کاربرد (GIS) در مدیریت شبکه برق

شبکه‌های برق در مقایسه با شبکه‌های دیگری نظیر شبکه آب از پیچیدگی بیشتری برخوردارند وعموما متشکل از تأسیسات، کابل‌ها و سیم ها، ترانسها، کنتور‌ها (مشترکین) و اجزای دیگری هستند که مدیریت آن مستلزم داشتن ابزار توانمندی جهت ذخیره و سازماندهی اطلاعات و نقشه هاست. امروزه سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی به عنوان کارامدترین سیستم (و به طور منحصر بفرد) جهت مدیریت شبکه‌ها از جمله شبکه برق شناخته و به کار گرفته شده اند.

سرعت آموزش و آزمون برق نیوز: رفاه جوامع انسانی، بستگی زیادی به قدرت جمع آوری و تحلیل اطلاعات مکانی پیدا کرده است. جمعیت جهان روز بروز افزایش یافته و منابع بنحو روز افزونی کمیاب می‌شوند.

سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی ابزار قدرتمندی برای جمع آوری و تحلیل داده‌های مختلف مکانی هستند که در نهایت پیچیدگی‌های مسائل مربوط به کمیابی منابع را مرتفع کرده و امکان بهینه کردن استفاده از آن‌ها را فراهم می‌آورند. جی. آی. اس (GIS) ابزار علمی جهت جمع آوری و کنترل اطلاعات صحیح و متنوع جغرافیایی (مکانی) و توصیفی را در صنعت برق بدست می‌دهد و نهایتاً ابزار موثری جهت درک رابطه بین پدیده‌های مختلف جغرافیایی بحساب می‌آید.

امروزه تعداد زیادی از مدیران و تصمیم گیرندگان تشخیص داده اند که استفاده از تکنولوژی جی. آی. اس (GIS) در ارتباط با داده‌های حجیم، پیچیده و تصمیم گیری‌های مبتنی بر این داده‌ها، اجتناب ناپذیر است. تکنولوژی جی. آی. اس (GIS) در عرض دو دهه گذشته بنحو چشمگیری توسعه یافته است.

جی. آی. اس (GIS)، روش نوینی برای نگرش به اطلاعت جغرافیایی

سامانه‌های اطلاعات جغرافیایی "Geographical Information Systems” که به اختصار GIS نامیده شده اند، سیستم نوینی جهت جمع آوری، ذخیره و آنالیز اطلاعات و پدیده‌های جغرافیایی در مواردی است که موقعیت و شرایط جغرافیایی پدیده‌ها ویژگی مهم و حساس برای آنالیز به شمار می‌رود. به عبارت دیگر، GIS کلیه اطلاعاتی را که به نحوی به مکان جغرافیایی مربوط می‌شوند. اعم از تصویری یا رقومی در بر میگیرد. به زبانی ساده تر، GIS مجموعه‌ای از نقشه‌ها و اطلاعات توصیفی مربوط به عوارض موجود در نقشه‌ها را در خود گردآوری می‌کند.


نظام سنتی ذخیره داده‌ها در مقایسه با GIS

 

هر تشکیلاتی بر یک نظام جمع آوری، ذخیره و پردازش اطلاعات متکی است که ممکن است در سطوح مختلفی از کامپیوتر بهره بگیرد. به هر صورت در حال حاضر در تشکیلات مربوط به مدیریت منابع طبیعی، بطور کلی و مدیریت منابع آب به ویژه (مهندسین مشاور، شرکت‌ها و سازمان‌های دولتی وابسته به مدیریت منابع نظیر وزارت کشاورزی، وزارت نیرو، و ...) نارسایی‌های متعددی در نظام ذخیره و پردازش داده‌ها به چشم می‌خورد که رفع آن‌ها در نظام "سنتی” موجود، بسیار دشوار است:
 

