发电，轻输送配电的现象。整个配电网建设缺乏前期的勘测、考察和规划，导致电网的分布不合理，线路供电半径过长，电网接线随意，导致线路复杂、迂回供电等现象，严重影响了供电的质量和效率，降低了供电的可靠性。
为了保证配电网健康发展，改变配电网建设滞后的局面，提高配电网管控力度，确保配电网安全可靠运行，更好的满足经济社会快速发展的电力需求，国家电网公司提出规划引领的指导思想，全面实施《配电网规划设计技术导则》，强化技术标准的指导作用，提高配电网发展质量，对配电网规划设计提出规范性要求。
在配网规划中需要对海量电网数据进行收集、整理、验证和分析，从而发现电网中存在的薄弱环节，在依据地方经济发展、城市规划等各种因素，从而确定预选项目，以确保整个电网规划的合理性、有效性和可靠性。
配电网规划前期数据收集、整理、考证目前依靠大量人工来完成，耗费大量的时间和人力成本，很难保证资料的正确性、实时性，从而直接影响到后续阶段的电网分析和储备项目选择的准确性。如何高效完成基础数据收集、整理以及规范图资管理，为储备项目选择提供可靠的依据是摆在我们面前的一个巨大难题。
本文通过研究和探讨配电网规划平台实现从生产管理系统、地理信息系统、SCADA系统和用电采集系统获得配电网规划基础资料数据，使基础资料具有实效性、准确性、权威性，从而更加合理进行规划项目确立和筛选，并对整个规划过程中的图资进行有效管理。
通过研究与应用可以提升电网规划管理水平，为实现电网安全生产和供电优质服务提供技术保障，从而取得巨大的经济效益和社会效益。
1、基于矢量图形的配网规划平台研发
配电网规划主要工作是对配电网现状进行分析，并结合负荷预测，解决特定区域配网供电能力不足、配网设备线路老旧、可靠性差等问题，并结合不同的供电区域类别提出配电网的线损率、供电可靠率、电压质量等技术经济指标，并在规划期内达到目标。
因此配网规划过程中无论是改造项目，还是新建项目的确立，均基于当前配电网的现状。实时准确的配电网基础数据是优化生成配电网储备项目需求的重要基础，能科学有效指导项目安排。
配电网规划现状基础数据资料主要包括设备台账资料以及图纸资料，虽然资料已经实现电子化、信息化多年，但由于这两种资料特性不同，导致收集整理难度差别很大。
设备台账资料大多以文本表格形式存在，容易检索、过滤、抽取，整理和汇总相对简单;而图纸资料以图形形式存在，在图形检索、过滤、抽取目前存在难题。图形资料主要存储于地理信息管理系统和生产管理系统中，二者之间图形数据存储方式有很大差别。
地理信息管理系统将图形和属性整合，提供多种基于图形或属性的查询统计，并能进行拓扑和空间分析;生产管理系统中使用图形资料是线路单线图，它仅是线路设备图元的组合，没有拓扑和地理位置，但每个图元可以关联到详细的台帐资料信息。
配电网规划平台从地理信息系统中获得线路设备的地理位置坐标、电气拓扑，从生产管理系统中获得设备台帐信息，通过线路和设备名称进行二者关联，并结合矢量图形形成包含台帐、地理位置和电力拓扑信息的完整现状电网。在基于矢量图形的现状电网基础上，在接入用电采集系统和SCADA系统将用电量和负荷数据引入系统中，从而构成能满足电网规划所要求的全部数据。
1.1平台体系结构
整个系统依据使用场景的差别，被划分成桌面端和移动端应用二部分，核心由企业数据总线、数据融合平台、配网规划决策支持系统和配网规划移动作业系统组成，如图1所示。
1)企业服务总线：以服务形式与现有的生产管理系统、用电采集系统、地理信息系统和SCADA系统进行数据通信和整合，自动抽取配电网运行方面的日常数据，从而获得规划所需要的现状数据，同时达到对现有系统影响最小。
2)数据融合平台：配网规划中不仅需要基础设备台帐资料，还需要地理坐标位置、电气拓扑、负荷等数据。企业服务总线获得各系统中存储的设备台帐资料、用电量、设备线路地理位置、电气拓扑关系和负荷等现状数据，但这些系统之间存在信息孤岛，需要将数据进行融合后形成完整现状电网数据，融合平台可以实现自动智能化数据关联和集成，对其中发现的问题再辅助以人工补录和核对。另外，与配网规划强相关的城市经济数据、城市规划等第三方数据也通过该平台输入到系统中。
