電力GIS

在電力系統(tǒng)中, 輸電網絡、配電網絡、發(fā)電廠及設備、用戶和負荷、煤、水、地熱、風力等能量資源都是按照地理分布的;標明有各種電力設備和線路的地理位置圖是電力部門用來管理、維修電力設備和尋找及排除設備故障的有利工具。開始, 這些圖資系統(tǒng)完全由人工建立, 即從行政部門取得一定精度的地圖后, 由電力部門標上各種電力設備和線路的符號, 并相應建立設備和線路的技術文檔。這樣,不僅要消耗大量的人力資源, 而且資料更新的周期長, 不能充分滿足電力系統(tǒng)運行的要求。為滿足不斷發(fā)展的要求, 電力部門已經建立了一些電力圖形信息系統(tǒng), 開始以計算機為載體來傳遞圖形信息和設備信息。

隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展, 面對越來越密織的電網、復雜的電力設備、時刻變化的負荷信息、不斷變遷的道路和建筑, 以及人們對供電質量、環(huán)保狀況、電力市場化體制改革等問題的日益關注, 電力系統(tǒng)規(guī)劃、運行、營業(yè)部門必須對其龐大而繁雜的信息進行采集、存儲、分析和快速處理, 傳統(tǒng)的電力圖形系統(tǒng)難以滿足電網的建設和安全經濟運行的要求。為了實現(xiàn)輸電網建設和配電網改造及發(fā)展的合理規(guī)劃, 提高電能的質量和供電可靠性, 降低線損, 提高電力設備運行的安全性、經濟性, 需要將現(xiàn)代化的計算機和通信技術用于電網的管理, 將各種圖形、地圖、數據信息統(tǒng)一共享。

國內外已經開發(fā)出許多著名的G IS 處理軟件, 它們在地理基礎信息方面處于領先地位, 比較適于市政、交通規(guī)劃等部門, 但并不適于電力部門直接使用。專業(yè)的GIS 處理軟件在屬性信息的處理上側重于基礎地理數據的屬性數據, 但是在電力系統(tǒng)中最重要的信息不是非常精確的地理坐標、高程等地理信息, 而是在一定的位置顯示支持下的有關設備、線路的臺帳信息, 屬性信息比空間信息更加重要。因此, 在建立電力系統(tǒng)時, 必須要根據電力系統(tǒng)的運行特點和要求, 在一定的軟件支持下, 采取一些特殊的技術和方法, 建立適用的連接空間位置與屬性信息的數據庫系統(tǒng), 并根據電力系統(tǒng)的實際運行要求, 側重于對屬性庫的分析和設計。

地理信息系統(tǒng)(GIS)是集計算機科學、地理學、測繪學、環(huán)境科學、經濟學、空間科學、信息和管理科學于一體的一門跨學科的新興邊緣學科, 它以地理空間數據庫為基礎, 在計算機硬、軟件環(huán)境支持下, 對空間數據進行采集、管理、操作、分析、模擬和顯示, 適時提供空間和動態(tài)的地理信息。GIS 由于其強大的數據分析和空間分析功能, 已被應用于電力系統(tǒng)中與空間信息密切相關的各個方面。結合電力企業(yè)中已經存在的MIS 和一些獨立的自動繪圖(AM)/設備管理(FM)系統(tǒng), 利用GIS 開發(fā)功能更強大的AM/FM , 即電力GIS , 已經成為電力行業(yè)自動化系統(tǒng)當前的新興研究領域之一。

地理信息系統(tǒng)GIS（geographic information system）在電力系統(tǒng)中的應用雖然剛剛起步，但是在電力生產和管理上已經發(fā)揮了重要作用，如北京、上海、江蘇等電網公司成功建立了自己的GIS，提高了公司管理水平和工作效率，同時為其它電力公司提供了寶貴的經驗，為電力系統(tǒng)的進一步發(fā)展作出了積極貢獻。

面向對象的數據建模，具有建模規(guī)則庫、電網圖的編輯及輸出工具。電力GIS平臺包括基本構件層、系統(tǒng)環(huán)境層、數據庫連接層、圖形與數據接口工具層、應用系統(tǒng)層等。分層建立各種數據模型，并建立各層的連接關系。

電力GIS地理背景地圖顯示

將測繪部門提供的電子地圖轉換成GIS 可用的方式, 如地形圖、道路圖、房屋圖等作為本系統(tǒng)的背景圖, 給人以直觀的地形地物印象。

電力GIS圖形建模

以電子地圖為背景底圖, 提供各種電力設備的編輯工具, 使用戶能在地理背景圖上直觀地按照電力設備的實際分布情況進行空間增加、刪除、修改等操作, 同時還提供相關的屬性操作。在建模的過程中, 遵循一定的邏輯建模規(guī)則(如導線必須架設在桿塔上), 保證建模的合理性。

