GIS 在漯河市配電網(wǎng)中的應(yīng)用

1、GIS在漯河市配電網(wǎng)中的應(yīng)用鄭珂 郭國方 (河南漯河供電公司,河南省 漯河市 462000)摘要：地理信息系統(tǒng)（GIS）是融合地理學(xué)、幾何學(xué)、計算機科學(xué)及各類應(yīng)用對象為一體的綜合性高新技術(shù)，電力地理信息系統(tǒng)是電網(wǎng)空間數(shù)據(jù)以及電力用戶空間分布數(shù)據(jù)的管理信息系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：電力地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System)是融合地理學(xué)、幾何學(xué)、計算機科學(xué)及各類應(yīng)用對象為一體的綜合性高新技術(shù)，是利用現(xiàn)代計算機圖形和數(shù)據(jù)庫技術(shù)來獲取、管理、處理、分析、建模、顯示地理圖形及其屬性數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng)，對空間數(shù)據(jù)按地理坐標(biāo)或空間位置進(jìn)行各種處理、對屬性數(shù)據(jù)有效管理、研究各

2、種空間實體及相互關(guān)系。通過把社會生活中的各種信息與反映地理位置的圖形信息有機地結(jié)合在一起，并根據(jù)用戶的需要對這些信息進(jìn)行分析，將分析結(jié)果作為決策的參考依據(jù)，并能以地圖、圖形或數(shù)據(jù)的形式表示處理的結(jié)果，提高了用戶在管理決策方面的科學(xué)化和合理化。隨著近年電網(wǎng)改造、強化電網(wǎng)管理、強化用電服務(wù)和配電自動化工程的實施，使得電網(wǎng)設(shè)備及用戶等空間位置信息成為電力企業(yè)的核心數(shù)據(jù)之一，為了能夠有效的管理和使用這些數(shù)據(jù)，必須是基于一種直觀的圖形化的方式即GIS（地理信息系統(tǒng)）的方式來進(jìn)行處理。從目前電力企業(yè)的發(fā)展來看，在整個供電企業(yè)的管理系統(tǒng)及電網(wǎng)平臺信息化建設(shè)中，絕大部分的生產(chǎn)及生產(chǎn)管理部門的工作將逐步更加依賴

3、于地理信息數(shù)據(jù)的支持。無論是輸電線路、配電線路、用電規(guī)劃、設(shè)計、施工、運行管理，均需要結(jié)合地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行。因此，發(fā)展電力地理信息系統(tǒng)，是當(dāng)前進(jìn)行電網(wǎng)平臺信息化建設(shè)的一項重要而急迫的任務(wù)。一、GIS在配電網(wǎng)中的基礎(chǔ)地位電力地理信息系統(tǒng)是電力電網(wǎng)空間數(shù)據(jù)以及電力用戶空間分布數(shù)據(jù)的管理信息系統(tǒng)。在漯河電力公司電網(wǎng)改造工程項目中，是為系統(tǒng)調(diào)度、用戶營銷等系統(tǒng)服務(wù)、配套的一個基礎(chǔ)性系統(tǒng)，是電力電網(wǎng)可視化管理、電網(wǎng)運行情況監(jiān)控、電力用戶管理的基礎(chǔ)平臺，同時也可以為SCADA系統(tǒng)仿真功能提供數(shù)據(jù)來源，是實現(xiàn)對電力電網(wǎng)的規(guī)劃、設(shè)計、施工、運行等所有環(huán)節(jié)的信息集成基礎(chǔ)。電力地理信息系統(tǒng)與其它電力行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)相

4、比，其基礎(chǔ)性如下圖所示電力規(guī)劃電力設(shè)計事故搶修施工管理運行維護設(shè)施管理用戶營銷生產(chǎn)調(diào)度實時監(jiān)控ERP系統(tǒng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)漯河電力公司GIS基礎(chǔ)應(yīng)用系統(tǒng)地理信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)GIS平臺軟件商業(yè)數(shù)據(jù)庫(如Oracle)操作系統(tǒng)1、GIS在電力建設(shè)中的重要作用電力GIS作為電力信息化平臺的基礎(chǔ)，其本身在電力信息化平臺建設(shè)中起著置關(guān)重要的作用。電力GIS本身提供的豐富形象的空間數(shù)據(jù)以及和空間相結(jié)合的專業(yè)屬性數(shù)據(jù)，能夠直觀的反映電力設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，為電力規(guī)劃、設(shè)計、生產(chǎn)提供切實的輔助決策；同時，通過 GIS與圖檔管理系統(tǒng)的結(jié)合，能夠真正做到專業(yè)數(shù)據(jù)空間管理和工程圖紙結(jié)合；豐富的數(shù)據(jù)做到最大的共享同時又結(jié)合權(quán)限進(jìn)行制約，從而

