地理信息系統在電力系統上的應用

李永光 新疆電力公司，新疆烏魯木齊 830000

地理信息系統在電力系統上的應用

李永光 新疆電力公司，新疆烏魯木齊 830000

隨著社會經濟不斷的發展，電力系統的電力供應需求不斷地增長，電網規模不斷地擴大，電力企業在面對龐大的電力設備管理時需要更多的手段和技術支撐。地理信息系統利用現代計算機圖形、通訊和數據庫技術來采集、處理、編輯、分析、建模、和顯示地理圖形及其屬性數據；對空間數據按地理坐標或空間位置進行各種處理、對屬性數據有效管理、研究各種空間實體及相互關系。地理信息系統從空間上實現了電力設備的動態、可視化管理；把電網運行中的不斷變化各種信息與設備地理位置的圖形信息結合在一起，通過查詢與分析將這些信息真實地、動態地、圖文并茂地展示，也可將系統分析決策模型處理結果提交各級電力管理部門作決策參考。

電力系統；地理信息系統；SCADA；DMIS

1 地理信息系統與電力自動化系統集成

1.1 提供電網實時數據監視和管理，集成電力自動化系統

地理信息系統要求能與電力自動化系統聯網運行，在地理信息系統平臺上實現SCADA系統的功能：在地理圖形上實時顯示遙測信號的電流、電壓、功率等信息，實現實時監控功能；利用遙信信號對變電所、發電廠內的開關隔離刀閘等設備自動變位，實現遙信功能。在地理圖上關聯電力系統一次設備主接線圖。和作為背景畫面的地理圖一起同步進行漫游、縮放和分層消隱，電力地理信息系統應能利用自動化系統提供的數據提供網絡分析，實時網絡拓撲分析、網絡拓撲著色、潮流分析、負荷管理、運行管理等功能。

1.2 提供電網設備運行情況管理功能，集成電力調度生產管理系統

電力調度生產管理系統，主要用于電力設備管理、設備缺陷、檢修停電申請管理、兩票管理等調度生產管理。系統中存儲著大量的電力設備運行信息,系統缺乏圖形界面，通過與地理信息系統的集成，可以實現在地理圖進行電網的檢修、負荷轉供等功能。

2 地理信息系統數據交換

2.1 與調度生產管理系統(DMIS)數據交換

通過DMIS數據中心按照設備類型將電網設備數據和電網運行情況數據分類導入到地理信息系統設備運行情況數據庫中，能夠實現數據自動導入和相關的統計功能。

2.2 與SCADA數據交換

通過EMS將實時數據通過文件傳輸形式與地圖上電網設備相關聯并存儲到地理信息系統設備實時數據庫中，能夠在地圖上方便、快捷地查詢設備當前數據。

2.3 動態數據交換

使用基于地理標志語言(GML)、Wellknown text (WKT)和Well-known binary (WKB) 等通用矢量地理信息數據格式的交換。提供客戶端和服務器端相應數據格式轉換及網絡傳輸的編解碼模塊。支持地理信息數據目錄、格式以及訪問權限的查詢。對大數據量信息，提供壓縮編解碼和FTP下載功能。

3 地理信息系統數據管理

3.1 電網設備數據與地圖的關聯

通過設備名稱或設備ID關聯電網設備數據和地圖，包括廠站運行情況、線路潮流、發電廠出力等。

3.2 地理信息數據管理

地理信息數據應從物理和邏輯上進行分類分層；提供良好的數據配置管理工具，方便第三方使用者維護；支持分布式數據部署，基于統一的訪問接口，數據物理位置對訪問者透明；支持多種矢量、柵格地理信息數據格式讀取和轉換功能。

3.3 地理信息空間查詢操作

通過SQL或XML編碼的空間結構化查詢語言查詢基本的矢量數據及幾何和拓撲關系查如相交、包含、相鄰等。實現不同地理坐標系下的空間位置查詢和轉換服務。

3.4 地理空間應用分析

在地圖上實現空間測量與計算功能，包括幾何量算、距離量算和重心量算等；給定一個空間對象或集合，基于鄰域半徑，能夠動態生成緩沖區；基于點、線、面矢量或柵格圖層的疊置分析功能；提供地理空間和非空間數據的分類、統計分析功能；提供網絡系統的路徑分析功能。

