输变电GIS在电力系统中的应用

[摘要]：论文从GIS在电网中的应用出发，针对现存问题提出解决方案，叙述相关的工作流程和功能，同时对方案的优势和客户收益做了深入的分析。为解决上述问题开辟出新的途径，以GIS为平台为电力行业电网管理水平和劳动生产率的进一步提高带来强有力的帮助。

[关键词]：地理信息系统；电网；智能

Abstract: This paper start from the application of GIS in the grid, for the existing problems propose solutions, describes the work processes and functions, while analyzes the advantages and customer benefits of the program..Keywords: geographic information systems; grid; smart

中图分类号：U665.12文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2012）03-0020-02

地理信息系统（GIS）是集计算机科学、地理学、测绘学、环境科学、经济学、空间科学、信息和管理科学于一体的跨学科的综合学科，它以地理空间数据库为基础、在计算机软硬件环境的支持下，对空间数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，适时提供空间和动态的地理信息。而在电力系统中，输电网络、配电网络、发电厂及设备、用户和负荷、煤、水、地热、风力等能源资源都具有按照地理分布的特点。标明有各种电力设备和线路的地理位置图是电力部门用来管理、维修电力设备和寻找及排除设备故障的有力工具。

可见，如果将两者结合起来，分散在不同地方的电力设备便可以得到统一的管理，而对设备的维护、监控、抢修、预警也将起到巨大的作用甚至引起电力行业中某些部门工作方式的革命性改进。

输变电电力GIS的特点

输变电电力GIS是将电力企业的电力设备、变电站、输配电网络、电力用户、电力负荷和生产、管理等核心业务连接形成电力信息化的生产管理综合系统。和传统GIS相比具有如下特点：

电力系统运行参数的实时性及信息的动态变化性，需要对瞬间信息及时收集、处理和分析。因此电力GIS对数据处理、存储容量和传输速度均有较高的要求；

电力GIS能够实现数据的一次输入和多次输出，以保证数据的一致性操作，实现数据的统一管理和多层保护等，构建高可靠性和高准确性的业务系统；

电力系统是一个庞大复杂系统，电力网的广域性和电力设施的分散性及设备的多样性，实时信息量大、系统接口复杂、信息的覆盖面广、电网具有多种电压等级及多用户连接等一系列特性需要GIS具备拓扑分析和转换能力；

电力行业目前应用的GIS平台多数安装在局域网环境下，在网络的应用和开发上整合信息，实现资源共享。

电力GIS平台部署结构

应用流程

数据采集

集成各种格式的现场勘测数据，从而准确地更新电网工程图、地图和数据库，并反映电网设备的实际位置。

原有数据导入

对于已经构建过其他电网GIS系统或存在有电力相关设备数据的用户来说，不用重复投资对数据进行整理，平台提供对于如DWG®、ArcSDE®等其他系统数据的导入功能，极大节省再投入成本，保护客户现有投资。

数据处理

将采集到的电网信息数据进行处理和再加工，可以对电网地图数据进行线杆连接、线上插杆、线上删杆、同杆架设、添加设备、线路打断、线路分段、线路合并、连接上级线路、线路延长、属性编辑等操作。

结果及分析

出图

能对显示的地图进行打印布局，自动生成图框、图例、指北针、图名、制图日期、制图人等地图辅助要素。可以将地图适合纸张地打印到所选纸张上。并可将整幅地图打印到多张纸上进行无缝拼接。

报表统计

平台针对电网数据的特点提供了开箱即用的报表统计功能，可以灵活的配置需要统计的元素，如：杆塔、变电站、开关、刀闸、低压电力线、输电电力线、配电电力线等进行统计。

拓扑分析

平台还可以进行各种模拟分析如断电模拟分析，系统自动根据线路相关性分析和统计出影响的线路及设备。

系统功能

图层管理

所有的电力或地理信息图形是分层管理的，因此用户可根据需求来选择在图形窗口看到的信息内容。并可以对任意的图层进行显示和隐藏。

输电网显示

系统能将各电压等级的输变电线路图、线路上的各种设备图、单线图、变电站图、专题图以及基础地形图进行分层综合显示，具体功能包括：图形无级缩放、图形显示“鹰眼”功能、图形信息疏密效果协同校正功能、动态路名功能。

输电网查询

线路信息查询功能：在分地区图显示时，点取任意一条输电线路，即可显示该条线路和名称、编号、电压等级、线路参数、及其它技术参数。

微波线路、微波站位置显示和查询功能：在全市行政区划上叠加显示微波线路图和微波站位置图。

输电网统计

对输变电网络中的各种信息进行多种方式的空间统计，提供强大的 FM功能。可按线路进行统计；按行政区、开发区等区域进行统计；可用鼠标在图形窗口设定矩形、圆形或不规则多边形等任意范围，对此内的各类信息进行统计。统计结果可以打印输出。

地图分类管理

系统可以通过自定义过滤条件过滤出在地图上显示的数据，使地图在基于分层管理的基础上添加分类，用户也能够自定义分类条件，以满足于不同的工作需要。

雷击信息GIS分析

GIS系统与雷击定位系统实时联网，GIS系统从雷击定位系统中获取实时信息：如雷击时间、雷击位置（经纬度）、雷击电流强度、雷击电流极性等。

故障抢修最短路径分析

系统为巡视和抢修车辆提供一点到多点和多点到一点的最优路径分析以及供电最短路径分析。

模拟停电范围分析

GIS系统有在线运行和模拟运行二种状态。在模拟状态下，所有计算机都可以任意拉合开关进行模拟停电范围的分析，开关状态变化后线路和设备会根据供停电状态动态着色，直观反映模拟电网情况。

输电网运行管理

输电线路的运行信息管理要与原有的生产管理信息数据库结合，建立统一的数据库管理，具体功能包括：输电线试验记录管理、输电线设备缺陷管理、线路巡视管理、特殊区域管理、线路检修管理、输电线故障和事故管理。

高压污秽GIS空间分析

利用 GIS强大的空间分析能力，进行高压污秽分析，可采用二种方式完成：利用环保局大气污染信息、利用电力局测试数据。

Internet查询系统

分为输电网 Internet查询和雷击定位Internet查询二大功能。

系统提供电网设施及与之相关的属性数据的编辑维护工具，可方便地进行数据的日常更新维护。系统在电力设备及其属性数据之间建立关联，真正使图形管理和属性管理紧密结合。提供了完备的电网设施建模工具、电网运行逻辑建模工具，可实现在线动态修改。

结论

伴随着国民经济的飞速发展，国家的经济建设对电力的需求越来越多，电力行业的业务越来越复杂，电力行业作为国家支柱型行业，需要通过提高效率和效益为核心的管理要求日益迫切。本论文描述的输变电电力GIS系统正好能够满足电力行业信息化的整体要求，系统通过充分运用先进的管理理念和计算机技术、通讯技术、控制技术，根据电力行业整体的发展水平和未来的发展趋势，使电力GIS应用变得高效化、经济化。同时，通过提高电力企业的管理水平和社会服务水平，提高企业的整体经济效益和社会效益，并为建设和谐社会提升城市形象做出应有的贡献。

作者简介：

张航，女，1988，助理工程师，2010年毕业于武汉大学测绘学院，现就职于沈阳市勘察测绘研究院，主要从事地理信息编辑工作。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。