• روش، شکل و محل ذخیره اطلاعات مکانی (نقشه ها) و توصیفی کامل و یکدست نیست، بخشی از اطلاعات به صورتی پراکنده در فایل‌های کامپیوتری ذخیره شده و بخش دیگر در زونکن‌ها و نقشه‌های کاغذی حفظ می‌شود که از لحاظ فیزیکی آسیب پذیر بوده و تغییر و اصلاح و تکثیر مجدد آن‌ها با صرف هزینه و وقت قابل توجهی همراه است.
• اطلاعات مکانی یانقشه‌های یک پروژه به صورت استاندارد حفظ و ثبت نمی‌شوند. سیستم مختصات جغرافیایی متفاوت است و بعلت یکسان نبودن مقیاس نقشه‌ها هم‌پوشی نقشه‌ها عملی نیست.
• منابع تهیه نقشه متفاوت است و عدم هماهنگی بین نقشه هایی که از منابع متفاوت تهیه شده اند و در گروههای تخصصی مختلف یک طرح مورد استفاده قرار می‌گیرند در بسیاری از موارد مشکلاتی پیش می‌آورد.
• گروههای مختلف تخصصی طرح ممکن است مستقل از هم و با معیارهای متفاوت اقدام به تهیه نقشه موضوعی واحدی از یک پروژه بنمایند. به عبارت دیگر، اطلاعات مشابه به صورت‌های گوناگونی ذخیره می‌شوند (مثلاً نقشه‌های مختلف با تعاریف متفاوتی از مقولات بکار‌بری اراضی به کار می‌رود).
• فرمت داده‌ها یکسان نیست و تبادل اطلاعات بین گروه‌های مختلف کم است (هر گروه به طور مستقل داده‌های خود را ذخیره می‌کند).
• سرعت واکشی و پردازش اطلاعات کم است و قابلیت تحلیل داده‌های حجیم و پیچیده محدود است.
• تلفیق نقشه‌ها واطلاعات توصیفی به دشواری و با صرف وقت زیاد انجام می‌گیرد.

در مقایسه با روش سنتی، ذخیره و سازماندهی داده‌های یک طرح در محیط GIS یک آرشیو نیرومند و سازمان یافته ایجاد خواهد کرد که در آن نقشه‌ها و اطلاعات مربوط به طرح به صورتی منسجم در چهارچوب طرح یکپارچه شده و مجموعه کاملی از نقشه‌ها و اطلاعات توصیفی در آن بسته بندی می‌شوند. در این مجموعه، مغایرت‌ها و عدم تطبیق‌ها به راحتی شناسایی و رفع می‌شوند. فورمت داده‌ها یکسان و تبادل داده‌ها آسان است.

 

به این ترتیب تمام گروه‌های تخصصی دست اندرکار پروژه از یک بانک واحد اطلاعاتی استفاده می‌کنند. نتیجه پردازش داده‌ها در هر گروه تخصصی نیز می‌تواند در این مجموعه ذخیره شود. استفاده تمام گروه‌های تخصصی از یک بانک واحد اطلاعاتی از بسیاری از دوباره کاری‌ها پیش گیری کرده و این امکان را فراهم می‌آورد که اطلاعات مکانی و توصیفی به صورتی یکدست و هماهنگ (مثلاً با دستگاه مختصات جغرافیایی یکسان) مورد استفاده گروه‌های مختلف تخصصی قرار گیرد.

ولی آنچه که در مقایسه روش "سنتی” و استفاده از GIS در ارتباط با ذخیره داده‌ها گفته شد تمامی مطلب نیست. در واقع آنچه که GIS را از روش سنتی ذخیره و پردازش داده‌ها متمایز می‌کند قابلیت هایی است که در بازیابی و تحلیل داده‌ها به کار می‌آید. این سیستم‌ها بویژه در تعریف و تحلیل انواع شبکه بسیار کارآمد هستند.

کاربردهای ویژه جی. ای. اس (GIS) درمدیریت شبکه برق

شبکه‌های برق در مقایسه با شبکه‌های دیگری نظیر شبکه آب از پیچیدگی بیشتری برخوردارند وعموما متشکل از تأسیسات، کابل‌ها و سیم ها، ترانسها، کنتور‌ها (مشترکین) و اجزای دیگری هستند که مدیریت آن مستلزم داشتن ابزار توانمندی جهت ذخیره و سازماندهی اطلاعات و نقشه هاست. امروزه سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی به عنوان کارامدترین سیستم (و به طور منحصر بفرد) جهت مدیریت شبکه‌ها از جمله شبکه برق شناخته و به کار گرفته شده اند.