電力GIS線路與設備的查詢、統(tǒng)計

配電網及其設備的分布情況在圖形終端上顯示。輸入各種設備名稱和設備編碼, 能夠在地圖上準確定位到該設備, 查看其屬性信息;對某類設備,根據用戶需要統(tǒng)計各種數據, 如變壓器總容量、線路總長度等;根據需要采用專題地圖的方式將數據圖形化, 不僅使數據以更直觀的形式在地圖上體現(xiàn)出來, 如顯示、無極縮放查詢對象、漫游和查詢對象的屬性顯示等, 而且用戶能夠盡可能地直接從地圖中獲取對象的信息, 如以不同的顏色和形狀來區(qū)分不同狀態(tài)和電壓等級的設備等。

電力GIS用戶查詢

用戶查詢包括街區(qū)、道路、主要用戶的查詢、漫游并顯示其相應的屬性信息等。

電力GIS自動制圖

制作高品質的電力設備圖, 地圖的要素將隨著數據庫內容的變化而及時改動, 使更新周期縮短。

電力GIS電網分析功能

1)配電電網追蹤及拓撲分析。利用配電網GIS數據庫(包括實時屬性)中桿塔與導線的連接關系、變電站內進線出線的對應關系以及桿塔上開關或刀閘的分合狀態(tài), 動態(tài)計算出網絡的拓撲結構, 并可在GIS 背景圖上著色顯示。因此,GIS 的配電網拓撲結構對于檢修、故障隔離、故障恢復、開關操作、潮流分析和負荷轉移等功能的實施將起很大的作用。

2)供電可靠性分析。在配電網GIS 中可進行供電可靠率、用戶平均停電時間、用戶平均停電次數等方面的可靠性分析, 在線統(tǒng)計停電時間, 輔助分析故障原因及故障影響范圍等。

電力GIS輔助決策功能

最優(yōu)化停電隔離點決策。當接收到故障停電報警信號或需要對某臺設備及某條線路進行檢修時, 配電網GIS 系統(tǒng)可利用決策模型自動決策出最小停電范圍的最優(yōu)化停電隔離點, 給指導搶修操作提供依據, 并提高供電可靠性。

電力GISWEB 發(fā)布

將電網及設備的圖形信息、屬性信息和實時的信息在網上發(fā)布, 所有的信息通過網絡進行傳輸,加快信息的傳輸速度, 同時方便信息的查詢, 企業(yè)內部人員或者客戶可隨時查詢電力設備運行狀況或者瀏覽相關的主要記錄。

電力GIS 發(fā)展到電力AM/FM/GIS , 才開始真正進入電力生產環(huán)節(jié), 并引起了電力生產經營業(yè)務流程的革命性變化, 而AM/FM/GIS 技術本身也在電力應用需求的促動下, 得以脫胎于傳統(tǒng)GIS 技術而成為一個具有相對獨立的計算機應用技術分支。傳統(tǒng)GIS 以解決地學領域(測繪、國土、環(huán)境等)應用問題為目標, 適用于建設宏觀、靜態(tài)、穩(wěn)定的信息管理系統(tǒng), 而AM/FM/GIS 以解決電網、管網等城市設施控制、管理方面問題為目標, 適用于具體、動態(tài)、實時的信息處理系統(tǒng)。電力部門一般將電力AM/FM/G IS 應用系統(tǒng)稱為電力GIS 。顯然, 一個實用的電力GIS , 必須擁有技術先進、結構開放的底層AM/FM/GIS 平臺軟件, 以及產品化、實用化、可用戶化的AM/FM/G IS 應用軟件。2100433B

電力GIS開放性

具有開放式環(huán)境及很強的可擴充性和可連接性。GIS技術支持多種數據庫管理系統(tǒng)，如 ORACLE、SYBASE、SQLSERVER等大型數據庫；運行多種編程語言和開發(fā)工具；支持各類操作系統(tǒng)平臺；為各應用系統(tǒng)，如SCADA、EMS、CRM、ERP、MIS、OA等提供標準化接口；可嵌入非專用編程環(huán)境。

