陕西智能电网建设技术支持平台设计与应用

王中阳，田涛，乔新辉，李凤亮，严研，明德烈

（1.国网陕西省电力公司经济技术研究院，陕西西安 710065；2.北京洛斯达数字遥感技术有限公司，北京 100120；3.华中科技大学，湖北武汉 430074）

陕西智能电网建设技术支持平台设计与应用

王中阳1，田涛1，乔新辉2，李凤亮2，严研2，明德烈3

（1.国网陕西省电力公司经济技术研究院，陕西西安 710065；2.北京洛斯达数字遥感技术有限公司，北京 100120；3.华中科技大学，湖北武汉 430074）

陕西智能电网建设技术支持平台，是国网陕西省电力公司研发的一体化前期工作平台，它以计算机技术和大规模数据存储技术为基础，以电力三维GIS（geographic information system，地理信息系统）技术及全过程信息化电网技术为依托，综合运用高精度遥感数据处理技术、海拉瓦技术等技术，搭建起了陕西330 kV以上电压等级的虚拟电网，有效整合了陕西电网相对分散的信息资源，能够直观了解电网的拓扑结构、线路通道的地理环境及生产运行等业务信息，为解决新建电网工程通道选择日趋困难等规划难题提供了新的技术手段。

陕西电网；虚拟电网；一体化；前期工作平台；电力GIS

近年来，随着陕西电网的快速发展，输电通道资源日趋紧张，新建工程通道选择优化日益困难，在这种状况下，需要及时了解通道的地理环境和已有电网设备运行状况，合理规划电网结构，引导电网科学有序建设[1]，为此需要利用先进的技术手段立体直观地展示和管理庞大复杂的电网，并实现电网各类信息资源的共享[2-3]。在相关技术支撑下，陕西省电力公司开展了陕西智能电网建设技术支持平台的相关研究，综合运用电网业务一体化技术等先进技术，将遥感影像数据、DEM（数字高程模型）等基础地理信息，与网架数据、设备模型等电网信息进行叠加，并融合电网业务信息，形成了一个可以服务于电网规划、通道选择优化、建设等业务的一体化前期工作平台。

1 系统设计

1.1 设计思路

陕西智能电网建设技术支持平台以计算机技术和大规模数据存储技术为基础，以电力三维地理信息系统（geographic information system，GIS）技术及全过程信息化电网技术为依托，以高速网络为桥梁，通过实时多细节层次（levels of detail，LOD）生成技术、金字塔技术等海量数据动态调度技术[4]，叠加陕西全省高清影像、DEM和基础地理信息等数据，综合运用高精度遥感数据处理技术[5]、海拉瓦技术[6]，融合电网主网架三维可视化[7]和框架配置技术，结合高级量测体系（advanced metering infrastructure，AMI）和智能化控制的理念[8-10]，通过搭建真实电网模型实现全省330 kV及以上电压等级输变电工程三维可视化，有效整合了陕西电网相对分散的信息资源，对陕西全省地理环境及电网运行状态进行多分辨率、多尺度、多时空的三维动态展示[11]，为陕西电网规划研究、电网建设等提供电网空间信息的支撑，力图在模型的准确性、信息的完善性、速度的流畅性和展示的精细化程度等方面做到国内一流。

1.2 平台技术路线设计

系统的总体技术路线如图1所示。

图1 总体技术路线Fig.1 Overall technical route

平台采用C/S结构，在需求分析抽象的基础上，进行软件功能模块的划分及软件构件的设计，各层之间采用松耦合的功能构件，力图增强构件的可复用性，具有被封装为不同粒度“服务”的可能。平台开发采用插件技术进行系统框架的搭建，通过统一的程序接口来调用不同的功能模块，支持新增模块的动态插入，从而可以对软件进行灵活的组装搭建。

1.3 系统架构设计

项目建设主要分为4个方面：平台功能建设、平台数据建设、外部业务系统集成以及平台软硬件支撑的建设。其总体结构如下：

如图2所示，平台功能建设是在建立陕西虚拟电网的基础上，经过调研后开发出符合需求的软件产品；平台的数据建设主要是立足于平台建设的需要，收集整理平台建设所需要的影像数据、数字高程数据、专题数据、电网设备模型数据、基础地理数据、主网架数据等构建三维场景所必须的基础数据；外部业务系统集成是将本平台所需要的数据从各个业务系统中推送过来供平台使用；平台软硬件支撑层主要是指构建本系统所需要搭建的软件环境、硬件环境及网络环境。

