关于GIS技术在电力信息系统中的应用探讨

刘 姜

（贵州电网有限责任公司凯里供电局，贵州 凯里 556000）

我们国家对电力行业的发展一直是十分重视的，从上世纪九十年代开始针对GIS技术的应用展开深入的研究，并进行了试点工作，效果是较为理想的。切实完成好GIS平台的建设工作，可以使得电力系统的数字化水平有明显的提升，对产业改造、技术革新也能够起到推动作用。从电力企业的角度来说，GIS技术的适用性是较强的，而发展空间也是较为广阔的。国内的电力企业正在进行相关的研究，现在已经建成的GIS应用系统在技术含量、实用性等方面具有明显优势。通过GIS技术能够保证数字电力目标切实达成，电力企业必须要通过其来对各种应用系统进行整合，进而保证电力行业的信息化水平大幅提高。

1 GIS概念

地理信息系统即是常说的GIS系统，其在信息系统空间专业方面具有一定的优势，属于数据管理系统。这个系统除了能够对地理信息予以存储、操作外，还可将其清晰地呈现出来。在现阶段，GIS技术已经在很多领域中得到应用，在进行科学调查、资源管理及发展规划等工作时，此种技术能够产生良好的促进作用。在此技术诞生后，很快就得到了大家的认同，并在全球很多国家中得到应用[1]。从行业领域来说，原先只是在地理科学研究中予以应用，不久就应用于自然资源的规划管理领域。随着计算机网络技术加快了发展的脚步，GIS开始和网络技术进行整合，系统性能有了大幅提高，而且功能显得更为多样，智能化程度明显提升，信息也能够真正实现共享。当GIS、RS融为一体，越来越多的优秀地理信息系统软件脱颖而出。同时，GIS的应用扩展到众多领域，形成巨大的产业。进入到90年代后，GIS加快了发展的速度，地理信息系统发生了明显的改变，其变成了地理信息科学，理论、技术均得到了一定程度的完善；此外，互联网、可视化技术产生了明显的促进作用，使得GIS前行脚步加快，全新的GIS技术呈现在大家的面前，其不再只应用于实验研究，而且进入到大家的工作和生活中，这也就使得相关行业的发展更为稳健，并创造出更大的价值。

2 GIS技术应用的特征分析

对GIS技术予以分析可知，其组成部分包括数据获取、数据传播、数据分析和数据处理等，简单来说，利用遥感拍摄、航天拍摄就能够完成图片信息的收集，继而通过专业软件来完成处理工作，这样就可保证获得的基础数据更为丰富、精准，在对数据进行分析时，空间查询、数据分类以及模型分析等方面的功能是较强的[2]。现阶段，GIS技术是较为成熟的，能够采集到所需的地理空间数据，在此基础上就可高效地完成整理和分析工作。另外，GIS技术在分析、预测等方面具有的优势是明显的，通过其能够对各种因素展开全面分析，系统完成数据采集后，也可对其进行分析，并及时反馈，如此可以使得GIS得到进一步完善。GIS在过去只是被当做绘图软件，或者是图像处理软件使用，当计算机技术更为成熟后，其功能得到增强，并更为全面。为了使得规划设计的实际需要能够真正满足，GIS一直在完善中，如此可以使得城市规划能够顺利完成。将GIS技术、电力系统技术切实结合起来，可以保证电力空间分布图的绘制更为简单，设备维修的整体效率也会得到提升。通过其还能够对设备运行的实际情况有清晰的认知，这样一来，设备检修就会更加及时，而且针对性也会更强，电力设备自然就能够一直保持稳定的运行，而且使用寿命也会得到延长。

3 电力GIS的基本功能

从电力GIS系统的应用现状来看，其所拥有的功能是较强的，GIS平台基本功能均可得到应用，数据的建模、存储、管理、交换，以及信息的检索、挖掘、分析等均能够实现。此系统的组成部分包括电力设备、管理信息系统，通过其可以保证供电业务顺利展开。对电力GIS系统加以应用可以使得线路设计更为合理，并为广大用户提供高质量服务，电力设备管理也可呈现出综合性，从事管理、技术等工作的人员可以获取所需的信息，在进行决策时也可获得必要辅助。具体来说：

（1）建立起完善数据库，设计、施工、维护等方面的图纸均在其内，这样可以使得图纸绘制更为便捷，查询更加简单，设备设施能够实现全周期管理，而且数字化程度能够有大幅提升。可按照需要查询相关设备的信息，对其数据予以适当修改，设备维修可以更具针对性。多维空间映射操作也可实现，直接对图形进行旋转、移动，并进行准确运算。系统必须要能够满足电力行业的实际需要，编辑工具必须要更加专业化。对多空间显示、建模和索引能够起到支持作用，建立起模型之后，拓扑关联操作应该更为顺畅，确保模型更具直观性，而且操作能够真正做到可视化。自动生成地图，数据能够做到多层映射，保证用户的实际需要得到满足，图形、属性等数据也可实现嵌套操作。

