地理信息系統(tǒng)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用

孫海泉 陳海波

摘 要：地理信息系統(tǒng)技術(shù)是地理學(xué)科基于現(xiàn)代信息科技延伸發(fā)展形成的一項(xiàng)基礎(chǔ)性應(yīng)用技術(shù)。在電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的過(guò)程中，地理信息系統(tǒng)技術(shù)可以發(fā)揮自身所具有的平臺(tái)作用，協(xié)助電力系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)在復(fù)雜的地理環(huán)境得以實(shí)施。作者認(rèn)為，針對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)，地理信息系統(tǒng)技術(shù)在今后電力系統(tǒng)自動(dòng)化的建設(shè)與維護(hù)上將發(fā)揮更大價(jià)值。并對(duì)此進(jìn)行較為詳盡的分析與研究，提出自己的建議。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)自動(dòng)化；地理信息系統(tǒng)技術(shù)；應(yīng)用探究

1 電力系統(tǒng)自動(dòng)化概述

1.1 電力系統(tǒng)自動(dòng)化的重要性

電力系統(tǒng)自動(dòng)化是指在電力生產(chǎn)、輸送和管理運(yùn)營(yíng)上實(shí)現(xiàn)控制、調(diào)度和管理的自動(dòng)化，電力系統(tǒng)是一個(gè)地域分布廣闊，并且是由發(fā)電站、變電站、輸送電網(wǎng)絡(luò)和電力用戶等多方共同組成的一個(gè)復(fù)雜龐大的現(xiàn)代社會(huì)必備的系統(tǒng)。

我國(guó)電力系統(tǒng)在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，已經(jīng)成為全世界第一大發(fā)電和輸電網(wǎng)，面對(duì)我國(guó)日益增長(zhǎng)的電力市場(chǎng)和節(jié)能環(huán)保的需求，自動(dòng)化成為電力系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)重要方向，只有科學(xué)完善的自動(dòng)化電力系統(tǒng)，才能促進(jìn)我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)生活等各項(xiàng)人民事業(yè)的發(fā)展。

電力系統(tǒng)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)能夠保證龐大復(fù)雜的電力系統(tǒng)運(yùn)行得更加安全可靠，同時(shí)還可以降低電網(wǎng)輸送中電力資源的損耗和提高整個(gè)電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量與效率，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和管理效益的有力提升。

1.2 電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展目標(biāo)

電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展目標(biāo)除了在硬件方面達(dá)到跨區(qū)域調(diào)度實(shí)時(shí)監(jiān)控、變電站與配電站自動(dòng)化，以及電力系統(tǒng)負(fù)荷控制三個(gè)硬性要求以外，還需要在軟件上實(shí)現(xiàn)諸多輔助系統(tǒng)自動(dòng)化的協(xié)助，例如在電廠運(yùn)行巡檢條碼系統(tǒng)、企業(yè)辦公自動(dòng)管理系統(tǒng)、發(fā)電站電子日志運(yùn)行系統(tǒng)等一系列的軟件系統(tǒng)高度協(xié)調(diào)配合下才能實(shí)現(xiàn)。最終電力系統(tǒng)自動(dòng)化要完成電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化、發(fā)電站綜合自動(dòng)化、信息傳輸自動(dòng)化、反事故裝置自動(dòng)化和供電系統(tǒng)自動(dòng)化以及電力工業(yè)管理系統(tǒng)的自動(dòng)化這六個(gè)關(guān)鍵目標(biāo)，以構(gòu)成現(xiàn)代電力系統(tǒng)自動(dòng)化的骨干框架。

2 地理信息系統(tǒng)技術(shù)概述

2.1 地理信息系統(tǒng)技術(shù)的特點(diǎn)

地理信息系統(tǒng)技術(shù)的特點(diǎn)在于其極強(qiáng)的專業(yè)性，搭建了一個(gè)公共的地理定位平臺(tái)基礎(chǔ)，從而在此基礎(chǔ)上形成搜集與管理、分析和導(dǎo)出等多種地理空間信息整合能力，整個(gè)地理信息系統(tǒng)技術(shù)可以以模型為驅(qū)動(dòng)，結(jié)合空間地理信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)，從而推演出高價(jià)值的地理信息數(shù)據(jù)結(jié)果，地理信息系統(tǒng)技術(shù)同時(shí)還是一個(gè)需要人機(jī)無(wú)縫配合的交互式空間信息預(yù)測(cè)與決策支持系統(tǒng)。

