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  • 供電企業(yè)配網(wǎng)管理GIS系統(tǒng)的構(gòu)建

    2014-08-18 11:32:38 大云網(wǎng)  點(diǎn)擊量: 評(píng)論 (0)
    城市配網(wǎng)管理地理信息系統(tǒng)是以地理信息系統(tǒng)(GIS)為平臺(tái),實(shí)現(xiàn)地理空間信息和電力生產(chǎn)信息相互集成的綜合應(yīng)用系統(tǒng)。作為基礎(chǔ)平臺(tái)的GIS是利用計(jì)算機(jī)圖形和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)來(lái)輸入、存儲(chǔ)、編輯、查詢、分析、決策和輸出空
    城市配網(wǎng)管理地理信息系統(tǒng)是以地理信息系統(tǒng)(GIS)為平臺(tái),實(shí)現(xiàn)地理空間信息和電力生產(chǎn)信息相互集成的綜合應(yīng)用系統(tǒng)。作為基礎(chǔ)平臺(tái)的GIS是利用計(jì)算機(jī)圖形和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)來(lái)輸入、存儲(chǔ)、編輯、查詢、分析、決策和輸出空間圖形及其屬性數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),是融地理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué),空間科學(xué)等于一體,集成多種空間分析模型的綜合性的高新技術(shù)。GIS的最大特點(diǎn)是將地圖信息、文字、圖形、圖象、圖表信息于一體,把屬性信息、電網(wǎng)接線圖信息、工程圖信息、實(shí)時(shí)SCADA信息緊密結(jié)合起來(lái),同時(shí)將負(fù)荷管理信息、營(yíng)銷管理信息和配網(wǎng)自動(dòng)化信息接入到系統(tǒng)中來(lái),成為配網(wǎng)信息管理的基礎(chǔ)平臺(tái)。在此基礎(chǔ)上,建立跨平臺(tái),跨應(yīng)用領(lǐng)域的、綜合的各種應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)配網(wǎng)管理的自動(dòng)化、智能化,提高工作效率和服務(wù)質(zhì)量,為實(shí)現(xiàn)供電企業(yè)現(xiàn)代化管理打下基礎(chǔ)。?

    1 構(gòu)建供電企業(yè)配網(wǎng)管理GIS系統(tǒng)的必要性

      現(xiàn)有的配網(wǎng)運(yùn)行管理手段已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代化城市配網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展需要的現(xiàn)狀。為進(jìn)一步滿足廣大用戶對(duì)供電可靠性、電能質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量的要求,以及作為供電企業(yè)自身提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益的需要,在加大城市配網(wǎng)建設(shè)力度的同時(shí),迫切需要采用現(xiàn)代化的技術(shù)與管理手段來(lái)規(guī)劃,管理好城市配網(wǎng)。另外,隨著電力系統(tǒng)機(jī)構(gòu)改革的實(shí)施,供電部門職能隨之發(fā)生很大的變化,管理體制和機(jī)構(gòu)設(shè)置都要適應(yīng)市場(chǎng)的要求,因此改變管理模式、優(yōu)化機(jī)構(gòu)與合理配置人員已經(jīng)成為改革的必然。而要實(shí)現(xiàn)這一歷史性的突破,就需要依靠信息技術(shù)為代表的高新技術(shù)在電力工業(yè)部門中的廣泛應(yīng)用。?
      采用先進(jìn)的地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)研制開發(fā)供電企業(yè)配網(wǎng)管理地理信息系統(tǒng),是供電企業(yè)實(shí)施對(duì)城市10 kV配網(wǎng)至200 V接戶線及用戶綜合管理的有效突破口。這一系統(tǒng)的實(shí)施對(duì)提高供電企業(yè)的管理素質(zhì)和勞動(dòng)生產(chǎn)率,對(duì)提高供電的可靠性,對(duì)加強(qiáng)電力市場(chǎng)建設(shè)和健全用戶服務(wù)體系,實(shí)施機(jī)構(gòu)改革都具有重要的意義。?

    2 供電企業(yè)配網(wǎng)管理GIS系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)?