（2）对空间信息技术加以利用构建起数字电网模型，确保图形、属性及地理等方面的信息能够切实结合起来，将地形数据、环境数据予以应用可以使得线路设计、施工等方案更为合理，系统辅助决策功能也可进一步加强，信息共享目的可切实达成。可以对不同管理应用系统予以支持，确保连接更为顺畅，同时可将其和电力企业已有的MIS系统、CRM系统、ERP系统结合起来，除此以外，还应该和客户服务中心系统、营销管理系统予以整合，如此可以保证管理效果更为理想，而且信息资源也能够真正实现共享。

（3）对Intranet技术加以应用，可以建成双重界面，尤其是要保证Web Services技术的作用能够充分发挥出来。对网络资源要进行深入的挖掘，将信息整合做到位，确保资源共享切实达成。在企业内网、外网进行应用、管理时，要选择不同的最为可行的方式[3]。从不同业务的实际需要出发，提供最为适合的服务，在系统当中要将无线网络、GPS定位技术予以应用，确保系统能够在更大范围内得到应用。

4 GIS系统与电力生产应用系统的集成

从电力应用系统来看，GIS系统能够起到一定的支持作用，将相关系统予以集成，通过地理信息系统平台就能够保证相关数据信息的共享目标真正实现。众所周知，地理信息系统能够对大量数据进行有效处理，而且其他系统也会对其中的一些数据予以调用，所以说，必须要寻找到可行的措施来保证原有系统能够发挥出作用，并要使得效率有大幅提升，而要实现这个目的，系统数据的维护就要做到位，特别是要将GIS系统和下面几种系统结合起来，这样方可保证系统功能得到增强。

4.1 与配网自动化系统的集成

系统必须要能够联网运行，通过GIS平台来使得SCADA系统具有的功能真正展现出来。GIS变配电所图形中应该要将遥测信号的相关信息清晰标注出来，如此可以使得实时监控目的切实达成。在接收遥测信号之后就能够确保开关之类的设备实现自动变位。利用地理图能够实现断路器、隔离开关自动开启、闭合，遥控功能自然可以顺利实现，通过设计图则能够完成电力系统中相关单线图的构建，其呈现出动态特征，漫游、缩放、消隐能够真正做到同步，全部的内接线图均可以在GIS当中实现集成。通过GIS系统还可保证自动化系统的作用充分展现出来，并对相关的数据展开网络分析。

（1）网络拓扑分析，对自动化系统予以调用可以使得网络拓扑真正形成，以开关、网络元件的实际状态为基础，对物理节点模型予以简化，进而获得计算模型，实现线路的集合，开关信息出现的变化可及时处理，对网络接线予以自动划分，并将测量和注入量予以明确，如此就可使得应用模块的分析获得更为可靠的依据。除此以外，实时网络拓扑能够对断路器、隔离开关的实际状况予以改变，进而使得系统运行方式最为合理，与此同时，地理信息系统、自动化系统当中的各项数据也可真正实现交互目的。

（2）网络拓扑着色，并以开关运行的实际状态作为基础，展开网络分析，了解网络元件是否带电、接地，这样就可对供电、停电区域出现的变化予以明确，进而使用特定符号或颜色在地理图当中标注出来，如此就可以保证区分目的切实达成。

（3）电网潮流分析，通过SCADA系统能够对实时负荷予以采集，在此基础上就可分析实时潮流，如此一来，对网络负荷予以平衡的过程中就可获得可靠依据，网络重构目的也可顺利达成。

（4）负荷管理，对地理接线图加以利用，确定区域之后，完成封闭边界的绘制，在此基础上对实际复合展开统计、分析，确保预报是准确的。

（5）模拟操作。对设备的数据、状态有一定了解后，采用离线方式、在线方式来完成模拟，也就是针对操作、故障等予以模拟。

（6）停电管理，无论是计划停电，还是故障停电，能够对停电范围予以自动决策，确保范围是最为合理的。依据设备状况来对实际负载展开分析，寻找到可行的解决方案。

（7）供电电源分析，也就是在图中将线路确定，继而对网络拓扑具有的追踪功能加以利用，将供电电源点寻找出来。

（8）变压器分析，简单来说就是在图中将主变予以确定后，系统就可清晰呈现其供电范围。

（9）开关供电区域，即在图中对开关加以明确，通过系统可以呈现出其供电的具体范围。

（10）短路电流计算，对GIS地理接线图加以利用，寻找到故障线路，在此基础上完成相关设置，也就是将故障的类型、位置以及过渡电阻予以明确。这里需要指出的是，多重短路故障也能够直接设置，而且计算也是较为简单的。

