一場罕見的冰雪災害，在2008年的春節(jié)前后肆虐神州大地，電力系統(tǒng)遭遇重挫，進而嚴重影響到人們的生產(chǎn)和生活。于是，一場牽動全國人民心跳的抗冰救災活動全面展開。而在這場與冰雪的對峙中，以地理信息系統(tǒng)為核心的“數(shù)字電網(wǎng)”堪稱“隱形英雄”。

2008年元旦剛剛過完，凍雨加冰雪就

在閩西北下個不停，晶瑩剔透的冰凌開始一層層纏繞在電線上，蔚為奇觀。對于很多人來說，這場50年不遇的自然景觀多少帶來些新奇，但很快，當輸電線路因覆冰重壓導致倒桿、斷線、黑暗籠罩時，惶恐和忙亂的氣氛開始迅速蔓延。廣播電視臺斷電停播、食品站生豬屠宰場停電告急、液化氣灌裝站斷電停止供氣、醫(yī)院電力告急……人們意識到一場冰雪帶來的自然災害“大片”就要上映了。

“冰”臨城下

1月24日以來，50年一遇的冰災席卷閩西北。潮濕的空氣使覆冰迅速加厚，重重壓在電力線上，最低氣溫已經(jīng)接近零下10℃，部分區(qū)域電力線路覆冰厚度最大達150毫米，遠遠超過線路所能承受的設計標準。電桿、鐵塔因不堪堅冰重壓而倒塌。不斷倒伏的毛竹和樹木，也造成了部分線路受壓停電，加重了災情。

福建南平、三明、龍巖、寧德等4個地市29個縣境內(nèi)遭遇了嚴重的覆冰災害，相繼引發(fā)倒塔斷線、線路跳閘現(xiàn)象，對閩西北電網(wǎng)造成了歷史罕見的嚴重破壞: 220千伏線路跳閘2條、110千伏線路跳閘9條、35千伏變電站停運12座、線路跳閘35條、10千伏線路跳閘521條、線路受損2982.3公里、倒桿16392基，全省停電用戶達611729戶，直接經(jīng)濟損失近59474萬元。更為艱險的是，福建與華東聯(lián)網(wǎng)的兩條500千伏聯(lián)絡線跳閘，福建電網(wǎng)成為獨立運行的孤網(wǎng)。

由于受災點多處高海拔山頂，山高路陡，林木茂密，搶修難度極大。持續(xù)不斷的凍雨和低溫天氣，使線路災情不斷加大，甚至連剛剛搶修好的鐵塔和線路又重復出現(xiàn)倒塔、倒桿、斷線現(xiàn)象，搶修屢屢受阻。

定位47號桿

2月2日晚上11點，福建邵武供電局220kV安華I路發(fā)生跳閘故障，為查找故障點，需要派出大量人力沿線查塔。但由于安華I路地處高山峻嶺，因山路結(jié)冰，有個別塔因道路不通還造成人員無法巡線的問題，僅全線巡查故障點就需要幾天時間，線路故障距離的判別、維修及故障的迅速排除都十分困難，可能影響搶修進度。

怎么辦？當晚，技術人員應用福建電網(wǎng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)（Grid Production Management System 簡稱GPMS），查出安華I路的地理信息。經(jīng)分析得知，47號電桿地處山頂，海拔高度650米，而且連續(xù)大檔距（前后檔距分別為807米、774米）。正是由于落差大，距離遠，于是技術人員判斷很可能就是這段線路的覆冰載荷增大，造成了事故。于是邵武供電局決定立即先派人到47號桿巡查，果然，47號塔塔頭向46號塔嚴重彎曲成90度角，造成A相導線碰觸鐵塔接地。利用GPMS這一快速分析手段，迅速檢測出了線路發(fā)生的故障點，節(jié)省了寶貴的時間和人力。

這是福建省電力有限公司生產(chǎn)部主任李功新向記者介紹的真實事例。從1月份到現(xiàn)在，作為福建電力的核心部門負責人，他已經(jīng)連續(xù)奮戰(zhàn)了數(shù)不清的日日夜夜。

