電力規劃設計 GIS平臺的設計與實現

【摘要】對當前電力規劃設計業務提出一整套信息化的總體設計和實現思路，研究開發了電力規劃設計GIS平臺，可實現電力規劃、輸電設計等功能。通過本平臺提供的技術與資源，滿足電力規劃設計的核心業務需求，完善電力規劃設計的工作體系，支撐更加深入地開展電網業務的研究。

【關鍵詞】電力規劃設計；GIS平臺；設計

電力配網作業是社會生產生活中一個最為主要的部分，其主要作用是面對用戶進行電力變壓以保證正常的供電活動。使電力具備商品屬性就取決于電力配網調度工作在其中的協調作用，其所存在的重要性和維系人民日常生活和生產活動的必要性得意充分體現。而隨著科學技術不斷發展和經濟社會的進步，對于電力的需求日益加大，電網配置也趨于復雜。線路的逐漸增多導致電力配線呈現出復雜和變化頻繁的不利現象。而在在國家發展方向上對與電力配網的管理和發展較不重視導致其管理水平一直處于相對低下的狀況。還有一個方面則是由于大多電力配網的信息資源管理還處于圖紙儲存和展示的階段，其很難保證資源的實時性和先進性，對于相關數據的研究也產生了很大的阻礙。為此目前的電力配網管理上很難實現合理科學的管理結構。

在隨著自動化在我國的不斷發展和在各個領域的積極應用，而且隨著用戶需求的不斷提高和社會發展的要求。急需要對目前的電力配網調度進行革新性的改進和發展，利用先進技術提高管理模式的自動化水平和科學性。這對于未來的各領域發展和社會生活水平的提高有著很大的推動性作用。本文則研究在目前的技術水平下，GIS平臺在電力配網中的應用是實現其適應各種要求。

1、電力規劃設計GIS平臺的設計

1.1系統的總設計方案

在目前的應用水平當中，我國對于GlS平臺的使用方法主要體現在兩種方式上。第一種則是在GIS平臺上直接開發出應用在電力配網調度方面的管理系統。這種系統可以直接將所收集到的實時信息和數據直接在GIS平臺顯示出來。而第二種方法則是以電力配網管理系統為主體，開發出一種GIS特性的工具，以此來強化電力配網管理系統，使其具備更為先進和科學的功能，使其可以具備獨立的實時圖像顯示和儲存管理錢力。而這兩種使用方式都存在相應的缺點。以GIS為主體的管理系統的穩定性不是很好，不能滿足電力系統中的二次安全防護的要求。而以管理系統為主體的模式中這種系統設立在總的管理結構當中在獲取現場實施情況上存在著一些困難，在時效性方面存在缺點而且在長期維護上也很困難。

面對以往的應用模式中存在的優缺點進行整合分析和考量，本文將研究利用商業用途的GIS平臺作為整個點力配網調度管理系統的數據平臺，利用此為基礎設計一中獨立于其他模式下的GIS配電網調度管理系統。其中存在的數據本身都出自于GIS平臺中所儲存的數據，而在應用和調取上又獨立與GIS平臺，這樣就可以實現對于本身的數據信息以根據現場狀況和實際數據的展示來進行更改和校驗，使得整體的數據庫一直處于較為先進和實時的狀態下。這種模式體現出系統的靈潘性和安全性也表現出其所具備的科學和實時性。利用圖1來顯示新系統中電力配網管理和GIS的關系模式。這種總體設計方案在理論上可以實現在電力配網調度管理模式當中所應具備的圖像數據資源管理的需求，也可以面對實時變化的電網現況進行數據更新和相應的更改，并且在發生故障的時候可以做到實時分析和顯示并且提供較為安全和科學的解決方案。也為目前的點力配網調度管理做到了無紙化全計算機管理模式，提高了自動化和先進性，提高了整體的工作效率和人力資源成本。

1.2系統的功能設計

首先在數據庫和建模的設計上，將電力網配置的地理圖和單線圖等相關的數據利用GIS平臺中的文件格式生成功能進行格式的轉化，并且以XML格式儲存在數據庫當中，利用電力配網調度系統和數據庫進行接口模式的連接實現對數據庫內部信息的實時提取和分析。再提取后將所得到的數據結果通過管理系統中的圖像軟件和顯示功能直觀的顯示出來并且智能儲存。而且這種接口可以做到管理人員對線路中的各設備運轉做出調整和改變的橋梁。

其次是在實時監控方面的設計功能。這主要是進行電網運行時所需要的狀態監控和設備情況的查詢工作。利用此系統做到對各設備和環節接線模式的監控和調度工作，并且回報實時狀況。通過現場數據的回報來供管理人員分析現場情況以及提供解決方案。