4.2 与MIS管理系统、检修文档规范化系统的集成

对MIS系统予以分析可知，在图形界面方面是存在不足的，其生产流程包括检修停电申请、两票管理等，此外还有一些生产模块，但实用性并不强[4]。若想将存在的问题切实解决，可将其和GIS系统、检修文档系统等予以集成，这样可以使得设备运行维护目的真正达成。

（1）巡视功能，通过GIS电网图就能够完成设备巡视，将存在的缺陷予以标注、流转，同时保证既定的巡视计划有序展开。

（2）设备维护，设备使用一段时间后必然要进行维修、清扫、消缺，集成系统可以保证相关工作的管理更具实效性。

（3）检测功能，对GIS电网络加以利用，可以保证负荷、接地、交叉跨越等方面的测量顺利完成，检测信息也可得到有效管理。

5 GIS技术在电力信息系统中的应用

若想保证电力网络系统的管理达到预期，必须要对配电空间分布有切实的了解。将GIS技术予以充分利用就可使得电力系统模块、地理信息系统整合起来，设备运行的实际状况自然会呈现出来。对抽象数据进行处理时，GIS技术的应用可以使得数据转变为图形，这样就能够实现可视化管理，从事维修、管理的相关人员所要承担的工作就会明显减轻。管理应用平台真正实现集成化、一体化，可以保证信息共享切实达成，电力企业的决策管理也会更具实效性。

5.1 GIS技术生成电力网络电子地图，有效统一管理

电力网络系统、地理信息平台的整合是非常关键的，这样可以保证电力网络地图的绘制顺利完成，而且电力配电情况可以在图中完全呈现出来[5]。另外来说，对计算机网络平台加以利用就可对电力线路、电力设备运行的实际状况进行追踪，如此一来，相关人员就可对特定区域内配电系统的相关资料全面了解，在此基础上对电力规划设计展开分析，寻找到具体的问题，在此基础上对配电网设计予以适当改进，如此可以保证其合理性、实用性大幅提升，区域配电供给自然就可满足。从管理者的角度来看，也可顺利构建起网络营销平台，将收费标准予以明确，这样就可保证电力经济能够一直保持良好的运行状态，并对电力行业发展起到促进作用。

5.2 提升配电网络的安全性

人们的工作、生活和电力供应是紧密相关的，因而进行配电管理时必须要保证配电网更具安全性。对GIS技术加以利用就可在源头对管理权限予以明确，相关人员也可认识到安全的重要性。对权限予以设置前应该对相关数据予以分析，了解配电线路的实际状况，并完成电力数据安全评价图的绘制[6]。管理人员利用集成数据管理就可对行业发展现状有清晰的认知，并完成成本预算、管理，如此可以使得电力用户权利设定更为合理。

5.3 进行电力信息查询，提升电力服务效率

将GIS信息数据进一步加载到电力电子地图中，可以在配电图上查询用户的地理位置，更好地掌握用户的用电情况，也可以进行区域用电统计分析。通过对一张地图和一个平台的管理，能够提高电力资源服务的水平和质量，同时，也能够提高用户的电力服务体验。在配电管理方面，管理者可以利用信息管理技术对用户信息进行快速定位、查询与编号，并通过预先登记和输入用户的相关信息，对用户信息进行统一管理，进而提高配电管理的有序性，从而提高土地使用费管理的准确性。

5.4 进行实时配电网络图绘制，提高数据时效性

在电力配电网络管理系统中对GIS信息系统技术进行引用之后，还有一大优势就是改变了传统以纸质电力分布图纸为主的局面。纸质图纸绘制复杂，效率较低，因而时效性也较差。GIS信息系统技术应用于电力配电网络管理系统后，能够对系统数据进行灵活高效的处理和运用，通过计算机模拟技术，在电脑上快速地自动生成模拟图像，有利于对实时电力数据进行检查和分析[7]。在直观形象的图纸上，能够更加方便地利用各种电力配电数据，甚至可通过电力用户的使用需求进行账户更新，实现高效、精确的用户管理。

6 结束语

综合上文所述，GIS信息网络技术的发展逐渐趋于成熟，电力系统的管理和发展需紧跟时代步伐，同时，在电力信息系统中引入GIS技术有着一定程度的必要性。通过GIS信息系统技术的应用，能够更好地保证供配电系统的安全可靠，网络数据的实时管理可以大大降低电力管理人员的工作强度。由于电力信息系统的有序性和全面性，电力管理的质量和效率能够大幅度提高，此外，供配电系统的服务质量也会有所提升。未来GIS技术在电力信息系统中的应用必将提供更加系统、更加透明、更加准确的信息数据，有利于整个电力系统的长期稳定和可持续性服务与发展，更具有现实意义和有限元分析价值。