基于GIS電力生產(chǎn)管理系統(tǒng)的設計研究

張理

摘 要 電力生產(chǎn)是我國建設生產(chǎn)以及人民生活安穩(wěn)的重要保障。本文將以GIS為重點，從設計思路與具體構建兩方面對其在電力生產(chǎn)管理系統(tǒng)的設計研究工作中所涉及的相關內容進行詳細闡述，希望能夠為從事相關工作的人員提供一些工作思路，僅供參考。

關鍵詞 GIS;電力生產(chǎn);管理系統(tǒng)

引言

電力生產(chǎn)的具體過程涉及設備數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)等諸多極為龐大的數(shù)據(jù)量，且此類數(shù)據(jù)大多會貫穿于電力生產(chǎn)的發(fā)電、輸電等任何環(huán)節(jié)。因此為保障電力生產(chǎn)安全與持續(xù)發(fā)展，可建立起一套生產(chǎn)管理系統(tǒng)，并將地理信息引入到該系統(tǒng)中，用于對生產(chǎn)活動與數(shù)據(jù)進行管理。

1GIS電力生產(chǎn)管理系統(tǒng)設計思路

由于我國地形地貌復雜，使得電網(wǎng)建設與電力生產(chǎn)后輸送的難度較大，所以急需一套能夠將地面地理信息與電網(wǎng)管線信息綜合到一處的管理系統(tǒng)，用以降低電力生產(chǎn)與輸送難度。基于此，以GIS為基礎的電力生產(chǎn)管理系統(tǒng)應運而生，該系統(tǒng)以上述內容為設計目標，利用地理信息技術與互聯(lián)網(wǎng)技術相結合的形式完成對地理信息的可視化轉換，主要管理模塊包括變電站管理、配電設備管理、線路臺賬管理等，力求數(shù)據(jù)資源豐富、功能高級、操作簡便，以符合我國現(xiàn)代化電網(wǎng)的科學、規(guī)范等建設要求。

具體而言，為保障該系統(tǒng)能夠達到更加完美的使用效果，其主要功能應當具備以下四個方面：第一是要具備完善的地圖操作功能，能夠使操作人員通過該系統(tǒng)的操作端實現(xiàn)對目標區(qū)域的地圖影像管理，包括地圖放大與縮小、局部顯示與整體預覽等，以此進行電力生產(chǎn)與輸送的線路測算與定位，并能夠幫助操作者利用相關符號對網(wǎng)絡地圖進行標注，實現(xiàn)對地圖的靈活使用;第二是要具備對電力設施的信息收集與處理功能，該系統(tǒng)內要包含多個子系統(tǒng)，且各子系統(tǒng)之間要能夠按照標準格式實現(xiàn)信息的實時互通與共享，使數(shù)據(jù)的即時性與準確性得以保障，并對所收集信息按照相關標準進行一系列自動化處理，如設備故障信息自動分類、統(tǒng)計與關聯(lián)等，為電力生產(chǎn)企業(yè)的相關工作提供一定數(shù)據(jù)支持;第三是要具備地圖數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的交互操作功能，即操作人員能夠通過臺賬資料實現(xiàn)對數(shù)據(jù)地圖的快速定位，同時通過地圖上某點的信息搜索可快速收集相關臺賬資料，使工作人員的日常工作效率得以大大提升;第四是要具備快速匯總功能，通過此功能應能夠實現(xiàn)對各線路以及其他特定區(qū)域內的設備情況進行快速匯總，方便工作人員實時了解各線路與區(qū)域內電力生產(chǎn)設備的工作狀態(tài)，以便在設備出現(xiàn)故障時及時處理，降低故障損失[1]。

2GIS電力生產(chǎn)管理系統(tǒng)的具體構建與設計

2.1 系統(tǒng)構建

在確定好基于GIS電力生產(chǎn)管理系統(tǒng)的設計思路后，應當按照此思路下對系統(tǒng)功能做出的相關要求實現(xiàn)系統(tǒng)構建。具體而言，此工作應當從以下幾方面著手進行。

首先是進行網(wǎng)絡設備部署，即對管理系統(tǒng)的硬件要求進行籌備，具體方法為在辦公地點的各房間內鋪設網(wǎng)絡傳輸線路，安裝信息插座，每個房間形成一個或多個站點，各科室數(shù)據(jù)信息由局信息中心的服務器統(tǒng)一管理，同時局域網(wǎng)建設要依托服務器，將服務器作為數(shù)據(jù)存儲、管理核心，各個科室的電腦均為數(shù)據(jù)操作的終端，網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸通過超5類網(wǎng)線來實現(xiàn)，另外在各個樓層各安裝一臺交換機，并將交換機作為服務器和樓層各個電腦節(jié)點的中繼站。

