冰雪考问数字电网

一场罕见的冰雪灾害，在2008年的春节前后肆虐神州大地，电力系统遭遇重挫，进而严重影响到人们的生产和生活。于是，一场牵动全国人民心跳的抗冰救灾活动全面展开。而在这场与冰雪的对峙中，以地理信息系统为核心的“数字电网”堪称“隐形英雄”。

2008年元旦刚刚过完，冻雨加冰雪就

在闽西北下个不停，晶莹剔透的冰凌开始一层层缠绕在电线上，蔚为奇观。对于很多人来说，这场50年不遇的自然景观多少带来些新奇，但很快，当输电线路因覆冰重压导致倒杆、断线、黑暗笼罩时，惶恐和忙乱的气氛开始迅速蔓延。广播电视台断电停播、食品站生猪屠宰场停电告急、液化气灌装站断电停止供气、医院电力告急……人们意识到一场冰雪带来的自然灾害“大片”就要上映了。

“冰”临城下

1月24日以来，50年一遇的冰灾席卷闽西北。潮湿的空气使覆冰迅速加厚，重重压在电力线上，最低气温已经接近零下10℃，部分区域电力线路覆冰厚度最大达150毫米，远远超过线路所能承受的设计标准。电杆、铁塔因不堪坚冰重压而倒塌。不断倒伏的毛竹和树木，也造成了部分线路受压停电，加重了灾情。

福建南平、三明、龙岩、宁德等4个地市29个县境内遭遇了严重的覆冰灾害，相继引发倒塔断线、线路跳闸现象，对闽西北电网造成了历史罕见的严重破坏: 220千伏线路跳闸2条、110千伏线路跳闸9条、35千伏变电站停运12座、线路跳闸35条、10千伏线路跳闸521条、线路受损2982.3公里、倒杆16392基，全省停电用户达611729户，直接经济损失近59474万元。更为艰险的是，福建与华东联网的两条500千伏联络线跳闸，福建电网成为独立运行的孤网。

由于受灾点多处高海拔山顶，山高路陡，林木茂密，抢修难度极大。持续不断的冻雨和低温天气，使线路灾情不断加大，甚至连刚刚抢修好的铁塔和线路又重复出现倒塔、倒杆、断线现象，抢修屡屡受阻。

定位47号杆

2月2日晚上11点，福建邵武供电局220kV安华I路发生跳闸故障，为查找故障点，需要派出大量人力沿线查塔。但由于安华I路地处高山峻岭，因山路结冰，有个别塔因道路不通还造成人员无法巡线的问题，仅全线巡查故障点就需要几天时间，线路故障距离的判别、维修及故障的迅速排除都十分困难，可能影响抢修进度。

怎么办？当晚，技术人员应用福建电网生产管理系统（Grid Production Management System 简称GPMS），查出安华I路的地理信息。经分析得知，47号电杆地处山顶，海拔高度650米，而且连续大档距（前后档距分别为807米、774米）。正是由于落差大，距离远，于是技术人员判断很可能就是这段线路的覆冰载荷增大，造成了事故。于是邵武供电局决定立即先派人到47号杆巡查，果然，47号塔塔头向46号塔严重弯曲成90度角，造成A相导线碰触铁塔接地。利用GPMS这一快速分析手段，迅速检测出了线路发生的故障点，节省了宝贵的时间和人力。

这是福建省电力有限公司生产部主任李功新向记者介绍的真实事例。从1月份到现在，作为福建电力的核心部门负责人，他已经连续奋战了数不清的日日夜夜。

在这场没有硝烟的战争中，GPMS俨然已经成为一员“干将”，它应用3S技术、计算机技术、网络技术和三维全景技术，将地理信息、电网设备图形信息与设备台账信息（即属性）、运行信息、实时信息等数据有机结合，覆盖了输电、变电、配电、调度等相关业务。GPMS具有空间可视化的优势，能提供及时准确的受灾电网的设备情况、空间位置和抢修需要的物资信息。

“在没有采用这套系统前，我们的设备管理是孤立的，信息只是抽象地存储于各类介质中，包括数据库和传统的纸质档案。但现在，由于输、变、配电设备信息都和福建全省的地形图叠加在了一起，非常直观。” 李功新随即打开了办公桌上的电脑，向记者展示了这套系统。

