主管单位:中国电力企业联合会
主办单位:中国电力教育协会
国际标准刊号:ISSN 1007-0079
国内统一刊号:CN 11-3776/G4
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GIS在电力企业的发展和应用
【摘要】随着经济的发展,我国电力需求迅速增长,电力信息化建设也加快了脚步,地理信息系统GIS在电力企业的广泛应用是电力信息化的必由之路。本文简要的介绍了GIS和电力GIS的发展和应用现状,相应的详细分析了目前电力企业构建系统的GIS平台应用情况,最后叙述了电力GIS现在功能应用和将来与各业务系统的联系,为当前广泛开展的电力信息化相关领域的研究提供实用的参考。 地理信息系统(GIS)是集计算机科学、地理学、测绘学、环境科学、经济学、空间科学、信息和管理科学于一体的一门跨学科的新兴边缘学科,它以地理空间数据库为基础,在计算机硬、软件环境支持下,对空间数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示,适时提供空间和动态的地理信息[1]。GIS由于其强大的数据分析和空间分析功能,已被应用于电力系统中与空间信息密切相关的各个方面。本文介绍GIS和电力GIS的发展应用现状,分析目前应用的GIS平台,指出电力GIS的主要功能,最后分析GIS系统与其他重要信息系统的联系,为当前的电力信息化相关领域的建设提供重要的参考和的必要的思路。
1 GIS的发展和现状电力职称论文发表
GIS系统技术是20世纪60年代起源于北美的一门分析和处理海量地理数据信息的新兴学科。1965年GarrisonWL第一个提出“地理信息系统”这一术语。1971年投入运行的加拿大地理信息系统(CGIS)被认为是国际上最早建立的较为完善的大型实用地理信息系统。70年代,地理信息系统的研制开发工作在世界各地很多领域不同程度的开展起来,涉及有土地资源环境、地质、农林业、气象等。到了80年代,地理信息系统在国土资源调查、市政
建设和管理、水资源管理等方面取得了显著成绩。进入到九十年代后,GIS系统已经成为现代化建设和发展不可或缺的技术和手段,在很多行业的管理和决策上发挥着重要的作用。我国地理信息系统发展是从20世纪80年代研究资源与环境信息开始的,在90年代后进入到快速发展阶段[2]~[5]。
2 GIS在电力企业的发展和现状电力职称论文发表
由于GIS系统可以生动、形象地反映供电系统的设备和运行情况,因此GIS系统在供电部门的应用越来越广泛。但是由于GIS系统比较擅长空间信GIS在电力企业的发展和应用息的处理,而供电部门更关注的是在一定位置显示支持下有关设备、台帐信息,因此根据电力系统的运行特点和要求,建立具有空间位置和属性信息的电力GIS系统,并能和其他供电模块有效的联合起来,对现在供电行业是非常有必要和帮助的。电力职称论文发表
传统的电力GIS的特点是电网设备以图形符号的形式被标注在电子地图上,设备属性信息被存在数据库中,图形与属性信息间建立了一一对应的映射关系如图1所示,可以做到互相点击查询和简单的分析功能。电力职称论文发表
但是在地理图上的各种查询、分析功能无法在接线图、系统图上操作。因此九十年代电力AM/FM/GIS系统的出现使得电力GIS真正进入电力生产环节,并引起了电力生产经营业务的革命性变化,其中FM实现了传统电力GIS系统的全部功能,AM实现自动映射,它是整个自动绘图与设备管理技术的支撑核心。自动映射的主要内容包括设备空间到地理空间映射、地理空间到拓扑空间映射、拓扑空间到电物理空间映射,其模型表示如图2所示。
很多电网公司、供电企业都不同程度地基于GIS平台建设,电力GIS的应用越来越广泛。由于电力系统的复杂、庞大,电力GIS应采用的最佳网络模式是:B/S和C/S相结合的网络模式。在该模式下,电力GIS应能提供各种电力应用服务,为电力应用的实施和执行提供功能强大的、开放式的基础平台以及运行在该平台上的多个相对独立的电力应用子系统。而且,GIS平台的选择和应用越来越灵活和广泛,以下详细的阐述一下现行GIS平台的应用情况。
现在我国各网省电力公司中实际应用的GIS平台多达10多个,ArcGIS平台为主导平台,使用率占35%,MapInfo次之,占17%,SmallWord占7%,还有其他的如国外的InterGraph公司的GeoMedia和国产的深圳雅都GROW。电力职称论文发表
1)ArcGIS是ESRI公司ArcInfo的后续产品。ArcGIS系列产品是目前功能最全面最强大的GIS产品,尤其在拓扑关系处理和分析方面有优势,同时也是目前唯一支持全系列操作系统的GIS厂商,所具有的空间数据引擎成功解决了大型数据库、多用户共享、快速响应的技术难题,但是此系统庞大,对设备要求高,价格昂贵。目前应用的电力公司有东北电网公司、华北电网高压输变电、上海市电力公司等.电力职称论文发表