3)配网规划决策支持系统：对配网规划中图纸资料管理、电网现状分析、负荷预测分析、储备项目分析、规划方案分析等核心管理和分析，实现配网规划的智能化、可视化。
4)配网规划移动作业系统：对配网规划中户外现场勘查作业提供有效支持，实现勘查设备准确定位导航，规范勘查中资料收集，主要包括图纸资料浏览、电网浏览、设备导航和勘查资料管理等。
图1平台体系结构
1.2规范图资管理
城市配电网规划主要包括：配电网现状分析、电力预测及分布、配电网电源规划、电力和电量平衡、确定规划目标和技术原则、高压配电网规划、中低压配电网规划、配电网项目建设规模及投资估算、投资效益分析和规划评估等方面。
整个工作步骤环节多、涉及到部门广，每个环节有大量的文本和图纸资料输入输出，仅通过人工来整理、收集、汇总这些数据容易出现数据不一致、遗漏现场，必须通过一套信息化管理系统来规范配电网规划中图纸管理。
配电网现状分析在现有电网数据资料基础上，掌握电网网络构成、设备及运行情况，确定目标电网的技术、经济指标，发现当前电网中的薄弱环节，是规划工作能够有效开展前提。
电网现状数据收集所涉及的资料众多，原有工作方法需要配电生产运行部门花费大量的人力来配合去整理各种设备台帐资料、线路单线图和电网负荷数据等资料，整个过程周期较长。
配电网络不同于输电网络，随着城市建设发展不断发生变化，线路更改周期短，导致规划使用现状资料实效性不高。国家电网公司经过多年信息化建设，已经拥有一整套信息化管理系统，其中包括生产管理系统、地理信息系统、SCADA系统和用电采集系统。
生产管理系统中拥有整个配电网设备运行资料，包括设备台帐资料和线路单线图资料;地理信息系统拥有设备、线路地理信息位置，以及整个电网的拓扑数据;SCADA系统拥有整个电网的负荷数据以及负荷分布情况;而用电采集系统准实时采集企业和每家每户的用电量，以及配变关口电量，时刻掌握这用电负荷变化，但这些系统之间数据并没有实现完全共享，形成信息孤岛，给基础数据采集带来困难。
配电网规划平台通过企业服务总线和数据融合平台，在生产管理系统、地理信息系统、SCADA系统和用电采集系统之间搭建一条沟通的桥梁，从而可以高效、准确的获得配电网规划中需要使用的各种设备台帐资料、电网负荷以及现状中压地理接线图、变电站供电范围图纸资料等基础资料，并对其规范管理，如图2所示。
图2配电网规划平台基础数据收集和整理
配电网规划平台与现有系统数据交换采用基于电力系统通用信息模型(CIM)数据定义的XML交换方式。CIM提供了一个关于电力能量管理系统信息的全面逻辑视图，是一个代表电力企业所有主要对象的抽象模型，包括了这些对象的公有类和属性，以及它们之间的关系。
1.3设备筛选与项目初选
配电网建设受到建设用地、资金、政府政策等众多内外因素的影响，虽然最近几年国家对配电网投入不断加大，但配电网随着城市不断扩张，规模也随之增加，需要建设、改造资金缺口仍然很大。
在配电网规划过程中如何科学的、合理的进行项目筛选优化，从而促进配电网项目的有序规划和建设，缓解需求与投资资金、自然资源有限的矛盾，实现配电网建设满足电力发展以及用电需求增长的目标，实现有限投资资金利用效用最大化，对提高配电网可靠性、安全性等方面至关重要。
配电网规划平台通过提供现状电网地理接线图、电网网架图、变电站供电范围图、负荷分布图等矢量图形以及配变容量、线路长度、线路导线规格等统计报表数据，对现状进行负载、出线间隔和N-1校验等分析，发现配电网中存在问题，参照规划导则要求制定配电网规划目标。
规划平台根据配电网现状指标、规划目标指标，并结合线路地理位置、地区经济发展数据、城市规划等因素，进行负荷预测、最佳供电分区区域，最终确定较为合理的规划项目。
配电网规划过程中规划项目确立的合理性和科学性极其重要，平台系统在设计时充分考虑到使用易用性、准确性、可靠性。平台对设备筛选和项目初选，遵守如下基本原则：
1)对于电力供应比较紧张，变电站负载率偏高地区，考虑主变扩容或者调整供电分区范围;
2)对于城市新区，负荷增长较快，考虑新增变电站并预留足够间隔，满足未来经济发展需要;
3)对于电网联络无法通过N-1检验地区，供电可靠性较低，通过合理增加线路联络，提高供电可靠性;
4)对于老旧设备线路、线径偏小的线路无法满足规划要求则进行更换或者拆除新建。
