一種新型電力地理平臺在縣級調度的應用

張震宇，朱新弟

（義烏市供電局，浙江 義烏 322000）

電力地理信息系統（GIS）在市級及以上電力調度中已經具有大量的運行案例，但并不適用于縣級配網調度，縣級電力調度人員大多只關注變電站及開閉所的大概地理方位、聯絡情況及主要設備運行情況，而電力GIS系統里的信息量過大，維護更新困難，操作繁瑣不夠直觀，且由于廠家、平臺、標準的不同，GIS系統與數據采集與監控系統（SCADA）實時數據的對接顯示始終難以實現。而SCADA或電能管理系統（EMS）里自帶的地理圖又過于簡單，難以實現矢量放大，尤其在大屏幕系統上的顯示效果較差。

為了解決上述問題，幫助調度人員更準確掌握地理信息及實時信息，開發了一種新型電力調度地理集成平臺。該平臺采用了計算機輔助設計（CAD）地理圖與專業GIS圖相結合的方式，具有廠站位置經緯度定位、組合圖層顯示、任意無失真放大、典型地標提示等功能，簡單直接、清晰準確，同時也可通過標簽快速切換到專業GIS地圖，適用于相關技術部門。另外還可通過104規約與SCADA系統的動態數據實時對接并保存，在地理圖上顯示動態潮流、彈出實時數據及線路運行信息等，從而使調度運行人員更方便、直觀地了解當前系統的運行狀態。

1 系統架構

系統采用B/S架構，所有的數據包括圖紙、廠站屬性、動態實時數據等均通過不同的數據結構保存在數據存儲備份服務器上，網絡客戶機可以通過網絡圖形用戶界面（Web GUI）直接從服務器上下載和安裝最新圖紙及數據，并由地理平臺服務器統一調用顯示所有數據及接收操作信息。用戶可以通過專用的圖形編輯工作站進行廠站的添加、刪除、定義屬性等操作。系統硬件結構及平臺軟件架構分別見圖1和圖2。

圖1 系統硬件架構

圖2平臺軟件架構

2 軟件架構設計

系統平臺設計可分為3個層次：數據庫層、服務器層和顯示應用層。

（1）數據庫層：平臺的數據庫類型主要有3種，一是廠站靜態圖紙數據，包括所有區內變電站及開閉所的一次接線圖紙；二是動態實時數據，主要從南瑞Open 3000系統中的數據庫服務器采集而來，通過預先開發的104規約報文讀取接口，實時讀取各開關量及數字量數據，并保存在自己的結構化查詢語言（SQL）數據庫中，實現數據備份存儲；三是廠站的屬性數據，這部分數據主要采用可擴展標記語言（XML）文件保存，方便網絡調用顯示及查詢修改等。

（2）服務器層：包括地理平臺服務器和Web GUI服務器2種，地理平臺服務器采用了.NET框架，主要對繪制的CAD底圖和桌面信息系統軟件（Napinfo）地圖進行導入、圖層處理及整合，根據準確經緯度坐標對廠站進行定位，同時還可以對數據庫層傳輸來的圖紙數據進行緩存區預處理。Web GUI服務器主要實現網絡界面調用顯示，采用ASP.NET開發，將地圖及數據整合在網絡瀏覽器界面上。

（3）顯示應用層：包括大屏幕、廠站地理圖、動態接線圖、廠站屬性及定位、彈出文本等顯示。應用層主要是對最終的各種功能模塊進行劃分，在統一的網絡界面中進行調用或組合顯示，采用了面向服務的體系結構（SOA）進行開發，與主地圖架構的接口均預先定義，可方便地整合其他不同數據，這也方便了日后新功能的加入，如三維地圖、視頻壓縮信號等。

3 關鍵創新點

3.1 傳統CAD圖層與專業GIS圖層的結合

底圖采用CAD繪制，清晰直接，廠站連線按照準確地理方向繪制，并采用色塊預案、組合圖層等方式豐富地圖界面及用戶體驗，另外具有專業Mapinfo地圖，可半透明疊加在底圖上，能夠顯示廠站周圍的地形地貌、道路交通及典型建筑等，既增加了信息量又不影響整體地圖的簡潔直觀。

3.2 基于104規約的動態數據采集與存儲

采用IEC 60870-5-104規約讀取協議由SCADA系統直接讀取實時數據信息并保存，實時生成動態的廠站運行圖紙供地圖平臺調用。本地備份保存的優勢在于如果主站系統或網絡發生故障，也可根據備份數據即時生成故障前一刻的狀態圖形，不會中斷平臺的顯示功能，這點尤其在大屏幕系統應用中具有實際意義。

3.3 基于SOA架構的體系設計

采用SOA的開發方法，主要被定義的功能組件都采用了標準的XML，COM，HTTP標準及接口，未來還可以在平臺上集成EMS數據分析、故障報警、三維可視化、變電站實時視頻畫面等組件，大大豐富平臺的應用。

3.4 彈出窗口式信息查詢

以往系統采用固定窗口顯示各種信息，而本平臺采用了彈出式窗口與固定式窗口相結合的方式，鼠標在廠站對象上懸停時會自動彈出這個圖紙及屬性窗口，雙擊該廠站則會打開放大的多標簽動態接線窗口，實現了地理圖、潮流圖、接線圖的有機結合顯示。

3.5 多業務部門的Web集成應用

可同時運行在電力安全Ⅰ區及管理平臺上，不僅可以供調度人員查看廠站實時運行情況，還可以供運方及自動化人員查詢及維護，實現了多部門的集成應用。

4 應用案例

該平臺已經在義烏電網獲得成功應用，經過一段時間的運行及完善，逐步形成了一套完整的維護及使用流程，大大提高了各部門的工作效率，降低了事故的發生幾率，其中一個平臺界面見圖3。

圖3 平臺界面

目前該平臺主要通過各網絡工作站供調度、自動化、運方、運行工區、檢修工區和主管領導等使用，可設置不同的操作權限，管理員可以添加、刪除用戶及設置密碼，各部門人員可查看不同的數據對象并進行不同的操作，如調度人員除查看地圖外還可以查看動態接線圖數據，了解廠站運行情況。運方人員可以查看在CAD底圖上疊加的專業GIS圖，了解廠站運維準確位置及實際路線，安排戶外維護工作等。自動化人員可以進行廠站圖紙維護及屬性的設置等，主管領導則可以查看全網及各廠站的運行情況，并了解各部門的工作情況。

5 結語

以往的自動化主站系統及電力GIS系統均偏向大而全的發展方向，而忽略了縣級電力調度人員希望通過一個簡單直接的顯示平臺看到最關心內容的需求。開發的新型電力調度地理集成平臺則避開了專業數據分析的應用，專注于顯示功能的優化和組合，因而具有簡潔直觀、方便快速等優點，可以滿足彈出式窗口顯示、快速定位、高分辨率顯示、直觀動態潮流等需求，在調控一體、多部門信息集成、應急調度指揮、參觀學習培訓等方面均體現了較高的實用價值。

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