淺談配網(wǎng)自動化GIS系統(tǒng)的應用

摘要：文章主要從介紹GIS系統(tǒng)的相關概念入手，分析了其特點和功能，并對主要功能進行了介紹，最后對其應用的現(xiàn)狀及其存在的原因進行了論述。

關鍵詞：地理信息系統(tǒng)；GIS；配網(wǎng)自動化；配網(wǎng)綜合信息管理；電力行業(yè) 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM73 文章編號：1009-2374（2015）22-0058-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.22.029

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)，尤其是與GIS相結(jié)合的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)，它是一項綜合了電網(wǎng)、通訊和計算機等多個領域高端技術的現(xiàn)代化系統(tǒng)。隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展，為滿足人民更高要求的生活需要，必須要確保電力行業(yè)的穩(wěn)定運行。但是，電力行業(yè)的發(fā)展常常伴隨著巨大的安全隱患，為了確保其安全性，就需要不斷擴大GIS工作

范圍。

1 GIS系統(tǒng)概述

1.1 GIS系統(tǒng)基本概念

GIS系統(tǒng)，也就是地理信息系統(tǒng)，它是一種利用地理信息的相關方法，對與地理分布有觀點數(shù)據(jù)進行采集和分析，是計算機、測繪和應用數(shù)學等多個領域的結(jié)合。GIS系統(tǒng)運用于很多領域，特別是在配網(wǎng)自動

化中。

1.2 GIS系統(tǒng)的組成

通常情況下，GIS系統(tǒng)包含五個主要組成部分，分別是硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、地理數(shù)據(jù)、系統(tǒng)的組織管理人員和開發(fā)人員以及計算機網(wǎng)絡。以下就硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的具體內(nèi)容進行簡單講解。

1.2.1 硬件系統(tǒng)。GIS的硬件系統(tǒng)與通常的計算機硬件設備類似，包括的內(nèi)容也較為普遍，GIS硬件系統(tǒng)離不開計算機主機的操控，其對數(shù)據(jù)存儲設備的要求也比較高，由于其常被用于電網(wǎng)系統(tǒng)中，所以其組成還包括通信傳輸設備。

1.2.2 軟件系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)是整個GIS系統(tǒng)的核心和關鍵。它的主要內(nèi)容包括三方面：第一，計算機軟件系統(tǒng)，就是計算機所必備的操作系統(tǒng)、編程語言以及圖形處理程序等；第二，GIS基礎軟件，也就是能夠讓客戶進行多次開發(fā)的GIS基礎平臺；第三，GIS二次開發(fā)軟件，就是針對客戶的需求，對GIS基礎軟件進行二次開發(fā)。當然軟件系統(tǒng)還包括一些其他細小的軟件程序。

2 配網(wǎng)自動化GIS系統(tǒng)的特點和功能

2.1 配網(wǎng)自動化GIS系統(tǒng)的特點

配網(wǎng)自動化GIS系統(tǒng)與其他系統(tǒng)最大的區(qū)別就在于它既能在離線方式下進行，也能在在線方式下進行，以下就這兩種方式的特點進行簡單介紹。

2.1.1 配網(wǎng)自動化GIS系統(tǒng)離線方式下的特點。離線方式下的特點可以概括為五點：第一，能進行自動制圖，且圖形能夠任意放縮和漫游傳送；第二，可以對海量的地理背景圖進行管理；第三，可以對設備設施進行有關數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和查詢；第四，可以有效處理客戶停電申訴；第五，可以進行各項模擬操作，包括故障模擬和自動化裝置模擬等。

2.1.2 配網(wǎng)自動化GIS系統(tǒng)在線方式下的特點。在線方式下的特點可以概括為四點：第一，可以顯示設備運行狀態(tài)的信息及數(shù)據(jù)；第二，可以實時反映供電區(qū)域和停電區(qū)域的變化；第三，可以實時對電網(wǎng)運行的狀況進行監(jiān)督；第四，可以對電網(wǎng)設施及其運行邏輯進行建模等。

2.2 配網(wǎng)自動化GIS系統(tǒng)的功能和技術

配網(wǎng)自動化GIS系統(tǒng)的功能十分廣泛，主要的兩項功能就是站內(nèi)自動化和饋線自動化。其中，站內(nèi)自動化GIS主要是查詢配網(wǎng)中配電設備的相關信息和數(shù)據(jù)，分析包括變電站和開關柜在內(nèi)的運行方式以及配電范圍，并能及時顯示故障區(qū)域的實際情況，做出相關決策。站內(nèi)自動化GIS就是對設備的缺陷、變動及異常運行進行有效管理。饋線自動化GIS著眼于供電線路的管理，包括對供電線路的信息及數(shù)據(jù)的查詢以及故障的沿線追蹤和資源分配等。

配網(wǎng)自動化GIS系統(tǒng)的技術都是科技不斷發(fā)展的產(chǎn)物，主要包括可視化技術、空間查詢技術、空間分析技術、網(wǎng)絡技術、數(shù)據(jù)庫技術、系統(tǒng)集成技術和地圖分層技術。

