浅谈GIS在电力系统中的应用

摘要：随着用电规模及用电负荷的不断扩大和增长，电力系统运行控制日益复杂，地理信息系统技术应用于电力系统可以提高电力设备的安全性，提高电力系统运行的稳定性。首先，介绍了地理信息系统，然后阐述了地理信息系统技术在电力系统中诸多方面的应用，最后分析了地理信息系统在电力系统应用中面临的挑战。

关键词：地理信息系统 电力系统 信息流

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）10-0124-01

1、地理信息系统概述

地理信息系统（Geographical Information System， GIS）是将计算机图形和数据融为一体的信息管理系统，它实现了地理对象空间位置和相关属性的有机结合，可以从空间和属性两方面对对象进行检索和分析，并将结果以形象直观的方式表达出来，是用于采集、存储、管理、检索以及表达地理空间数据的计算机系统。GIS是分析和处理海量地理数据的通用技术[1]。

GIS系统于上世纪60年代产生，经过不断的发展，GIS系统逐步演变为以服务地学领域应用为主要目的的“基础型”平台工具。全球GIS系统应用领域涉及到：森林动态监测系统、矿业资源信息系统、水资源管理信息系统等。GIS系统的主要功能特点有：（1）以计算机系统为支撑，（2）以空间地理信息为研究对象，（3）将图形系统与数据库系统有机结合，（4）空间分析功能突出。

2、GIS在电力系统中的应用

GIS强大的空间分析和数据分析能力，能够为电力系统提供相关的空间信息处理功能。将GIS技术应用于电力系统，通过对地理空间资源进行分析处理，可以实现电力系统各项资源的最优配置。GIS技术在电力系统中有在线应用和离线应用。在线应用中，GIS系统与SCADA系统和电力实时监管系统相结合，通过交换运行数据和图形数据为调度员提供准确的电网地理信息，通过与GPS相结合，实现检修车辆的实时跟踪和实时调度。离线应用方面，主要应用于设备管理系统、规划设计系统及用电管理系统等，GIS在电力系统中的具体应用方面有：

2.1 电网设备管理

电网设备管理是电力安全生产中的重要方面，事关国家和社会的安全稳定，电力GIS系统可以对已有的台账数据、缺陷数据、故障数据等进行管理，进行模糊地名定位[2]；可以在线路上模拟挂牌操作，对线路中已有的挂牌进行检索，提高行业工作效率。

2.2 输变电网

GIS在输变电中的应用集中在线路状态监控、设备运行状态监控等方面，其中GPRS和GPS在监控中有非常重要的作用。输变电线路设备的在线监测、状态预警、实时处理对电力系统的稳定运行有非常重要的意义。

2.3 配电网

电力配网系统自身特点有：（1）电力配网系统的网络设备以及网络结构与所处的地理环境有很大关系，如变电站、变压器等设备和地理坐标联系紧密，电力配网设备具有点多、面广、分散等特点。配电网系统的正常运行、检修、电量计费、馈电增容等都要用到地理空间信息。（2）配电系统不仅与变电设备及网络相连，还与数量众多、性质不同的用户设备相关，配电网设备的管理任务十分繁重。（3）配电网数据库规模庞大，配电网功能涉及到电网运行、规划、涉及等多个方面，其设备管理和规划比输电网等复杂，个性问题多，所以数据库规模很大。（4）拓扑关系复杂，配电网的设备管理、运行管理等不仅需要将设备及地理特征位置联系起来一起管理，还需掌握电网的拓扑关系和网络结构，如：变电站、杆塔、用户、变压器等设备之间均存在复杂的网络关系[3]。

配电GIS是基于GIS、关系型数据库以及计算机网络的电力设备管理、检修、运行的信息管理系统，包括自动绘图、设备管理和地理信息系统，配电GIS利用GIS对地理空间位置和空间分析能力，为获取、存储、分析及显示电力设备的空间定位资料，建立数字化的数据库管理系统，为管理部门提供更加丰富、直观的信息资料和决策依据。

2.4 电力计算与分析

电力系统非常庞大复杂，电力系统要求GIS具有电网分析的功能，能够在网络中快速追踪电力设施。电力系统运行参数的实时性需要对电力系统瞬间信息进行及时收集和处理。电力系统计算与分析涉及到电网拓扑分析、短路分析、线损分析、电力负荷预测等，在GIS系统的基础上，完成电力系统其它参数及相应的分析，并以图形化的方式给出分析结果，为决策提供科学依据。

2.5 电力WebGIS

电力系统调度中心需要同时掌握发电、输电、配电及用电环节的各类数据，在第一时间分析、处理，科学合理地安排生产。WebGIS能够整合多源数据，对大量地理信息数据和属性数据进行综合管理，将GIS技术与网络技术相结合，可以方便电力信息共享，提高信息共享程度，方便信息的可视化管理。

3、GIS在电力系统应用中面临的挑战

电力系统庞大复杂，各种数据信息非常多，如何实现GIS与电力各系统的无缝连接是需要深入研究的问题；在电力系统中，应用GIS系统后可以更好地提高数据的准确性、预测和规划的科学性，但是电力系统还缺乏精确的空间定位功能；GIS系统立足于计算机技术的系统，系统的稳定性及响应速度都依赖于计算机技术的发展和进步。

参考文献

[1]王晓辉，吴克河，肖湘宁 等.电力WebGIS平台研究[J].电网技术，2012，36（4）：174-178.

[2]涂轶昀，张哲，韩小涛，崔东.组件式GIS及其在电力网设备管理中的应用[J].电力自动化设备，2002，22（7）：41-43.

[3]Lee.t.E，Chen.c.s， Tzceng.Ym. The Application of AM/FM System to Distribution Contingency Load Transfer[J].IEEE Transaction on Power Delivery， 1999.4：1126-1135.