地理信息系统在电力系统上的应用

李永光 新疆电力公司，新疆乌鲁木齐 830000

地理信息系统在电力系统上的应用

李永光 新疆电力公司，新疆乌鲁木齐 830000

随着社会经济不断的发展，电力系统的电力供应需求不断地增长，电网规模不断地扩大，电力企业在面对庞大的电力设备管理时需要更多的手段和技术支撑。地理信息系统利用现代计算机图形、通讯和数据库技术来采集、处理、编辑、分析、建模、和显示地理图形及其属性数据；对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理、对属性数据有效管理、研究各种空间实体及相互关系。地理信息系统从空间上实现了电力设备的动态、可视化管理；把电网运行中的不断变化各种信息与设备地理位置的图形信息结合在一起，通过查询与分析将这些信息真实地、动态地、图文并茂地展示，也可将系统分析决策模型处理结果提交各级电力管理部门作决策参考。

电力系统；地理信息系统；SCADA；DMIS

1 地理信息系统与电力自动化系统集成

1.1 提供电网实时数据监视和管理，集成电力自动化系统

地理信息系统要求能与电力自动化系统联网运行，在地理信息系统平台上实现SCADA系统的功能：在地理图形上实时显示遥测信号的电流、电压、功率等信息，实现实时监控功能；利用遥信信号对变电所、发电厂内的开关隔离刀闸等设备自动变位，实现遥信功能。在地理图上关联电力系统一次设备主接线图。和作为背景画面的地理图一起同步进行漫游、缩放和分层消隐，电力地理信息系统应能利用自动化系统提供的数据提供网络分析，实时网络拓扑分析、网络拓扑着色、潮流分析、负荷管理、运行管理等功能。

1.2 提供电网设备运行情况管理功能，集成电力调度生产管理系统

电力调度生产管理系统，主要用于电力设备管理、设备缺陷、检修停电申请管理、两票管理等调度生产管理。系统中存储着大量的电力设备运行信息,系统缺乏图形界面，通过与地理信息系统的集成，可以实现在地理图进行电网的检修、负荷转供等功能。

2 地理信息系统数据交换

2.1 与调度生产管理系统(DMIS)数据交换

通过DMIS数据中心按照设备类型将电网设备数据和电网运行情况数据分类导入到地理信息系统设备运行情况数据库中，能够实现数据自动导入和相关的统计功能。

2.2 与SCADA数据交换

通过EMS将实时数据通过文件传输形式与地图上电网设备相关联并存储到地理信息系统设备实时数据库中，能够在地图上方便、快捷地查询设备当前数据。

2.3 动态数据交换

使用基于地理标志语言(GML)、Wellknown text (WKT)和Well-known binary (WKB) 等通用矢量地理信息数据格式的交换。提供客户端和服务器端相应数据格式转换及网络传输的编解码模块。支持地理信息数据目录、格式以及访问权限的查询。对大数据量信息，提供压缩编解码和FTP下载功能。

3 地理信息系统数据管理

3.1 电网设备数据与地图的关联

通过设备名称或设备ID关联电网设备数据和地图，包括厂站运行情况、线路潮流、发电厂出力等。

3.2 地理信息数据管理

地理信息数据应从物理和逻辑上进行分类分层；提供良好的数据配置管理工具，方便第三方使用者维护；支持分布式数据部署，基于统一的访问接口，数据物理位置对访问者透明；支持多种矢量、栅格地理信息数据格式读取和转换功能。

3.3 地理信息空间查询操作

通过SQL或XML编码的空间结构化查询语言查询基本的矢量数据及几何和拓扑关系查如相交、包含、相邻等。实现不同地理坐标系下的空间位置查询和转换服务。

3.4 地理空间应用分析

在地图上实现空间测量与计算功能，包括几何量算、距离量算和重心量算等；给定一个空间对象或集合，基于邻域半径，能够动态生成缓冲区；基于点、线、面矢量或栅格图层的叠置分析功能；提供地理空间和非空间数据的分类、统计分析功能；提供网络系统的路径分析功能。