3 GIS系統(tǒng)在配網(wǎng)自動化中的應用

3.1 GIS在配網(wǎng)綜合信息管理中的應用

GIS系統(tǒng)可以清晰直接地反映地理數(shù)據(jù)信息，這對配網(wǎng)綜合信息管理具有非常大的作用。將GIS系統(tǒng)運用到配網(wǎng)綜合信息管理中，不僅可以簡化信息管理流程，更可以促進信息的地理化發(fā)展，促進整個配電網(wǎng)絡不斷走向科學化。GIS系統(tǒng)對地理信息的分析能力要遠遠高于其他系統(tǒng)，配網(wǎng)信息管理人員可以利用GIS系統(tǒng)獲得與地理直接有關的信息，為實際進行配網(wǎng)建設提供更有效的支持和幫助。

GIS系統(tǒng)運用于配電自動化系統(tǒng)，要在操作計算機中裝上專業(yè)的桌面地圖功能，實現(xiàn)對道路、行政區(qū)域和電氣設備的分層顯示，以便于工作人員在實際操作時可以對線路的實際分布情況及趨勢進行觀察，結(jié)合GIS建立的地圖以及實際情況進行分析選擇，也可利用數(shù)據(jù)庫信息和配電設備的完整參數(shù)信息對相關屬性進行分類統(tǒng)計，為后期的實際操作提供依據(jù)。

3.2 GIS在SCADA中的應用

在配網(wǎng)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（SCADA）是有其專門數(shù)據(jù)庫的，將GIS系統(tǒng)運用到SCADA系統(tǒng)中，可以實現(xiàn)兩者數(shù)據(jù)庫的有效結(jié)合。兩者數(shù)據(jù)庫間信息的傳遞是通過以下方式進行的：第一，GIS向SCADA傳送。GIS數(shù)據(jù)庫將外部傳送的圖形格式信息進行轉(zhuǎn)換，使其與SCADA數(shù)據(jù)庫中的信息同類化，再將該信息傳送給SCADA數(shù)據(jù)庫；第二，SCADA向GIS傳送。SCADA數(shù)據(jù)庫將配電系統(tǒng)的運行信息按周期傳送給GIS數(shù)據(jù)庫，這里的周期通常情況下是1～2秒。

在實際應用過程中，兩種系統(tǒng)的整合使SCADA系統(tǒng)可以直接利用地理圖形為背景，結(jié)合自身對配網(wǎng)運行過程的實時監(jiān)控，可以很直觀地反映出運行情況，有利于工作人員簡化分析流程，降低失誤的頻率，從而降低事故發(fā)生的可能性。

3.3 GIS在變壓器負荷管理過程中的應用

變壓器負荷管理就是控制變壓器的負載電荷，防止其過載而損壞。將GIS系統(tǒng)運用于變壓器負荷管理中，可以通過GIS系統(tǒng)為變壓器所載電荷進行實時監(jiān)控，將其監(jiān)控信息以圖表或非圖表的形式進行展示，也可以為其管理過程提供更多有用的信息，既能防止其損毀，又能在一定程度上提高其性能。GIS系統(tǒng)為變壓器負荷管理系統(tǒng)提供了大量的數(shù)據(jù)，使得各項屬性都能在地圖上完整顯現(xiàn)。將GIS系統(tǒng)與變壓器負荷管理系統(tǒng)中的負荷分布圖概覽功能結(jié)合在一起，可以將當前的負荷狀態(tài)清晰地展示出來，有利于工作人員及時觀察負荷狀況，并能及時采取預防措施。

4 我國電力行業(yè)GIS系統(tǒng)存在的問題及難點

4.1 我國電力行業(yè)GIS系統(tǒng)存在的問題

我國電力行業(yè)GIS系統(tǒng)存在的問題主要表現(xiàn)為兩點：第一，軟件功能的開發(fā)不深入，由于國內(nèi)相關技術沒有達到足以自我開發(fā)的水平，所以我國許多電力行業(yè)使用的GIS系統(tǒng)采用的都是國外引進的技術，這些技術雖然水平較高，但試用范圍主要是一些交通規(guī)劃或是城市整體規(guī)劃，與電力行業(yè)的實際情況不符，難以直接采用；第二，GIS系統(tǒng)在電力行業(yè)的運用局限于設備管理以及圖紙管理，GIS系統(tǒng)的功能十分廣泛，但受到各方面的約束，致使其許多功能被擱置無法采用，這必然是一大損失。

4.2 我國電力行業(yè)GIS系統(tǒng)存在的難點

我國電力行業(yè)GIS系統(tǒng)存在的難點也包含兩點：第一，工作量大，首先是配網(wǎng)本身所涉及的資料和數(shù)據(jù)較多，整理這些資料需消耗大量的人力財力，其次是配網(wǎng)會經(jīng)常發(fā)生變動，致使數(shù)據(jù)統(tǒng)計工作不斷反復，大大增加了工作量；第二，許多單位無能力對GIS系統(tǒng)進行二次開發(fā)，使得軟件功能不健全。

5 結(jié)語

綜上所述，GIS系統(tǒng)隨著科技水平的不斷提高也發(fā)生了變革。GIS技術有其獨特的功能，使得它運用于多個先進領域，并發(fā)揮著舉足輕重的作用。本文最后提出的我國電力行業(yè)GIS系統(tǒng)存在的問題和難點，雖然是片面的，但卻值得相關技術行業(yè)深思，促使GIS技術得以更好的發(fā)展。

參考文獻

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作者簡介：張宇（1981-），男，山西太原人，國網(wǎng)公司太原供電公司工程師，研究方向：電氣工程及其自動化。

（責任編輯：陳 倩）