5、保證了數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性、共享性和安全性的結(jié)合。其重要性主要表現(xiàn)在：1.1強化電力設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)共享利用GIS平臺強大的屬性、空間管理能力，可以做到對電力設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的有效管理。GIS平臺提供了靈活的查詢、統(tǒng)計、分析功能，可以直觀的展現(xiàn)電力設(shè)備的物理位置、屬性信息和運行信息。在數(shù)據(jù)共享方面，如對已經(jīng)數(shù)化的圖形數(shù)據(jù)和新建工程或改造工程的圖紙資料進(jìn)行有效的管理和使用，可徹底改變目前圖紙管理可用率低、使用效率低的局面。同時，可使數(shù)據(jù)更新進(jìn)入一個良性循環(huán)狀態(tài)。1.2與電力信息化平臺子系統(tǒng)接口GIS作為電力信息化平臺的基礎(chǔ)，和其它系統(tǒng)的接口，有效利用現(xiàn)有系統(tǒng)的資源，結(jié)合GIS平臺自身的地理空間數(shù)據(jù)優(yōu)勢

6、，可為電力生產(chǎn)提供極大的幫助。GIS和客服系統(tǒng)結(jié)合，可方便的展現(xiàn)電力用戶的分布，用電情況以及用電需求，可為電力負(fù)荷控制提供輔助決策；同時，結(jié)合95598系統(tǒng)，GIS可即時顯示來電用戶的位置信息，對電力故障可即時派搶修人員進(jìn)行搶修，挽回經(jīng)濟損失，提升公眾形象；和SCADA系統(tǒng)結(jié)合，可提高電網(wǎng)運行效率、及時有效處理事故、確保供電可靠性，加強生產(chǎn)安全。1.3增強電網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計的直觀性電網(wǎng)的規(guī)劃和設(shè)計，離不開實際的地理環(huán)境。只有結(jié)合了實際地理空間信息的電力規(guī)劃設(shè)計，才是有效的和可行的。而GIS最大優(yōu)勢就是可以將電力專業(yè)設(shè)備和地理信息結(jié)合起來。這樣，領(lǐng)導(dǎo)在進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計人員進(jìn)行電力設(shè)計時，可以直觀的參考

7、由GIS提供的地形、地貌數(shù)據(jù)，而不必每次都到現(xiàn)場進(jìn)行勘測，可以節(jié)省大量的時間，減少了成本，提高了生產(chǎn)效率。1.4為提高供電質(zhì)量提供分析手段提高供電質(zhì)量，減少輸電損耗，既是電力用戶的愿望，同時也是供電部門減少損失，提升公眾形象的一件大事。GIS平臺記錄了電網(wǎng)中每個設(shè)備節(jié)點，可以保存每個節(jié)點的屬性數(shù)據(jù)和運行數(shù)據(jù)，同時結(jié)合設(shè)備的具體物理位置，為分析電力損耗帶來極大的方便。1.5提高配網(wǎng)自動化電力GIS作為配網(wǎng)自動化的一個重要組成部分，通過對GIS的合理有效的運用，結(jié)合電力信息化平臺的實時數(shù)據(jù)，在設(shè)備用電超負(fù)時，積極有效地實施削峰填谷、移荷錯峰；在出現(xiàn)了電力故障時，做到自動拉閘斷電。2、GIS主要結(jié)構(gòu)

