配电网络GIS系统研究

段海凤，李建辉，李建明

辉县市电业局，河南新乡 453600

0 引言

随着城网改造的不断深入，配电网络正由树枝型向着三分段三联络网络过渡，这对于提高供电可靠性打下了坚实的基础。然而，开关增多、倒闸频繁、线路重组，仅靠简易的图版调度指挥生产，极易引起不安全现象的发生。因此建立一个具有地理信息的数字化电网，为电网运行管理提供一种基于空间信息的计算机管理的现代化手段，已大势所趋。

系统应充分整合现有多种配电专业相关系统信息孤岛，通过地理信息系统直观、方便、快捷的表现形式，全面掌握电网分布情况、了解电网运行数据、分析设备运行数据、挖掘配电专业历史信息数据，使配电GIS系统成为配电专业信息化管理中的综合管理平台。

1 功能背景

数字化、信息化管理是现代管理的大趋势，电力企业也必然向着数字化、信息化的方向发展。近年来，电力系统的决策者们高瞻远瞩，在深入发展调度SCADA（数据监控和获取系统）、用电营销系统、生产MIS（管理信息系统）、CIS（客户信息系统）及ERP等现代化管理手段的同时，大力开展了以光纤通信技术为基础的电力综合通信网的建设，为电力企业海量的数据信息的传输和交换奠定了技术和物质基础。空间数据是电力企业任何应用的核心，在这个核心的基础上，能够方便地搭建新的应用、能够完美地集成和发展既有的应用。因此，引入了GIS技术的“数字电力”(DPS) 便是在这样的背景下引入的一种先进的科学管理方法，它能很好地适应电力系统纷繁复杂的特点，为电力企业生产和营运管理提供一种高效的、先进的管理手段。空间信息作为信息系统的重要组成部分，在电力行业的应用由来已久，随着电力企业对信息技术新的要求的出现，对空间信息的应用也提出了新的要求，比如：海量数据的存储、系统的可伸缩性、系统的开放性、多用户的并发访问、INTERNET 解决方案等。空间数据的应用应该在日新月异的IT 技术中采取积极借鉴、充分融合的方式以满足用户对这一应用的新的要求。

2 术语

GIS：地理信息系统（Geographical Information System）是一种采集、处理、传输、存储、管理、查询检索、分析、表达和应用地理信息的计算机系统，是分析、处理和挖掘海量地理数据的通用技术。GIS技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起。这种能力使 GIS与其他信息系统相区别，从而使其在广泛的公众和个人企事业单位中解释事件、预测结果、规划战略等中具有实用价值。

WEBGIS：GIS技术和Internet技术的融合，形成的技术，称之为WebGIS。

ARCSDE：ESRI的超大型空间数据库管理器——空间数据库引擎SDE，SDE可看成是一个连续的空间数据库模型，借助这一模型，我们可将空间数据加入到关系数据库管理系统（RDBMS）中去。

B/S方式：通过浏览器的方式直接使用系统，客户端无须安装客户端软件。

C/S方式：服务器与客户端方式，在用户客户端需安装客户端软件。

图层：电子地图与电力设备经过点、线、面划分与属性类型分类后，形成的具有同一属性标准具有点、线、面三种图形性质的独立电子地图。

3 系统运行环境

3.1 网络环境

配电GIS系统主干网是设计面向对象为企业内部网络环境，图形服务器与设备属性服务器对外1 000MB网络接口，配电GIS系统客户端与服务器间的网络带宽为100MB到终端，达到本系统的最低设计运行要求。

3.2 硬件配置与开发

系统硬件应包含图形数据服务器、数据库服务器（含SAN存储接口卡)；CS客户端；BS客户端；前置机（与SCADA系统连接）。GIS平台、客户端软件开发应采用开放性良好、易维护，保证安全性的开发平台 ；WebGIS发布应易兼容。数据库系统和GIS系统在服务器端使用了Oracle8.17和ArcSDE8.3，都支持主流操作系统平台，如：SUN/Solaris, IBM/AIX， Windows NT/Intel等平台。系统与用户交互采用C/S和B/S两种方式。

4 软件功能描述

根据一般电力公司现有系统情况和网络情况，系统应设计为C/S结构与B/S结构相结合的形式。其中涉及图形编辑、统计、分析、设备台帐维护、接口数据对应关系的维护等模块以C/S方式实现；各种图形查询、数据查询等模块以基于浏览器的B/S方式实现。

系统应采用独立地理信息系统开发平台（如ARCGIS9.0），利用其空间数据引擎和提供的ARCOBJECTS开发组件，构建的一个快速的、网络的、共享的、拥有丰富功能的一个GIS系统。系统设计目标是要建设一个配电网管理的平台，在这个平台上将供电区域内的10kV线路、配电变压器、小区配电室、开关、杆塔、开闭所、T接箱等设备信息直观展现，同时整合配电专业多种信息孤岛,通过地理信息系统的表现方式最大程度上共享数据资源，进一步实现配网自动化。

系统应基于供电生产管理系统数据源，读取供电生产MIS系统的设备数据，使设备属性数据与空间数据关联，对设备进行综合管理。系统同时连接用电营销信息系统数据源，相关用户信息、电量信息、电费信息在视图中获取。系统接收调度SCADA系统数据，接收SCADA系统实时数据报文，历史数据通过关联SCADA系统对外开放的Web程序进行查询，系统对历史数据不做处理。

系统应在信息中心设立一个图形服务器，存储所有供电局的基础地物、电力设备图形数据，各供电局可以根据使用权限对电力设备数据维护和地理背景图形数据进行更新，将此图形数据通过WebGIS发布到WEB站点，供用户查询浏览。

系统功能按专业划分为5个部分，基本功能业务，生产、营销、调度、客服。所有的功能都能通过授权来分配，授权不受专业限制，可以任意分组。

5 结论

发达国家基本朝向实现数字化电力管理方向发展，基本图形操作、设备编辑方面都是GIS的基础功能，在图形分析方面也比较领先。国内电网设备数字化、智能化在蓬勃发展，但与国外的电力管理理念、方式还有一定的差异。随着中国城镇化的加速，作为供电可靠性强力支撑的配网系统，GIS的发展与规划必将是下一步电力建设的重要发展方向。

[1]江智伟主编.变电站自动化及其新技术[M].中国电力出版社，2006.

[2]李建明，郭红云，牛保臣.自动化控制系统无线网络构建设计[J].科技传播，2011.

[3]李建明，勾启东，李军.解决变电站RS485网络不稳定的基于ARM7RS485HUB集线器的研究[J].科技信息，2010.