地理信息系统技术在电力系统自动化中的应用

孙海泉 陈海波

摘 要：地理信息系统技术是地理学科基于现代信息科技延伸发展形成的一项基础性应用技术。在电力系统实现自动化的过程中，地理信息系统技术可以发挥自身所具有的平台作用，协助电力系统自动化建设在复杂的地理环境得以实施。作者认为，针对电力系统自动化的发展趋势，地理信息系统技术在今后电力系统自动化的建设与维护上将发挥更大价值。并对此进行较为详尽的分析与研究，提出自己的建议。

关键词：电力系统自动化；地理信息系统技术；应用探究

1 电力系统自动化概述

1.1 电力系统自动化的重要性

电力系统自动化是指在电力生产、输送和管理运营上实现控制、调度和管理的自动化，电力系统是一个地域分布广阔，并且是由发电站、变电站、输送电网络和电力用户等多方共同组成的一个复杂庞大的现代社会必备的系统。

我国电力系统在市场经济飞速发展的今天，已经成为全世界第一大发电和输电网，面对我国日益增长的电力市场和节能环保的需求，自动化成为电力系统发展的一个重要方向，只有科学完善的自动化电力系统，才能促进我国工业生产和社会生活等各项人民事业的发展。

电力系统自动化的实现能够保证庞大复杂的电力系统运行得更加安全可靠，同时还可以降低电网输送中电力资源的损耗和提高整个电力系统的供电质量与效率，从而实现经济效益和管理效益的有力提升。

1.2 电力系统自动化的发展目标

电力系统自动化的发展目标除了在硬件方面达到跨区域调度实时监控、变电站与配电站自动化，以及电力系统负荷控制三个硬性要求以外，还需要在软件上实现诸多辅助系统自动化的协助，例如在电厂运行巡检条码系统、企业办公自动管理系统、发电站电子日志运行系统等一系列的软件系统高度协调配合下才能实现。最终电力系统自动化要完成电网调度自动化、发电站综合自动化、信息传输自动化、反事故装置自动化和供电系统自动化以及电力工业管理系统的自动化这六个关键目标，以构成现代电力系统自动化的骨干框架。

2 地理信息系统技术概述

2.1 地理信息系统技术的特点

地理信息系統技术的特点在于其极强的专业性，搭建了一个公共的地理定位平台基础，从而在此基础上形成搜集与管理、分析和导出等多种地理空间信息整合能力，整个地理信息系统技术可以以模型为驱动，结合空间地理信息进行动态预测，从而推演出高价值的地理信息数据结果，地理信息系统技术同时还是一个需要人机无缝配合的交互式空间信息预测与决策支持系统。

2.2 地理信息系统技术的现状

地理信息系统技术现在在我国是数字城市、智慧城市建设的重要支撑技术之一，该技术在我国拥有较大的发展空间与潜力。地理信息系统技术在我国从1970年起步，历经三个发展阶段。目前已实现全国地理信息系统的规范化管理，解决了地理信息无法共享和系统不兼容的问题，同时应用型地理信息系统发展迅速，该领域在高校设置了相应的学科并进行学科建设，培养了必备的人才。

3 地理信息系统技术在电力系统自动化中的应用

3.1 地理信息系统在电力系统自动化中的作用

我国的电力资源分布极不均衡，电力系统的发电、输送电、变电与配电以及用电五个方面，都在我国广阔的地理空间上分布不均，需要一个庞大、高效、安全的电力系统来保证整个电力系统的稳定运行。由于电能的存储技术发展还不成熟，并且考虑到电能的独特性质，因此其生产供应与消费是同时完成的，现代电力企业必须以自动化为手段，达到电力系统的安全性、稳定性、经济性与高效性的协调实现。而现代地理信息系统技术在电子信息技术飞速发展的背景下，所搭建的地理空间信息共享与定位平台，能实现空间信息的采集、分析与模拟运算，借助该技术来完成我国电力系统的自动化进程，能够大大的促进电力系统自动化的实现，从而在上述的电力系统自动化的各个子系统中实现电力生产、输送与使用的信息共享与决策。

