基于GIS的電網(wǎng)故障報(bào)警數(shù)據(jù)的實(shí)時接入方法的研究

肖勇 曾友林 陸文升 高冬良 陳裕鴻 鄧國鋒

摘 要： 本文主要介紹了基于Google Earth（GE）的新一代電網(wǎng)故障報(bào)警平臺GIS的系統(tǒng)情況以及實(shí)現(xiàn)原理。文章首先就國內(nèi)外GE系統(tǒng)以及電網(wǎng)故障報(bào)警系統(tǒng)的使用情況做一個簡要介紹，然后通過電網(wǎng)故障報(bào)警數(shù)據(jù)實(shí)時接入的背景來說明實(shí)現(xiàn)實(shí)時接入的一般方法。最后，通過詳細(xì)介紹短信息分解接入方法來展現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性，體驗(yàn)系統(tǒng)投入實(shí)際使用所帶來的好處。

關(guān)鍵詞： GE;GIS;優(yōu)越性

GE是谷歌公司以虛擬現(xiàn)實(shí)的方法向人們展現(xiàn)微觀地球景物的一種先進(jìn)的技術(shù)手段。而電網(wǎng)故障報(bào)警系統(tǒng)則是一種監(jiān)測報(bào)警機(jī)制，它使維護(hù)值班人員可以從手機(jī)上及時獲得配電線路的實(shí)時信息。GE系統(tǒng)有著免費(fèi)、開放且方便易用的特點(diǎn)，可與電網(wǎng)故障報(bào)警系統(tǒng)的實(shí)時性、可靠性實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)，電網(wǎng)故障報(bào)警系統(tǒng)接入GE系統(tǒng)所搭建出來的一體化GIS平臺具有與其他傳統(tǒng)平臺相差甚遠(yuǎn)的強(qiáng)大功能，用戶可以在電網(wǎng)維護(hù)投入較低的情況下，達(dá)到電網(wǎng)維護(hù)的最佳效果。實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)維護(hù)的事半功倍，方便用戶的統(tǒng)一高效管理，使用戶能夠及時、準(zhǔn)確獲得相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，這就是對這種實(shí)時數(shù)據(jù)接入GE系統(tǒng)研究的重要意義所在。

一、國內(nèi)外現(xiàn)狀

GE自誕生以來就背負(fù)著“上帝之眼”的美譽(yù)。GE的出現(xiàn)，使人類可以在任意時刻、任意地點(diǎn)，通過反饋回來的衛(wèi)星圖片以及矢量地圖的結(jié)合信息，觀察到地球上任意一個角落的情況。現(xiàn)如今，隨著科技的進(jìn)步，GE系統(tǒng)已經(jīng)在地圖定位、海上救援等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了高效應(yīng)用，可以說當(dāng)今正是GE系統(tǒng)普及的時代。電網(wǎng)故障報(bào)警系統(tǒng)的使用和普及程度更是不可與同日而語，這項(xiàng)報(bào)警技術(shù)從誕生之日開始，就得到許多電網(wǎng)維護(hù)單位的重視，在較短的時間實(shí)現(xiàn)了較大范圍的普及使用。從18年3月份起，對于這兩項(xiàng)前沿科技項(xiàng)目的集成應(yīng)用開發(fā)就已經(jīng)正式開始，時至今日，集成應(yīng)用的設(shè)計(jì)和開發(fā)階段已經(jīng)告一段落，有關(guān)項(xiàng)目的正式投入也正在有條不紊的進(jìn)行當(dāng)中。至于實(shí)際的實(shí)時數(shù)據(jù)接入的情況，還處在初始階段，很多難關(guān)還有待實(shí)踐來克服。

二、實(shí)時接入方法

（一）接入背景

GIS系統(tǒng)是基于Google Earth系統(tǒng)平臺的電力地理信息系統(tǒng)，簡稱DICGIS，它是當(dāng)前數(shù)字電網(wǎng)建設(shè)的解決方案之一。該系統(tǒng)構(gòu)建在電力廣域網(wǎng)及供電企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)之上，采用客戶端、應(yīng)用服務(wù)器或服務(wù)器（B/A/S）的軟件體系結(jié)構(gòu)而設(shè)計(jì)并構(gòu)建。一般的系統(tǒng)由基于GE平臺的電力服務(wù)系統(tǒng)客戶端、應(yīng)用服務(wù)端、數(shù)據(jù)庫服務(wù)端和移動信息端四個部分組成。電網(wǎng)故障報(bào)警系統(tǒng)，屬于電力技術(shù)領(lǐng)域。所設(shè)置的配電線路中連接有故障檢測器，配電線路所屬的分支線路上分別設(shè)置有多個電流互感器，這里的電流互感器用于采集電網(wǎng)上的電流信號，然后連接到故障判斷電路，同時故障判斷電路上也都設(shè)置有故障等級判斷單元和信號發(fā)生器，當(dāng)配電線路中有故障存在時，信號發(fā)生器就會將故障信息反饋到監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)報(bào)警的功能。

