基于ArcIMS的電力配網(wǎng)GIS系統(tǒng)及無(wú)功優(yōu)化的研究

摘 要：ArcIMS是一種具有可伸縮性的地圖服務(wù)器軟件，在配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的研究過程中，開始以ArcIMA為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)配電網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)，在實(shí)際的應(yīng)用過程中通過無(wú)功優(yōu)化能夠?qū)崿F(xiàn)最為合理的運(yùn)行狀態(tài)，使得電網(wǎng)電壓的合格率得到提升，降低系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的損失。

關(guān)鍵詞：ArcIMS；配電網(wǎng)絡(luò)GIS系統(tǒng)；無(wú)功優(yōu)化

地理信息系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱GIS）是對(duì)地理環(huán)境相關(guān)信息進(jìn)行研究分析的學(xué)科，同時(shí)又是一種橫跨地球科學(xué)、空間科學(xué)、交叉科學(xué)和信息科學(xué)的綜合性技術(shù)。該系統(tǒng)功能非常強(qiáng)大能夠方便快捷的獲取相關(guān)信息，另外還能夠通過搜索和計(jì)算找到滿足條件的最好的解決方案，所以在電力系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。基于ArcIMS系統(tǒng)的電力配電網(wǎng)絡(luò)的信息管理系統(tǒng)全稱為ArcIMS，該系統(tǒng)是將WWW和Internet融合到GIS系統(tǒng)所開發(fā)出來(lái)的新型系統(tǒng)，本文就針對(duì)WebGIS系統(tǒng)及其無(wú)功優(yōu)化進(jìn)行研究分析。

1 WebGIS系統(tǒng)的概述

WebGIS的優(yōu)缺點(diǎn)：

WebGIS的實(shí)現(xiàn)方式能夠影響整個(gè)系統(tǒng)的整體性能，在不同的客戶和瀏覽器上期計(jì)算功能的分配方式不同，客戶端軟件的發(fā)行方式不同、數(shù)據(jù)的傳輸格式不同、服務(wù)器上的軟件運(yùn)行不同都會(huì)對(duì)系統(tǒng)的性能產(chǎn)生顯著的影響。配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)最常使用的實(shí)現(xiàn)方式有3種類型，分別是Plug-nis、CGI通用網(wǎng)關(guān)接口、Java Applet，在這只簡(jiǎn)單介紹前兩種的優(yōu)缺點(diǎn)。

Plug-nis的優(yōu)點(diǎn)是網(wǎng)頁(yè)插件和瀏覽器共同有效的處理空間數(shù)據(jù)，缺陷：會(huì)讓用戶的客戶端法載荷過大，另外由于管理插件的數(shù)量增加會(huì)造成信息技術(shù)管理部門的工作難度。

CGI網(wǎng)關(guān)接口的優(yōu)點(diǎn)：CGI程序能夠和Html進(jìn)行結(jié)合從而實(shí)現(xiàn)交互式動(dòng)態(tài)通信，具體的工作過程為：客戶端的請(qǐng)求經(jīng)由Html傳給Web服務(wù)器，然后再使用CGI訪問GIS服務(wù)器，GIS負(fù)責(zé)查詢和計(jì)算工作，將結(jié)果建立成Html文檔并直接反饋給Web服務(wù)器，最后再返回給瀏覽器，缺點(diǎn)：由于硬件的限制，每次運(yùn)行的CGI程序非常有限；CGI結(jié)構(gòu)中Server端負(fù)責(zé)了所有的計(jì)算任務(wù)，該種模式?jīng)]有實(shí)現(xiàn)協(xié)同計(jì)算容易造成服務(wù)器過載的情況。

2 WebGIS的平臺(tái)結(jié)構(gòu)

（1）地圖服務(wù)器能夠直接處理Http請(qǐng)求，如果服務(wù)網(wǎng)站是以地圖為中心，那么則直接配置地圖服務(wù)器，即通常應(yīng)用的Plug-nisGIS插件，該種結(jié)構(gòu)的升級(jí)非常麻煩，其結(jié)構(gòu)圖詳見圖1所示。