کاربرد ویژه سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی در مدیریت شبکه‌های برق را به شرح زیر میتوان خلاصه کرد:

الف-ذخیره سازی وسازماندهی داده‌های طرح (نقشه‌ها و اطلاعات توصیفی مربوط به آنها)

پلان شبکه برق
نقشه موقعیت ترانسها، پایه هاو سایر اجزای شبکه
نقشه موقعیت مشترکین.
نقشه تقسیم بندی مناطق.
نقشه عمومی شهر (خیابانها، عوارض شاخص)
نقشه پراکندگی جمعیت.
اطلاعات توصیفی و رقومی:

جزئیات مشخص شبکه آب شامل:
سیم‌ها وکابل ها: قطر، جنس، نوع، تاریخ، نصب، تعداد مدار، شماره ترانس مربوطه.
ترانس: شماره ترانس، سال ساخت، سال نصب، ظرفیت، ولتاژ، آدرس.
مشترک (کنتور): شماره اشتراک، نام مشترک، نوع اشتراک (تک فاز، سه فاز..)، نوع کنتور، فاز تغذیه، قدرت، آدرس.
ترانس: شماره ترانس، سال ساخت، سال نصب، ظرفیت، ولتاژ، آدرس.
پایه: طول، اندازه، تعداد مقره، نوع طرح، فونداسیون (بتنی، سنگ و خاک)
تراکم یا میزان جمعیت در نقشه تراکم جمعیت.
کدهای ناحیه در نقشه تقسیم بندی مناطق.
مشخصات عوارض شاخص شهر.
نام و مشخصات خیابانهای شهر.
آرشیو سازمان یافته و منسجمی که با استفاده از داده‌های فوق در محیط GIS ایجاد می‌شود، بازیابی اطلاعات را هم در مرحله طراحی و هم در بهره برداری تسهیل می‌کند. این آرشیو، امکانات زیر را فراهم می‌آورد:

مدیریت نمایش اطلاعات موضوعی مختلف

نمایش اطلاعات موضوعی طرح – به معنای نمایش نقشه یا نقشه‌های انتخاب شده، برچسب زنی ونهایتاً ترسیم
آنهاست. به این معنی که از میان نقشه‌های موضوعی مختلف طرح‌
می‌توان نقشه‌های مورد نظر (مثلاً نمایش لوله هایی که قطرهای متفاوت دارند با رنگ‌های متفاوت).
انجام جستجوهای مکانی و توصیفی براساس پارامترهای مورد نظردر واقع امکان بازیابی و نمایش عوارض خاص با شرایط خاص در پروژه است. عارضه یا عوارض خاص می‌تواند برای مثال ترانس یا ترانسهایی با شرایط مشخص باشد. نمایش اطلاعات انتخاب شده می‌تواند با علائم متفاوت و متناسب با شرایط عوارض مورد نظرانجام گیرد (مثلاً نمایش کابل هایی که قطرهای متفاوت دارند با رنگ‌های متفاوت).
امکان به هنگام سازی و به روز رسانی اطلاعات توصیفی و مکانی: تغییرات ایجاد شده در نقشه‌ها و اطلاعات توصیفی مربوطه به راحتی در محیط GIS قابل اعمال است. ضرورت انجام این تغییرات هم در مرحله طراحی و هم در بهره برداری ممکن است پیش آید.
تحلیل‌های آماری مرتبط با اطلاعات توصیفی این امکان در مرحله طراحی در مواردی نظیر انتخاب گزینه و برآورد هزینه و درهنگام بهره‌برداری به دلایل مختلف از جمله تصمیم گیری در ارتباط با بهره برداری بهینه به کار خواهد آمد.
امکان تهیه نقشه در اندازه و مقیاس‌های مختلف

