市政電力設計中地理信息系統的應用

陳偉 呂文秀

【摘要】隨著我國電力工業的不斷發展和進步，電力系統自動化的程度也越來越高。而隨著市政電力系統的不斷完善，地理信息系統在電力工程設計中得到了越來越廣泛的應用。地理信息系統和電網信息數據的有機結合，能夠給電網運行在輔助決策上帶來一定的幫助。

【關鍵詞】電力設計；市政；地理信息系統；應用

一、市政電力設計地理信息系統的需求性

地理信息系統在處理數據、分析網絡等方面的能力較強，在電網設計中，通過對地理信息系統合理應用，一來有利于對數據在管理上進行更好的規劃設計，二來可優化電力設計工作人員的工作效率、勞動強度等，使電力設計的直觀性、交互性更為突出，此外，該系統可有效保障電網設計的安全性、可靠性、合理性、科學性，且符合節能降耗與經濟環保的要求。

二、市政電力設計中地理信息系統的應用目標

地理信息系統可將電網中所涉及到的工程數據均保存在系統內，并在地圖中以直觀的方式表現出來，能夠為變電站的選址設計、線路設計、電網規劃設計等提供初步設計以及可行性研究報告等。在對新變電站、新通信線、新線路等進行設計時，通過地理信息系統，可達到充分掌握周邊地理環境以及電網情況的目標，有效減少外出考察工作的次數，使電力設計的更為全面，盡可能減少修改設計方案的次數。

三、電力設計中地理信息系統的應用思路

1、數據分析

基礎的地理數據屬于電力設計的前提條件。就數據的采集手段而言，可通過多種途徑獲得地理數據，例如工程測量方法、激光雷達方法、航測方法、衛星遙感方法等。此外，數據的形式也可以有多種，例如矢量電子地圖形式、數字柵格圖形式、數字高程模型形式以及數字正射影像形式等。地理數據在更新方面的效率為地理信息系統達到實用性功能的重要因素。

電網工程所涉及到的數據有多項，其中包括了設計資料、勘測、骨干電廠信息、變電站、電網中不低于110KV的線路等。而電網工程的數據主要是用來對電網的基本屬性與地理屬性等進行管理。此外，在供電局原工程資料的管理系統處、設計院處等也可獲取細節方面的屬性資料，例如電源廠站所有設備的相關資料、變電站所有設備的相關資料以及線路各個桿塔的相關資料。

2、地理信息系統開發平臺型號的選擇

地理信息屬于地理信息系統的基礎所在，對于電力設計而言，地理信息系統所應用的開發平臺是否合適將會對項目的結果產生非常關鍵的影響。由于一個地區的地理數據十分放大，并且設計單位、供電局、電網公司等單位的相關人員在電網規劃中均是應用該系統，這一現狀要求了地理信息系統的開發平臺在可靠性、運行速度、數據容量等方面均需具備過硬的能力。通過對比發現，在多種地理信息的開發平臺中，以Arc地理信息系統平臺（來自美國的ESRI公司）最為適合，該開發平臺可使多個用戶通過網絡在平臺上實現數據共享。

3、地理信息系統大致結構的分析

地理信息系統在基于遙感航測影像以及地形圖的情況下，對電網工程中所涉及到的多項數據進行管理及融合，其中包括了設計資料、勘測、骨干電廠信息、變電站、電網中不低于220KV的線路等。通過空間數據上的查詢功能、分析功能等，從而給予輸電網中的設計工作、勘測工作以及規劃工作等提供指導，使電網結構最優化。如此一來，不僅可提高已有數據資源的共享程度，且還使外業的工作量實現最小化，有效提升內部的工作效率。

地理信息系統所應用的模式為C/S的模式，其中C代表的是客戶端，S代表的是服務器，該模式支持局域網的訪問。通過標準、統一的數據平臺，可達到輸變電接入相關專業系統這一目標，并且為處理、分析以及儲存地理信息系統中輸變電設備相關信息打好了基礎。

4、地理信息系統中的主要功能分析

（1）電網規劃與設計

該功能是通過地理信息系統并結合現有的電網信息而實現的，從而在地理信息系統中規劃出電網的主框架。

（2）線路規劃

在地理信息系統中對不低于110KV的線路進行初步設計，可掌握線路的多項信息，例如主要跨越物、線路緩沖帶、轉角坐標以及轉角等。

（3）數據管理

在對數據的管理上，主要包括了：①導出或導入電網工程的數據；②基礎地理數據；③管理元數據；④導出在系統中不同專業初步設計的成果。

（4）變電站選址的規劃

通過地理信息系統繪制出變電站的站址，并從中獲取四周坐標，可根據導出的坐標而計算著變電站在一定高程下的土石方需求量。

四、市政電力系統中地理信息系統關鍵技術的應用要點

第一，在開發基礎地理數據的維護平臺中，結合多種類型（空間參照系具有差異）的數據，進而實現編輯元數據、修改數據、數據配置以及導入（導出）數據的作用。

第二，在開發元數據的服務系統期間，需對多項性能進行考慮，例如互操作性、專用性、通用性等，并在系統中為用戶提供下載元數據、瀏覽元數據以及查詢元數據的功能，通過圖形化地圖載體，使用戶可更為直觀的對數據進行處理與操作。

第三，在線路設計期間，需實時顯示線路的緩沖區、坐標以及轉角度數等，并預先將輸電線路的基本設計規程導入系統中，從而在設計過程中實現實時計算。

第四，在平臺管理中設計到保密性問題時，需對權限嚴格控制。因此需設計相應的審批流程，但審批流程應盡可能簡潔，從而便于設計人員的工作。

五、結束語

總而言之，隨著我國經濟社會的發展，我國對電力的需求也越來越大，這就在很大程度上促進了我國市政電力系統的建設與發展。地理信息系統的應用為電力系統提供了基于地理信息的管理和維護的平臺，對于市政電力系統的建設與完善具有重要意義。

參考文獻：

[1]李小明，陸小藝.地理信息系統在電力設計中的應用[J].科技風，2011，19：89+91.

[2]解衛衛.基于ArcGIS Engine的電力地理信息系統平臺設計[D].山東科技大學，2010.

[3]宋斌.基于地理信息系統技術的電力線路巡檢系統的設計與實現[D].電子科技大學，2011.

[4]王瑾.基于地理信息系統的電力可視化管理系統設計與實現[D].電子科技大學，2011.