基于ArcIMS的電力配網GIS系統及無功優化的研究

摘 要：ArcIMS是一種具有可伸縮性的地圖服務器軟件，在配電網地理信息系統的研究過程中，開始以ArcIMA為基礎設計配電網絡地理信息系統，在實際的應用過程中通過無功優化能夠實現最為合理的運行狀態，使得電網電壓的合格率得到提升，降低系統在運行過程中的損失。

關鍵詞：ArcIMS；配電網絡GIS系統；無功優化

地理信息系統（簡稱GIS）是對地理環境相關信息進行研究分析的學科，同時又是一種橫跨地球科學、空間科學、交叉科學和信息科學的綜合性技術。該系統功能非常強大能夠方便快捷的獲取相關信息，另外還能夠通過搜索和計算找到滿足條件的最好的解決方案，所以在電力系統中得到廣泛的應用。基于ArcIMS系統的電力配電網絡的信息管理系統全稱為ArcIMS，該系統是將WWW和Internet融合到GIS系統所開發出來的新型系統，本文就針對WebGIS系統及其無功優化進行研究分析。

1 WebGIS系統的概述

WebGIS的優缺點：

WebGIS的實現方式能夠影響整個系統的整體性能，在不同的客戶和瀏覽器上期計算功能的分配方式不同，客戶端軟件的發行方式不同、數據的傳輸格式不同、服務器上的軟件運行不同都會對系統的性能產生顯著的影響。配電網絡系統最常使用的實現方式有3種類型，分別是Plug-nis、CGI通用網關接口、Java Applet，在這只簡單介紹前兩種的優缺點。

Plug-nis的優點是網頁插件和瀏覽器共同有效的處理空間數據，缺陷：會讓用戶的客戶端法載荷過大，另外由于管理插件的數量增加會造成信息技術管理部門的工作難度。

CGI網關接口的優點：CGI程序能夠和Html進行結合從而實現交互式動態通信，具體的工作過程為：客戶端的請求經由Html傳給Web服務器，然后再使用CGI訪問GIS服務器，GIS負責查詢和計算工作，將結果建立成Html文檔并直接反饋給Web服務器，最后再返回給瀏覽器，缺點：由于硬件的限制，每次運行的CGI程序非常有限；CGI結構中Server端負責了所有的計算任務，該種模式沒有實現協同計算容易造成服務器過載的情況。

2 WebGIS的平臺結構

（1）地圖服務器能夠直接處理Http請求，如果服務網站是以地圖為中心，那么則直接配置地圖服務器，即通常應用的Plug-nisGIS插件，該種結構的升級非常麻煩，其結構圖詳見圖1所示。

（2）如果服務網站 在使用地圖服務的同時還需要使用其他的Web服務網站，那么可以將地圖服務器和IIS服務全面進行配制，在運行的過程中讓二者均能夠完成自己的功能，而客戶端則可以應用幀將各自得到的內容進行融合。

（3）以Web服務為主，配制地圖服務和IIS Web服務，該種結構中IIS服務能夠代理地圖服務器的請求。制圖引擎能夠取得WebGIS的地圖，而Web服務器能夠獲得數據庫中的屬性數據，最后直接在Web服務器中進行融合。

3 ArcIMS體系結構

ArcIMS涵蓋了服務器和客戶端兩個方面的技術，將普通的站點進行拓展，讓其能夠提供GIS的數據和應用服務。ArcIMS所提供的GIS功能主要體現在五個方面，分別是圖1表現：（1）Arc IMS系統能夠將圖像表現排成壓縮格式或者快照發給客戶；（2）要素流：即把矢量要素一流的方式發送給客戶端，并在客戶端實現諸如地圖提示、要素標注和空間選擇等功能。系統中某個站點的矢量數據能和任何本地數據、矢量數據進行集成；（3）數據查詢：客戶想要查詢信息可以創建、預定等方式來實現，具體的實現方式是用戶的客戶端先提交查詢問題，服務器會自動將查詢到的結果進行回饋；（4）數據提取：客戶可以從服務器請求地理數據，而服務器可以將請求的數據信息進行壓縮之后再行返回，此時用戶所接收到的數據便可以直接進行解壓存入移動硬盤中；（5）地理編碼：即客戶提交一個地理編碼，服務器會根據其返回一個準確匹配，包括一系列的類似匹配等。

4 GIS系統的無功優化

系統無功優化的目的即通過將無功潮流分布進行調整來降低有功網絡損耗的情況，主要的方法是采用優化目標函數來進行實現。

目標函數：

配電網絡的無功優化目標函數如公式（1）所示：

（1）

公式（1）中PL表示的是有功損耗，也就是網絡損耗。表示的是節點電壓越過界限的懲罰系數值，、表示的都是懲罰系數；U分別表示的是各個節點上的電壓值，Q表示的是PV點上的無功功率；ST表示的是線路當前的傳輸功率，各個線路傳輸功率都與其標號相對應。

5 結語

本文簡單介紹了基于ArcIMS的配電網絡系統，以及其無功優化的模型建立，該種系統的功能非常的完善，在使用的過程中也更加的便捷可靠，完全負荷目前的新技術潮流，希望在配電網絡的地理信息系統的建立過程中能夠得以借鑒。

參考文獻：

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