2.2 地理信息系統(tǒng)技術(shù)的現(xiàn)狀

地理信息系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)在在我國(guó)是數(shù)字城市、智慧城市建設(shè)的重要支撐技術(shù)之一，該技術(shù)在我國(guó)擁有較大的發(fā)展空間與潛力。地理信息系統(tǒng)技術(shù)在我國(guó)從1970年起步，歷經(jīng)三個(gè)發(fā)展階段。目前已實(shí)現(xiàn)全國(guó)地理信息系統(tǒng)的規(guī)范化管理，解決了地理信息無(wú)法共享和系統(tǒng)不兼容的問(wèn)題，同時(shí)應(yīng)用型地理信息系統(tǒng)發(fā)展迅速，該領(lǐng)域在高校設(shè)置了相應(yīng)的學(xué)科并進(jìn)行學(xué)科建設(shè)，培養(yǎng)了必備的人才。

3 地理信息系統(tǒng)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用

3.1 地理信息系統(tǒng)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的作用

我國(guó)的電力資源分布極不均衡，電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸送電、變電與配電以及用電五個(gè)方面，都在我國(guó)廣闊的地理空間上分布不均，需要一個(gè)龐大、高效、安全的電力系統(tǒng)來(lái)保證整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。由于電能的存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展還不成熟，并且考慮到電能的獨(dú)特性質(zhì)，因此其生產(chǎn)供應(yīng)與消費(fèi)是同時(shí)完成的，現(xiàn)代電力企業(yè)必須以自動(dòng)化為手段，達(dá)到電力系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性與高效性的協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)。而現(xiàn)代地理信息系統(tǒng)技術(shù)在電子信息技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，所搭建的地理空間信息共享與定位平臺(tái)，能實(shí)現(xiàn)空間信息的采集、分析與模擬運(yùn)算，借助該技術(shù)來(lái)完成我國(guó)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化進(jìn)程，能夠大大的促進(jìn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，從而在上述的電力系統(tǒng)自動(dòng)化的各個(gè)子系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)、輸送與使用的信息共享與決策。

同時(shí)地理信息系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，還可以在緊急情況下保障電力系統(tǒng)在子系統(tǒng)部分故障的情況下，借助其地理信息空間模型運(yùn)算，計(jì)算最佳處理方案，為確保電力系統(tǒng)應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的損耗降到最低，從而提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行管理水平。

3.2 電力系統(tǒng)自動(dòng)化中地理信息系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用

伴隨著電力系統(tǒng)自動(dòng)化的硬件技術(shù)的不斷完善與進(jìn)步，電力系統(tǒng)自動(dòng)化漸漸發(fā)展到需要一個(gè)信息平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)綜合管理與調(diào)控，同時(shí)電力系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)信息的共享與處理要求更加豐富。地理信息系統(tǒng)技術(shù)基于自身的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)能夠完成這一要求。與此同時(shí)，電力系統(tǒng)自動(dòng)化也需要為地理信息系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)造一個(gè)良好的環(huán)境，作者認(rèn)為需要以下幾個(gè)要素：第一，具備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)信息能力，能夠在局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間實(shí)現(xiàn)有效、無(wú)縫的安全連接，保證電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)有效傳送；第二，具備一定的穩(wěn)定性，由于現(xiàn)今電力系統(tǒng)龐大，在其自動(dòng)化過(guò)程中需要處理的數(shù)據(jù)量異常龐大，這就要求必須擁有一個(gè)穩(wěn)定的系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境，作者認(rèn)為可以采取硬件設(shè)備高配置的手段去解決；第三，具備一定的可擴(kuò)展性，電力系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行時(shí)，設(shè)備添減與調(diào)試是工程常見(jiàn)情況，這時(shí)就必須要求該系統(tǒng)的可擴(kuò)展性能夠有效處理這類異常信息，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)；第四，系統(tǒng)與設(shè)備具備一定的兼容性，考慮到我國(guó)電力系統(tǒng)內(nèi)部涉及單位企業(yè)眾多，從地域地理?xiàng)l件與經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)的角度出發(fā)，其系統(tǒng)與設(shè)備可能會(huì)存在差異，這就要求諸多設(shè)備與軟件能夠在兼容性上獲取對(duì)接端口一致的標(biāo)準(zhǔn)，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化；第五，具備安全性，電力系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行管理是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的大事，其安全性要考慮諸多突發(fā)緊急情況的應(yīng)急處置方案與必備的技術(shù)、設(shè)備儲(chǔ)備。