（二）實(shí)時接入的一般方法

要實(shí)現(xiàn)GE和電網(wǎng)故障報(bào)警系統(tǒng)的實(shí)時接入，一般來講需要四個基本方法，首先是WEB Service服務(wù)推送。WEB Service是一種可以讓不同機(jī)器之間無需借助外部輔助系統(tǒng)就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的技術(shù)。WEB Service可以無視平臺的語言以及內(nèi)部協(xié)議，達(dá)到高效、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)交換條件，這是實(shí)時接入的基礎(chǔ)部署。數(shù)據(jù)通信還需要一個雙向的通信接口方案來實(shí)現(xiàn)，這就是第二個基本方式——Socket數(shù)據(jù)通信接口。建立一個網(wǎng)絡(luò)通訊至少需要一對socket接口，它可以實(shí)現(xiàn)GE和電網(wǎng)故障報(bào)警系統(tǒng)之間的通信，還可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)故障報(bào)警系統(tǒng)與監(jiān)測系統(tǒng)的通信。第三個方式中間數(shù)據(jù)交換也是非常重要的一環(huán)。它的重點(diǎn)是將分散建設(shè)的若干系統(tǒng)信息進(jìn)行排序整合，通過中間數(shù)據(jù)交換平臺，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)整合，提高信息資源的利用率，完成數(shù)據(jù)的處理工作。最后，就是短信息分解接入。當(dāng)信息數(shù)據(jù)處理完畢之后，我們就需要對處理好的數(shù)據(jù)進(jìn)行分級匯報(bào)，通過接入短信息發(fā)送系統(tǒng)從而將實(shí)時出現(xiàn)的故障信息快速穩(wěn)定地發(fā)送給有關(guān)的值班負(fù)責(zé)人員，讓他們第一時間得到有關(guān)故障的最新情報(bào)。

這四種接入方法是目前規(guī)劃較為完善有效且適用于信息實(shí)時接入的有效方法之一，該方案較為穩(wěn)定且完善，在實(shí)時信息接入系統(tǒng)的實(shí)際使用上發(fā)揮著舉足輕重的作用。

（三）接入的實(shí)現(xiàn)

基于三維GE系統(tǒng)電搭建的GIS平臺是以GIS地理信息系統(tǒng)作為監(jiān)測窗口的，當(dāng)故障檢測器監(jiān)測到配電線路出現(xiàn)問題之后，它會將有關(guān)信息通過無線模塊傳輸?shù)紾IS中的智能化故障管理系統(tǒng)。安裝在各個易發(fā)生故障支路的故障檢測器會實(shí)時監(jiān)控電路的工作情況，當(dāng)配電線路出現(xiàn)短路、斷電、接地故障等情況的時候，它就會第一時間將采集到的特征數(shù)據(jù)傳送到檢測中心，監(jiān)測中心將數(shù)據(jù)傳給GIS系統(tǒng)的同時，還將把數(shù)據(jù)通過短信息分解發(fā)送到值班維護(hù)人員的手機(jī)上，使有關(guān)人員能夠第一時間收到準(zhǔn)確有效的維護(hù)信息。該系統(tǒng)綜合了一整套故障監(jiān)測、移動通訊、計(jì)算機(jī)技術(shù)等多方面技術(shù)合于一體的多功能多平臺維護(hù)報(bào)警管理系統(tǒng)，它能通過系統(tǒng)結(jié)構(gòu)算法和數(shù)據(jù)匹配的方式，實(shí)時報(bào)送故障的影響數(shù)據(jù)，包括影響用戶數(shù)量、線路明細(xì)、位置信息、路徑范圍等等。通過這些技術(shù)的輔助，維護(hù)人員可以在足不出戶的情況下高效得知故障發(fā)生的具體信息，進(jìn)行故障排除，有效減少了人力投入，也使維護(hù)變得更加科學(xué)、更加有針對性。GE憑借高素質(zhì)的三維實(shí)景圖獨(dú)占鰲頭，利用其高效且富有創(chuàng)造性的觀察方式時GIS平臺變得更加強(qiáng)大，其獨(dú)特的共享和開放性是其他GIS平臺所不能比擬的。本系統(tǒng)開創(chuàng)性的利用了GE和電網(wǎng)故障報(bào)警系統(tǒng)相結(jié)合的方式，極大的擴(kuò)大了原先報(bào)警系統(tǒng)的功能范圍，實(shí)現(xiàn)了高效準(zhǔn)確監(jiān)測供電范圍內(nèi)全部配電線路的工作情況。不僅如此，當(dāng)在傳輸電路上加上抗干擾設(shè)計(jì)之后，減少了高壓對系統(tǒng)的干擾限制之后，檢測單元就可以應(yīng)用在電壓等級不同的配電線路上，這樣，就能更好的把線路管理工作統(tǒng)一到一個GIS平臺當(dāng)中，因此，GIS的潛力還將比預(yù)料中的要大許多。相信隨著GE和科技的發(fā)展，一些有待解決的問題也可望得到逐步的解決，基于GE的電網(wǎng)故障報(bào)警數(shù)據(jù)系統(tǒng)也將逐步完善且豐富起來。

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