地理信息系統技術在電力系統自動化中的應用

孫海泉 陳海波

摘 要：地理信息系統技術是地理學科基于現代信息科技延伸發展形成的一項基礎性應用技術。在電力系統實現自動化的過程中，地理信息系統技術可以發揮自身所具有的平臺作用，協助電力系統自動化建設在復雜的地理環境得以實施。作者認為，針對電力系統自動化的發展趨勢，地理信息系統技術在今后電力系統自動化的建設與維護上將發揮更大價值。并對此進行較為詳盡的分析與研究，提出自己的建議。

關鍵詞：電力系統自動化；地理信息系統技術；應用探究

1 電力系統自動化概述

1.1 電力系統自動化的重要性

電力系統自動化是指在電力生產、輸送和管理運營上實現控制、調度和管理的自動化，電力系統是一個地域分布廣闊，并且是由發電站、變電站、輸送電網絡和電力用戶等多方共同組成的一個復雜龐大的現代社會必備的系統。

我國電力系統在市場經濟飛速發展的今天，已經成為全世界第一大發電和輸電網，面對我國日益增長的電力市場和節能環保的需求，自動化成為電力系統發展的一個重要方向，只有科學完善的自動化電力系統，才能促進我國工業生產和社會生活等各項人民事業的發展。

電力系統自動化的實現能夠保證龐大復雜的電力系統運行得更加安全可靠，同時還可以降低電網輸送中電力資源的損耗和提高整個電力系統的供電質量與效率，從而實現經濟效益和管理效益的有力提升。

1.2 電力系統自動化的發展目標

電力系統自動化的發展目標除了在硬件方面達到跨區域調度實時監控、變電站與配電站自動化，以及電力系統負荷控制三個硬性要求以外，還需要在軟件上實現諸多輔助系統自動化的協助，例如在電廠運行巡檢條碼系統、企業辦公自動管理系統、發電站電子日志運行系統等一系列的軟件系統高度協調配合下才能實現。最終電力系統自動化要完成電網調度自動化、發電站綜合自動化、信息傳輸自動化、反事故裝置自動化和供電系統自動化以及電力工業管理系統的自動化這六個關鍵目標，以構成現代電力系統自動化的骨干框架。

2 地理信息系統技術概述

2.1 地理信息系統技術的特點

地理信息系統技術的特點在于其極強的專業性，搭建了一個公共的地理定位平臺基礎，從而在此基礎上形成搜集與管理、分析和導出等多種地理空間信息整合能力，整個地理信息系統技術可以以模型為驅動，結合空間地理信息進行動態預測，從而推演出高價值的地理信息數據結果，地理信息系統技術同時還是一個需要人機無縫配合的交互式空間信息預測與決策支持系統。

2.2 地理信息系統技術的現狀

地理信息系統技術現在在我國是數字城市、智慧城市建設的重要支撐技術之一，該技術在我國擁有較大的發展空間與潛力。地理信息系統技術在我國從1970年起步，歷經三個發展階段。目前已實現全國地理信息系統的規范化管理，解決了地理信息無法共享和系統不兼容的問題，同時應用型地理信息系統發展迅速，該領域在高校設置了相應的學科并進行學科建設，培養了必備的人才。

3 地理信息系統技術在電力系統自動化中的應用

3.1 地理信息系統在電力系統自動化中的作用

我國的電力資源分布極不均衡，電力系統的發電、輸送電、變電與配電以及用電五個方面，都在我國廣闊的地理空間上分布不均，需要一個龐大、高效、安全的電力系統來保證整個電力系統的穩定運行。由于電能的存儲技術發展還不成熟，并且考慮到電能的獨特性質，因此其生產供應與消費是同時完成的，現代電力企業必須以自動化為手段，達到電力系統的安全性、穩定性、經濟性與高效性的協調實現。而現代地理信息系統技術在電子信息技術飛速發展的背景下，所搭建的地理空間信息共享與定位平臺，能實現空間信息的采集、分析與模擬運算，借助該技術來完成我國電力系統的自動化進程，能夠大大的促進電力系統自動化的實現，從而在上述的電力系統自動化的各個子系統中實現電力生產、輸送與使用的信息共享與決策。

