地理信息系統(tǒng)（GIS）概述

        地理信息系統(tǒng)，簡稱GIS，是國際上近年發(fā)展起來的一門新興科學(xué)，是在地理學(xué)、地圖學(xué)、測量學(xué)，計(jì)算機(jī)科學(xué)等各類基礎(chǔ)學(xué)科上發(fā)展起來的綜合性學(xué)科體系，它具有空間數(shù)據(jù)的獲取、存儲(chǔ)、顯示、編輯、處理、分析、輸出和應(yīng)用等功能，將現(xiàn)實(shí)生活中的各種信息與地理位置、圖形信息有機(jī)地結(jié)合在一起，真實(shí)、圖文并茂地展示在用戶面前。

　　經(jīng)過多年的發(fā)展，如今，GIS已逐漸成為一項(xiàng)相當(dāng)成熟的技術(shù)，并且得到了極廣泛應(yīng)用。尤其是近些年，GIS更以其強(qiáng)大的地理信息空間分析功能，在各個(gè)行業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。

　　電力GIS的發(fā)展

　　電力企業(yè)通常服務(wù)于發(fā)電、送電、變電、配電和用電等重要環(huán)節(jié)，其地域分布廣泛、所管轄的設(shè)備量大、更改頻繁，隨著電力行業(yè)的快速發(fā)展，電網(wǎng)運(yùn)行中大量的網(wǎng)線和設(shè)備，相應(yīng)的圖紙、檔案、各類信息資料也會(huì)越來越多，同時(shí)隨著電網(wǎng)的日益復(fù)雜，饋線之間的相互關(guān)系也更趨復(fù)雜，給電力部門的管理和調(diào)度提出越來越高的要求。

 
　　隨著GIS在土地、交通、國防、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、電信、旅游等眾多行業(yè)中得到應(yīng)用，電力GIS在近年也得到了較大的發(fā)展，經(jīng)過多年來的努力，較多電力企業(yè)已經(jīng)建立了適合電力行業(yè)生產(chǎn)和管理應(yīng)用的GIS平臺(tái)，并在電力生產(chǎn)和管理上發(fā)揮了重要作用。以電力GIS建立起來的“數(shù)字電網(wǎng)”及“協(xié)同工作”為特征的電力GIS系統(tǒng)，大大提高電網(wǎng)運(yùn)行科學(xué)管理水平，推進(jìn)了我國電力生產(chǎn)經(jīng)營管理工作達(dá)到更高水平的進(jìn)程。

　　就目前電力信息化發(fā)展的趨勢和全國城市數(shù)字化建設(shè)的進(jìn)程來看，加快和提高電力GIS應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)，是電力企業(yè)提高管理水平、提高服務(wù)水平、提升電力產(chǎn)業(yè)水平的技術(shù)發(fā)展的需要，也是國家整體信息化發(fā)展的必然趨勢。

　　電力GIS的多項(xiàng)應(yīng)用

　　GIS在電力系統(tǒng)的應(yīng)用中，從GIS的擴(kuò)展性、集成性和可視化的特點(diǎn)，電力GIS能實(shí)現(xiàn)與電力企業(yè)現(xiàn)運(yùn)行的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、電力營銷系統(tǒng)、電力客戶管理系統(tǒng)等應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行集成，包括與MIS系統(tǒng)融為一體，利用GIS自有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)搜索和直觀地?cái)?shù)據(jù)展示方式，及時(shí)、全面、準(zhǔn)確地獲取各種電力資源，保障電力設(shè)備的安全、高效運(yùn)行。

　　設(shè)備資產(chǎn)管理

　　運(yùn)用GIS技術(shù)，將電力設(shè)備的屬性數(shù)據(jù)疊加在相應(yīng)的地理街道圖層中，把地理信息系統(tǒng)同實(shí)際中的電力設(shè)備有機(jī)地結(jié)合起來，在地圖上展示出電力運(yùn)行模型，用不同的圖形元素代表不同的電力設(shè)備，如線路、開關(guān)、刀閘、變壓器、電壓互感器、電容器等，并可把這些設(shè)備與外部數(shù)據(jù)庫靈活地掛接起來，直觀形象地完成設(shè)備的管理，在此基礎(chǔ)上，可以真實(shí)地確定每個(gè)地區(qū)的設(shè)備狀況，再將不同地區(qū)根據(jù)設(shè)備狀況的用不同顏色加以區(qū)分，實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備管理的一目了然。

　　電網(wǎng)運(yùn)行

　　GIS采用直觀的方法，結(jié)合各種空間信息組織、分析和顯示電力運(yùn)行的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，把各種分析數(shù)據(jù)可視化地在地圖上顯示，不同的屬性查詢結(jié)果可以統(tǒng)一起來顯示，使電力運(yùn)行管理人員能以圖形方式瀏覽這些信息和相互關(guān)系，一目了然，從總體上把握設(shè)備情況、分析故障原因、故障地點(diǎn)等，實(shí)現(xiàn)電力運(yùn)行的圖形化、信息化、運(yùn)行數(shù)據(jù)的可視化，促進(jìn)電網(wǎng)運(yùn)行管理的科學(xué)化。

　　（1）模擬操作與空間分析

　　在GIS平臺(tái)上可以對各電壓等級線路上的開關(guān)、刀閘進(jìn)行閉合操作，并實(shí)時(shí)顯示運(yùn)行方式改變后電網(wǎng)中線路和設(shè)備供電、停電狀態(tài)，進(jìn)行停電范圍分析。