電力GIS先進性

GIS平臺采用與世界同步的計算機圖形技術、數據庫技術、網絡技術以及地理信息處理技術。系統(tǒng)設計采用最新技術，支持遠程數據和圖紙查詢，利用系統(tǒng)提供的強大圖表輸出功能，可以直接打印地圖、統(tǒng)計報表、各類數據等?？煞謱涌刂茍D紙、無級縮放、支持漫游、直接選擇定位等功能。系統(tǒng)具備完善的測量工具，現(xiàn)場勘查數據，線路桿塔等設備的初步設計，并可直接進行線路設備遷移與相關計算等，實現(xiàn)線路輔助設計與設備檔案修改。具有線路的方位或區(qū)域分析判斷功能，為用戶提供可靠的輔助決策，綜合統(tǒng)計分析，為管理決策人員提供依據。特別是把可視化技術和移動辦公技術納入GIS系統(tǒng)的總體設計范圍。地圖精度高，省級地圖的比例尺達到1：10000或1：5000，市級地圖比例尺達到1：1000或1：500，地圖能分層顯示山川、水系、道路、建筑物、行政區(qū)域等。

電力GIS發(fā)展性

具有很強的可擴充性和可連接性。在應用開發(fā)過程中，考慮系統(tǒng)成功后進一步發(fā)展，包括維護性擴展功能和與其它應用系統(tǒng)的街接與整合的方便。開發(fā)工具一般采用J2EE、XML等。

電力GIS其他特點

電力GIS除具備GIS的基本特點外還具備如下特點：

1、電力系統(tǒng)運行參數實時性及信息的動態(tài)變化性，需要對瞬間信息及時收集、處理和分析。電力GIS對數據處理、存儲容量和傳輸速度均有較高的要求。

2、電網的多屬性數據要求GIS具備足夠的穩(wěn)定性和可靠性。根據電力行業(yè)技術標準及電力企業(yè)業(yè)務需求，系統(tǒng)具有良好的可維護性。電力GIS能夠實現(xiàn)數據的一次輸入和多次輸出，以保證數據的一致性操作，實現(xiàn)數據的統(tǒng)一管理和多層保護等，構建高可靠性和高準確性的業(yè)務系統(tǒng)。

3、電力系統(tǒng)是一個龐大復雜系統(tǒng)，電力網的廣域性和電力設施的分散性及設備的多樣性，實時信息量大，系統(tǒng)接口復雜，信息的覆蓋面廣，電網的各種電壓等級及多用戶連接等需要GIS具備拓撲分析和轉換能力。

4、電力GIS的單機工作站方式已經落后，且不適合電力企業(yè)信息系統(tǒng)實際需要。電力行業(yè)應用的GIS平臺安裝在局域網環(huán)境下，在網絡的應用和開發(fā)上整合信息，實現(xiàn)資源共享。

5、電力GIS具備安全保護的特點，電網設備的高精確度測量的經緯度坐標數據是國家基礎信息資源，是國家安全的信息。

前言

第一章地理信息系統(tǒng)概論

1.1地理信息系統(tǒng)的概念及構成

1.2GIS系統(tǒng)的特征及功能

1.3GIS系統(tǒng)的空間信息分析

1.4GIS系統(tǒng)的數據庫

1.5GIS系統(tǒng)應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

第二章電力地理信息系統(tǒng)及其軟件平臺選擇

2.1電力GIS系統(tǒng)及其應用前景

2.2電力GIS系統(tǒng)軟件開發(fā)的基礎平臺及分析

2.3現(xiàn)有電力GIS應用軟件系統(tǒng)的分析

2.4電力GIS系統(tǒng)開發(fā)平臺的選

本書內容包括電力地理信息系統(tǒng)概論、電力GIS及其軟件平臺選擇、電力GIS的總體框架、基于GIS的電網一體化生產管理系統(tǒng)架構、基于GIS的電網一體化生產管理系統(tǒng)功能、基于GIS的電網生產信息監(jiān)管中心系統(tǒng)、基于GIS的輸電生產管理系統(tǒng)、基于GIS的變電生產管理系統(tǒng)、基于GIS的配電生產管理系統(tǒng)、電力GIS的基礎建設與功能規(guī)范、電力GIS建設與運行管理、基于GIS的福建電網一體化生產管理系統(tǒng)案例。本書觀點前瞻、面向應用、深入淺出、圖文并茂、重于實用，以基于GIS的電網生產管理系統(tǒng)為主線，內容涵蓋了電力地理信息系統(tǒng)從結構到功能，從建設到管理的全過程?？晒└骷夒娏ιa與管理部門、各級電力公司的相關領導、電力生產建設與管理人員、行業(yè)協(xié)會、各級信息系統(tǒng)工程設計單位、建設單位和公司等參考，也可作為大中專院校相關專業(yè)師生的輔導材料。2100433B