地理信息系統(tǒng)在電力系統(tǒng)上的應(yīng)用

李永光 新疆電力公司，新疆烏魯木齊 830000

地理信息系統(tǒng)在電力系統(tǒng)上的應(yīng)用

李永光 新疆電力公司，新疆烏魯木齊 830000

隨著社會經(jīng)濟不斷的發(fā)展，電力系統(tǒng)的電力供應(yīng)需求不斷地增長，電網(wǎng)規(guī)模不斷地擴大，電力企業(yè)在面對龐大的電力設(shè)備管理時需要更多的手段和技術(shù)支撐。地理信息系統(tǒng)利用現(xiàn)代計算機圖形、通訊和數(shù)據(jù)庫技術(shù)來采集、處理、編輯、分析、建模、和顯示地理圖形及其屬性數(shù)據(jù)；對空間數(shù)據(jù)按地理坐標(biāo)或空間位置進行各種處理、對屬性數(shù)據(jù)有效管理、研究各種空間實體及相互關(guān)系。地理信息系統(tǒng)從空間上實現(xiàn)了電力設(shè)備的動態(tài)、可視化管理；把電網(wǎng)運行中的不斷變化各種信息與設(shè)備地理位置的圖形信息結(jié)合在一起，通過查詢與分析將這些信息真實地、動態(tài)地、圖文并茂地展示，也可將系統(tǒng)分析決策模型處理結(jié)果提交各級電力管理部門作決策參考。

電力系統(tǒng)；地理信息系統(tǒng)；SCADA；DMIS

1 地理信息系統(tǒng)與電力自動化系統(tǒng)集成

1.1 提供電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)監(jiān)視和管理，集成電力自動化系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)要求能與電力自動化系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)運行，在地理信息系統(tǒng)平臺上實現(xiàn)SCADA系統(tǒng)的功能：在地理圖形上實時顯示遙測信號的電流、電壓、功率等信息，實現(xiàn)實時監(jiān)控功能；利用遙信信號對變電所、發(fā)電廠內(nèi)的開關(guān)隔離刀閘等設(shè)備自動變位，實現(xiàn)遙信功能。在地理圖上關(guān)聯(lián)電力系統(tǒng)一次設(shè)備主接線圖。和作為背景畫面的地理圖一起同步進行漫游、縮放和分層消隱，電力地理信息系統(tǒng)應(yīng)能利用自動化系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)提供網(wǎng)絡(luò)分析，實時網(wǎng)絡(luò)拓撲分析、網(wǎng)絡(luò)拓撲著色、潮流分析、負荷管理、運行管理等功能。

1.2 提供電網(wǎng)設(shè)備運行情況管理功能，集成電力調(diào)度生產(chǎn)管理系統(tǒng)

電力調(diào)度生產(chǎn)管理系統(tǒng)，主要用于電力設(shè)備管理、設(shè)備缺陷、檢修停電申請管理、兩票管理等調(diào)度生產(chǎn)管理。系統(tǒng)中存儲著大量的電力設(shè)備運行信息,系統(tǒng)缺乏圖形界面，通過與地理信息系統(tǒng)的集成，可以實現(xiàn)在地理圖進行電網(wǎng)的檢修、負荷轉(zhuǎn)供等功能。

2 地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換

2.1 與調(diào)度生產(chǎn)管理系統(tǒng)(DMIS)數(shù)據(jù)交換

通過DMIS數(shù)據(jù)中心按照設(shè)備類型將電網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)和電網(wǎng)運行情況數(shù)據(jù)分類導(dǎo)入到地理信息系統(tǒng)設(shè)備運行情況數(shù)據(jù)庫中，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)自動導(dǎo)入和相關(guān)的統(tǒng)計功能。

2.2 與SCADA數(shù)據(jù)交換

通過EMS將實時數(shù)據(jù)通過文件傳輸形式與地圖上電網(wǎng)設(shè)備相關(guān)聯(lián)并存儲到地理信息系統(tǒng)設(shè)備實時數(shù)據(jù)庫中，能夠在地圖上方便、快捷地查詢設(shè)備當(dāng)前數(shù)據(jù)。

