市政電力設計中地理信息系統(tǒng)的應用

陳偉 呂文秀

【摘要】隨著我國電力工業(yè)的不斷發(fā)展和進步，電力系統(tǒng)自動化的程度也越來越高。而隨著市政電力系統(tǒng)的不斷完善，地理信息系統(tǒng)在電力工程設計中得到了越來越廣泛的應用。地理信息系統(tǒng)和電網(wǎng)信息數(shù)據(jù)的有機結合，能夠給電網(wǎng)運行在輔助決策上帶來一定的幫助。

【關鍵詞】電力設計；市政；地理信息系統(tǒng)；應用

一、市政電力設計地理信息系統(tǒng)的需求性

地理信息系統(tǒng)在處理數(shù)據(jù)、分析網(wǎng)絡等方面的能力較強，在電網(wǎng)設計中，通過對地理信息系統(tǒng)合理應用，一來有利于對數(shù)據(jù)在管理上進行更好的規(guī)劃設計，二來可優(yōu)化電力設計工作人員的工作效率、勞動強度等，使電力設計的直觀性、交互性更為突出，此外，該系統(tǒng)可有效保障電網(wǎng)設計的安全性、可靠性、合理性、科學性，且符合節(jié)能降耗與經(jīng)濟環(huán)保的要求。

二、市政電力設計中地理信息系統(tǒng)的應用目標

地理信息系統(tǒng)可將電網(wǎng)中所涉及到的工程數(shù)據(jù)均保存在系統(tǒng)內(nèi)，并在地圖中以直觀的方式表現(xiàn)出來，能夠為變電站的選址設計、線路設計、電網(wǎng)規(guī)劃設計等提供初步設計以及可行性研究報告等。在對新變電站、新通信線、新線路等進行設計時，通過地理信息系統(tǒng)，可達到充分掌握周邊地理環(huán)境以及電網(wǎng)情況的目標，有效減少外出考察工作的次數(shù)，使電力設計的更為全面，盡可能減少修改設計方案的次數(shù)。

三、電力設計中地理信息系統(tǒng)的應用思路

1、數(shù)據(jù)分析

基礎的地理數(shù)據(jù)屬于電力設計的前提條件。就數(shù)據(jù)的采集手段而言，可通過多種途徑獲得地理數(shù)據(jù)，例如工程測量方法、激光雷達方法、航測方法、衛(wèi)星遙感方法等。此外，數(shù)據(jù)的形式也可以有多種，例如矢量電子地圖形式、數(shù)字柵格圖形式、數(shù)字高程模型形式以及數(shù)字正射影像形式等。地理數(shù)據(jù)在更新方面的效率為地理信息系統(tǒng)達到實用性功能的重要因素。

電網(wǎng)工程所涉及到的數(shù)據(jù)有多項，其中包括了設計資料、勘測、骨干電廠信息、變電站、電網(wǎng)中不低于110KV的線路等。而電網(wǎng)工程的數(shù)據(jù)主要是用來對電網(wǎng)的基本屬性與地理屬性等進行管理。此外，在供電局原工程資料的管理系統(tǒng)處、設計院處等也可獲取細節(jié)方面的屬性資料，例如電源廠站所有設備的相關資料、變電站所有設備的相關資料以及線路各個桿塔的相關資料。

2、地理信息系統(tǒng)開發(fā)平臺型號的選擇

地理信息屬于地理信息系統(tǒng)的基礎所在，對于電力設計而言，地理信息系統(tǒng)所應用的開發(fā)平臺是否合適將會對項目的結果產(chǎn)生非常關鍵的影響。由于一個地區(qū)的地理數(shù)據(jù)十分放大，并且設計單位、供電局、電網(wǎng)公司等單位的相關人員在電網(wǎng)規(guī)劃中均是應用該系統(tǒng)，這一現(xiàn)狀要求了地理信息系統(tǒng)的開發(fā)平臺在可靠性、運行速度、數(shù)據(jù)容量等方面均需具備過硬的能力。通過對比發(fā)現(xiàn)，在多種地理信息的開發(fā)平臺中，以Arc地理信息系統(tǒng)平臺（來自美國的ESRI公司）最為適合，該開發(fā)平臺可使多個用戶通過網(wǎng)絡在平臺上實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