    2.1 基本設(shè)計(jì)概念和處理流程?
      供電企業(yè)配網(wǎng)管理GIS系統(tǒng)是建立在空間數(shù)據(jù)庫(kù)、屬性數(shù)據(jù)庫(kù)和其他應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)之上的公共基礎(chǔ)平臺(tái),以常州供電公司GIS系統(tǒng)為例,系統(tǒng)為基于AM/FM/GIS的配電網(wǎng)管理信息系統(tǒng)。系統(tǒng)分為兩部分:①為全功能的基于Arc/Info Desktop上開發(fā)的配網(wǎng)管理信息系統(tǒng);②具備各種查詢功能的基于MapObjects上開發(fā)的信息查詢系統(tǒng)。二者共享同一個(gè)后臺(tái)GIS數(shù)據(jù)庫(kù)。信息處理流程見(jiàn)圖1[2]


    圖1 信息處理流程

    2.2 硬件體系結(jié)構(gòu)?
      系統(tǒng)采用主服務(wù)器、備份服務(wù)器和配置服務(wù)器做為服務(wù)端,通過(guò)100 M以太網(wǎng)絡(luò)與各個(gè)部門連接,系統(tǒng)與負(fù)荷管理中心、營(yíng)銷管理、調(diào)度中心和配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)連接。整個(gè)系統(tǒng)采用客戶/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)的方式建立,見(jiàn)圖2。


    圖2 GIS系統(tǒng)硬件體系結(jié)構(gòu)圖

    2.3 軟件體系結(jié)構(gòu)?
      系統(tǒng)采用客戶/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu),服務(wù)端采用ArcSDE管理GIS圖形數(shù)據(jù),屬性數(shù)據(jù)由DB2數(shù)據(jù)庫(kù)管理,圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)都存放在DB2中。系統(tǒng)通過(guò)配置服務(wù)器對(duì)客戶端進(jìn)行角色配置和系統(tǒng)升級(jí)。在客戶端,只安裝主控程序,該程序從配置服務(wù)器上下載角色文件,對(duì)系統(tǒng)客戶端進(jìn)行配置,在系統(tǒng)管理模塊中建立用戶角色腳本。每次用戶登陸系統(tǒng)后,主控程序自動(dòng)與配置服務(wù)器通訊,檢查系統(tǒng)版本,更新系統(tǒng)。?
      客戶端系統(tǒng)從系統(tǒng)平臺(tái)上講分為兩種:①基于Arc/Info的全功能模塊;②基于MapObjects的查詢?yōu)g覽模塊。兩者都通過(guò)ArcSDE訪問(wèn)GIS數(shù)據(jù)庫(kù)。其他屬性信息通過(guò)BDE直接與DB2連接。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖3。


    圖3 GIS系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)圖

    2.4 功能體系結(jié)構(gòu)?
      配網(wǎng)管理GIS系統(tǒng)的構(gòu)建是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程,主要分為三個(gè)階段:?
    2.4.1 GIS公用基礎(chǔ)平臺(tái)建設(shè)?
      由于電力生產(chǎn)信息是以地理圖形、電網(wǎng)邏輯圖形、文字及數(shù)據(jù)信息來(lái)描述的,因而GIS公用基礎(chǔ)平臺(tái)必須具備在地理圖形信息輔助下的智能化圖形管理及與配網(wǎng)圖形信息耦合的設(shè)備管理等功能,具體來(lái)說(shuō)就是建設(shè)一個(gè)基于分布式圖形處理技術(shù)的分布式配網(wǎng)生產(chǎn)信息綜合管理系統(tǒng)。?
      GIS公用平臺(tái)建設(shè)階段的主要任務(wù)就是以1∶500的基礎(chǔ)地理背景數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),融合其他多種比例的地理數(shù)據(jù)來(lái)管理城市配網(wǎng)中不同電壓等級(jí)的設(shè)備圖形數(shù)據(jù)和臺(tái)帳數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)快速高效地輸入和更新配網(wǎng)圖形數(shù)據(jù)和臺(tái)帳數(shù)據(jù),同時(shí)能夠根據(jù)資產(chǎn)和管理的劃分對(duì)輸入的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù),確保各種數(shù)據(jù)的完整性和正確性。主要包括地理圖編輯、圖元編輯、站所圖編輯、單線圖編輯等基礎(chǔ)模塊,以及與調(diào)度SCADA、DMS、負(fù)控、客戶服務(wù)中心、營(yíng)銷管理、電能量計(jì)費(fèi)等系統(tǒng)的接口模塊。?
    2.4.2 GIS專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)?
      專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)階段的主要任務(wù)是在GIS基礎(chǔ)平臺(tái)基本建成的前提下,統(tǒng)一管理和協(xié)調(diào)管理信息、實(shí)時(shí)信息等配網(wǎng)數(shù)據(jù)信息,建立相關(guān)的專業(yè)應(yīng)用,并將這些專業(yè)應(yīng)用正確部署到各個(gè)專業(yè)部門。?
      配網(wǎng)數(shù)據(jù)信息中管理信息[3]包括用戶信息、設(shè)備信息、線路信息、檢修信息、巡視信息、勘察信息、報(bào)修信息、圖紙信息、模擬操作、通訊信息等內(nèi)容;實(shí)時(shí)信息包括SCADA、DMS、集抄信息、負(fù)控信息、綜合測(cè)試儀等內(nèi)容,基于上述數(shù)據(jù)的采集、處理與分析,專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)階段將建成配網(wǎng)運(yùn)行與檢修管理、配網(wǎng)兩票管理、配電資產(chǎn)管理、工程輔助設(shè)計(jì)、概預(yù)算管理、調(diào)度管理、電力通訊管理等專業(yè)系統(tǒng)。?
    2.4.3 GIS高級(jí)應(yīng)用與輔助決策系統(tǒng)建設(shè)?
      高級(jí)應(yīng)用與輔助決策系統(tǒng)建設(shè)階段的主要任務(wù)是統(tǒng)一管理和協(xié)調(diào)規(guī)劃預(yù)報(bào)信息、理論計(jì)算信息等配網(wǎng)數(shù)據(jù)信息,建立基于GIS的高級(jí)應(yīng)用,為優(yōu)化管理和決策提供技術(shù)支持手段。?
      配網(wǎng)數(shù)據(jù)信息中理論計(jì)算信息包括在線潮流計(jì)算、理論線損計(jì)算等內(nèi)容;規(guī)劃預(yù)報(bào)信息包括電網(wǎng)規(guī)劃、負(fù)荷預(yù)計(jì)等內(nèi)容。基于上述數(shù)據(jù)的采集、處理與分析,高級(jí)應(yīng)用與輔助決策系統(tǒng)建設(shè)階段將建成基于圖形的理論線損計(jì)算、潮流計(jì)算和經(jīng)濟(jì)調(diào)度功能、可靠性基礎(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、故障推斷分析、停電模擬運(yùn)行分析等高級(jí)應(yīng)用及輔助決策系統(tǒng)。?
      系統(tǒng)建成后,功能體系結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖4。?