在這場沒有硝煙的戰(zhàn)爭中，GPMS儼然已經(jīng)成為一員“干將”，它應用3S技術、計算機技術、網(wǎng)絡技術和三維全景技術，將地理信息、電網(wǎng)設備圖形信息與設備臺賬信息（即屬性）、運行信息、實時信息等數(shù)據(jù)有機結(jié)合，覆蓋了輸電、變電、配電、調(diào)度等相關業(yè)務。GPMS具有空間可視化的優(yōu)勢，能提供及時準確的受災電網(wǎng)的設備情況、空間位置和搶修需要的物資信息。

“在沒有采用這套系統(tǒng)前，我們的設備管理是孤立的，信息只是抽象地存儲于各類介質(zhì)中，包括數(shù)據(jù)庫和傳統(tǒng)的紙質(zhì)檔案。但現(xiàn)在，由于輸、變、配電設備信息都和福建全省的地形圖疊加在了一起，非常直觀。” 李功新隨即打開了辦公桌上的電腦，向記者展示了這套系統(tǒng)。

進入GPMS，可以看到全省的輸電線路分布圖、二維平面地圖和三維場景圖。當查詢覆冰區(qū)域內(nèi)的電網(wǎng)設備時，除了能精確查明設備經(jīng)緯度坐標外，還能調(diào)出設備的型號和數(shù)量信息，提高了物資調(diào)撥的準確性。不難想象，如果桿塔毀壞，卻又無法確定設備屬性，歷盡艱辛把搶修物資運送到現(xiàn)場后，發(fā)現(xiàn)型號不匹配，將浪費多少寶貴的時間。“簡單來講，它發(fā)揮的作用就是定位、定量、定性。” 李功新如是總結(jié)。

“根據(jù)設備損壞數(shù)量和物資屬性，還可以預測工作難度和工作量，準確配置搶修隊伍的人員。”李功新細數(shù)著電網(wǎng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)發(fā)揮的支撐作用。在GPMS系統(tǒng)中，甚至還可以看到某個變電站整體全景圖，或者是某個電桿的照片。

除此之外，也便于對裝了GPS終端的電力搶修車進行調(diào)度指揮和路徑規(guī)劃。每輛車配備了多少人員，在哪些作業(yè)區(qū)工作，都可以直觀地顯示在系統(tǒng)中。即便是失去了通信信號，也能準確定位到搶修車，增強了人員安全性。還可以把前方搶修圖像傳回指揮中心，進行分析。

防災沒有“句號”

如果說搶險救災隨著電纜的修復可以陸續(xù)取得階段性勝利的話，那么防災將永遠沒有終點。由于天氣反復無常，災情隨時可能再發(fā)，因此預防工作也尤為重要。通過GPMS，決策層可以查詢到覆冰多發(fā)區(qū)域，安排人員對這些地區(qū)加強特巡，按照桿塔、電線等設備屬性做好物資儲備和應急搶修隊伍的儲備，也讓抗災工作變得有條不紊。

巡視工作人員可利用手持移動終端（PDA），直接導出相關設備信息到PDA，進行線路巡視。巡視后的結(jié)果再通過接口導入系統(tǒng)，自動將發(fā)現(xiàn)的缺陷轉(zhuǎn)入缺陷業(yè)務流程管理。例如當受損壞的電桿修復完畢后，工作人員可以用PDA拍下照片，傳輸?shù)紾PMS中。

另外，重點線路電流量的保障，也是災難預防的很重要一環(huán)。李功新告訴記者: “電網(wǎng)具有連通性的特點，而GIS（地理信息系統(tǒng)）正好具有很強的拓撲分析功能，哪條線路斷了，如何分配電力負荷可以達到負載均衡，如何保證重點線路的連通，都可以在以GIS為基礎的電網(wǎng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)中分析出來。” 確保了政府、醫(yī)院等重點部門和高?？蛻舻恼９╇?。

而對于福建省3600萬的普通居民，95598客戶服務系統(tǒng)也起到了很好的溝通與安撫作用。95598熱線 24小時時刻暢通，這兩個月來，冰災地區(qū)話務量激增。接聽到用戶報修電話后，座席值班人員能通過GPMS查明方位，解釋停電原因，如果是異常斷電，則報給調(diào)度人員基于電網(wǎng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)來安排搶修。營銷管理系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)和ERP緊耦合業(yè)務應用號稱電力信息化“鐵三角”，除此之外還有協(xié)同辦公、綜合管理等業(yè)務應用，主要是“鐵三角”這三套系統(tǒng)支撐起電力企業(yè)的信息化。