配网规划平台通过设定相关条件，按照规则自动生成若干储备项目，并通过矢量图形进行展现，规划人员在结合地区经济发展情况、地理条件等因素，进行二次储备项目的选择。
配网规划过程中对同一段线路由于从不同分析角度往往会产生多个储备项目，通过矢量图形实现储备项目可视化，可以依据需要将这些储备项目进行合理打包，提高将来设计和施工效率，降低了成本。
针对老旧设备线路改造方面，规划平台按照导则要求，可在系统设定条件，搜索不符合导则要求的设备线路清单，合理制定分年度建设方案。充分考虑设备关联关系，统筹高压、低压;主线、支线的建设与改造，合理制定分年度建设方案，并进行项目初选，全面服务一流配电网建设，如图3所示。
图3生成线径偏小储备项目算法
划项目通过规划平台的生成和筛选，可全面反映项目投入前后的配网联络率、线径、供电半径等规划指标的提升情况，合理生成项目需求，对项目质量做出及时、有效评价。
1.4现场勘查导航功能应用
为了提高配网规划项目合理性、准确性，在变电站、线路设备新增、改造时有时需要到达现场进行勘查，从而确定了新增改接线杆、埋设电缆的地理位置以及线路长度。配网规划人员并非是线路生产运行人员，对设备线路实际地理位置以及周边环境并不熟悉，配电网规划平台需要对准确、快速的到达现场勘查提供解决方案。
地理信息系统中拥有基于WGS84坐标系的设备线路地理位置信息以及电网拓扑数据，配网规划平台通过读取这些数据，重新生成适用于移动应用的电网矢量图形，结合移动地图导航技术，解决现场勘查最后一公里的问题。
配网规划人员在现场勘查出发前，可以通过移动端终端下载现场所有相关资料，避免携带纸质资料不便和遗漏问题;在现场勘查过程中发现与实际收集资料中存在偏差，可以通过移动终端应用进行补充，并现场拍摄照片和视频，为现场勘查工作提供有力的支持。
规划平台在导航功能应用上集成百度地图移动路径导航功能，避免重复开发、同时降低成本。用户在移动作业系统中查找定位到需要进行现场勘查的线路设备，进行导航操作。
系统将电力设备的GPS坐标传送到百度地图中，会搜索从当前地理位置到待勘查线路设备之间的道路路线，当规划人员向勘查线路设备方向出发时，会及时指引行走道路和方向，实现电力设备导航，弥补百度导航只能进行地理位置定位的局限，如图5所示，其中起点即规划人员当前地理位置，终点为待勘查线路设备，蓝色路线为导航路线。
图5导航应用
2、展望
基于矢量图形的配网规划平台规范了图资管理，构建权威的现状基础数据，并结合移动端导航应用为现场勘查提供便利，按照规划原则实现了储备项目筛选，但配电网规划是为了实现多个目标，需要在多阶段进行不断优化的复杂系统工程。
负荷预测数据是配电网规划项目选择的重要依据之一，系统需要引入多种负荷预测分析方法和模型，使其获得更加准确的结果，并不断完善与储备项目分析的整合，建立一套依据负荷变化自动生成变电站新建/扩容、线路改接等项目。储备项目分析在联络率、分段数、电缆通道规划等方面还需要不断加强，针对配网规划导则中要求加强深入应用。
在规划方案选择方面，系统可依据待选择的储备项目产生多套电网规划方案，并建立一套综合评价指标体系，对规划方案进行评估，选择供电可靠性、电压质量、供电能力提升、线损率以及经济效益等重要指标达到最优的方案。
在配网规划平台在矢量图形展示方面，将按从上到下、从粗到细分层显示上级高压电网到中压低压电网，从联络、分段到配变整个电网网架，并支持按供电区域进行联络率统计分析，提升联络率，提高配网储备项目质量。
另外，还将实现对现状电网和规划项目相结合，电网以矢量图形可视化展现方式，按时间轴不断演进叠加规划项目到现状电网中，从而可以浏览整个电网主支线、设备变化，实现对未来电网的仿真，并按照规划导则对未来电网进行负荷、联络率、分段、潮流等分析，以及对运行数据模拟等功能。
3、结论
通过对矢量图形在配网规划过程中探讨，提出了配网规划平台系统，它将生产管理系统、地理信息管理系统、用电采集系统、SCADA等系统数据基于矢量图形进行整合展现，获得了可靠、实时的现状电网数据。
在此基础上，实现了多数据源图资整合，极大地方便规划资料的管理;为现场勘查提供方法和手段，并能更加合理选择储备项目，通过系统平台进行配电网的规划，大大提高了设计的效率。
