基于GIS电力生产管理系统的设计研究

张理

摘 要 电力生产是我国建设生产以及人民生活安稳的重要保障。本文将以GIS为重点，从设计思路与具体构建两方面对其在电力生产管理系统的设计研究工作中所涉及的相关内容进行详细阐述，希望能够为从事相关工作的人员提供一些工作思路，仅供参考。

关键词 GIS;电力生产;管理系统

引言

电力生产的具体过程涉及设备数据、用户数据等诸多极为庞大的数据量，且此类数据大多会贯穿于电力生产的发电、输电等任何环节。因此为保障电力生产安全与持续发展，可建立起一套生产管理系统，并将地理信息引入到该系统中，用于对生产活动与数据进行管理。

1GIS电力生产管理系统设计思路

由于我国地形地貌复杂，使得电网建设与电力生产后输送的难度较大，所以急需一套能够将地面地理信息与电网管线信息综合到一处的管理系统，用以降低电力生产与输送难度。基于此，以GIS为基础的电力生产管理系统应运而生，该系统以上述内容为设计目标，利用地理信息技术与互联网技术相结合的形式完成对地理信息的可视化转换，主要管理模块包括变电站管理、配电设备管理、线路台账管理等，力求数据资源丰富、功能高级、操作简便，以符合我国现代化电网的科学、规范等建设要求。

具体而言，为保障该系统能够达到更加完美的使用效果，其主要功能应当具备以下四个方面：第一是要具备完善的地图操作功能，能够使操作人员通过该系统的操作端实现对目标区域的地图影像管理，包括地图放大与缩小、局部显示与整体预览等，以此进行电力生产与输送的线路测算与定位，并能够帮助操作者利用相关符号对网络地图进行标注，实现对地图的灵活使用;第二是要具备对电力设施的信息收集与处理功能，该系统内要包含多个子系统，且各子系统之间要能够按照标准格式实现信息的实时互通与共享，使数据的即时性与准确性得以保障，并对所收集信息按照相关标准进行一系列自动化处理，如设备故障信息自动分类、统计与关联等，为电力生产企业的相关工作提供一定数据支持;第三是要具备地图数据与属性数据的交互操作功能，即操作人员能够通过台账资料实现对数据地图的快速定位，同时通过地图上某点的信息搜索可快速收集相关台账资料，使工作人员的日常工作效率得以大大提升;第四是要具备快速汇总功能，通过此功能应能够实现对各线路以及其他特定区域内的设备情况进行快速汇总，方便工作人员实时了解各线路与区域内电力生产设备的工作状态，以便在设备出现故障时及时处理，降低故障损失[1]。

2GIS电力生产管理系统的具体构建与设计

2.1 系统构建

在确定好基于GIS电力生产管理系统的设计思路后，应当按照此思路下对系统功能做出的相关要求实现系统构建。具体而言，此工作应当从以下几方面着手进行。

首先是进行网络设备部署，即对管理系统的硬件要求进行筹备，具体方法为在办公地点的各房间内铺设网络传输线路，安装信息插座，每个房间形成一个或多个站点，各科室数据信息由局信息中心的服务器统一管理，同时局域网建设要依托服务器，将服务器作为数据存储、管理核心，各个科室的电脑均为数据操作的终端，网络数据传输通过超5类网线来实现，另外在各个楼层各安装一台交换机，并将交换机作为服务器和楼层各个电脑节点的中继站。

其次是要进行软件内容规划，在此项工作中一方面要进行GIS软件平台的比较与选择，目前市面是应用较为广泛的GIS软件平台包括MapInfo、MapGIS、ArcGIS、InterGraph等等，各平台各有优劣，因此电力生产企业应当按照自身需求对各平台进行需求对比，力求选出最合适自身的GIS软件平台，且在挑选过程中要注意以下几个要点，如由于管理系统需要实时运行，所以要注重系统稳定性与可靠性;由于电力部门工作节点多且分散，所以要求平台内能够实现数据统一与共享;由于我国电网改造更新频繁，所以平台要具备强大的二次开发能力等。另一方面也要进行软件结构确定，为照顾到软件平台服务项目的全面性，软件结构应当包括以下五大模块，即系统管理、基础图形操作、数据采集、空间查询与台账查询统计，且要求各模块间分工明确且能够互相联结，实现系统功能联动[2]。此外还要明确软件系统的相关要求，确保在国家与行业的标准要求下进行系统构建，如电力行业标准、可靠性原则、以地理信息为核心以及遵循网络安全等。