地理信息系統(tǒng)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化的應(yīng)用中有四個(gè)功能應(yīng)用模塊，分別表現(xiàn)在地圖管理、輔助作圖、設(shè)備管理與電網(wǎng)分析四個(gè)方面。地圖管理主要是進(jìn)行地理信息數(shù)據(jù)圖的有效繪制，并進(jìn)行自動(dòng)誤差矯正，同時(shí)完成圖幅的矢量化、格式裝換、拼接與投影變換等工作。輔助作圖則由手動(dòng)輸入和外掛數(shù)據(jù)庫(kù)兩種方式來(lái)完成電網(wǎng)屬性數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)。設(shè)備管理則是運(yùn)用多種輔助工具完成基本臺(tái)賬數(shù)據(jù)、維護(hù)數(shù)據(jù)、監(jiān)查數(shù)據(jù)、故障反饋數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)的有效管理，從而為電力企業(yè)工作人員進(jìn)行科學(xué)管理節(jié)約大量人力資源。電網(wǎng)分析功能則是在已有的電網(wǎng)數(shù)據(jù)圖上，借助科學(xué)的模型進(jìn)行部分線路停電分析、阻抗演算和電網(wǎng)輸送效能計(jì)算分析等多種預(yù)測(cè)分析，為決策者提供科學(xué)的參考依據(jù)。

3.3 地理信息系統(tǒng)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化上的發(fā)展方向

地理信息系統(tǒng)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化上扮演著越來(lái)越重要的角色，隨著我國(guó)電力系統(tǒng)的不斷進(jìn)步與革新，作者認(rèn)為地理信息系統(tǒng)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行管理中的地位會(huì)越來(lái)越重要，尤其是在國(guó)家大力推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)背景下，電力系統(tǒng)作為系統(tǒng)性極強(qiáng)的一個(gè)基礎(chǔ)性電能生產(chǎn)——輸送——變電——配電——使用的閉合系統(tǒng)，在關(guān)鍵電能控制設(shè)備上實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)，借助地理信息系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)平臺(tái)遙控將是一個(gè)重要發(fā)展方向，與此同時(shí)，地理信息系統(tǒng)技術(shù)的模型運(yùn)算功能在我國(guó)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的過(guò)程中還缺乏有效應(yīng)用，伴隨著我國(guó)五大超級(jí)計(jì)算中心的建成，我國(guó)龐大的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)量已經(jīng)具備大型模擬運(yùn)算的基礎(chǔ)，借助地理信息系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)的模型算法，可以為我國(guó)電力系統(tǒng)的優(yōu)化提供更為有力的數(shù)據(jù)分析支持。

4 結(jié)束語(yǔ)

地理信息系統(tǒng)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中扮演著重要的角色，結(jié)合作者的工作經(jīng)驗(yàn)和理論基礎(chǔ)，先對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化做出概括性的解釋說(shuō)明，在對(duì)地理信息系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行概括性的闡述，然后就地理信息系統(tǒng)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化的應(yīng)用需要注意的若干基本要點(diǎn)和地理信息系統(tǒng)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的四個(gè)功能模塊進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，最后結(jié)合我國(guó)發(fā)展的實(shí)際需要，提出地理信息系統(tǒng)技術(shù)在大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)的趨勢(shì)下，應(yīng)該抓緊機(jī)遇，更好地服務(wù)于電力系統(tǒng)自動(dòng)化。

參考文獻(xiàn)

[1]翁穎鈞，朱仲英.地理信息系統(tǒng)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2012，9.

[2]常鴻，毛俊華.地理信息流技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用探討[J].科技傳播，2010，11.

[3]陳坤華.地理信息系統(tǒng)技術(shù)在電力自動(dòng)化中的應(yīng)用[J].電力科技，2012，1.