8、根據(jù)電力GIS的功能和應(yīng)用特點，其主要由如下幾個方面構(gòu)成構(gòu)成：2.1配電設(shè)施管理2.2 SCADA調(diào)度管理2.3停電管理2.4設(shè)備管理2.5設(shè)計和施工管理2.6電力用戶管理二 、GIS平臺介紹1、地理信息系統(tǒng)平臺選型 地理信息平臺是整個地理信息系統(tǒng)的支撐、是進(jìn)行地理信息系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)。因此，對地理信息平臺的選型是我們建設(shè)地理信息系統(tǒng)重中之重。在進(jìn)行平臺選型中，我們遵循如下規(guī)則：1.1平臺必須具有良好的開放性、先進(jìn)性和擴展性GIS平臺是否具有良好的開放性的一個標(biāo)準(zhǔn)就是看其是否符合OPEN GIS標(biāo)準(zhǔn)。對于一個不符合OPEN GIS標(biāo)準(zhǔn)的平臺，其數(shù)據(jù)將不具備開放性，無法實現(xiàn)和其它GIS平臺進(jìn)行無損

9、數(shù)據(jù)交換，也就無法轉(zhuǎn)換繼承我局電力GIS中的現(xiàn)有數(shù)據(jù)。因此，對于GIS平臺的選型，該平臺要支持對常用的各種文檔能夠做到直接讀取或者經(jīng)過格式轉(zhuǎn)換，進(jìn)行無損讀取。而且，可選擇的數(shù)據(jù)源要多，能夠非常友好的支持在電力工程建設(shè)中用得非常廣泛的CAD格式的圖檔。1.2國際知名的GIS廠商產(chǎn)品經(jīng)調(diào)查表明，國際知名的GIS廠商所開發(fā)的GIS平臺，擁有眾多GIS客戶，產(chǎn)品質(zhì)量比較有保障，且擁有良好的技術(shù)支持和售后服務(wù)支持，對電力GIS的長期發(fā)展和應(yīng)用能夠提供較好的穩(wěn)定服務(wù)。1.3具有成功的大型應(yīng)用系統(tǒng)案例目前我局電力GIS建設(shè)是一個項大型的應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)項目。只有具有成功大型應(yīng)用系統(tǒng)案例的GIS提供商，其產(chǎn)品質(zhì)量

10、和應(yīng)用經(jīng)驗才能夠為我們所接受。1.4平臺提供二次開發(fā)能力強對于平臺的二次開發(fā)支持能力也是選擇GIS平臺的一項重要標(biāo)準(zhǔn)。GIS平臺對于二次開發(fā)能力的支持，表現(xiàn)在一是對二次開發(fā)語言的支持，要支持目前通用的開發(fā)語言；二是提供的開發(fā)功能要強，能夠?qū)崿F(xiàn)GIS中的通用功能。1.5能夠方便的集成GIS系統(tǒng)和圖擋管理系統(tǒng)在電力信息化建設(shè)的各個流程，我們會形成大量的圖檔資料，利用圖檔管理系統(tǒng)來對屬于各個應(yīng)用程序的圖檔進(jìn)行有機管理，將給我們帶來極大的方便。圖檔管理系統(tǒng)廣泛的應(yīng)用集成性就如同一個粘合劑，把各種應(yīng)用程序集成起來，使得所有這些應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)被納入到一個有序的、有組織的、受控的環(huán)境中，使得這些種類異常豐富

11、、格式各不相同的數(shù)據(jù)不再雜亂無序，可以進(jìn)行高效地查詢、共享、交流，必然將極大地提高工作效率。同時確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、唯一性、現(xiàn)勢性。電力GIS的空間數(shù)據(jù)在圖檔管理系統(tǒng)中被安全的、有效的管理。同時，對于授權(quán)單位或個人可以利用另外應(yīng)用程序中的數(shù)據(jù)，使得我們的現(xiàn)有數(shù)據(jù)得到最大限度的安全共享。充分利用了現(xiàn)有資源，給電力信息化建設(shè)起到了極大的促進(jìn)作用。GIS平臺是否有強大的圖檔管理系統(tǒng)進(jìn)行配套，也是一個選擇的標(biāo)準(zhǔn)。1.6平臺對三維圖形支持好和傳統(tǒng)的二維圖形相比，三維圖形有非常大的優(yōu)勢。二維圖形只能以點、線、面的形式來表達(dá)一個實體，但是，這樣的表達(dá)往往比較抽象，不夠直觀。在電力里面，有相當(dāng)多的設(shè)備需要用三維