进入GPMS，可以看到全省的输电线路分布图、二维平面地图和三维场景图。当查询覆冰区域内的电网设备时，除了能精确查明设备经纬度坐标外，还能调出设备的型号和数量信息，提高了物资调拨的准确性。不难想象，如果杆塔毁坏，却又无法确定设备属性，历尽艰辛把抢修物资运送到现场后，发现型号不匹配，将浪费多少宝贵的时间。“简单来讲，它发挥的作用就是定位、定量、定性。” 李功新如是总结。

“根据设备损坏数量和物资属性，还可以预测工作难度和工作量，准确配置抢修队伍的人员。”李功新细数着电网生产管理系统发挥的支撑作用。在GPMS系统中，甚至还可以看到某个变电站整体全景图，或者是某个电杆的照片。

除此之外，也便于对装了GPS终端的电力抢修车进行调度指挥和路径规划。每辆车配备了多少人员，在哪些作业区工作，都可以直观地显示在系统中。即便是失去了通信信号，也能准确定位到抢修车，增强了人员安全性。还可以把前方抢修图像传回指挥中心，进行分析。

防灾没有“句号”

如果说抢险救灾随着电缆的修复可以陆续取得阶段性胜利的话，那么防灾将永远没有终点。由于天气反复无常，灾情随时可能再发，因此预防工作也尤为重要。通过GPMS，决策层可以查询到覆冰多发区域，安排人员对这些地区加强特巡，按照杆塔、电线等设备属性做好物资储备和应急抢修队伍的储备，也让抗灾工作变得有条不紊。

巡视工作人员可利用手持移动终端（PDA），直接导出相关设备信息到PDA，进行线路巡视。巡视后的结果再通过接口导入系统，自动将发现的缺陷转入缺陷业务流程管理。例如当受损坏的电杆修复完毕后，工作人员可以用PDA拍下照片，传输到GPMS中。

另外，重点线路电流量的保障，也是灾难预防的很重要一环。李功新告诉记者: “电网具有连通性的特点，而GIS（地理信息系统）正好具有很强的拓扑分析功能，哪条线路断了，如何分配电力负荷可以达到负载均衡，如何保证重点线路的连通，都可以在以GIS为基础的电网生产管理系统中分析出来。” 确保了政府、医院等重点部门和高危客户的正常供电。

而对于福建省3600万的普通居民，95598客户服务系统也起到了很好的沟通与安抚作用。95598热线 24小时时刻畅通，这两个月来，冰灾地区话务量激增。接听到用户报修电话后，座席值班人员能通过GPMS查明方位，解释停电原因，如果是异常断电，则报给调度人员基于电网生产管理系统来安排抢修。营销管理系统、生产管理系统和ERP紧耦合业务应用号称电力信息化“铁三角”，除此之外还有协同办公、综合管理等业务应用，主要是“铁三角”这三套系统支撑起电力企业的信息化。

“隐形”系统

GPMS的核心技术是GIS，和某些行业的GIS系统只是运行于核心业务系统之外的状况不同，福建电网的GPMS目前已经深入到生产系统的各个环节中。日常工作中的每一步都在信息系统中流转，不会再出现为了信息化而信息化，手工一套、计算机一套的尴尬局面。它已经融合到了各项工作中，因此给人的感觉好像是隐形了。

然而，这并非一日之功，需经历长期磨合和历练才能达到这样的融合。

承建单位厦门亿力吉奥信息科技有限公司刘金长总经理回忆说: “福建省电力有限公司从2001年开始立项，2002年正式启动研发，到2004年开始推动。先后建成了输电、变电、配电地理信息系统和电网生产管理系统。它已经超出了简单的信息化范畴，还涉及到配套的管理流程、考评机制、岗位设置、规章制度等多项变革。”这是一个“一把手”工程，需要自上而下地推动。“前期投入很大，但却不能急于求成，短期就期待见到显著效益是不现实的。” 刘金长见证了福建电网生产管理系统从无到有，再到深入应用的全过程。

由于系统提供了输、配、变电生产业务规范化管理流程平台，也为工作绩效的评估带来了变革。“只要对线路进行了修复或改变，工作人员都会把结果记录到生产管理系统中，一方面这会作为工作考评的依据，另一方面也保证了数据的及时更新。”