2.3 動態(tài)數(shù)據(jù)交換

使用基于地理標(biāo)志語言(GML)、Wellknown text (WKT)和Well-known binary (WKB) 等通用矢量地理信息數(shù)據(jù)格式的交換。提供客戶端和服務(wù)器端相應(yīng)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換及網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)木幗獯a模塊。支持地理信息數(shù)據(jù)目錄、格式以及訪問權(quán)限的查詢。對大數(shù)據(jù)量信息，提供壓縮編解碼和FTP下載功能。

3 地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理

3.1 電網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)與地圖的關(guān)聯(lián)

通過設(shè)備名稱或設(shè)備ID關(guān)聯(lián)電網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)和地圖，包括廠站運行情況、線路潮流、發(fā)電廠出力等。

3.2 地理信息數(shù)據(jù)管理

地理信息數(shù)據(jù)應(yīng)從物理和邏輯上進行分類分層；提供良好的數(shù)據(jù)配置管理工具，方便第三方使用者維護；支持分布式數(shù)據(jù)部署，基于統(tǒng)一的訪問接口，數(shù)據(jù)物理位置對訪問者透明；支持多種矢量、柵格地理信息數(shù)據(jù)格式讀取和轉(zhuǎn)換功能。

3.3 地理信息空間查詢操作

通過SQL或XML編碼的空間結(jié)構(gòu)化查詢語言查詢基本的矢量數(shù)據(jù)及幾何和拓撲關(guān)系查如相交、包含、相鄰等。實現(xiàn)不同地理坐標(biāo)系下的空間位置查詢和轉(zhuǎn)換服務(wù)。

3.4 地理空間應(yīng)用分析

在地圖上實現(xiàn)空間測量與計算功能，包括幾何量算、距離量算和重心量算等；給定一個空間對象或集合，基于鄰域半徑，能夠動態(tài)生成緩沖區(qū)；基于點、線、面矢量或柵格圖層的疊置分析功能；提供地理空間和非空間數(shù)據(jù)的分類、統(tǒng)計分析功能；提供網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的路徑分析功能。

4 地圖服務(wù)系統(tǒng)

4.1 電網(wǎng)設(shè)備與矢量地圖定位關(guān)聯(lián)

電網(wǎng)設(shè)備中的變電站、發(fā)電廠、線路等與矢量地圖精確定位關(guān)聯(lián)，將電網(wǎng)設(shè)備運行情況動態(tài)展示。如：線路潮流方向動態(tài)展示、發(fā)電廠發(fā)電出力顯示，廠站地圖位置顯示。

電網(wǎng)設(shè)備定位維護實用、方便、準確，支持多種類型客戶端瀏覽；支持 Web 瀏覽，支持Windows,Linux,Unix等不同的平臺。

4.2 衛(wèi)星圖像

采用衛(wèi)星圖像作為地圖背景，分三級建立衛(wèi)星地圖圖像。全疆可采用50m或100m分辨率的衛(wèi)星圖像，城市可用0.6m或1m分辨率的衛(wèi)星圖像。

衛(wèi)星圖像含地理、地貌、風(fēng)區(qū)、水文等信息。

4.3 地圖分層

按照電網(wǎng)設(shè)備電壓等級進行地圖分層，可定制顯示圖層，按750kV、220kV、110kV、35kV等電壓等級進行地圖分層。

4.4 地圖分級

按地圖縮放級別顯示不同的地圖內(nèi)容。如點擊廠站縮放可瀏覽廠站主接線圖和與電網(wǎng)連接情況。

4.5 地圖基本操作

分層瀏覽以及文字標(biāo)注圖層開關(guān)功能

按電壓等級瀏覽

顯示范圍的設(shè)定以及邊界線設(shè)置

地圖縮放，系統(tǒng)提供多種縮放形式

地圖平移

地圖選擇

影像圖疊加顯示功能，可以疊加顯示影像圖

4.6 分區(qū)顯示

電網(wǎng)輸電網(wǎng)所轄面廣，設(shè)備量大，按地州行政區(qū)域或其它分區(qū)方法劃分，可直觀的顯示輸電網(wǎng)的基本情況，并使用界面清晰直觀。