12、圖形來直觀的表達(dá)其各個方面、內(nèi)部細(xì)節(jié)，而用二維圖形就無法做到。因此，在平臺選型上，一定要對三維圖形有非常好的支持。一個方面是能夠友好的支持三維圖形的顯示；同時，讀取三維圖形要能夠做到快速、準(zhǔn)確、無變形。1.7能夠高效的存儲和使用空間數(shù)據(jù)。1.8具有良好的性能價格比。1.9具有良好的人機交互界面。1.10平臺設(shè)計思想要符合現(xiàn)代軟件發(fā)展趨勢。1.11擁有完整企業(yè)管理方案。我們遵循GIS平臺選型原則，在深入調(diào)查研究各GIS平臺的功能特點及成功實施案例，并結(jié)合我局電力信息化建設(shè)需求，我們最終選擇的是美國Bentley公司著名的Microstation + Geographics平臺。三、系統(tǒng)訪問模式結(jié)

13、合漯河供電公司電力生產(chǎn)調(diào)度對電力地理信息系統(tǒng)的需求以及電力信息化數(shù)據(jù)建設(shè)需要，同時考慮到地理信息系統(tǒng)本身的性能特點和技術(shù)特點，我們采取了以客戶端/服務(wù)器(C/S)進(jìn)行專業(yè)設(shè)備做圖的模式和以瀏覽端/服務(wù)器(B/S)進(jìn)行地理信息數(shù)據(jù)發(fā)布的模式。 在服務(wù)器端，存放電力專業(yè)設(shè)備的空間數(shù)據(jù)。使用這種數(shù)據(jù)庫存儲的方式，客戶端作圖之后，專業(yè)設(shè)備的空間數(shù)據(jù)將自動保存在數(shù)據(jù)服務(wù)器上。其它客戶端上，只需要進(jìn)行本地更新，就可以同步顯示該專業(yè)圖元信息。 由于對專業(yè)圖形的編輯需要與數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行大量的網(wǎng)絡(luò)交互，對GIS平臺要求也比較高。因此，需要采用C/S數(shù)據(jù)管理模式，達(dá)到高速、高效、方便的效果。 在成功的對電力專業(yè)基

14、礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行了采集、編輯之后，在服務(wù)器上已經(jīng)形成了比較完整的專業(yè)數(shù)據(jù)，以后對這些數(shù)據(jù)的改動將是局部的。對這些數(shù)據(jù)的發(fā)布和瀏覽，我們采用B/S模式。只需要一個WEB服務(wù)器將專業(yè)數(shù)據(jù)發(fā)布出來，就可以在Internet/Intranet瀏覽端瀏覽、查詢、統(tǒng)計專業(yè)數(shù)據(jù)。這樣就可以極大的節(jié)約成本、方便管理的效果。四、系統(tǒng)主要功能及應(yīng)用結(jié)合我局的生產(chǎn)實際需求，在電力地理信息系統(tǒng)中主要實現(xiàn)了如下功能：1.漯河市地理空間展示GIS系統(tǒng)提供了對漯河局電力輸配網(wǎng)圖的分布走徑展示的功能。電力管理人員可以在GIS系統(tǒng)中看到漯河局的整個電力線路分布電力設(shè)備所在的地理空間位置。（漯河103平方公里遙感全圖）漯河市區(qū)局部遙感

15、圖：2.網(wǎng)架錄入和更新GIS系統(tǒng)提供了輸、配、變設(shè)備的做圖功能。在GIS系統(tǒng)中，提供了變電一次接線做圖，輸電、配電線路做圖功能，電力專工可以參照地理背景圖進(jìn)行進(jìn)行規(guī)劃、線路設(shè)計、設(shè)備維護管理。3.網(wǎng)架維護提供對地圖化的配電網(wǎng)網(wǎng)架進(jìn)行修改、增減等功能和其他地理數(shù)據(jù)的導(dǎo)入功能。4.戶表管理在GIS系統(tǒng)中擁有臺區(qū)、表區(qū)和用戶之間的包含連接關(guān)系，同時在地圖上能夠清晰的得以表現(xiàn)，為管理人員進(jìn)行戶表管理帶來極大的幫助。5.常用區(qū)域管理功能針對各專業(yè)人員所維護的供電區(qū)域不同，GIS系統(tǒng)提供了常用區(qū)域管理管理功能。專業(yè)人員針定義自己所管理維護的供電區(qū)域，在進(jìn)行設(shè)備維護的時候，可以直接進(jìn)入該區(qū)域找到所轄區(qū)域進(jìn)行