網絡拓撲結構利用此系統可以進行自行的分析并且生成最為合理的電網線路配置結構。根據電力系統中所有的設備關聯和設備的開關狀況形成一個電氣連通判斷，運用這些收集到的信息和數據和判斷結果給顯示界面層一個顯示依據。此外可以自行生成電路配置結構的模型，在進行模凝運行的過程中分析最佳的配置路線，為更高要求的用戶和相關單位提供更為科學的電路調配方案。

而在軟件使用和用戶端的設計上應用電網潮流計算和安全分析功能，以及各種負載情況的和故障損壞計算功能。這些可以為調度人員提供一個較為詳細和專項的數據支持以此來進行科學調整。不斷地進行電路優化和電網配電安全輸送。為整個電力配網調度管理工作提供直觀的數據支持。而在通過以上的整體系統內部功能開發延伸出將其融入到計算機輔助生成當中，利用計算機網絡技術進行各種維修維護和調度工作，保證各個設備間的穩定運行和整個調度管理中的科學安全性質。

2、系統實現與功能

2.1系統實現

遵循企業總體架構、SOA、插件式集成框架等思想和內容，采用面向對象的分析設計方法，建設一套一體化平臺，并建設各類公共服務（如數據服務、功能服務、身份驗證服務、GIS服務等）。強化對系統各項應用服務的監控，實現服務狀態監控、服務維護等工作。平臺建設過程中，各模塊功能獨立卻又相互配合，共同為指定階段的系統規劃、輸變電設計等業務提供技術支撐，完成業務流的配合實現。各模塊通過統一規劃對各階段數據內容的維護輔助實現業務間數據流的貫通和數據共享，通過與管理過程的配合，對數據和內容的流轉進行過程控制。平臺的開發工具選用MicrosoftVisualStudio2010；數據庫軟件采用Oracle11g；對于和地圖相關的二維功能開發采用ArcGIS組件；對于三維部分的開發采用AnGeoUniscope客戶端開發包。

2.2系統功能

電力規劃設計GIS平臺包括二三維基本功能、系統規劃、輸變電設計、系統管理及功能配置、數據管理與維護等多個功能模塊，每個大功能模塊根據業務不同又細分系統功能類及子業務功能。功能模塊如圖所示。

二三維基本功能實現二維地圖的基本功能，包括地圖瀏覽、元素創建、要素量算等功能；實現三維場景的基本功能，包括數據加載、三維瀏覽、三維空間分析等功能；系統規劃模塊主要功能包含電力發展咨詢、網架規劃設計、規劃輔助決策、規劃成果管理等多個方面的內容；輸變電設計模塊具備前期選線、選址、輔助施工圖設計、三維展示、工程數據管理和數字化移交的功能；系統管理及功能配置實現對系統中所有用戶、角色和權限、操作日志、插件、界面、系統參數等的管理與配置；數據管理與維護模塊整合基礎地理信息、專題數據、電網數據、勘測數據等內容，在可視化平臺上以表格、圖形、文字等多種方式直觀地展示數據，并提供數據編輯、數據更新功能，保證數據的現勢性。

3、未來的應用展望

GIS技術伴有軟硬件的拓展，便于解析電網配備的三維空間。從長久發展看，電力云平臺填補了舊式架構的二維平臺，這種基礎上創設了更精準的三維場景。傳統流程的數值解析阻礙了成效的提升，云平臺消除了這一弊病。構建了三維場景，解析了距離更長的送電線路，通視分析擁有了實時性。電網分析配備了GIS創設的新算法，適合了計算網內的潮流、運算線路阻抗、解析線損等。

分布式的網內數據借助GIS平臺可以緩存。分布式緩存擁有新時期內的技術優勢，考慮到用戶常態的運用習慣。適當調配了分布式現有的內存，緩存命中率將會變得更高。此外，預先獲取數據、緩存某些電力數據都可協助用戶減低傳輸之中的延遲。云平臺依循了現存請求，推測得出未來即將設定的某一請求，取回這些數據而后放置于緩存中。

結語：

建設電力規劃設計GIS平臺，可借助GIS技術實現電力規劃設計中的數據、信息和應用的一體化。該平臺以信息化為依托，以創新為動力，以技術與生產結合為主要形式，將傳統電力規劃設計方法和新技術融為一體，整合設計院現有的各類平臺和資源，將優秀的電力規劃設計方法與理念融入數字化工作流程，打造出專業的數字化協同設計平臺，實現電網規劃、設計等業務的信息化和數據、內容、流程的協同與貫通，提高設計工作的宏觀性、全面性和效率性，進一步提升設計院為政府部門提供高端咨詢服務的能力。