其次是要進行軟件內容規(guī)劃，在此項工作中一方面要進行GIS軟件平臺的比較與選擇，目前市面是應用較為廣泛的GIS軟件平臺包括MapInfo、MapGIS、ArcGIS、InterGraph等等，各平臺各有優(yōu)劣，因此電力生產(chǎn)企業(yè)應當按照自身需求對各平臺進行需求對比，力求選出最合適自身的GIS軟件平臺，且在挑選過程中要注意以下幾個要點，如由于管理系統(tǒng)需要實時運行，所以要注重系統(tǒng)穩(wěn)定性與可靠性;由于電力部門工作節(jié)點多且分散，所以要求平臺內能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一與共享;由于我國電網(wǎng)改造更新頻繁，所以平臺要具備強大的二次開發(fā)能力等。另一方面也要進行軟件結構確定，為照顧到軟件平臺服務項目的全面性，軟件結構應當包括以下五大模塊，即系統(tǒng)管理、基礎圖形操作、數(shù)據(jù)采集、空間查詢與臺賬查詢統(tǒng)計，且要求各模塊間分工明確且能夠互相聯(lián)結，實現(xiàn)系統(tǒng)功能聯(lián)動[2]。此外還要明確軟件系統(tǒng)的相關要求，確保在國家與行業(yè)的標準要求下進行系統(tǒng)構建，如電力行業(yè)標準、可靠性原則、以地理信息為核心以及遵循網(wǎng)絡安全等。

最后則要進行系統(tǒng)構建研發(fā)流程的具體開展，此過程應當分為以下五個階段，一是前期調研階段，由于電力生產(chǎn)管理系統(tǒng)對電力生產(chǎn)企業(yè)而言是一項重大開發(fā)項目，所以務必要做好前期調研工作，對文章上述內容的具體實現(xiàn)路徑進行市場調查分析，并聘請計算機與電力部門的專家數(shù)名進行共同研討，以便在可行性論證的基礎上形成初步分析報告并進行具體立項研發(fā);二是系統(tǒng)分析階段，在前期調研階段完成后，應當由調研組對調研成果以及用戶需求進行具體分析，結合國內外最新管理系統(tǒng)相關信息提出可行性技術路線，于計算機中進行原型演示，一切準備無誤后提交電業(yè)局各部門對功能模型進行嚴謹審核，并給予一定補充與完善，直至形成最終方案;三是詳細設計與編碼階段，由于上述兩階段只是對管理系統(tǒng)模型的理論構想，所以在實際建設過程中還要進行具體建設難題的實際解決，針對此類問題可再次聯(lián)合調研組與電業(yè)專家，經(jīng)過對編碼的反復論證，通過最終系統(tǒng)設計;四是數(shù)據(jù)的采集與整理階段，此二者為順承關系，其中前者需要組織專人對GPS電桿、變壓器數(shù)據(jù)等內容進行實地采集，而后者則要對所采集信息進行導入、剔除、建立拓撲關系等處理，并形成特定比例的地形圖若干;五是系統(tǒng)測試與演示階段，此階段是對系統(tǒng)的最終考驗，需要對各功能進行單元模塊測試、系統(tǒng)集成測試和系統(tǒng)總體測試三級測試，并根據(jù)結果提出完善修改意見，直至系統(tǒng)達到使用標準。