16、管理。6.電網(wǎng)狀態(tài)查詢GIS系統(tǒng)提供了模型化的設(shè)備數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計功能，可以方便地對設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢。7.電力設(shè)備管理GIS系統(tǒng)提供了模型化的設(shè)備數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計功能，可以對專業(yè)數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)、臺帳數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢統(tǒng)計，方便管理人員對電力設(shè)備進(jìn)行管理。GIS可以方便的根據(jù)查詢結(jié)果進(jìn)行圖形定位，進(jìn)行地圖化顯示，同時可以對該設(shè)備進(jìn)行改動后的數(shù)據(jù)更改，錄入、更新。8.調(diào)度管理功能GIS系統(tǒng)提供了對模擬調(diào)度管理功能。GIS系統(tǒng)結(jié)合地理信息空間數(shù)據(jù)與電力設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)，可以模擬調(diào)度拉合閘所影響到的線路甚至該線路下的電力用戶，給調(diào)度人員進(jìn)行停送電操作帶來極大的參考幫助。9.客戶服務(wù)系統(tǒng)聯(lián)動操作工作流程：以往因為線路

17、或變壓器出現(xiàn)故障停電和計劃停電，出現(xiàn)用戶集中在一個時間段內(nèi)撥打95598電話，從而大大降低95598電話接通率。據(jù)統(tǒng)計：2006年日最高接通用戶電話達(dá)1262次，當(dāng)班座席人員8人，但仍有553次用戶電話未接通。在采用GIS系統(tǒng)后，通過GIS系統(tǒng)和95598客戶服務(wù)系統(tǒng)的聯(lián)動接口并采用雙屏顯示，95598坐席人員在接聽到電力用戶呼入電話后，可以在地理圖上直接判斷用戶所在位置，并能根據(jù)用戶的描述判斷是否是臺變故障以及所發(fā)生故障的臺變的臺變編號及地理位置，并上報管理人員通知檢修人員檢修。GIS系統(tǒng)和95598客戶服務(wù)系統(tǒng)的結(jié)合，使得我們在進(jìn)行故障判斷、派單、檢修工作效率得到極大的提升，減少了工作事故

18、、提升了公眾形象、減少了財產(chǎn)損失。綁定客戶信息：用戶定位：戶號電話號碼綁定及用戶定位10.計劃停電管理利用GIS系統(tǒng)的地理空間信息優(yōu)勢，我們在GIS系統(tǒng)中增加了計劃停電管理功能。調(diào)度人員通過GIS系統(tǒng)制作停電計劃，當(dāng)計劃內(nèi)停電的臺區(qū)用戶因停電呼入95598電話后，電話將播放自動錄音，告訴該用戶所在臺區(qū)計劃停電，并提示計劃停電時間。通過計劃停電管理，減少了95598漏接電話的情況，提升了漯河供電公司的公眾形象。11.故障定位功能配電線路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，發(fā)生了故障不容易判斷故障位置，給電力搶修人員帶來極大的困難。為了解決這一問題，我們結(jié)合地理信息系統(tǒng)，將故障路波系統(tǒng)和GIS系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)接口，當(dāng)線路出現(xiàn)故障時，GIS系統(tǒng)自動定位線路故障發(fā)生位置，搶修人員可根據(jù)故障點進(jìn)行搶修。節(jié)省了搶修時間，減少了因故障斷電所造成的損失。如圖：12.GPS車輛監(jiān)控功能當(dāng)出現(xiàn)重大電力事故時，管理層和決策層都希望了解搶修人員所在位置和搶修情況，因此我們結(jié)合GPS車載系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)，利用GPS衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)和GIS系統(tǒng)的地理空間展