2)MapInfo公司的MapInfo产品具有较强的地图显示功能和数据查询分析功能,允许VC++、Delphi等开发语言调用,对配置要求不高,功能比较弱,定位是低端市场,但价格相对便宜,易学易用,目前应用于电力公司的个别小系统。
3)Smallworld网络分析功能非常强大,设常符合电力网络模型,所以被电力系统广泛但是价格过于昂贵,二次开发也不符合COCORBA的组件开发标准。目前应用的电力公
浙江省电力公司、湖北省电力公司等。
4)Intergraph是GIS市场占有第二的公司,GeoMedia采用先进的数据库管理方式,不需中间件就可以对Oracle、Access直接进行数据读取,有强大的二次开发环境和强大的信息发布功能,但是只能运行在Windows系列平台上。目前应用的电力公司有河南省电力公司、吉林省输变电系统、江西省输电系统等。
5)深圳雅都GROW操作的实时性、运行的高速性、系统的扩展性较好,电网模型优异,分布式协调工作,但是没有提供组建开发方式,不符合GIS的发展方向。目前应用的电力公司有北京电力公司、新疆省电力公司、深圳供电公司等。电力职称论文发表
4电力GIS的功能应用
1)基础图元编辑,对电网内部各类对象的图元进行编辑整理。
2)图形管理。
(1)图形支持。系统中有大量必需的图形资源,如地理结线图、厂站一次结线图等。
(2)图形浏览显示。如缩放、漫游、全屏显示、鹰眼浏览、自动移动等。
(3)图形编辑维护。设备属性和图形同步或异步复制、粘贴;设备创建、移动、删除等功能。
(4)图形查询统计。对图形的空间属性、拓扑结构和设备名称等信息进行模糊、综合、和属性与图形双向的查询统计。
(5)图形控制。对图形视图、图层等进行控制。
(6)图形输入输出。图形输入输出存储为各种格式文件并打印输出。
3)查询统计。依据设备属性、关系等不同方式的单一和组合形式进行相关信息的查询统计。
4)网络拓扑分析。通过拓扑分析寻找结果。GIS的配电网拓扑结构对于检修、故障隔离和恢复、开关操作、潮流分析和负荷转移等功能的实施将起很大的作用。
5)污区管理。寻找显示污染区域,保存污区图;对盐密度分布信息进行编辑。
6)雷击管理。显示雷击分布情况信息,并能查询和输出结果。
7)高级功能。电网规划、最优化停电隔离点决策、负荷预测等高级应用。
现阶段图形管理的基本模块在技术上已经比较成熟,但是在绘制图形的可视化和操作方便性上还有待提高,尤其是现有的自动制图的可用性不高,还不能完全满足基层操作人员的需要。其次,网络拓扑分析的可靠性有待完善,由于其可以大大提高电力生产的效率和质量,因此拓扑分析功能应该放在电力GIS的重点实用研究方向上面。再次,高级功能的部分功能技术上已经成熟,但是执行力上面还有待加强5电力GIS在电力企业发展的方向电力系统是一个结构复杂、覆盖面广、地域分布广阔的网络系统,电力企业的各种管理和运行部门也相对独立和分散,当前,全国电力信息化如火如荼的开展起来,GIS平台的应用更加广泛,随着电力GIS的不断发展,它将与供电行业的各部门、各系统有更密切的联系。
1)与调度运行系统的联系地理信息系统向调度生产管理系统提供调度需要的地理图形背景信息、离线的图形信息、配电设备参数信息;地理信息系统从调度生产管理系统中获取电网实时运行信息,如电压、电流、功率因数等、开关状态信息、馈线和配变的运行状态等。
2)与输、配、变系统的联系地理信息系统为现场工作管理操作提供所需图形以及地图资源和GIS数据,如工作现场一次接线图、电气运行图和设备台帐等信息。
3)与安全监督系统的联系地理信息系统为安全监督管理系统提供雷击分布图,以及雷击后各个时期的故障设备分布图,进入安全监督管理记录。
4)与营销、财务系统的联系地理信息系统中建立图形和设备的关联,与设备资产管理相互集成,并定期更新。
6结束语电力职称论文发表
综上所述,随着国家电网公司电力信息化的继续推进,GIS在我国电力部门的发展将会更加迅速,在电力生产中将发挥越来越重要的作用。
参考文献
[1]邬伦等.地理信息系统教程[M].北京:北京大学出版社,1994.
[2]Terrell T J.Building a Geographic Information System.IEEE Computer Applications in Power,1991,(7):50~54.
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