4 地圖服務系統

4.1 電網設備與矢量地圖定位關聯

電網設備中的變電站、發電廠、線路等與矢量地圖精確定位關聯，將電網設備運行情況動態展示。如：線路潮流方向動態展示、發電廠發電出力顯示，廠站地圖位置顯示。

電網設備定位維護實用、方便、準確，支持多種類型客戶端瀏覽；支持 Web 瀏覽，支持Windows,Linux,Unix等不同的平臺。

4.2 衛星圖像

采用衛星圖像作為地圖背景，分三級建立衛星地圖圖像。全疆可采用50m或100m分辨率的衛星圖像，城市可用0.6m或1m分辨率的衛星圖像。

衛星圖像含地理、地貌、風區、水文等信息。

4.3 地圖分層

按照電網設備電壓等級進行地圖分層，可定制顯示圖層，按750kV、220kV、110kV、35kV等電壓等級進行地圖分層。

4.4 地圖分級

按地圖縮放級別顯示不同的地圖內容。如點擊廠站縮放可瀏覽廠站主接線圖和與電網連接情況。

4.5 地圖基本操作

分層瀏覽以及文字標注圖層開關功能

按電壓等級瀏覽

顯示范圍的設定以及邊界線設置

地圖縮放，系統提供多種縮放形式

地圖平移

地圖選擇

影像圖疊加顯示功能，可以疊加顯示影像圖

4.6 分區顯示

電網輸電網所轄面廣，設備量大，按地州行政區域或其它分區方法劃分，可直觀的顯示輸電網的基本情況，并使用界面清晰直觀。

4.7 分層顯示

地圖可分為衛星圖像、柵格圖像背景圖層、基礎地圖矢量數據圖層、電力設備圖層、標注圖層等。

4.8 分類顯示

電力設備可以按分類情況分別顯示，如按設備類型（變電站、發電廠、換流站等）不同分類、按設備運行狀態分類（線路、發電機、變壓器）等。

4.9 動態顯示

為了使用地圖畫面清晰直觀，隱藏次要信息，在鼠標移動的區域有一定停頓時，可動態顯示該區域的次要信息。

他仿佛一下子得到了神賜的力量，以和平時一樣的步伐徑直走向他坐慣的位子。那個位子在拐角盡頭，透過巨大的落地玻璃窗，可以看到街上來來往往的行人與車輛。敦禮一下子癱坐在座位上，就像一個松了提線的木偶。

4.10 地圖查詢

基礎地圖查詢功能;

專業圖層查詢功能;

單位信息顯示;

電力設備查詢;

運行狀態查詢;

系統具有圖形和數據的雙向查詢、模糊查詢、定位和統計功能。

能按照查詢結果顯示出地圖影像。

4.11 地圖定位

支持多種定位方法，提供將地圖查詢結果快速定位功能。如電力設備名稱、廠站名稱、區域名稱、道路名稱、常用地名法、漢語拼音首字母定位法等。

4.12 設備統計

按用戶輸入的統計條件統計電力設備各種數據。

定制一些常用的統計方法，能夠快速得到想要的數據。

4.13 缺陷查詢

在地圖進行設備缺陷查詢。

5 地圖管理系統

5.1 定制工作空間

在一個地圖服務器系統中可以定制多個工作空間。工作空間可以方便的把同一種比例尺同一范圍的地圖數據歸到一起。工作空間類型分三種：動態、混合、靜態。

5.1.1動態工作空間適合經常變化的地圖數據，需要編輯的地圖圖層要放在動態工作空間中。動態工作空間每次的用戶訪問都要執行地圖的渲染，所以耗時最多。一般不建議使用動態工作空間。

5.1.2 混合類型的工作空間會記錄用戶訪問過的地圖，不重復執行地圖的渲染，只有在需要的時候才執行地圖的渲染；混合類型的工作空間也可以進行地圖瓦片分割；用戶訪問過或進行了地圖切片的地圖圖片，存放在“瓦片存放地址”中規定的目錄下，當用戶訪問時，直接調用圖片，加快了瀏覽速度。

5.1.3 靜態工作空間需要地圖切片才能訪問，對于量很大的地圖數據，最好使用靜態工作空間。

5.2 添加圖層

在一個工作空間中可添加地圖圖層，格式可以是ArcInfo的SHP、MapInfo的TAB、XML及柵格圖像?？稍O置地圖的顯示樣式、顯示時機、標注字段及標注時機。對矢量圖層可設置是否可以查詢。

5.3 集群地圖服務

一個地圖服務器可以提供多種應用，可滿足不同的客戶在瀏覽器端顯示不同的內容。同樣一個應用也可以分發到數個地圖服務器上，以提高客戶端的瀏覽速度。

結束語

電力地理信息與EMS（能量管理系統）、電力生產管理信息系統的緊密集成，將各種圖形、地圖、電力設備數據信息統一共享，為電力企業的信息化、電網智能化管理提供了新的途徑和手段。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.22.009