    3 系統(tǒng)實(shí)施及效果?

    3.1 正確把握系統(tǒng)實(shí)施過(guò)程中的關(guān)鍵問(wèn)題?
    3.1.1 系統(tǒng)建設(shè)必須統(tǒng)一規(guī)劃,分步實(shí)施?
      供電企業(yè)GIS系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)該遵循軟件工程學(xué)原理,自頂而下設(shè)計(jì)、自下而上實(shí)施,做到統(tǒng)一規(guī)劃、分步實(shí)施。?
      隨著信息技術(shù)的發(fā)展,應(yīng)用水平不斷提高,企業(yè)對(duì)信息技術(shù)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的要求也越來(lái)越高,用戶希望改進(jìn)業(yè)務(wù)流程、提高操作靈活性和方便性,在企業(yè)內(nèi)部更加有效地傳遞和共享信息。配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)作為一種在電力系統(tǒng)應(yīng)用的新信息技術(shù),在需求的確定、系統(tǒng)建模等方面,基本無(wú)固定的標(biāo)準(zhǔn)可參考,具有一定的難度,尤其在較早實(shí)施的單位,在業(yè)務(wù)流程的完善重組、需求的分析確定是一個(gè)帶有探索性的長(zhǎng)期過(guò)程,更需要制定合理、科學(xué)的GIS建設(shè)和應(yīng)用規(guī)劃,在統(tǒng)一規(guī)劃下分步實(shí)施。?
    3.1.2 建設(shè)GIS基礎(chǔ)平臺(tái)是一個(gè)系統(tǒng)工程?
      建設(shè)GIS基礎(chǔ)平臺(tái)是一個(gè)系統(tǒng)工程,它涉及到很多的業(yè)務(wù)部門,貫穿了供電部門的大部分業(yè)務(wù),涉及到多種交叉技術(shù),并需要各業(yè)務(wù)部門的通力配合。供電企業(yè)在構(gòu)建配網(wǎng)管理GIS系統(tǒng)時(shí),應(yīng)制定配套的規(guī)章制度,明確項(xiàng)目主管領(lǐng)導(dǎo)、主管部門、配合部門、實(shí)施部門,對(duì)實(shí)施過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題和困難及時(shí)協(xié)調(diào)解決,方能確保系統(tǒng)建設(shè)的順利進(jìn)行。?


    圖4 GIS系統(tǒng)功能體系結(jié)構(gòu)圖?