4 地图服务系统

4.1 电网设备与矢量地图定位关联

电网设备中的变电站、发电厂、线路等与矢量地图精确定位关联，将电网设备运行情况动态展示。如：线路潮流方向动态展示、发电厂发电出力显示，厂站地图位置显示。

电网设备定位维护实用、方便、准确，支持多种类型客户端浏览；支持 Web 浏览，支持Windows,Linux,Unix等不同的平台。

4.2 卫星图像

采用卫星图像作为地图背景，分三级建立卫星地图图像。全疆可采用50m或100m分辨率的卫星图像，城市可用0.6m或1m分辨率的卫星图像。

卫星图像含地理、地貌、风区、水文等信息。

4.3 地图分层

按照电网设备电压等级进行地图分层，可定制显示图层，按750kV、220kV、110kV、35kV等电压等级进行地图分层。

4.4 地图分级

按地图缩放级别显示不同的地图内容。如点击厂站缩放可浏览厂站主接线图和与电网连接情况。

4.5 地图基本操作

分层浏览以及文字标注图层开关功能

按电压等级浏览

显示范围的设定以及边界线设置

地图缩放，系统提供多种缩放形式

地图平移

地图选择

影像图叠加显示功能，可以叠加显示影像图

4.6 分区显示

电网输电网所辖面广，设备量大，按地州行政区域或其它分区方法划分，可直观的显示输电网的基本情况，并使用界面清晰直观。

4.7 分层显示

地图可分为卫星图像、栅格图像背景图层、基础地图矢量数据图层、电力设备图层、标注图层等。

4.8 分类显示

电力设备可以按分类情况分别显示，如按设备类型（变电站、发电厂、换流站等）不同分类、按设备运行状态分类（线路、发电机、变压器）等。

4.9 动态显示

为了使用地图画面清晰直观，隐藏次要信息，在鼠标移动的区域有一定停顿时，可动态显示该区域的次要信息。

他仿佛一下子得到了神赐的力量，以和平时一样的步伐径直走向他坐惯的位子。那个位子在拐角尽头，透过巨大的落地玻璃窗，可以看到街上来来往往的行人与车辆。敦礼一下子瘫坐在座位上，就像一个松了提线的木偶。

4.10 地图查询

基础地图查询功能;

专业图层查询功能;

单位信息显示;

电力设备查询;

运行状态查询;

系统具有图形和数据的双向查询、模糊查询、定位和统计功能。

能按照查询结果显示出地图影像。

4.11 地图定位

支持多种定位方法，提供将地图查询结果快速定位功能。如电力设备名称、厂站名称、区域名称、道路名称、常用地名法、汉语拼音首字母定位法等。

4.12 设备统计

按用户输入的统计条件统计电力设备各种数据。

定制一些常用的统计方法，能够快速得到想要的数据。

4.13 缺陷查询

在地图进行设备缺陷查询。

5 地图管理系统

5.1 定制工作空间

在一个地图服务器系统中可以定制多个工作空间。工作空间可以方便的把同一种比例尺同一范围的地图数据归到一起。工作空间类型分三种：动态、混合、静态。

5.1.1动态工作空间适合经常变化的地图数据，需要编辑的地图图层要放在动态工作空间中。动态工作空间每次的用户访问都要执行地图的渲染，所以耗时最多。一般不建议使用动态工作空间。

5.1.2 混合类型的工作空间会记录用户访问过的地图，不重复执行地图的渲染，只有在需要的时候才执行地图的渲染；混合类型的工作空间也可以进行地图瓦片分割；用户访问过或进行了地图切片的地图图片，存放在“瓦片存放地址”中规定的目录下，当用户访问时，直接调用图片，加快了浏览速度。

5.1.3 静态工作空间需要地图切片才能访问，对于量很大的地图数据，最好使用静态工作空间。

5.2 添加图层

在一个工作空间中可添加地图图层，格式可以是ArcInfo的SHP、MapInfo的TAB、XML及栅格图像。可设置地图的显示样式、显示时机、标注字段及标注时机。对矢量图层可设置是否可以查询。

5.3 集群地图服务

一个地图服务器可以提供多种应用，可满足不同的客户在浏览器端显示不同的内容。同样一个应用也可以分发到数个地图服务器上，以提高客户端的浏览速度。

结束语

电力地理信息与EMS（能量管理系统）、电力生产管理信息系统的紧密集成，将各种图形、地图、电力设备数据信息统一共享，为电力企业的信息化、电网智能化管理提供了新的途径和手段。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.22.009