“隱形”系統(tǒng)

GPMS的核心技術是GIS，和某些行業(yè)的GIS系統(tǒng)只是運行于核心業(yè)務系統(tǒng)之外的狀況不同，福建電網(wǎng)的GPMS目前已經(jīng)深入到生產(chǎn)系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)中。日常工作中的每一步都在信息系統(tǒng)中流轉(zhuǎn)，不會再出現(xiàn)為了信息化而信息化，手工一套、計算機一套的尷尬局面。它已經(jīng)融合到了各項工作中，因此給人的感覺好像是隱形了。

然而，這并非一日之功，需經(jīng)歷長期磨合和歷練才能達到這樣的融合。

承建單位廈門億力吉奧信息科技有限公司劉金長總經(jīng)理回憶說: “福建省電力有限公司從2001年開始立項，2002年正式啟動研發(fā)，到2004年開始推動。先后建成了輸電、變電、配電地理信息系統(tǒng)和電網(wǎng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)。它已經(jīng)超出了簡單的信息化范疇，還涉及到配套的管理流程、考評機制、崗位設置、規(guī)章制度等多項變革。”這是一個“一把手”工程，需要自上而下地推動。“前期投入很大，但卻不能急于求成，短期就期待見到顯著效益是不現(xiàn)實的。” 劉金長見證了福建電網(wǎng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)從無到有，再到深入應用的全過程。

由于系統(tǒng)提供了輸、配、變電生產(chǎn)業(yè)務規(guī)范化管理流程平臺，也為工作績效的評估帶來了變革。“只要對線路進行了修復或改變，工作人員都會把結(jié)果記錄到生產(chǎn)管理系統(tǒng)中，一方面這會作為工作考評的依據(jù)，另一方面也保證了數(shù)據(jù)的及時更新。”

對于任何生產(chǎn)管理系統(tǒng)來說，數(shù)據(jù)的實時更新都關乎系統(tǒng)能否正常發(fā)揮效力，尤其在電力行業(yè)，生產(chǎn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)如果過時，嚴重的甚至將危及到操作工的生命安全。在廈門電業(yè)局的調(diào)度中心，記者看到，工作人員正在將工作票和操作票的信息錄入到電腦中，“工作票和操作票俗稱‘兩票’，是電力系統(tǒng)中允許工作并從事電網(wǎng)操作的命令和依據(jù)，是防止誤操作、保證人身設備安全的重要措施，素有生命票之稱。”工作人員一邊演示，一邊對記者介紹。電腦上顯示出一副直觀的圖紙，當需要檢修某段線路時，應在系統(tǒng)中發(fā)出指令，規(guī)定從某個時間開始拉閘斷電，如果生產(chǎn)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)沒有及時更新，可能給出的線路位置就不準確，操作人員就命懸一線了。

“它同樣也給政府相關部門提供電網(wǎng)空間數(shù)據(jù)，便于將電網(wǎng)納入城市統(tǒng)一規(guī)劃、與城市發(fā)展相協(xié)調(diào)，例如根據(jù)GPMS標注的電網(wǎng)設備的地理位置，市政部門在建設時就可以預先采取措施，避免施工外力破壞。它起到了很強的輔助決策作用，可以在電網(wǎng)規(guī)劃建設、電網(wǎng)改造中，起到優(yōu)化方案、節(jié)省投資的作用。” 劉金長介紹說。

災后重建

深耕數(shù)字電網(wǎng)

“這次冰災，信息化發(fā)揮了積極的作用，但同時也暴露了一些問題，那就是數(shù)字電網(wǎng)推行的速度還不夠快。”據(jù)李功新介紹，目前福建省高電壓輸電線路信息已經(jīng)全部進入了系統(tǒng)，全省中壓和低壓線路信息將在2009年前進入電網(wǎng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)。“這次受災搶修過程中，只有電網(wǎng)主干網(wǎng)絡經(jīng)過的地區(qū)和邵武市充分應用到了這套系統(tǒng)，但GPMS本應發(fā)揮更大的作用。”李功新一邊為記者演示，一邊嘆息道: “閩西北受災地區(qū)多為貧困山區(qū)，信息化發(fā)展程度還不高，數(shù)字電網(wǎng)也暫時沒有延伸到這些區(qū)域。目前，GPMS在核心城區(qū)的力量很強，管理很精細，但山區(qū)和農(nóng)村正是薄弱地區(qū)。”