　　（2）供電電源與范圍分析

　　通過電力網(wǎng)中的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，可以跟蹤到某條線路的供電電源點(diǎn)，如變電站的出線或某個(gè)區(qū)域的供電電源點(diǎn)。當(dāng)在GIS中選擇某個(gè)變電站或配電所時(shí)，可以自動(dòng)展示該變電站或配電所的供電范圍，或全部的用電用戶信息。

 
　　（3）電網(wǎng)運(yùn)行輔助管理

　　對電力運(yùn)行網(wǎng)中的線路進(jìn)行線路阻抗的自動(dòng)計(jì)算、短路電流計(jì)算、各線路的負(fù)荷預(yù)測、系統(tǒng)負(fù)荷的負(fù)荷預(yù)測、電網(wǎng)運(yùn)行安全性分析等功能，同時(shí)通過GIS系統(tǒng)具有的強(qiáng)大拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)自動(dòng)分析、生成功能計(jì)算出斷電的影響范圍、動(dòng)態(tài)阻抗以及輔助給出電網(wǎng)負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案。

　　（4）負(fù)荷分析

　　GIS能與各種負(fù)荷控制系統(tǒng)集成，在GIS平臺(tái)上直觀地顯示各負(fù)荷點(diǎn)的分布，查詢分析各負(fù)控點(diǎn)的負(fù)荷信息，查詢負(fù)控設(shè)備和負(fù)控用戶檔案，對負(fù)荷異常情況進(jìn)行分析。

　　電網(wǎng)調(diào)度

　　GIS提供的設(shè)備信息和空間信息與SCADA系統(tǒng)提供的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)有機(jī)地進(jìn)行結(jié)合，在GIS圖形上顯示實(shí)時(shí)運(yùn)行信息，包括電壓、電流、負(fù)荷、電流等信息，開關(guān)狀態(tài)信息，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等。直觀地反映了電力系統(tǒng)當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)和調(diào)度員操作所需設(shè)備的地理位置信息，離線圖形數(shù)據(jù)和設(shè)備參數(shù)等全面信息，對于調(diào)度決策的正確可靠性提供了依據(jù)，提高了調(diào)度工作的質(zhì)量和效率。

　　電網(wǎng)維護(hù)

　　（1）移動(dòng)巡視

　　根據(jù)電力設(shè)備的地理走向分布及其周圍地理情況，運(yùn)行人員能快速確定最合理的電力設(shè)備巡檢內(nèi)容，結(jié)合GPS全球定位系統(tǒng)，可以對巡視人員進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤定位，并將巡視的過程和結(jié)果在GIS上進(jìn)行查詢和展示。

　　（2）故障定位

　　GIS根據(jù)刀閘控制關(guān)系，進(jìn)行上游刀閘查詢和刀閘控制范圍查詢等功能使運(yùn)行人員能快速準(zhǔn)確地了解電源控制點(diǎn)，便于巡檢中發(fā)現(xiàn)事故隱患時(shí)，較快地切斷電源。

　　（3）搶修與應(yīng)急指揮

　　結(jié)合GPS全球定位系統(tǒng)，對搶修車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和回放，系統(tǒng)記錄任一車輛的運(yùn)行軌跡、速度、狀態(tài)等，當(dāng)有應(yīng)急搶修任務(wù)是，通過指揮中心的GIS平臺(tái)，可以快速定位搶修車輛的位置和最短路徑（最短時(shí)間）分析，立即制搶修方案，及時(shí)排除電力故障。

　　（4）數(shù)據(jù)檢測管理

　　在GIS電網(wǎng)圖上，對電力負(fù)荷測量、接地測量、交叉跨越測量等信息的管理、查詢和展示。

　　用電管理

　　（1）用戶定位查詢

　　按照用戶證號(hào)、地址碼進(jìn)行全圖查詢，自動(dòng)定位。可以選擇圖上任意區(qū)域，查詢該區(qū)域中用戶的信息。也可以　　　　在數(shù)據(jù)表中選擇感興趣的用戶（例如用電量大于特定值的用戶），在圖上顯示符合要求的用戶。

　　（2）電費(fèi)收費(fèi)管理

　　實(shí)現(xiàn)按管理區(qū)管理用戶，分區(qū)打印收費(fèi)清單，提高用戶收費(fèi)管理水平。從而可結(jié)束用戶分布在不同區(qū)域交叉混亂的局面，提高了用戶收費(fèi)的可管理性。

　　（3）用戶報(bào)裝管理

　　在GIS系統(tǒng)中建立用戶報(bào)裝數(shù)據(jù)模型，當(dāng)接收到用戶報(bào)裝信息后，系統(tǒng)可以根據(jù)路徑跟蹤模型和負(fù)荷平衡模型，自動(dòng)計(jì)算出新用戶可接的最近配電線路，形成最優(yōu)的布線路徑，并同時(shí)自動(dòng)計(jì)算出工程概算信息。

　　（4）區(qū)域統(tǒng)計(jì)

　　根據(jù)全局、分區(qū)、地圖指定區(qū)域統(tǒng)計(jì)總戶數(shù)、電量、收費(fèi)率提供直方圖、餅形圖、曲線圖等；根據(jù)指定的戶數(shù)、電量、收費(fèi)率等數(shù)值關(guān)系，搜索符合條件的區(qū)域，并渲染突出。

　　電網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)

　　利用 GIS進(jìn)行電網(wǎng)規(guī)劃，可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)的可視化、自動(dòng)化及地理圖形化，根據(jù)供電范圍及要求，利用地形數(shù)據(jù)、水系數(shù)據(jù)、道路信息等進(jìn)行疊加分析