基于GIS電力生產(chǎn)管理系統(tǒng)的設(shè)計研究

張理

摘 要 電力生產(chǎn)是我國建設(shè)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(shè)計思路與具體構(gòu)建兩方面對其在電力生產(chǎn)管理系統(tǒng)的設(shè)計研究工作中所涉及的相關(guān)內(nèi)容進行詳細闡述，希望能夠為從事相關(guān)工作的人員提供一些工作思路，僅供參考。

關(guān)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(shè)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(shè)計思路

由于我國地形地貌復(fù)雜，使得電網(wǎng)建設(shè)與電力生產(chǎn)后輸送的難度較大，所以急需一套能夠?qū)⒌孛娴乩硇畔⑴c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?；诖耍訥IS為基礎(chǔ)的電力生產(chǎn)管理系統(tǒng)應(yīng)運而生，該系統(tǒng)以上述內(nèi)容為設(shè)計目標(biāo)，利用地理信息技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合的形式完成對地理信息的可視化轉(zhuǎn)換，主要管理模塊包括變電站管理、配電設(shè)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(xué)、規(guī)范等建設(shè)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(yīng)當(dāng)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(biāo)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(yù)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(guān)符號對網(wǎng)絡(luò)地圖進行標(biāo)注，實現(xiàn)對地圖的靈活使用;第二是要具備對電力設(shè)施的信息收集與處理功能，該系統(tǒng)內(nèi)要包含多個子系統(tǒng)，且各子系統(tǒng)之間要能夠按照標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)確性得以保障，并對所收集信息按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行一系列自動化處理，如設(shè)備故障信息自動分類、統(tǒng)計與關(guān)聯(lián)等，為電力生產(chǎn)企業(yè)的相關(guān)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(guān)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(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對各線路以及其他特定區(qū)域內(nèi)的設(shè)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(nèi)電力生產(chǎn)設(shè)備的工作狀態(tài)，以便在設(shè)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(gòu)建與設(shè)計

2.1 系統(tǒng)構(gòu)建

在確定好基于GIS電力生產(chǎn)管理系統(tǒng)的設(shè)計思路后，應(yīng)當(dāng)按照此思路下對系統(tǒng)功能做出的相關(guān)要求實現(xiàn)系統(tǒng)構(gòu)建。具體而言，此工作應(yīng)當(dāng)從以下幾方面著手進行。

首先是進行網(wǎng)絡(luò)設(shè)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(nèi)鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)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(wù)器統(tǒng)一管理，同時局域網(wǎng)建設(shè)要依托服務(wù)器，將服務(wù)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(luò)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(wù)器和樓層各個電腦節(jié)點的中繼站。

其次是要進行軟件內(nèi)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(yīng)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(yīng)當(dāng)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(nèi)能夠?qū)崿F(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(jié)構(gòu)確定，為照顧到軟件平臺服務(wù)項目的全面性，軟件結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)包括以下五大模塊，即系統(tǒng)管理、基礎(chǔ)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(jié)，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(guān)要求，確保在國家與行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)要求下進行系統(tǒng)構(gòu)建，如電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、可靠性原則、以地理信息為核心以及遵循網(wǎng)絡(luò)安全等。

最后則要進行系統(tǒng)構(gòu)建研發(fā)流程的具體開展，此過程應(yīng)當(dāng)分為以下五個階段，一是前期調(diào)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(wù)必要做好前期調(diào)研工作，對文章上述內(nèi)容的具體實現(xiàn)路徑進行市場調(diào)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(chǔ)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(diào)研階段完成后，應(yīng)當(dāng)由調(diào)研組對調(diào)研成果以及用戶需求進行具體分析，結(jié)合國內(nèi)外最新管理系統(tǒng)相關(guān)信息提出可行性技術(shù)路線，于計算機中進行原型演示，一切準(zhǔn)備無誤后提交電業(yè)局各部門對功能模型進行嚴(yán)謹(jǐn)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(shè)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(gòu)想，所以在實際建設(shè)過程中還要進行具體建設(shè)難題的實際解決，針對此類問題可再次聯(lián)合調(diào)研組與電業(yè)專家，經(jīng)過對編碼的反復(fù)論證，通過最終系統(tǒng)設(shè)計;四是數(shù)據(jù)的采集與整理階段，此二者為順承關(guān)系，其中前者需要組織專人對GPS電桿、變壓器數(shù)據(jù)等內(nèi)容進行實地采集，而后者則要對所采集信息進行導(dǎo)入、剔除、建立拓?fù)潢P(guān)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(jié)果提出完善修改意見，直至系統(tǒng)達到使用標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容

（1）功能實現(xiàn)設(shè)計

為保障系統(tǒng)設(shè)計思路中所要求的各項功能能夠順利實現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)通過以下幾部分工作內(nèi)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(shè)備設(shè)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(gòu)建時所確定的五大模塊，系統(tǒng)功能的實現(xiàn)設(shè)計共分為六部分：第一是系統(tǒng)設(shè)置，即對用戶管理和權(quán)限進行設(shè)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(shè)置用戶操作權(quán)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(quán)限內(nèi)的相關(guān)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(nèi)，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(chǔ)圖形管理，管理內(nèi)容包括圖形的縮放、漫游、高亮、測量等內(nèi)容，并對不同電壓等級的線路實現(xiàn)異色標(biāo)識，清晰展現(xiàn)線路關(guān)系;第四是查詢統(tǒng)計，包括對輸電、變電、配電網(wǎng)絡(luò)資源比如輸電線路、電纜、桿塔、負(fù)荷開關(guān)、斷路器、熔斷器等設(shè)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(shè)施的定位查詢;第五是數(shù)據(jù)更新維護包括對設(shè)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(yù)先設(shè)定的各種報警定限值為基礎(chǔ)，對電力生產(chǎn)系統(tǒng)進行設(shè)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(nèi)掌握故障設(shè)備的相關(guān)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(shè)計

數(shù)據(jù)庫是一系列具有相關(guān)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(guān)聯(lián)。目前在我國現(xiàn)有的GIS電力生產(chǎn)管理系統(tǒng)中應(yīng)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(chǔ)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(chǔ)，該數(shù)據(jù)庫遵循國家相關(guān)GIS規(guī)范與電力標(biāo)準(zhǔn)，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(chǔ)性幫助。就屬性數(shù)據(jù)庫而言，則是通過GIS技術(shù)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(nèi)查看線路相關(guān)情況，極大提高電力設(shè)備模型布設(shè)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(zhì)量為目的的配電業(yè)務(wù)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(nèi)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(jié)構(gòu)。

3結(jié)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(luò)、地理信息等諸多內(nèi)容在電力生產(chǎn)活動中的具體應(yīng)用，內(nèi)容較為繁雜，而通過對該系統(tǒng)的設(shè)計思路與具體構(gòu)建等內(nèi)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(shù)性幫助，促進我國電力行業(yè)整體發(fā)展。

參考文獻

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

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