2月26日晚，三明市建寧縣里心鎮(zhèn)新圩坳村恢復供電，全村歡愉。至此，福建省因冰雪災害一度斷電的61萬多用戶，全部恢復正常供電。災后重建工作已經(jīng)開始。

“以前，由于福建受臺風影響很大，我們把重點放在了臺風監(jiān)測上，在經(jīng)歷了這次50年不遇的冰災以后，我們還將建立覆冰監(jiān)測站，根據(jù)全省覆冰分布圖，積累覆冰參數(shù)，在電網(wǎng)建設上，可以避開易受災地區(qū)。實在無法繞開的地區(qū)，可以提高電網(wǎng)建設的設計標準。”李功新介紹。

高、中、低壓電力設施廣泛分布在城市、農(nóng)村和山區(qū)， 它們?nèi)孔湓诘乇砀街锷?，具有不同的地質(zhì)狀況。“目前我們的電網(wǎng)綜合防災減災一期系統(tǒng)已經(jīng)和地質(zhì)災害分布圖相疊加，在易滑坡、易地震和泥石流多發(fā)地帶進行重點防護。除了來自于地質(zhì)上的災害，還有來自空中的災害，如臺風、暴雨、覆冰、雷電和環(huán)境污染。因此，將氣象信息與電網(wǎng)空間數(shù)據(jù)疊加應用，更加全面地增強了電網(wǎng)防災減災能力。” 李功新打開電網(wǎng)綜合防災減災系統(tǒng)的界面，其中顯示了在一次臺風來襲時，所經(jīng)路線上風圈半徑內(nèi)影響到的電力設備。

據(jù)了解，電力設備的外力威脅來自于力結(jié)構(gòu)的破壞和絕緣體的破壞，覆冰壓迫致使桿塔倒塌屬于前者，而由于環(huán)境污染給絕緣體帶來的危險則屬于后者。

目前，GPMS已經(jīng)在福建省電力有限公司總部及9大地市電業(yè)局、6個二級供電局、2個超高局、十多個縣供電公司等下屬單位應用。據(jù)了解，整個GPMS包括軟件、硬件、數(shù)據(jù)的投入比例和國外GIS系統(tǒng)投入比例1:2:10相當，目前GPMS已投入約1億資金，每年的運行維護費用約為項目總價的15%。計劃2008年底GPMS將覆蓋福建64個縣級供電局。

這場持續(xù)低溫雨雪冰凍自然災害天氣，已經(jīng)使我國13個省（區(qū)）的電力系統(tǒng)運行受到影響，成為建國以來電力部門遭受的最為嚴重的災害之一。國家電網(wǎng)公司和南方電網(wǎng)公司正在分別制定災后重建的方案，按照國家電網(wǎng)公司的估計，僅重建修復電網(wǎng)的資金就需要300億元。

可以預測，數(shù)字電網(wǎng)的建設將得到大力推動，實現(xiàn)以信息化手段進行決策分析的目的，在電網(wǎng)規(guī)劃建設、生產(chǎn)運行、電網(wǎng)搶修、應急指揮中發(fā)揮更大的作用，提高電網(wǎng)抗擊自然災害的能力。國家電網(wǎng)公司的電網(wǎng)生產(chǎn)管理信息化建設還處于起步階段，特別是基于自主知識產(chǎn)權的3S技術在省級大范圍內(nèi)實施電網(wǎng)生產(chǎn)信息化的成功案例還基本沒有。繼福建省配電GIS、輸電GIS之后，作為福建省電力有限公司第三次榮獲中國地理信息系統(tǒng)優(yōu)秀工程金獎工程稱號，并榮獲國家電網(wǎng)公司和福建省電力有限公司科技進步一等獎的GPMS，具有良好的推廣前景。