图2 总体架构设计Fig.2 Overall architecture design

2 功能设计与应用

2.1 功能模块划分

本平台功能模块划分如图3所示。

本项目主要包括由三维基本功能、辅助规划研究、辅助可研、辅助电网建设、辅助运检管理、调度信息展示等功能模块组成。

2.1.1 三维基本功能模块

提供三维场景浏览、电网网架空间展示、地图标注、基础地理信息数据管理展示、电力资源组织管理、图层管理、飞行漫游、快速场景定位、关联查询、三维空间分析等功能。

2.1.2 辅助规划研究模块

整理陕西省的国民经济、能源资源、电力基础信息等规划基础信息，辅助规划管理人员进行电网规划、汇报等工作。提供负荷预测、电力电量平衡计算和规划成果管理等功能。

2.1.3 辅助可研模块

通过数字化的表达方式，综合考虑环保、成本、效率等因素，辅助完成规划选线和选址评审工作，并实现海量信息数据的管理与共享，为管理层和设计者提供决策、设计依据。提供可研方案设计、电网专题分析、辅助可研评审等功能。

2.1.4 辅助电网建设模块

以三维可视化的表达方式，综合现场地理环境，提供在建输变电工程建设状态的总体查询与展示功能；同时对已建重点工程、优秀工程进行精细化建模与全方位展示。

2.1.5 辅助运检管理模块

提供生产管理信息展示和状态监测信息展示等功能。

2.1.6 调度信息展示模块

提供潮流信息展示、变电站实时信息展示、省网发用电情况展示和雷电信息展示等功能。

2.2 应用情况

本项目的研究成果已经在一些重点工程和项目的前期工作中进行了实际应用，取得了良好的经济和生态效益：

1）平台中集成了全省的高清三维地理影像、国民经济和电网发展等数据，以及污区、地震区等各类专题图，可方便地进行室内布点选线，快速锁定最优站址及线路路径方案，有效提高了输变电工程规划、前期工作效率，有较大的经济效益。

2）综合利用平台所集成的丰富数据资源，可进一步提高电网规划及建设的科学性与准确性，可直接或间接缩短项目建设周期，减少土地占用，有良好的生态效益。

图3 平台功能模块划分Fig.3 Platform function module

3 结语

本平台研究了综合利用多种技术全面支持陕西智能电网建设，建立了覆盖全省主网的输电线路、变电站及电源点的“虚拟电网”，提供了一种辅助电网规划、可研等前期工作的方案，其研究成果在实际工作中产生良好的经济效益、社会效益和生态效益，推广前景良好。未来平台可以以更高精度的三维地图、模型为基准，覆盖到更全面的电网生产经营环节，融合到智能化操作层次[12-14]，为电网规划建设发挥更大作用。

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（编辑 张晓娟）

Design and Implementation of the Shaanxi Smart Grid Construction Technology Support Platform

WANG Zhongyang1，TIAN Tao1，QIAO Xinhui2，LI Fengliang2，YAN Yan2，MING Delie3
（1.State Grid Shaanxi Economic Research Institute，Xi’an 710065，Shaanxi，China；2.Beijing North-Star Digital Remote Sensing Technology Co.，Ltd.，Beijing 100120，China；3.Huazhong University of Science and Technology，Wuhan 430074，Hubei，China）

The Shaanxi Smart Grid Construction Technology Support Platform is an integration preliminary working platform developed by State Grid Shaanxi Electric Power Company.Based on computer technology and large-scale data storage technology and with support of power three-dimensional geographic information system and the whole process of information network technology，this platform comprehensively uses high precision of remote sensing data processing technology，Helava technology to build a virtual Shaanxi power grid of 330 kV and above.The platform can effectively integrate the distributed information resources of Shaanxi power grid so that operation personnel can intuitively understand the topology of power grid，geographical environment of the line channel and operation information，and therefore provide a new technical means to solve the planning problem of new power grid projects.

Shaanxi Power Grid；virtual power grid；integration；preliminary working platform；power GIS

2016-03-27。

王中阳（1974—），男，硕士，高工，研究方向为智能电网规划研究；

田 涛（1971—），男，硕士，高工，研究方向为智能电风规划；

乔新辉（1982—），男，硕士，高工，研究方向为电力信息化。

国家自然科学基金项目（61273241）。

Project Supported by the National Natural Science Foundation of China（61273241）.

1674-3814（2016）11-0087-04

TM743

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