同時地理信息系統技術的應用，還可以在緊急情況下保障電力系統在子系統部分故障的情況下，借助其地理信息空間模型運算，計算最佳處理方案，為確保電力系統應對突發事件的損耗降到最低，從而提高電力系統的運行管理水平。

3.2 電力系統自動化中地理信息系統技術的應用

伴隨著電力系統自動化的硬件技術的不斷完善與進步，電力系統自動化漸漸發展到需要一個信息平臺來實現綜合管理與調控，同時電力系統對數據信息的共享與處理要求更加豐富。地理信息系統技術基于自身的特點與優勢能夠完成這一要求。與此同時，電力系統自動化也需要為地理信息系統技術創造一個良好的環境，作者認為需要以下幾個要素：第一，具備網絡互聯信息能力，能夠在局域網和廣域網之間實現有效、無縫的安全連接，保證電力系統數據有效傳送；第二，具備一定的穩定性，由于現今電力系統龐大，在其自動化過程中需要處理的數據量異常龐大，這就要求必須擁有一個穩定的系統運行環境，作者認為可以采取硬件設備高配置的手段去解決；第三，具備一定的可擴展性，電力系統自動化運行時，設備添減與調試是工程常見情況，這時就必須要求該系統的可擴展性能夠有效處理這類異常信息，實現電力系統正常運轉；第四，系統與設備具備一定的兼容性，考慮到我國電力系統內部涉及單位企業眾多，從地域地理條件與經濟基礎的角度出發，其系統與設備可能會存在差異，這就要求諸多設備與軟件能夠在兼容性上獲取對接端口一致的標準，從而實現整個電力系統的自動化；第五，具備安全性，電力系統自動化運行管理是關系國計民生的大事，其安全性要考慮諸多突發緊急情況的應急處置方案與必備的技術、設備儲備。

地理信息系統技術在電力系統自動化的應用中有四個功能應用模塊，分別表現在地圖管理、輔助作圖、設備管理與電網分析四個方面。地圖管理主要是進行地理信息數據圖的有效繪制，并進行自動誤差矯正，同時完成圖幅的矢量化、格式裝換、拼接與投影變換等工作。輔助作圖則由手動輸入和外掛數據庫兩種方式來完成電網屬性數據庫的設計。設備管理則是運用多種輔助工具完成基本臺賬數據、維護數據、監查數據、故障反饋數據等多種數據的有效管理，從而為電力企業工作人員進行科學管理節約大量人力資源。電網分析功能則是在已有的電網數據圖上，借助科學的模型進行部分線路停電分析、阻抗演算和電網輸送效能計算分析等多種預測分析，為決策者提供科學的參考依據。

3.3 地理信息系統技術在電力系統自動化上的發展方向

地理信息系統技術在電力系統自動化上扮演著越來越重要的角色，隨著我國電力系統的不斷進步與革新，作者認為地理信息系統技術在電力系統自動化運行管理中的地位會越來越重要，尤其是在國家大力推進物聯網建設背景下，電力系統作為系統性極強的一個基礎性電能生產——輸送——變電——配電——使用的閉合系統，在關鍵電能控制設備上實現物聯網，借助地理信息系統技術實現平臺遙控將是一個重要發展方向，與此同時，地理信息系統技術的模型運算功能在我國電力系統自動化的過程中還缺乏有效應用，伴隨著我國五大超級計算中心的建成，我國龐大的電力系統數據量已經具備大型模擬運算的基礎，借助地理信息系統技術平臺的模型算法，可以為我國電力系統的優化提供更為有力的數據分析支持。

4 結束語

地理信息系統技術在電力系統自動化中扮演著重要的角色，結合作者的工作經驗和理論基礎，先對電力系統自動化做出概括性的解釋說明，在對地理信息系統技術進行概括性的闡述，然后就地理信息系統技術在電力系統自動化的應用需要注意的若干基本要點和地理信息系統技術在電力系統自動化中的四個功能模塊進行詳細說明，最后結合我國發展的實際需要，提出地理信息系統技術在大數據和物聯網的趨勢下，應該抓緊機遇，更好地服務于電力系統自動化。

參考文獻

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