電力GIS構(gòu)建電力GIS 的必要性

在電力系統(tǒng)中, 輸電網(wǎng)絡(luò)、配電網(wǎng)絡(luò)、發(fā)電廠及設(shè)備、用戶和負(fù)荷、煤、水、地?zé)帷L(fēng)力等能量資源都是按照地理分布的;標(biāo)明有各種電力設(shè)備和線路的地理位置圖是電力部門用來管理、維修電力設(shè)備和尋找及排除設(shè)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(biāo)上各種電力設(shè)備和線路的符號, 并相應(yīng)建立設(shè)備和線路的技術(shù)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(yùn)行的要求。為滿足不斷發(fā)展的要求, 電力部門已經(jīng)建立了一些電力圖形信息系統(tǒng), 開始以計(jì)算機(jī)為載體來傳遞圖形信息和設(shè)備信息。

隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展, 面對越來越密織的電網(wǎng)、復(fù)雜的電力設(shè)備、時(shí)刻變化的負(fù)荷信息、不斷變遷的道路和建筑, 以及人們對供電質(zhì)量、環(huán)保狀況、電力市場化體制改革等問題的日益關(guān)注, 電力系統(tǒng)規(guī)劃、運(yùn)行、營業(yè)部門必須對其龐大而繁雜的信息進(jìn)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(wǎng)的建設(shè)和安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求。為了實(shí)現(xiàn)輸電網(wǎng)建設(shè)和配電網(wǎng)改造及發(fā)展的合理規(guī)劃, 提高電能的質(zhì)量和供電可靠性, 降低線損, 提高電力設(shè)備運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性, 需要將現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)用于電網(wǎng)的管理, 將各種圖形、地圖、數(shù)據(jù)信息統(tǒng)一共享。

國內(nèi)外已經(jīng)開發(fā)出許多著名的G IS 處理軟件, 它們在地理基礎(chǔ)信息方面處于領(lǐng)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(cè)重于基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的屬性數(shù)據(jù), 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(biāo)、高程等地理信息, 而是在一定的位置顯示支持下的有關(guān)設(shè)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(shí), 必須要根據(jù)電力系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)和要求, 在一定的軟件支持下, 采取一些特殊的技術(shù)和方法, 建立適用的連接空間位置與屬性信息的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng), 并根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行要求, 側(cè)重于對屬性庫的分析和設(shè)計(jì)。

面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)建模，具有建模規(guī)則庫、電網(wǎng)圖的編輯及輸出工具。電力GIS平臺包括基本構(gòu)件層、系統(tǒng)環(huán)境層、數(shù)據(jù)庫連接層、圖形與數(shù)據(jù)接口工具層、應(yīng)用系統(tǒng)層等。分層建立各種數(shù)據(jù)模型，并建立各層的連接關(guān)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(zhuǎn)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(shè)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(shè)備的實(shí)際分布情況進(jìn)行空間增加、刪除、修改等操作, 同時(shí)還提供相關(guān)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(dǎo)線必須架設(shè)在桿塔上), 保證建模的合理性。

電力GIS線路與設(shè)備的查詢、統(tǒng)計(jì)

配電網(wǎng)及其設(shè)備的分布情況在圖形終端上顯示。輸入各種設(shè)備名稱和設(shè)備編碼, 能夠在地圖上準(zhǔn)確定位到該設(shè)備, 查看其屬性信息;對某類設(shè)備,根據(jù)用戶需要統(tǒng)計(jì)各種數(shù)據(jù), 如變壓器總?cè)萘俊⒕€路總長度等;根據(jù)需要采用專題地圖的方式將數(shù)據(jù)圖形化, 不僅使數(shù)據(jù)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(shè)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(yīng)的屬性信息等。

電力GIS自動制圖

制作高品質(zhì)的電力設(shè)備圖, 地圖的要素將隨著數(shù)據(jù)庫內(nèi)容的變化而及時(shí)改動, 使更新周期縮短。

電力GIS電網(wǎng)分析功能

1)配電電網(wǎng)追蹤及拓?fù)浞治?。利用配電網(wǎng)GIS數(shù)據(jù)庫(包括實(shí)時(shí)屬性)中桿塔與導(dǎo)線的連接關(guān)系、變電站內(nèi)進(jìn)線出線的對應(yīng)關(guān)系以及桿塔上開關(guān)或刀閘的分合狀態(tài), 動態(tài)計(jì)算出網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu), 并可在GIS 背景圖上著色顯示。因此,GIS 的配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對于檢修、故障隔離、故障恢復(fù)、開關(guān)操作、潮流分析和負(fù)荷轉(zhuǎn)移等功能的實(shí)施將起很大的作用。

