配電網絡GIS系統研究

段海鳳，李建輝，李建明

輝縣市電業局，河南新鄉 453600

0 引言

隨著城網改造的不斷深入，配電網絡正由樹枝型向著三分段三聯絡網絡過渡，這對于提高供電可靠性打下了堅實的基礎。然而，開關增多、倒閘頻繁、線路重組，僅靠簡易的圖版調度指揮生產，極易引起不安全現象的發生。因此建立一個具有地理信息的數字化電網，為電網運行管理提供一種基于空間信息的計算機管理的現代化手段，已大勢所趨。

系統應充分整合現有多種配電專業相關系統信息孤島，通過地理信息系統直觀、方便、快捷的表現形式，全面掌握電網分布情況、了解電網運行數據、分析設備運行數據、挖掘配電專業歷史信息數據，使配電GIS系統成為配電專業信息化管理中的綜合管理平臺。

1 功能背景

數字化、信息化管理是現代管理的大趨勢，電力企業也必然向著數字化、信息化的方向發展。近年來，電力系統的決策者們高瞻遠矚，在深入發展調度SCADA（數據監控和獲取系統）、用電營銷系統、生產MIS（管理信息系統）、CIS（客戶信息系統）及ERP等現代化管理手段的同時，大力開展了以光纖通信技術為基礎的電力綜合通信網的建設，為電力企業海量的數據信息的傳輸和交換奠定了技術和物質基礎。空間數據是電力企業任何應用的核心，在這個核心的基礎上，能夠方便地搭建新的應用、能夠完美地集成和發展既有的應用。因此，引入了GIS技術的“數字電力”(DPS) 便是在這樣的背景下引入的一種先進的科學管理方法，它能很好地適應電力系統紛繁復雜的特點，為電力企業生產和營運管理提供一種高效的、先進的管理手段。空間信息作為信息系統的重要組成部分，在電力行業的應用由來已久，隨著電力企業對信息技術新的要求的出現，對空間信息的應用也提出了新的要求，比如：海量數據的存儲、系統的可伸縮性、系統的開放性、多用戶的并發訪問、INTERNET 解決方案等。空間數據的應用應該在日新月異的IT 技術中采取積極借鑒、充分融合的方式以滿足用戶對這一應用的新的要求。

2 術語

GIS：地理信息系統（Geographical Information System）是一種采集、處理、傳輸、存儲、管理、查詢檢索、分析、表達和應用地理信息的計算機系統，是分析、處理和挖掘海量地理數據的通用技術。GIS技術把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數據庫操作（例如查詢和統計分析等）集成在一起。這種能力使 GIS與其他信息系統相區別，從而使其在廣泛的公眾和個人企事業單位中解釋事件、預測結果、規劃戰略等中具有實用價值。

WEBGIS：GIS技術和Internet技術的融合，形成的技術，稱之為WebGIS。

ARCSDE：ESRI的超大型空間數據庫管理器——空間數據庫引擎SDE，SDE可看成是一個連續的空間數據庫模型，借助這一模型，我們可將空間數據加入到關系數據庫管理系統（RDBMS）中去。

B/S方式：通過瀏覽器的方式直接使用系統，客戶端無須安裝客戶端軟件。

C/S方式：服務器與客戶端方式，在用戶客戶端需安裝客戶端軟件。

圖層：電子地圖與電力設備經過點、線、面劃分與屬性類型分類后，形成的具有同一屬性標準具有點、線、面三種圖形性質的獨立電子地圖。

3 系統運行環境

3.1 網絡環境

配電GIS系統主干網是設計面向對象為企業內部網絡環境，圖形服務器與設備屬性服務器對外1 000MB網絡接口，配電GIS系統客戶端與服務器間的網絡帶寬為100MB到終端，達到本系統的最低設計運行要求。

3.2 硬件配置與開發

系統硬件應包含圖形數據服務器、數據庫服務器（含SAN存儲接口卡)；CS客戶端；BS客戶端；前置機（與SCADA系統連接）。GIS平臺、客戶端軟件開發應采用開放性良好、易維護，保證安全性的開發平臺 ；WebGIS發布應易兼容。數據庫系統和GIS系統在服務器端使用了Oracle8.17和ArcSDE8.3，都支持主流操作系統平臺，如：SUN/Solaris, IBM/AIX， Windows NT/Intel等平臺。系統與用戶交互采用C/S和B/S兩種方式。

4 軟件功能描述

根據一般電力公司現有系統情況和網絡情況，系統應設計為C/S結構與B/S結構相結合的形式。其中涉及圖形編輯、統計、分析、設備臺帳維護、接口數據對應關系的維護等模塊以C/S方式實現；各種圖形查詢、數據查詢等模塊以基于瀏覽器的B/S方式實現。

系統應采用獨立地理信息系統開發平臺（如ARCGIS9.0），利用其空間數據引擎和提供的ARCOBJECTS開發組件，構建的一個快速的、網絡的、共享的、擁有豐富功能的一個GIS系統。系統設計目標是要建設一個配電網管理的平臺，在這個平臺上將供電區域內的10kV線路、配電變壓器、小區配電室、開關、桿塔、開閉所、T接箱等設備信息直觀展現，同時整合配電專業多種信息孤島,通過地理信息系統的表現方式最大程度上共享數據資源，進一步實現配網自動化。

系統應基于供電生產管理系統數據源，讀取供電生產MIS系統的設備數據，使設備屬性數據與空間數據關聯，對設備進行綜合管理。系統同時連接用電營銷信息系統數據源，相關用戶信息、電量信息、電費信息在視圖中獲取。系統接收調度SCADA系統數據，接收SCADA系統實時數據報文，歷史數據通過關聯SCADA系統對外開放的Web程序進行查詢，系統對歷史數據不做處理。

系統應在信息中心設立一個圖形服務器，存儲所有供電局的基礎地物、電力設備圖形數據，各供電局可以根據使用權限對電力設備數據維護和地理背景圖形數據進行更新，將此圖形數據通過WebGIS發布到WEB站點，供用戶查詢瀏覽。

系統功能按專業劃分為5個部分，基本功能業務，生產、營銷、調度、客服。所有的功能都能通過授權來分配，授權不受專業限制，可以任意分組。

5 結論

發達國家基本朝向實現數字化電力管理方向發展，基本圖形操作、設備編輯方面都是GIS的基礎功能，在圖形分析方面也比較領先。國內電網設備數字化、智能化在蓬勃發展，但與國外的電力管理理念、方式還有一定的差異。隨著中國城鎮化的加速，作為供電可靠性強力支撐的配網系統，GIS的發展與規劃必將是下一步電力建設的重要發展方向。

[1]江智偉主編.變電站自動化及其新技術[M].中國電力出版社，2006.

[2]李建明，郭紅云，牛保臣.自動化控制系統無線網絡構建設計[J].科技傳播，2011.

[3]李建明，勾啟東，李軍.解決變電站RS485網絡不穩定的基于ARM7RS485HUB集線器的研究[J].科技信息，2010.