3、地理信息系統(tǒng)大致結構的分析

地理信息系統(tǒng)在基于遙感航測影像以及地形圖的情況下，對電網(wǎng)工程中所涉及到的多項數(shù)據(jù)進行管理及融合，其中包括了設計資料、勘測、骨干電廠信息、變電站、電網(wǎng)中不低于220KV的線路等。通過空間數(shù)據(jù)上的查詢功能、分析功能等，從而給予輸電網(wǎng)中的設計工作、勘測工作以及規(guī)劃工作等提供指導，使電網(wǎng)結構最優(yōu)化。如此一來，不僅可提高已有數(shù)據(jù)資源的共享程度，且還使外業(yè)的工作量實現(xiàn)最小化，有效提升內(nèi)部的工作效率。

地理信息系統(tǒng)所應用的模式為C/S的模式，其中C代表的是客戶端，S代表的是服務器，該模式支持局域網(wǎng)的訪問。通過標準、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺，可達到輸變電接入相關專業(yè)系統(tǒng)這一目標，并且為處理、分析以及儲存地理信息系統(tǒng)中輸變電設備相關信息打好了基礎。

4、地理信息系統(tǒng)中的主要功能分析

（1）電網(wǎng)規(guī)劃與設計

該功能是通過地理信息系統(tǒng)并結合現(xiàn)有的電網(wǎng)信息而實現(xiàn)的，從而在地理信息系統(tǒng)中規(guī)劃出電網(wǎng)的主框架。

（2）線路規(guī)劃

在地理信息系統(tǒng)中對不低于110KV的線路進行初步設計，可掌握線路的多項信息，例如主要跨越物、線路緩沖帶、轉(zhuǎn)角坐標以及轉(zhuǎn)角等。

（3）數(shù)據(jù)管理

在對數(shù)據(jù)的管理上，主要包括了：①導出或?qū)腚娋W(wǎng)工程的數(shù)據(jù)；②基礎地理數(shù)據(jù)；③管理元數(shù)據(jù)；④導出在系統(tǒng)中不同專業(yè)初步設計的成果。

（4）變電站選址的規(guī)劃

通過地理信息系統(tǒng)繪制出變電站的站址，并從中獲取四周坐標，可根據(jù)導出的坐標而計算著變電站在一定高程下的土石方需求量。

四、市政電力系統(tǒng)中地理信息系統(tǒng)關鍵技術的應用要點

第一，在開發(fā)基礎地理數(shù)據(jù)的維護平臺中，結合多種類型（空間參照系具有差異）的數(shù)據(jù)，進而實現(xiàn)編輯元數(shù)據(jù)、修改數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)配置以及導入（導出）數(shù)據(jù)的作用。

第二，在開發(fā)元數(shù)據(jù)的服務系統(tǒng)期間，需對多項性能進行考慮，例如互操作性、專用性、通用性等，并在系統(tǒng)中為用戶提供下載元數(shù)據(jù)、瀏覽元數(shù)據(jù)以及查詢元數(shù)據(jù)的功能，通過圖形化地圖載體，使用戶可更為直觀的對數(shù)據(jù)進行處理與操作。

第三，在線路設計期間，需實時顯示線路的緩沖區(qū)、坐標以及轉(zhuǎn)角度數(shù)等，并預先將輸電線路的基本設計規(guī)程導入系統(tǒng)中，從而在設計過程中實現(xiàn)實時計算。

第四，在平臺管理中設計到保密性問題時，需對權限嚴格控制。因此需設計相應的審批流程，但審批流程應盡可能簡潔，從而便于設計人員的工作。

五、結束語

總而言之，隨著我國經(jīng)濟社會的發(fā)展，我國對電力的需求也越來越大，這就在很大程度上促進了我國市政電力系統(tǒng)的建設與發(fā)展。地理信息系統(tǒng)的應用為電力系統(tǒng)提供了基于地理信息的管理和維護的平臺，對于市政電力系統(tǒng)的建設與完善具有重要意義。

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