2.2 系統(tǒng)設計內容

（1）功能實現(xiàn)設計

為保障系統(tǒng)設計思路中所要求的各項功能能夠順利實現(xiàn)，應當通過以下幾部分工作內容實現(xiàn)地理圖形與臺賬數(shù)據(jù)的統(tǒng)一、實時數(shù)據(jù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)的連接以及設備設施分布圖和一次接線圖的共存，以此提升電力生產(chǎn)管理系統(tǒng)的工作效率。具體而言，依照系統(tǒng)構建時所確定的五大模塊，系統(tǒng)功能的實現(xiàn)設計共分為六部分：第一是系統(tǒng)設置，即對用戶管理和權限進行設置，提升管理系統(tǒng)安全性與電力生產(chǎn)安全性，方法為在賬號中設置用戶操作權限，用戶可通過賬戶密碼、刷卡等形式實現(xiàn)賬戶登錄與退出，并在系統(tǒng)中進行權限內的相關操作;第二是數(shù)據(jù)采集，實時讀取電網(wǎng)電量數(shù)據(jù)并保存，形成歷史記錄，可在需要時進行輸出、打印，并將其顯示在GIS系統(tǒng)背景圖內，方便電力人員能夠遠程了解電力生產(chǎn)狀態(tài)，提升管理便捷度;第三是基礎圖形管理，管理內容包括圖形的縮放、漫游、高亮、測量等內容，并對不同電壓等級的線路實現(xiàn)異色標識，清晰展現(xiàn)線路關系;第四是查詢統(tǒng)計，包括對輸電、變電、配電網(wǎng)絡資源比如輸電線路、電纜、桿塔、負荷開關、斷路器、熔斷器等設備的各種查詢、臺賬統(tǒng)計，以及在地理位置接線圖上，對電力設施的定位查詢;第五是數(shù)據(jù)更新維護包括對設備屬性數(shù)據(jù)和圖形數(shù)據(jù)的編輯、錄入，以及地理接線圖的編輯等;第六是故障報警，以預先設定的各種報警定限值為基礎，對電力生產(chǎn)系統(tǒng)進行設備運行狀態(tài)檢測，一旦參數(shù)值超過定限值則立即發(fā)出警報，方便管理人員在第一時間內掌握故障設備的相關信息并進行針對性維修，避免損失擴大化[3]。

（2）數(shù)據(jù)庫設計

數(shù)據(jù)庫是一系列具有相關性的數(shù)據(jù)的集合，即數(shù)據(jù)庫中所存儲的數(shù)據(jù)并非孤立存在，而是相互之間均存在著某種關聯(lián)。目前在我國現(xiàn)有的GIS電力生產(chǎn)管理系統(tǒng)中應用較為廣泛的數(shù)據(jù)庫分為兩種，空間數(shù)據(jù)庫與屬性數(shù)據(jù)庫。就空間數(shù)據(jù)庫而言，一般以Postgre SQL為基礎實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的海量存儲需求，并以配電空間數(shù)據(jù)庫為基礎，該數(shù)據(jù)庫遵循國家相關GIS規(guī)范與電力標準，具有地形數(shù)據(jù)庫、地名數(shù)據(jù)庫、數(shù)字柵格地圖數(shù)據(jù)庫、數(shù)字正射影響數(shù)據(jù)庫、數(shù)字高程模型五部分，主要用于采集與記錄不同類型的數(shù)據(jù)信息，為后續(xù)其他電力生產(chǎn)管理工作提供基礎性幫助。就屬性數(shù)據(jù)庫而言，則是通過GIS技術實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)發(fā)布功能，能夠幫助該系統(tǒng)實現(xiàn)圖文一體化，即如上文所述從地圖內查看線路相關情況，極大提高電力設備模型布設效率，此數(shù)據(jù)庫大致可分為三部分，分別是以加強配電網(wǎng)管理質量為目的的配電業(yè)務數(shù)據(jù)庫、保存配電管理臺賬數(shù)據(jù)為目的且包含變電站數(shù)據(jù)庫、配電臺賬數(shù)據(jù)庫等多種子數(shù)據(jù)庫在內的臺賬數(shù)據(jù)庫以及輔助數(shù)據(jù)庫信息錄入與輸出的表結構。

3結束語

總而言之，基于GIS的電力生產(chǎn)管理系統(tǒng)涉及計算機、網(wǎng)絡、地理信息等諸多內容在電力生產(chǎn)活動中的具體應用，內容較為繁雜，而通過對該系統(tǒng)的設計思路與具體構建等內容進行系統(tǒng)梳理，則能夠給予我國部分處于初步發(fā)展階段的電力生產(chǎn)企業(yè)一定技術性幫助，促進我國電力行業(yè)整體發(fā)展。

參考文獻

[1] 朱鵬.基于IEC-CIM標準地電力安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J].科技創(chuàng)新與應用，2019（8）：82-83.

[2] 張培華.基于工作流技術的電力生產(chǎn)管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)策略[J].中國新技術新產(chǎn)品，2019（19）：126-127.

[3] 劉偉.電力生產(chǎn)管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].城市建設理論研究（電子版），2017（28）：90.