同时地理信息系统技术的应用，还可以在紧急情况下保障电力系统在子系统部分故障的情况下，借助其地理信息空间模型运算，计算最佳处理方案，为确保电力系统应对突发事件的损耗降到最低，从而提高电力系统的运行管理水平。

3.2 电力系统自动化中地理信息系统技术的应用

伴随着电力系统自动化的硬件技术的不断完善与进步，电力系统自动化渐渐发展到需要一个信息平台来实现综合管理与调控，同时电力系统对数据信息的共享与处理要求更加丰富。地理信息系统技术基于自身的特点与优势能够完成这一要求。与此同时，电力系统自动化也需要为地理信息系统技术创造一个良好的环境，作者认为需要以下几个要素：第一，具备网络互联信息能力，能够在局域网和广域网之间实现有效、无缝的安全连接，保证电力系统数据有效传送；第二，具备一定的稳定性，由于现今电力系统庞大，在其自动化过程中需要处理的数据量异常庞大，这就要求必须拥有一个稳定的系统运行环境，作者认为可以采取硬件设备高配置的手段去解决；第三，具备一定的可扩展性，电力系统自动化运行时，设备添减与调试是工程常见情况，这时就必须要求该系统的可扩展性能够有效处理这类异常信息，实现电力系统正常运转；第四，系统与设备具备一定的兼容性，考虑到我国电力系统内部涉及单位企业众多，从地域地理条件与经济基础的角度出发，其系统与设备可能会存在差异，这就要求诸多设备与软件能够在兼容性上获取对接端口一致的标准，从而实现整个电力系统的自动化；第五，具备安全性，电力系统自动化运行管理是关系国计民生的大事，其安全性要考虑诸多突发紧急情况的应急处置方案与必备的技术、设备储备。

地理信息系统技术在电力系统自动化的应用中有四个功能应用模块，分别表现在地图管理、辅助作图、设备管理与电网分析四个方面。地图管理主要是进行地理信息数据图的有效绘制，并进行自动误差矫正，同时完成图幅的矢量化、格式装换、拼接与投影变换等工作。辅助作图则由手动输入和外挂数据库两种方式来完成电网属性数据库的设计。设备管理则是运用多种辅助工具完成基本台账数据、维护数据、监查数据、故障反馈数据等多种数据的有效管理，从而为电力企业工作人员进行科学管理节约大量人力资源。电网分析功能则是在已有的电网数据图上，借助科学的模型进行部分线路停电分析、阻抗演算和电网输送效能计算分析等多种预测分析，为决策者提供科学的参考依据。

3.3 地理信息系统技术在电力系统自动化上的发展方向

地理信息系统技术在电力系统自动化上扮演着越来越重要的角色，随着我国电力系统的不断进步与革新，作者认为地理信息系统技术在电力系统自动化运行管理中的地位会越来越重要，尤其是在国家大力推进物联网建设背景下，电力系统作为系统性极强的一个基础性电能生产——输送——变电——配电——使用的闭合系统，在关键电能控制设备上实现物联网，借助地理信息系统技术实现平台遥控将是一个重要发展方向，与此同时，地理信息系统技术的模型运算功能在我国电力系统自动化的过程中还缺乏有效应用，伴随着我国五大超级计算中心的建成，我国庞大的电力系统数据量已经具备大型模拟运算的基础，借助地理信息系统技术平台的模型算法，可以为我国电力系统的优化提供更为有力的数据分析支持。

4 结束语

地理信息系统技术在电力系统自动化中扮演着重要的角色，结合作者的工作经验和理论基础，先对电力系统自动化做出概括性的解释说明，在对地理信息系统技术进行概括性的阐述，然后就地理信息系统技术在电力系统自动化的应用需要注意的若干基本要点和地理信息系统技术在电力系统自动化中的四个功能模块进行详细说明，最后结合我国发展的实际需要，提出地理信息系统技术在大数据和物联网的趋势下，应该抓紧机遇，更好地服务于电力系统自动化。

参考文献

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