    3.1.3 系統(tǒng)建設(shè)要著力推動(dòng)實(shí)用化?
      要成功地開發(fā)并應(yīng)用GIS系統(tǒng),要充分調(diào)動(dòng)使用者的積極性,使之積極參與,開發(fā)者應(yīng)不斷聽取應(yīng)用者的業(yè)務(wù)需求,努力提高系統(tǒng)的實(shí)用性和方便性,并通過(guò)實(shí)用化,減輕配電、營(yíng)銷部門的管理和生產(chǎn)人員的工作強(qiáng)度,提高工作效率,使系統(tǒng)易于被應(yīng)用者接受,并使系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用進(jìn)入良性循環(huán)。?
    3.1.4 數(shù)據(jù)是GIS系統(tǒng)的基礎(chǔ)?
      GIS系統(tǒng)中基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括地理數(shù)據(jù)和電網(wǎng)數(shù)據(jù)兩部分,GIS功能的強(qiáng)弱取決于數(shù)據(jù)建設(shè)的水平。?
      (1) 電子地圖數(shù)據(jù)完整和準(zhǔn)確是一個(gè)重要基礎(chǔ)。電子地圖是GIS系統(tǒng)的基礎(chǔ),由于在城市信息化程度尚不是很高的情況下,市政測(cè)繪部門尚不能提供完整和實(shí)時(shí)的城市電子地圖,給GIS基礎(chǔ)平臺(tái)的實(shí)用化和推廣應(yīng)用帶來(lái)一定的困難。為彌補(bǔ)電子地圖的不足,可以采用地理圖編輯器,用手持GPS(衛(wèi)星定位)、CAD圖紙導(dǎo)入、1 m 的衛(wèi)星照片的導(dǎo)入等手段來(lái)解決地理圖更新的問(wèn)題。?
      (2) 電網(wǎng)數(shù)據(jù)工程的建設(shè)是難點(diǎn)。國(guó)內(nèi)許多GIS應(yīng)用系統(tǒng)失敗的原因很大程度上和數(shù)據(jù)工程有關(guān)。數(shù)據(jù)工程不但需要一定的資金投入,更需要強(qiáng)有力的領(lǐng)導(dǎo)去組織協(xié)調(diào),需要配套的系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)制度去保障,需要常年累月的堅(jiān)持下去,數(shù)據(jù)工程的成功,GIS系統(tǒng)的建設(shè)也就成功了一半。?
    3.2 實(shí)施效果
      常州供電公司配網(wǎng)管理GIS系統(tǒng)經(jīng)過(guò)3年的認(rèn)真建設(shè),已完成第一階段的工作,基本建成GIS系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺(tái),完成與調(diào)度SCADA、負(fù)荷管理等實(shí)時(shí)系統(tǒng)的接口工作,其中站所圖管理等功能已開始單軌使用,正在進(jìn)行第二階段專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)工作。 ?
      常州供電公司配網(wǎng)管理GIS系統(tǒng)涵蓋了城配電網(wǎng)管理的各個(gè)基礎(chǔ)環(huán)節(jié),系統(tǒng)主要功能覆蓋了供電公司的配電工區(qū)、營(yíng)銷部、信息中心等有關(guān)部門。該系統(tǒng)的實(shí)施改變了城市配電網(wǎng)管理手段,擺脫了傳統(tǒng)的管理模式,增強(qiáng)了系統(tǒng)的可視化程度,提高了工作效率和管理效率,并為不同部門之間的管理、信息交換提供了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。同時(shí)該系統(tǒng)利用GIS平臺(tái),設(shè)計(jì)了與各種應(yīng)用系統(tǒng)之間接口,提供了大量的標(biāo)準(zhǔn)DLL/COM接口,用戶可以通過(guò)接口規(guī)范方便地在系統(tǒng)中掛接應(yīng)用功能,為將來(lái)在GIS應(yīng)用平臺(tái)基礎(chǔ)上開發(fā)實(shí)施更廣泛的高級(jí)專業(yè)應(yīng)用軟件奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。系統(tǒng)充分利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和大型數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、運(yùn)行、控制的高效、規(guī)范化管理,為配電網(wǎng)生產(chǎn)管理提供了很好的技術(shù)手段,同時(shí)也為下一步應(yīng)用開發(fā)提供了一套開放的、標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)支持平臺(tái)。?

    4 結(jié)束語(yǔ)?

      隨著電力需求迅速增長(zhǎng),面對(duì)越來(lái)越先進(jìn)、復(fù)雜的配網(wǎng)設(shè)備、時(shí)刻變化的負(fù)荷信息、不斷變遷的城市道路和建筑,融地理圖形信息輔助下的智能化圖形管理及與配網(wǎng)圖形信息耦合的設(shè)備管理為一體的配網(wǎng)管理GIS系統(tǒng)必將得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

    5 參考文獻(xiàn)?

      [1] 陳述彭,魯學(xué)軍,周成虎?地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論?北京:科學(xué)出版社,1999??
      [2] 黃杏元,湯勤?地理信息系統(tǒng)?北京:高等教育出版社,1989??
      [3] 孫成寶,李廣譯?配電網(wǎng)實(shí)用技術(shù)?北京:中國(guó)電力出版社,1998

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