4.7 分層顯示

地圖可分為衛(wèi)星圖像、柵格圖像背景圖層、基礎(chǔ)地圖矢量數(shù)據(jù)圖層、電力設(shè)備圖層、標(biāo)注圖層等。

4.8 分類顯示

電力設(shè)備可以按分類情況分別顯示，如按設(shè)備類型（變電站、發(fā)電廠、換流站等）不同分類、按設(shè)備運行狀態(tài)分類（線路、發(fā)電機、變壓器）等。

4.9 動態(tài)顯示

為了使用地圖畫面清晰直觀，隱藏次要信息，在鼠標(biāo)移動的區(qū)域有一定停頓時，可動態(tài)顯示該區(qū)域的次要信息。

他仿佛一下子得到了神賜的力量，以和平時一樣的步伐徑直走向他坐慣的位子。那個位子在拐角盡頭，透過巨大的落地玻璃窗，可以看到街上來來往往的行人與車輛。敦禮一下子癱坐在座位上，就像一個松了提線的木偶。

4.10 地圖查詢

基礎(chǔ)地圖查詢功能;

專業(yè)圖層查詢功能;

單位信息顯示;

電力設(shè)備查詢;

運行狀態(tài)查詢;

系統(tǒng)具有圖形和數(shù)據(jù)的雙向查詢、模糊查詢、定位和統(tǒng)計功能。

能按照查詢結(jié)果顯示出地圖影像。

4.11 地圖定位

支持多種定位方法，提供將地圖查詢結(jié)果快速定位功能。如電力設(shè)備名稱、廠站名稱、區(qū)域名稱、道路名稱、常用地名法、漢語拼音首字母定位法等。

4.12 設(shè)備統(tǒng)計

按用戶輸入的統(tǒng)計條件統(tǒng)計電力設(shè)備各種數(shù)據(jù)。

定制一些常用的統(tǒng)計方法，能夠快速得到想要的數(shù)據(jù)。

4.13 缺陷查詢

在地圖進行設(shè)備缺陷查詢。

5 地圖管理系統(tǒng)

5.1 定制工作空間

在一個地圖服務(wù)器系統(tǒng)中可以定制多個工作空間。工作空間可以方便的把同一種比例尺同一范圍的地圖數(shù)據(jù)歸到一起。工作空間類型分三種：動態(tài)、混合、靜態(tài)。

5.1.1動態(tài)工作空間適合經(jīng)常變化的地圖數(shù)據(jù)，需要編輯的地圖圖層要放在動態(tài)工作空間中。動態(tài)工作空間每次的用戶訪問都要執(zhí)行地圖的渲染，所以耗時最多。一般不建議使用動態(tài)工作空間。

5.1.2 混合類型的工作空間會記錄用戶訪問過的地圖，不重復(fù)執(zhí)行地圖的渲染，只有在需要的時候才執(zhí)行地圖的渲染；混合類型的工作空間也可以進行地圖瓦片分割；用戶訪問過或進行了地圖切片的地圖圖片，存放在“瓦片存放地址”中規(guī)定的目錄下，當(dāng)用戶訪問時，直接調(diào)用圖片，加快了瀏覽速度。

5.1.3 靜態(tài)工作空間需要地圖切片才能訪問，對于量很大的地圖數(shù)據(jù)，最好使用靜態(tài)工作空間。

5.2 添加圖層

在一個工作空間中可添加地圖圖層，格式可以是ArcInfo的SHP、MapInfo的TAB、XML及柵格圖像?？稍O(shè)置地圖的顯示樣式、顯示時機、標(biāo)注字段及標(biāo)注時機。對矢量圖層可設(shè)置是否可以查詢。

5.3 集群地圖服務(wù)

一個地圖服務(wù)器可以提供多種應(yīng)用，可滿足不同的客戶在瀏覽器端顯示不同的內(nèi)容。同樣一個應(yīng)用也可以分發(fā)到數(shù)個地圖服務(wù)器上，以提高客戶端的瀏覽速度。

結(jié)束語

電力地理信息與EMS（能量管理系統(tǒng)）、電力生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)的緊密集成，將各種圖形、地圖、電力設(shè)備數(shù)據(jù)信息統(tǒng)一共享，為電力企業(yè)的信息化、電網(wǎng)智能化管理提供了新的途徑和手段。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.22.009