地理信息系统在电力业扩中的开发与应用

北京朝阳电力实业开发有限公司 崔 佳 李 景

1 引言

随着科学技术水平进一步提高及电力行业改革力度加大等因素影响，我国各省市各地区、各电网建设发展迅速，如何利用地理信息系统来提高电力系统建设水平和效率，成为当前我国电网发展需要解决的主要问题。

电力系统的扩容、升级，需要大量数据支撑，而这些庞大且复杂的数据库信息也对地理信息系统开发及维护提出了更高要求。为实现电力系统扩容、升级，需要将计算机技术与网络通信技术有机地结合起来，在保证数据采集质量的前提下，提高空间信息处理速度和准确性。新形势下，我国电网建设已经进入到数字化阶段。随着信息化时代到来和智能化水平提高带来的是用户用电需求增长速度加快，电网规模扩大以及分布式发电技术应用等问题都迫使着电力系统要实现自动化，但由于传统信息技术与电子计算机技术的发展滞后，使得电力系统扩容和升级面临着新挑战，如何利用地理信息系统的优势，提高数据采集质量、扩展数据存储容量，实现信息共享已成为当下研究热点。

2 电力企业扩容系统的相关技术

电力企业的扩容系统是一个集成度非常高且较为复杂，功能较多，在实际操作过程中，需要具备很好的可控性，所以要实现这一要求就必须对地理信息系统进行合理优化。然而由于我国地大物博、人口众多等因素，导致了分布式发电方式发展不完善，这都会影响到电力企业信息资源建设工作效率和质量提升，此外还有部分分布式系统具有较大容量且稳定运行能力较强的特点，因此在实际操作过程中很难满足用户需求。在地理信息系统的建设过程中，需要考虑到数据传输方式、信息处理技术以及通信系统等因素，同时要对电力企业信息化程度进行提高。在地理信息系统的建设过程中，需要充分考虑到数据采集、传输以及管理等环节，对这些影响因素进行综合分析。

地理信息系统的基础是地理数据。在现代科学技术中，各种类型、格式各样复杂多样。这些信息往往具有一定的规律和特点，需要有一个统一而完整地组织来进行分析处理，同时由于它包含了大量丰富且数量庞大而又相对独立于传统数据库系统而言，更难理解或实现等方面内容。因此，要想完成对电力资源开发利用过程中所遇到的问题及产生原因，并提出相关的改进方案，就必须要对这些数据进行处理。

地理信息系统是以GIS 为基础，将地理信息、气象学和遥感技术等多种学科的理论知识，通过计算机进行处理，从而实现数据共享，可以对电力系统中所涉及到的各种问题加以分析研究并提出相关解决措施。从而达到提高电力系统的综合效益，同时也为地理信息系统提供了一个更加完善、科学地技术支持[1]。

GIS 是以地理信息系统为基础的，它将计算机技术、信息处理技术和现代通信网络结合在一起。其主要功能有：数据采集与传输，电力调度管理（包括供电规划及控制）、资源共享等。在电力系统中，通过对这些信息进行整合分析来实现各种应用目的时，就能产生有效地效果并提高工作效率以及可靠性。GIS 是以数据为核心，通过运用计算机软件，将各种图形、文字和声音信息转换成可视化的图像。它不仅仅能够提供一个直观的空间结构视图，还可以利用这些图像特征对数据进行处理。GIS 具有强大而丰富多彩，能将复杂多变的事物形象转化为简单易懂且便于人们理解和记忆等特点，在电力系统的扩中开发应用上具有一定优势。

图1 GIS 变电站

3 电力业扩中的系统设计

电力业扩中的系统设计主要是将地理信息系统和数据库进行有机结合，通过建立一个可以对数据实现统一管理、共享以及可视化操作的平台来完成信息交换。将电力行业与其他相关部门相连接起来，同时还需要在原有基础上不断完善新技术并提高其应用能力，利用GIS 软件使用户能够更加直观地了解到所需内容，使用ETL 语言设计出相应的数据库系统和图形界面等功能模块，从而可以方便用户对信息的查询，同时也能够帮助电力企业进行资源优化配置，提高其工作效率[2]。

在电力系统中，供电网络是连接整个城市和区域之间、部门与机构之间以及地方政府间交流联系的重要纽带。因此，电力网建设工程项目必须具备一定规模。首先应当制定出一个合理有效地方案进行实施，其次要对电源线缆架设做好相应准备工作，以及安装好线路敷设等相关事宜，最后还要根据电网建设项目的实际情况来确定合适的配电设备数量及位置等信息内容和要求，同时还要保证配电网的安全可靠运行，最终实现对电力系统扩中工程建设项目整体效益和社会经济发展目标。

在管理和维护各基本GIS 系统中的图形，在SCADA 系统与GIS 之间放置一台数据处理服务器，然后将这台服务器放置在工作站上处理一些数据信息，并且在数据信息上编制一个接收模块，将数据信息系统采集到的实时数据和历史信息都转换到GIS 使用的大型数据库中，从可行性和必要性出发，不必将SCADA 采集到的数据都转换进数据库，而是将感兴趣的数据转换到数据库，以免产生多余数据，提高服务器的运行速度。由于GIS 不仅能访问图形数据，还能访问商用数据库，这样可以通过数据库的访问，实现数据共享。SCADA 数据库向GIS 数据库提供电网实时信息，以利用GIS 画面输出信息。在输出数据的同时还可以做到合理地使用GIS 地理信息系统，然后对于数据库中的文件，使电力企业在应用的过程中更好将数据信息结合起来，以促进GIS 的时效性和可行性。