（2）如果服務(wù)網(wǎng)站 在使用地圖服務(wù)的同時(shí)還需要使用其他的Web服務(wù)網(wǎng)站，那么可以將地圖服務(wù)器和IIS服務(wù)全面進(jìn)行配制，在運(yùn)行的過程中讓二者均能夠完成自己的功能，而客戶端則可以應(yīng)用幀將各自得到的內(nèi)容進(jìn)行融合。

（3）以Web服務(wù)為主，配制地圖服務(wù)和IIS Web服務(wù)，該種結(jié)構(gòu)中IIS服務(wù)能夠代理地圖服務(wù)器的請(qǐng)求。制圖引擎能夠取得WebGIS的地圖，而Web服務(wù)器能夠獲得數(shù)據(jù)庫(kù)中的屬性數(shù)據(jù)，最后直接在Web服務(wù)器中進(jìn)行融合。

3 ArcIMS體系結(jié)構(gòu)

ArcIMS涵蓋了服務(wù)器和客戶端兩個(gè)方面的技術(shù)，將普通的站點(diǎn)進(jìn)行拓展，讓其能夠提供GIS的數(shù)據(jù)和應(yīng)用服務(wù)。ArcIMS所提供的GIS功能主要體現(xiàn)在五個(gè)方面，分別是圖1表現(xiàn)：（1）Arc IMS系統(tǒng)能夠?qū)D像表現(xiàn)排成壓縮格式或者快照發(fā)給客戶；（2）要素流：即把矢量要素一流的方式發(fā)送給客戶端，并在客戶端實(shí)現(xiàn)諸如地圖提示、要素標(biāo)注和空間選擇等功能。系統(tǒng)中某個(gè)站點(diǎn)的矢量數(shù)據(jù)能和任何本地?cái)?shù)據(jù)、矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行集成；（3）數(shù)據(jù)查詢：客戶想要查詢信息可以創(chuàng)建、預(yù)定等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體的實(shí)現(xiàn)方式是用戶的客戶端先提交查詢問題，服務(wù)器會(huì)自動(dòng)將查詢到的結(jié)果進(jìn)行回饋；（4）數(shù)據(jù)提取：客戶可以從服務(wù)器請(qǐng)求地理數(shù)據(jù)，而服務(wù)器可以將請(qǐng)求的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行壓縮之后再行返回，此時(shí)用戶所接收到的數(shù)據(jù)便可以直接進(jìn)行解壓存入移動(dòng)硬盤中；（5）地理編碼：即客戶提交一個(gè)地理編碼，服務(wù)器會(huì)根據(jù)其返回一個(gè)準(zhǔn)確匹配，包括一系列的類似匹配等。

4 GIS系統(tǒng)的無(wú)功優(yōu)化

系統(tǒng)無(wú)功優(yōu)化的目的即通過將無(wú)功潮流分布進(jìn)行調(diào)整來(lái)降低有功網(wǎng)絡(luò)損耗的情況，主要的方法是采用優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)來(lái)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

目標(biāo)函數(shù)：

配電網(wǎng)絡(luò)的無(wú)功優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)如公式（1）所示：

（1）

公式（1）中PL表示的是有功損耗，也就是網(wǎng)絡(luò)損耗。表示的是節(jié)點(diǎn)電壓越過界限的懲罰系數(shù)值，、表示的都是懲罰系數(shù)；U分別表示的是各個(gè)節(jié)點(diǎn)上的電壓值，Q表示的是PV點(diǎn)上的無(wú)功功率；ST表示的是線路當(dāng)前的傳輸功率，各個(gè)線路傳輸功率都與其標(biāo)號(hào)相對(duì)應(yīng)。

5 結(jié)語(yǔ)

本文簡(jiǎn)單介紹了基于ArcIMS的配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以及其無(wú)功優(yōu)化的模型建立，該種系統(tǒng)的功能非常的完善，在使用的過程中也更加的便捷可靠，完全負(fù)荷目前的新技術(shù)潮流，希望在配電網(wǎng)絡(luò)的地理信息系統(tǒng)的建立過程中能夠得以借鑒。

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