最后则要进行系统构建研发流程的具体开展，此过程应当分为以下五个阶段，一是前期调研阶段，由于电力生产管理系统对电力生产企业而言是一项重大开发项目，所以务必要做好前期调研工作，对文章上述内容的具体实现路径进行市场调查分析，并聘请计算机与电力部门的专家数名进行共同研讨，以便在可行性论证的基础上形成初步分析报告并进行具体立项研发;二是系统分析阶段，在前期调研阶段完成后，应当由调研组对调研成果以及用户需求进行具体分析，结合国内外最新管理系统相关信息提出可行性技术路线，于计算机中进行原型演示，一切准备无误后提交电业局各部门对功能模型进行严谨审核，并给予一定补充与完善，直至形成最终方案;三是详细设计与编码阶段，由于上述两阶段只是对管理系统模型的理论构想，所以在实际建设过程中还要进行具体建设难题的实际解决，针对此类问题可再次联合调研组与电业专家，经过对编码的反复论证，通过最终系统设计;四是数据的采集与整理阶段，此二者为顺承关系，其中前者需要组织专人对GPS电杆、变压器数据等内容进行实地采集，而后者则要对所采集信息进行导入、剔除、建立拓扑关系等处理，并形成特定比例的地形图若干;五是系统测试与演示阶段，此阶段是对系统的最终考验，需要对各功能进行单元模块测试、系统集成测试和系统总体测试三级测试，并根据结果提出完善修改意见，直至系统达到使用标准。

2.2 系统设计内容

（1）功能实现设计

为保障系统设计思路中所要求的各项功能能够顺利实现，应当通过以下几部分工作内容实现地理图形与台账数据的统一、实时数据和静态数据的连接以及设备设施分布图和一次接线图的共存，以此提升电力生产管理系统的工作效率。具体而言，依照系统构建时所确定的五大模块，系统功能的实现设计共分为六部分：第一是系统设置，即对用户管理和权限进行设置，提升管理系统安全性与电力生产安全性，方法为在账号中设置用户操作权限，用户可通过账户密码、刷卡等形式实现账户登录与退出，并在系统中进行权限内的相关操作;第二是数据采集，实时读取电网电量数据并保存，形成历史记录，可在需要时进行输出、打印，并将其显示在GIS系统背景图内，方便电力人员能够远程了解电力生产状态，提升管理便捷度;第三是基础图形管理，管理内容包括图形的缩放、漫游、高亮、测量等内容，并对不同电压等级的线路实现异色标识，清晰展现线路关系;第四是查询统计，包括对输电、变电、配电网络资源比如输电线路、电缆、杆塔、负荷开关、断路器、熔断器等设备的各种查询、台账统计，以及在地理位置接线图上，对电力设施的定位查询;第五是数据更新维护包括对设备属性数据和图形数据的编辑、录入，以及地理接线图的编辑等;第六是故障报警，以预先设定的各种报警定限值为基础，对电力生产系统进行设备运行状态检测，一旦参数值超过定限值则立即发出警报，方便管理人员在第一时间内掌握故障设备的相关信息并进行针对性维修，避免损失扩大化[3]。

（2）数据库设计

数据库是一系列具有相关性的数据的集合，即数据库中所存储的数据并非孤立存在，而是相互之间均存在着某种关联。目前在我国现有的GIS电力生产管理系统中应用较为广泛的数据库分为两种，空间数据库与属性数据库。就空间数据库而言，一般以Postgre SQL为基础实现数据库的海量存储需求，并以配电空间数据库为基础，该数据库遵循国家相关GIS规范与电力标准，具有地形数据库、地名数据库、数字栅格地图数据库、数字正射影响数据库、数字高程模型五部分，主要用于采集与记录不同类型的数据信息，为后续其他电力生产管理工作提供基础性帮助。就属性数据库而言，则是通过GIS技术实现空间数据发布功能，能够帮助该系统实现图文一体化，即如上文所述从地图内查看线路相关情况，极大提高电力设备模型布设效率，此数据库大致可分为三部分，分别是以加强配电网管理质量为目的的配电业务数据库、保存配电管理台账数据为目的且包含变电站数据库、配电台账数据库等多种子数据库在内的台账数据库以及辅助数据库信息录入与输出的表结构。

3结束语

总而言之，基于GIS的电力生产管理系统涉及计算机、网络、地理信息等诸多内容在电力生产活动中的具体应用，内容较为繁杂，而通过对该系统的设计思路与具体构建等内容进行系统梳理，则能够给予我国部分处于初步发展阶段的电力生产企业一定技术性帮助，促进我国电力行业整体发展。

参考文献

[1] 朱鵬.基于IEC-CIM标准地电力安全生产管理系统设计与实现[J].科技创新与应用，2019（8）：82-83.

[2] 张培华.基于工作流技术的电力生产管理系统的设计与实现策略[J].中国新技术新产品，2019（19）：126-127.

[3] 刘伟.电力生产管理系统的设计与实现[J].城市建设理论研究（电子版），2017（28）：90.