基于GIS的110KV变电站规划系统设计

贾武军

（陕煤集团榆林化学有限责任公司，陕西 榆林 719000）

1 GIS

20世纪60年代，加拿大地理信息系统（CGIS）的建立，标志着地理信息系统作为一门科学而诞生。地理信息系统（GIS）是这样一种空间信息系统，即在计算机软硬件系统支持下，具有对地球表面（包括大气层）空间中和地理分布有关的数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述等功能。此外，特别在中国，GIS定义中常常指明是在“计算机软硬件的支持下”。一般由以下几个部分构成：（1）计算机及硬件平台；（2）系统软件；（3）空间数据；（4）技术队伍；（5）GIS应用模型。目前，电力GIS的应用主要应用于输电、变电、配电三大专业，这些领悟应用开始建设时间较早，建设规模较大；其他专业，如营销、调度等GIS的应用最近一段时间也开始建设，建设数量相对较少。

2 变电站规划

变电站作为城市电网规划中必不可少的重要组成部分，它是输电系统和配电系统的会合点，是大部分输配电系统结构会发生根本改变的地方。

一直以来，世界各个国家的专家学者们对变电站规划做了不少的研究。但大概可以分为两个类型：一是电力系统规划人员根据自己工作经验预先给出变电站的所有可能的位置，再根据一些优化算法从诸多可能的位置确定出比较良好的结果。二是电力系统规划人员根据自己的工作经验与常识，提出变电站的数学模型。进而依据合适的算法自动寻找最优的变电站位置。本文采用第二种方法。变电站选址从GIS数据库读取任意负荷点的坐标以及其他特征。根据各负荷点的经纬度坐标，通过编程实现变电站的选址，并保存于GIS数据库所有结果均在开发平台显示。

变电站进行规划时，需要求出负荷点负荷中心。本文认为该重心就是该区域规划的变电站的站址。解法如下：

其中：x、y为负荷中心的经纬度坐标；

XiYi为第i个负荷点的经纬度坐标；

Wi为第i个负荷点的负荷值；

n为负荷点的个数。

3 地图控件的选择

地图API是一种通过JavaScript将地图嵌入到网页的API。该API提供了大量实用工具用以处理地图，并通过各种服务向地图添加内容，从而使您能够在网站上创建功能齐全的地图应用程序。

本次设计的GIS系统，主要是基于地图API的二次开发，对此变电站GIS选择百度地图开发平台，进行二次开发。应用程序开发工具选择Delphi。

本次设计我们选择百度地图API。百度地图API的优势：（1）地图功能方面：在对比地图API的产品功能前第一要了解地图显示功能的状况。从此看来，百度地图的卫图和3D图完全能满足本次开发的需求，而在地图的基础操作、覆盖物、图层以及地图服务方面，百度地图有很强大而且完整的API调用功能；（2）收费情况：百度地图API是免费的，而且没有访问限制，无需事先申请key，只有当您引用地图API文件时，需要使用自己申请的API密钥；（3）产品使用及学习费用：使用任何编程工具都需要一个熟悉和学习的过程，百度无需事先申请key，且各方面的资料也比较完整，网站操作都相当简单。网上有很多教程可供下载和使用；地图的迁移方面：百度地图终端上都有很方便的迁移工具，而在移动终端方面，百度也都可以在Android和IOS上进行新旧平台的成功过渡。优秀的迁移工具无疑可以大大降低运营商新平台迁移的运营成本，同时让工作效率事半功倍。

4 构建数据库

基于GIS的110KV变电站系统规划开发需要选择实用的地图API进行二次开发。本次选择的数据库是由微软发布的Microsoft Office Access2010。Microsoft Office Access可以在一个数据表格中嵌入位图、声音、Excel表格、Word文档，还可以建立动态的数据库报表和窗体等。利用数据库访问界面对象生成HTML文件，轻松创建Internet的应用。

5 变电站规划系统开发

5.1 基本功能分析

本次设计是在Windows 7操作系统下，选用Delphi XE5、javascript语言和百度地图进行变电站的规划。其主要功能如下：

自定义图层绘图、获取坐标、连接数据库、定址。

5.2 功能的实现

通过对百度地图API的二次开发，添加所需的功能函数，设计对应的菜单选项，可以实现本次GIS开发的基本功能。

5.2.1 自定义图层绘制工具

GIS绘制功能介绍：选定菜单上的按钮即可实现GIS的基本功能，本次设计以110KV变电站为例使用绘图功能模拟绘制，绘制结果如图1所示。

图1 绘制负荷点

5.2.2 数据写入

功能介绍：在所描绘的负荷点上进行负荷值的输入，并提交保存至数据库。（图2）

图2 数据写入

5.2.3 求解变电站位置1）功能介绍

在本次设计中，负荷中心为变电站位置。（图3）

图3 变电站显示

（2）程序及注释