Попова Ольга Михайловна,
старший научный сотрудник, Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН, г. Иркутск, к.э.н.

В Институте систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН разработана первая версия геоинформационной системы системообразующей электрической сети. Она создана в увязке с оптимизационной моделью и предназначена для визуализации и анализа вариантов развития основной электрической сети электроэнергетической системы (ЭЭС) [1  3]. Рассматриваемая система является проблемно-ориентированной ГИС, специализированной на картографическом отображении системообразующей электрической сети в составе Единой энергетической системы России. На рис. 1 показаны основные компоненты данной ГИС.

Рис. 1. Структура ГИС электрических сетей.

Работа программы ElectNet, связанной с ГИС-инструментарием по технологии OLE Automation, подробно рассмотрена в [1]. Эта программа выполняет следующие основные функции: открытие и закрытие как рабочих наборов файлов, подобранных для решения конкретных задач, так и отдельных файлов одновременно в графическом и табличном виде, сохранение редактируемых таблиц и рабочих наборов, экспорт окна карты в виде растрового файла или метафайла, печать карт и таблиц; показ географических данных для выделенного объекта и их редактирование; селекция записей в открытых таблицах энергетических узлов и ЛЭП в зависимости от выбранного напряжения (220 кВ, 500кВ и т.д.) и их отображение на карте, любой выбор записей в таблице, в том числе по SQL - запросам; геокодирование выбранной таблицы на основе другой таблицы, содержащей графические объекты ЭЭС; управление слоями карты, выбор стиля объектов, линий, шрифта; представление легенды карты электрических сетей. Кнопки инструментальной панели программы позволяют выполнять операции навигации, нанесения на карту энергетических объектов (узлов и ЛЭП) и их редактирования.

Программа PowerNet применяет появившиеся возможности связывания различных типов пользо-вательских данных с картой, это относится как к базам данных, так и к отдельным файлам (таблицам). На рис. 2 представлен общий вид экрана в процессе работы программы PowerNet с открытым диалоговым окном для ввода необходимых исходных данных в картографическом и (или) табличном виде.

Рис. 2. Отображение информации посредством программы PowerNet.

Из блока визуализации существующих электрических сетей пространственные данные агрегированных энергетических узлов подаются на вход оптимизационной модели развития основной электрической сети. Результаты оптимизации заносятся в БД «Варианты расчетов». Геоинформационный модуль, соединенный с оптимизационной моделью программы Сети, отображает на карте полученный вариант электрической сети. Необходимо заметить, что, если программные приложения ElectNet и PowerNet могут работать довольно независимо для различных задач визуализации и анализа электрических сетей (и не только при соответствующей подготовке исходной информации), то указанный модуль ГИС жестко привязан к формату исходных и результирующих данных программы Сети. С другой стороны, это позволяет достичь большей автоматизации при картографическом отображении информации.

Наряду с непосредственным выводом на географическую карту расчетной схемы сети модуль ГИС позволяет работать автономно с БД «Варианты расчетов». В этом случае вызываются необходимые таблицы из БД с соответствующей фильтрацией и пространственной привязкой данных (общий вид экрана показан на рис. 3).

Рис. 3. Модуль ГИС в программе Сети.

• ЛЭП  все ЛЭП; существующие ЛЭП; новые ЛЭП; ЛЭП с развитием;
• перетоки  все перетоки; линии с не 0-ми потоками; максимальный переток; минимальный переток;
• напряжение  все напряжения; 220 кВ; 330 кВ; 500 кВ; 750 кВ; 1150 кВ;
• генерация  все узлы генерации; узлы с максимальной мощностью; узлы с неиспользованной вырабатываемой мощностью;
• потребление  все узлы потребления; дефицитные узлы; самобалансирующиеся узлы; выдающие узлы; принимающие узлы (т.е. в зависимости от соотношения нагрузки и мощности генерирующих узлов).

Для примера на рис.4 в полноэкранном формате представлен вариант № 42 с отображением всех ЛЭП с не 0-ми потоками по всем напряжениям.

Из технических особенностей модуля ГИС можно отметить наличие контекстного меню, выполняющего ряд операций с картографическими объектами, например, по управлению слоями карты, предоставлению геоинформации о выделенных объектах. Для использования уведомляющих вызовов (Callbacks), создан COM-сервер, позволивший, в частности, эмулировать строку состояния ГИС-инструментария в строке статуса модуля ГИС.

Рис. 4. Тематическое представление выбранного варианта электрической сети.

Из практических задач, где использовалась рассматриваемая ГИС, можно выделить обработку материалов Генеральной схемы размещения объектов электроэнергетики до 2020 г. [4] и разработку предложений по перспективам развития системообразующей электрической сети ЕЭС России на период до 2030 года.

В настоящее время в рамках дальнейшего развития рассматриваемой ГИС производится привязка к ней структурной модели, использующей методы и алгоритмы структурного анализа ЭЭС для учета ограничений на передаваемые мощности в сечениях и по связям электрической сети, осуществляющей оценку предельных по условиям статической устойчивости потоков мощности в сечениях [5].

Литература

1. Попова О.М. Разработка геоинформационной системы электрических сетей // Информационные технологии в энергетике. Современные подходы к анализу и обработке информации.  Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2000.  С. 161-165.
2. Попова О.М., Такайшвили В.Р., Труфанов В.В. Пакет программ для анализа развития электрических сетей с использованием геоинформационных технологий. -Иркутск, 2001. - 27 с. - (Препр. ИСЭМ СО РАН; № 8).
3. Попова О.М. Построение геоинформационной системы электрических сетей. – Вестник ИрГТУ. – 2006. – № 2 (26).– С. 101-104.
4. Попова О.М. Использование ГИС развивающихся электрических сетей при обработке Генеральной схемы размещения объектов электроэнергетики до 2020 года. / Труды XIV Байкальской Всероссийской конференции «Информационные и математические технологии в науке и управлении». Часть Ш.- Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2009.- С. 94-95.
5. Попова О.М, Усов И.Ю. Оптимизация развития системообразующей электрической сети с помощью геоинформационных технологий. – Проблемы управления. – 2010. – № 4. – С. 66-73.