对于任何生产管理系统来说，数据的实时更新都关乎系统能否正常发挥效力，尤其在电力行业，生产系统的数据如果过时，严重的甚至将危及到操作工的生命安全。在厦门电业局的调度中心，记者看到，工作人员正在将工作票和操作票的信息录入到电脑中，“工作票和操作票俗称‘两票’，是电力系统中允许工作并从事电网操作的命令和依据，是防止误操作、保证人身设备安全的重要措施，素有生命票之称。”工作人员一边演示，一边对记者介绍。电脑上显示出一副直观的图纸，当需要检修某段线路时，应在系统中发出指令，规定从某个时间开始拉闸断电，如果生产管理系统的数据没有及时更新，可能给出的线路位置就不准确，操作人员就命悬一线了。

“它同样也给政府相关部门提供电网空间数据，便于将电网纳入城市统一规划、与城市发展相协调，例如根据GPMS标注的电网设备的地理位置，市政部门在建设时就可以预先采取措施，避免施工外力破坏。它起到了很强的辅助决策作用，可以在电网规划建设、电网改造中，起到优化方案、节省投资的作用。” 刘金长介绍说。

灾后重建

深耕数字电网

“这次冰灾，信息化发挥了积极的作用，但同时也暴露了一些问题，那就是数字电网推行的速度还不够快。”据李功新介绍，目前福建省高电压输电线路信息已经全部进入了系统，全省中压和低压线路信息将在2009年前进入电网生产管理系统。“这次受灾抢修过程中，只有电网主干网络经过的地区和邵武市充分应用到了这套系统，但GPMS本应发挥更大的作用。”李功新一边为记者演示，一边叹息道: “闽西北受灾地区多为贫困山区，信息化发展程度还不高，数字电网也暂时没有延伸到这些区域。目前，GPMS在核心城区的力量很强，管理很精细，但山区和农村正是薄弱地区。”

2月26日晚，三明市建宁县里心镇新圩坳村恢复供电，全村欢愉。至此，福建省因冰雪灾害一度断电的61万多用户，全部恢复正常供电。灾后重建工作已经开始。

“以前，由于福建受台风影响很大，我们把重点放在了台风监测上，在经历了这次50年不遇的冰灾以后，我们还将建立覆冰监测站，根据全省覆冰分布图，积累覆冰参数，在电网建设上，可以避开易受灾地区。实在无法绕开的地区，可以提高电网建设的设计标准。”李功新介绍。

高、中、低压电力设施广泛分布在城市、农村和山区， 它们全部坐落在地表附着物上，具有不同的地质状况。“目前我们的电网综合防灾减灾一期系统已经和地质灾害分布图相叠加，在易滑坡、易地震和泥石流多发地带进行重点防护。除了来自于地质上的灾害，还有来自空中的灾害，如台风、暴雨、覆冰、雷电和环境污染。因此，将气象信息与电网空间数据叠加应用，更加全面地增强了电网防灾减灾能力。” 李功新打开电网综合防灾减灾系统的界面，其中显示了在一次台风来袭时，所经路线上风圈半径内影响到的电力设备。

据了解，电力设备的外力威胁来自于力结构的破坏和绝缘体的破坏，覆冰压迫致使杆塔倒塌属于前者，而由于环境污染给绝缘体带来的危险则属于后者。

目前，GPMS已经在福建省电力有限公司总部及9大地市电业局、6个二级供电局、2个超高局、十多个县供电公司等下属单位应用。据了解，整个GPMS包括软件、硬件、数据的投入比例和国外GIS系统投入比例1:2:10相当，目前GPMS已投入约1亿资金，每年的运行维护费用约为项目总价的15%。计划2008年底GPMS将覆盖福建64个县级供电局。

这场持续低温雨雪冰冻自然灾害天气，已经使我国13个省（区）的电力系统运行受到影响，成为建国以来电力部门遭受的最为严重的灾害之一。国家电网公司和南方电网公司正在分别制定灾后重建的方案，按照国家电网公司的估计，仅重建修复电网的资金就需要300亿元。

可以预测，数字电网的建设将得到大力推动，实现以信息化手段进行决策分析的目的，在电网规划建设、生产运行、电网抢修、应急指挥中发挥更大的作用，提高电网抗击自然灾害的能力。国家电网公司的电网生产管理信息化建设还处于起步阶段，特别是基于自主知识产权的3S技术在省级大范围内实施电网生产信息化的成功案例还基本没有。继福建省配电GIS、输电GIS之后，作为福建省电力有限公司第三次荣获中国地理信息系统优秀工程金奖工程称号，并荣获国家电网公司和福建省电力有限公司科技进步一等奖的GPMS，具有良好的推广前景。