4 地理信息系统在电力业扩中的实现

电力企业是电能生产和供应的主体，而电网中所产生的电、热或油等各种形式能源也属于电力系统。在发电时，由于输电线路上存在着许多不确定因素如：电压波动、负载变化以及供电质量问题。这些都会导致电网发生故障并对其运行造成影响，影响电力企业的正常运行。所以，利用地理信息系统对电网中所产生故障进行监控，并及时处理这些问题是非常有必要。

此外电能输送过程中会出现大量浓烟和粉尘天气，从而使环境受到污染而产生噪音干扰等，给人们的生活环境带来污染。所以，在电力系统中，利用地理信息系统可以对这些问题进行监控并处理。在电力系统中，电力系统扩中具有重要的作用，其主要功能是将电网和用户连接起来，通过网络进行信息交换，提高用电设备利用率。

电力系统扩中过程包括两个阶段，首先是对现有的信息进行整合，然后通过网络将各区域内用户所需资源上传至地理信息系统平台上。在整个建设完成后要确保数据共享、交互等相关功能能有效运行下来；其次是对电力企业内部的资源和人员情况进行合理分配，并保证其能够正常运转下去。

一是系统实施前：将各个模块都做好准备工作才能进入实际应用阶段，包括数据库设计与搭建以及各区域用户需求分析等都是必须经过的步骤，因此需要对其进行重点管理。二是电力自动化过程中：将各个模块都做好规划工作才能进入实际应用阶段，在这一点上首先实现对功能进行完善与扩展以满足不同层次用户的需要，然后要根据需求设计相应的数据库系统以及通信方式来完成数据采集、传输等环节。在这一过程中需要将数据的采集和处理环节进行重点管理，以达到系统运行稳定、性能良好，同时还能满足用户对电力信息查询以及实时监控等要求[3]。

在电力系统扩中的实现过程，主要包括以下几个方面：一是对供电范围进行扩展。将用户需求分散到不同区域。通过集中控制和管理来提高地理信息系统的灵活性，从而能够满足用户的需求，实现电网数据信息共享。二是建立完善地网。利用网络化技术、计算机通信等方式构建出一个较为完整地信息网络平台，同时还可以根据需要组建相应功能模块并配置相关资源，以满足电力系统扩中数据处理要求时，只需借助这些基本设备就能完成整个过程的自动化操作及维护工作，进而实现自动化管理。三是对电力系统扩中的数据进行分析。通过收集和整理原始信息，利用地理信息系统可以将大量复杂、庞大的信息集中到一起，从而提高工作效率，节省人力物力资源等，同时还可从多个角度来了解整个电网情况及未来发展趋势，从而为电力系统扩中的安全及稳定提供有力保障。

电力业扩中应用地理信息系统具有很多的好处，如可以有效地提高工作效率、减少工作人员数量以及降低风险等。

第一，节约人力资源。在实际工作过程中，利用自动化技术对大量数据进行整理与分析并得出结论，同时还能够及时发现问题并且加以解决，以保证系统运行时的安全性和可靠性，此外通过自动化处理能够减轻人员投入及资源浪费现象发生的概率，从而实现电力业扩中地理信息系统的有效应用，提高了效率、降低成本以及减少风险。

第二，提高工作效率。自动化技术能够在电力系统中应用，并且通过数据分析、统计以及报表等多种方式对用户需求进行了解并反馈。同时，借助地理信息系统的功能可以将大量信息快速传递给电力企业部门人员，从而使工作人员能迅速作出决策以实现高效管理和实时监控，其次还可利用GIS 技术建立数据库来完成对数据资源共享。在对电力系统进行建设施工的过程中，应用地理信息系统能够实现数据共享，可以将信息资源转化为技术优势。因此利用地理信息系统来开发电力企业扩能工作具有一定难度。

第三，降低风险。在使用电力系统的时候安全性是首要的生产指标，因此在电力业扩中的开发和应用当中，加入地理信息系统的应用可以有效的降低电力风险，提升电力的安全性。在地理信息系统使用的过程中会应用系统当中的数据库，将电业扩中里的有效数据传入到中央数据库中心，进行实时监督和高效的电力管理。

电力业扩中信息化建设是我国新时期社会主义市场经济体制的重要组成部分，是我国经济社会发展和人民生活水平提高的必然要求。随着科学技术在不断地进步，计算机技术也得到了广泛应用。我国对于地理信息技术方面已经进行了很多研究工作并取得一定成果，但是由于电力行业本身特点及复杂因素，影响着该项技术能否应用到实际当中去仍有待验证，需要进一步探讨与解决才能够实现真正意义上地信息化建设目标。

在我国电力业扩中，电力系统的扩容工作是重中之重，也是不可或缺的环节。电网企业在进行电网建设时，需要对供电质量和安全稳定性等方面做出全面、细致地规划。因此，必须使用地理信息系统来实现数据共享及分析处理技术支持下，开展相关作业活动以提高信息管理水平，而要想完成这些任务就要求工作人员，必须具备一定专业知识与能力才能胜任此项功能工作，并达到预期效果则需借助GIS 系统的强大优势，实现其在电力信息化建设中应用的可行性，从而为电力企业的发展提供有力保障。

5 结语

随着社会的发展，电力行业规模不断扩大，对供电系统自动化水平有更高要求。为满足用户需求、提高服务质量、降低成本等，需要将信息数据化是实现电网信息化建设首要任务和重点工作之一。在这种情况下，必须要利用地理信息系统技术来进行信息采集与管理，通过数据分析可以发现问题并及时解决，还能够为调度决策提供有力的支持，同时也可以对电网的运行情况进行有效监控，为调度中心提供可靠数据，实现信息共享，进而提高电力企业在经济、社会方面的竞争力，更好的帮助电力企业在信息化、科学化高速发展的时代创造出更大的价值，做好电力行业不断发展扩大的前提准备。