2)供電可靠性分析。在配電網(wǎng)GIS 中可進(jìn)行供電可靠率、用戶平均停電時(shí)間、用戶平均停電次數(shù)等方面的可靠性分析, 在線統(tǒng)計(jì)停電時(shí)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(diǎn)決策。當(dāng)接收到故障停電報(bào)警信號或需要對某臺設(shè)備及某條線路進(jìn)行檢修時(shí), 配電網(wǎng)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(diǎn), 給指導(dǎo)搶修操作提供依據(jù), 并提高供電可靠性。

電力GISWEB 發(fā)布

將電網(wǎng)及設(shè)備的圖形信息、屬性信息和實(shí)時(shí)的信息在網(wǎng)上發(fā)布, 所有的信息通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸,加快信息的傳輸速度, 同時(shí)方便信息的查詢, 企業(yè)內(nèi)部人員或者客戶可隨時(shí)查詢電力設(shè)備運(yùn)行狀況或者瀏覽相關(guān)的主要記錄。

電力GIS開放性

具有開放式環(huán)境及很強(qiáng)的可擴(kuò)充性和可連接性。GIS技術(shù)支持多種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，如 ORACLE、SYBASE、SQLSERVER等大型數(shù)據(jù)庫；運(yùn)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(yīng)用系統(tǒng)，如SCADA、EMS、CRM、ERP、MIS、OA等提供標(biāo)準(zhǔn)化接口；可嵌入非專用編程環(huán)境。

電力GIS先進(jìn)性

GIS平臺采用與世界同步的計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及地理信息處理技術(shù)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用最新技術(shù)，支持遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)和圖紙查詢，利用系統(tǒng)提供的強(qiáng)大圖表輸出功能，可以直接打印地圖、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、各類數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，線路桿塔等設(shè)備的初步設(shè)計(jì)，并可直接進(jìn)行線路設(shè)備遷移與相關(guān)計(jì)算等，實(shí)現(xiàn)線路輔助設(shè)計(jì)與設(shè)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(jì)分析，為管理決策人員提供依據(jù)。特別是把可視化技術(shù)和移動辦公技術(shù)納入GIS系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)范圍。地圖精度高，省級地圖的比例尺達(dá)到1：10000或1：5000，市級地圖比例尺達(dá)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(qiáng)的可擴(kuò)充性和可連接性。在應(yīng)用開發(fā)過程中，考慮系統(tǒng)成功后進(jìn)一步發(fā)展，包括維護(hù)性擴(kuò)展功能和與其它應(yīng)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(diǎn)

電力GIS除具備GIS的基本特點(diǎn)外還具備如下特點(diǎn)：

1、電力系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)實(shí)時(shí)性及信息的動態(tài)變化性，需要對瞬間信息及時(shí)收集、處理和分析。電力GIS對數(shù)據(jù)處理、存儲容量和傳輸速度均有較高的要求。

2、電網(wǎng)的多屬性數(shù)據(jù)要求GIS具備足夠的穩(wěn)定性和可靠性。根據(jù)電力行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及電力企業(yè)業(yè)務(wù)需求，系統(tǒng)具有良好的可維護(hù)性。電力GIS能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的一次輸入和多次輸出，以保證數(shù)據(jù)的一致性操作，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和多層保護(hù)等，構(gòu)建高可靠性和高準(zhǔn)確性的業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

3、電力系統(tǒng)是一個(gè)龐大復(fù)雜系統(tǒng)，電力網(wǎng)的廣域性和電力設(shè)施的分散性及設(shè)備的多樣性，實(shí)時(shí)信息量大，系統(tǒng)接口復(fù)雜，信息的覆蓋面廣，電網(wǎng)的各種電壓等級及多用戶連接等需要GIS具備拓?fù)浞治龊娃D(zhuǎn)換能力。

4、電力GIS的單機(jī)工作站方式已經(jīng)落后，且不適合電力企業(yè)信息系統(tǒng)實(shí)際需要。電力行業(yè)應(yīng)用的GIS平臺安裝在局域網(wǎng)環(huán)境下，在網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用和開發(fā)上整合信息，實(shí)現(xiàn)資源共享。

