地理信息系統(tǒng)在電力調(diào)度優(yōu)化中的應(yīng)用

馬 帥,趙 煒,謝金鑫,石 闊,任偉建

(東北石油大學(xué)電氣信息工程學(xué)院,黑龍江大慶163318)

隨著我國城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會快速發(fā)展,用電負(fù)荷日益增長,電網(wǎng)運(yùn)行的控制及管理工作變得較以往任何時(shí)期都更為復(fù)雜。電力生產(chǎn)調(diào)度信息往往與地理空間信息密切相關(guān),而地理信息系統(tǒng) (GIS)作為一種采集、存儲、分析、顯示與應(yīng)用地理信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析和地理空間分析能力,并且可以快速精確地進(jìn)行空間定位和地理圖形數(shù)據(jù)輸出,因此,利用GIS技術(shù)進(jìn)行調(diào)度管理是大勢所趨[1]。在目前的電力生產(chǎn)管理領(lǐng)域中,主要的操作平臺和軟件多是基于C/S架構(gòu)的,雖然技術(shù)比較成熟,但對每臺客戶端機(jī)器配置要求比較高,而且不便于數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)共享和隨時(shí)隨地網(wǎng)絡(luò)訪問,軟件更新維護(hù)較為復(fù)雜[2]。為此,筆者采用ESRI公司推出的ArcGIS server軟件作為WebGIS開發(fā)平臺,基于.NET技術(shù),以大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫Oracle為數(shù)據(jù)平臺,依托計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合現(xiàn)代通訊手段,實(shí)現(xiàn)調(diào)度工作的在線信息查詢與共享,進(jìn)行可視化管理,在線調(diào)度信息操作,從而提高工作效率。

1 系統(tǒng)框架

該系統(tǒng)在整體框架上采用B/S架構(gòu),客戶端機(jī)器只需安裝相應(yīng)的瀏覽器就可以隨時(shí)隨地訪問瀏覽調(diào)度信息頁面,網(wǎng)絡(luò)信息共享方便,通過服務(wù)器端新增頁面便可實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)擴(kuò)展,維護(hù)升級方便。該系統(tǒng)基于ArcGIS提供的以Web為基礎(chǔ)的GIS服務(wù),實(shí)現(xiàn)分布式環(huán)境下的地理信息數(shù)據(jù)管理制圖、地理處理、空間分析與編輯等功能,并以ArcGIS的空間數(shù)據(jù)庫引擎與Oracle數(shù)據(jù)庫結(jié)合作為電網(wǎng)空間數(shù)據(jù)庫,通過空間數(shù)據(jù)庫引擎可以將配電網(wǎng)的圖形信息存儲到Oracle數(shù)據(jù)庫中,這樣可以將電網(wǎng)的基本信息數(shù)據(jù)與地理信息數(shù)據(jù)無縫結(jié)合在一起。系統(tǒng)框架如圖1所示。

圖1 電力調(diào)度信息管理系統(tǒng)框架圖

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 總體設(shè)計(jì)

根據(jù)調(diào)度工作的需求,系統(tǒng)功能模塊主要有基于ArcGIS的地理信息查詢模塊、基于Oracle數(shù)據(jù)庫的信息查詢歷史記錄模塊、故障處理模塊和調(diào)度任務(wù)模塊等。系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)如圖2所示。

2.2 主要功能模塊

1)地理信息查詢模塊 該模塊主要實(shí)現(xiàn)基本地圖操作,即地圖的放大、縮小、平移、圖層控制、鷹眼、測距和全圖顯示等。電網(wǎng)信息查詢根據(jù)不同的查詢條件或者不同的查詢方法重新對數(shù)據(jù)進(jìn)行挑選和組合,其提供一般的圖層查詢,屬性查詢,字段查詢等,通過定義相應(yīng)的C#類和接口來實(shí)現(xiàn)具體的查詢方法,例如運(yùn)行IdentifyPoint()實(shí)現(xiàn)點(diǎn)查詢、運(yùn)行Identify Rectangle()實(shí)現(xiàn)矩形區(qū)域查詢等。地理信息查詢過程如圖3所示。

2)調(diào)度任務(wù)與歷史記錄模塊 調(diào)度任務(wù)包括調(diào)度工作票和操作票的生成和傳達(dá)以及對配電工作票和操作票的錄入、編輯和查詢。生成操作票及調(diào)度票時(shí),通過頁面顯示并編輯2票內(nèi)容,打印表格。

上述模塊的記錄與查詢工作都依托數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)管理功能,管理員可以直接對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行編輯操作,而用戶可以進(jìn)行簡單的瀏覽和查詢工作。查詢記錄服務(wù)過程如圖4所示。

3)故障處理模塊 該模塊的任務(wù)是為故障處理提供優(yōu)化的解決方案,即為調(diào)度人員提供由檢修站或者檢修車到故障點(diǎn)的最優(yōu)路徑,從而提高檢修工作效率,降低故障損失。

在最短路徑求取模塊的算法中,主要包括Dijkstra算法和Floyd算法。筆者在研究中采用Dijkstra算法。

圖2 系統(tǒng)功能模塊總體設(shè)計(jì)圖

圖3 地理信息查詢過程圖

圖4 依托于數(shù)據(jù)庫的查詢記錄服務(wù)

4 結(jié) 語

基于 WebGIS、數(shù)據(jù)庫以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù),對城市電網(wǎng)調(diào)度信息系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。通過研究模擬空間信息查詢和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?實(shí)現(xiàn)了電力調(diào)度中各種圖層信息包括電力設(shè)備等的查詢,并實(shí)現(xiàn)了電力調(diào)度工作中的路徑尋優(yōu)。電力調(diào)度信息系統(tǒng)可以使調(diào)度員及用戶隨時(shí)隨地通過網(wǎng)絡(luò)查詢調(diào)度信息,從而提高工作效率。

[1]黃杏元,馬勁松.地理信息系統(tǒng)概論 [M].北京:高等教育出版社,2008.

[2]于超,趙強(qiáng).基于ArcGIS Server的配電網(wǎng)WebGIS應(yīng)用研究[J].計(jì)算機(jī)與信息技術(shù),2008,16(6):1-3.

[3]蔣波濤.插件式GIS應(yīng)用框架的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)——基于C#和ArcGIS Engine9.2[M].北京:電子工業(yè)出版社,2008.