ب- تحلیل اطلاعات

وجود قابلیت‌های متنوع تحلیلی در نرم افزارهای معتبر GIS امکان انجام تحلیل‌های گوناگون را فراهم می‌آورد. امکان انجام تحلیل‌های مختلف در شبکه، تلفیق نقشه‌های موضوعی مختلف و اطلاعات توصیفی مربوط به آن‌ها با یکدیگر، امکان تلخیص نقشه‌ها، امکان حریم یابی و قابلیت‌های متعدد تحلیلی دیگر GIS از دوجهت به کمک کارشناس طراح خواهد آمد:

وجود این قابلیت‌ها به کارشناس طراح کمک خواهد کرد تا طرح‌های پیشنهادی را بررسی و آنالیز کرده و به کمک قابلیتهای نیرومند بازیابی اطلاعات به "اگر”‌ها پاسخ گفته و تنگنا‌ها و مشکلات طرح را به سهولت ببیند و نهایتاً انتخاب مناسبی انجام داده و تصمیم مقتضی به عمل آورد. ضمناً گزینه‌های انتخاب شده می‌توانند به تنهائی از جهات مختلف بررسی شدهو با لحاظ کردن پارامترهای طراحی در بانک اطلاعاتی GIS طراحی دقیق و مناسبی به عمل آید.
گزینه‌های احتمالی مختلف از جهات اقتصادی و فنی به راحتی در محیط GIS قابل مقایسه اند، به همین جهت می‌توان از قابلیت‌های تحلیلی GIS جهت مقایسه گزینه‌ها و انتخاب گزینه مناسب به نحو مطلوبی استفاده کرد.
قابلیت تحلیلی GIS در مرحله بهره برداری کمک شایانی به بهره برداری بهینه از طرح خواهد کرد. اطلاعات ذخیره شده در سیستم در زمینه‌های گوناگون در جهت بهره برداری بهینه از طرح به کار خواهد آمد. از جمله:
 

• محاسبات، برآورد‌ها و تحلیل‌ها GISmodel
• زمان بندی وکنترل مصرف برق در شرایط اضطراری
• برآورد هزینه‌های اصلاح شبکه در یک منطقه مورد نظر.
• تعیین تعداد انشعابات منصوبه روی یک ترانس و امکان اتصال انشعابات دیگر.
• تعیین نوسانات فصلی و روزانه در یک نقطه.
• مشخص کردن مشترکینی در نتیجه خاموش کردن یک ترانس بی برق می‌شوند.
• مشخص کردن ترانسی که یک مشترک یا بخشی از شبکه را تغذیه میکند.
• مشخص کردن نزدیک‌ترین ترانس برای ایجاد انشعاب (های) جدید
• تعیین مناطق مصرف غیر عادی.
• شناسایی مشترکین پر مصرف.
• شناسایی و اصلاح کنتورهای خراب. یا دستکاری شده
• ارزیابی توانایی تاسیسات موجود در خدمات دهی بطور کلی و پذیرش انشعاب‌های جدید و یا مشترکین جدید.
• شناسایی بدهی‌های بالای میزان معین و شناسایی و محاسبه کلی بدهی‌ها

خلاصه

اطلاعات مربوط به شبک برق بسیار متنوع، حجیم و پیچیده است. سازماندهی، یازیابی و پردازش این داده‌ها یا روشهای سنتی اگر غیرممکن نباشد بسیار دشوار، وقت گیر و توام با خطاست. GIS به عنوان راه حل اجتناب ناپزیری جهت ذخیره، سازماندهی و تحلیل داده‌های مربوط به شبکه شناخته شده و در بسیاری از کشور‌ها برای مدیریت شبکه‌های برق بکار گرفته می‌شود.

باین ترتیب، GIS بطور کلی بعنوان سیستمی کارآمد جهت ذخیره و سازماندهی داده‌های حجیم گرافیکی (نقشه ها) و توصیفی- رقومی شبکه، وبطور ویژه بعنوان سیستمی با ابزار نیرومند جهت افزایش کارایی شبکه، رفع تنگنا‌ها و نقایص شبکه، اداره امور مشترکین، یافتن راه حل‌های بهینه جهت گسترش شبکه، برخورد با مشکلات مقطعی و پیش بینی نشده شبکه و بسیاری موارد دیگر بکار می‌آید.