5、電力GIS具備安全保護(hù)的特點(diǎn)，電網(wǎng)設(shè)備的高精確度測量的經(jīng)緯度坐標(biāo)數(shù)據(jù)是國家基礎(chǔ)信息資源，是國家安全的信息。

地理信息系統(tǒng)(GIS)是集計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、測繪學(xué)、環(huán)境科學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、空間科學(xué)、信息和管理科學(xué)于一體的一門跨學(xué)科的新興邊緣學(xué)科, 它以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ), 在計(jì)算機(jī)硬、軟件環(huán)境支持下, 對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、管理、操作、分析、模擬和顯示, 適時(shí)提供空間和動態(tài)的地理信息。GIS 由于其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析和空間分析功能, 已被應(yīng)用于電力系統(tǒng)中與空間信息密切相關(guān)的各個(gè)方面。結(jié)合電力企業(yè)中已經(jīng)存在的MIS 和一些獨(dú)立的自動繪圖(AM)/設(shè)備管理(FM)系統(tǒng), 利用GIS 開發(fā)功能更強(qiáng)大的AM/FM , 即電力GIS , 已經(jīng)成為電力行業(yè)自動化系統(tǒng)當(dāng)前的新興研究領(lǐng)域之一。

地理信息系統(tǒng)GIS（geographic information system）在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用雖然剛剛起步，但是在電力生產(chǎn)和管理上已經(jīng)發(fā)揮了重要作用，如北京、上海、江蘇等電網(wǎng)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(shí)為其它電力公司提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，為電力系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展作出了積極貢獻(xiàn)。

電力GIS 發(fā)展到電力AM/FM/GIS , 才開始真正進(jìn)入電力生產(chǎn)環(huán)節(jié), 并引起了電力生產(chǎn)經(jīng)營業(yè)務(wù)流程的革命性變化, 而AM/FM/GIS 技術(shù)本身也在電力應(yīng)用需求的促動下, 得以脫胎于傳統(tǒng)GIS 技術(shù)而成為一個(gè)具有相對獨(dú)立的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)分支。傳統(tǒng)GIS 以解決地學(xué)領(lǐng)域(測繪、國土、環(huán)境等)應(yīng)用問題為目標(biāo), 適用于建設(shè)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(wǎng)、管網(wǎng)等城市設(shè)施控制、管理方面問題為目標(biāo), 適用于具體、動態(tài)、實(shí)時(shí)的信息處理系統(tǒng)。電力部門一般將電力AM/FM/G IS 應(yīng)用系統(tǒng)稱為電力GIS 。顯然, 一個(gè)實(shí)用的電力GIS , 必須擁有技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)開放的底層AM/FM/GIS 平臺軟件, 以及產(chǎn)品化、實(shí)用化、可用戶化的AM/FM/G IS 應(yīng)用軟件。2100433B

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(gòu)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(shù)據(jù)庫

1.5GIS系統(tǒng)應(yīng)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(yīng)用前景

2.2電力GIS系統(tǒng)軟件開發(fā)的基礎(chǔ)平臺及分析

2.3現(xiàn)有電力GIS應(yīng)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(nèi)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(wǎng)一體化生產(chǎn)管理系統(tǒng)架構(gòu)、基于GIS的電網(wǎng)一體化生產(chǎn)管理系統(tǒng)功能、基于GIS的電網(wǎng)生產(chǎn)信息監(jiān)管中心系統(tǒng)、基于GIS的輸電生產(chǎn)管理系統(tǒng)、基于GIS的變電生產(chǎn)管理系統(tǒng)、基于GIS的配電生產(chǎn)管理系統(tǒng)、電力GIS的基礎(chǔ)建設(shè)與功能規(guī)范、電力GIS建設(shè)與運(yùn)行管理、基于GIS的福建電網(wǎng)一體化生產(chǎn)管理系統(tǒng)案例。本書觀點(diǎn)前瞻、面向應(yīng)用、深入淺出、圖文并茂、重于實(shí)用，以基于GIS的電網(wǎng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)為主線，內(nèi)容涵蓋了電力地理信息系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)到功能，從建設(shè)到管理的全過程?？晒└骷夒娏ιa(chǎn)與管理部門、各級電力公司的相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)、電力生產(chǎn)建設(shè)與管理人員、行業(yè)協(xié)會、各級信息系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)單位、建設(shè)單位和公司等參考，也可作為大中專院校相關(guān)專業(yè)師生的輔導(dǎo)材料。2100433B