桂林理工大学电力GIS的现状及前景分析大地测量学与测量工程戴鑫212011229电力GIS的现状及前景分析-—桂林理工大学--建筑与土木学院---大地测量学与测量工程—戴鑫—212011229---摘要：随着计算机技术的飞速发展、空间技术的日新月异及计算机图形学理论的日渐完善,GIS(Geographic Information System）技术也日趋成熟,并且逐渐被人们所认识和接受。

近年来,GIS被世界各国普遍重视,尤其是“数字地球”概念的提出,使其核心技术GIS更为各国政府所关注。

目前,以管理空间数据见长的GIS已经在全球变化与监测、军事、资源管理、城市规划、土地管理、环境研究、农作物估产、灾害预测、交通管理、矿产资源评价、文物保护、湿地制图以及政府部门等许多领域发挥着越来越重要的作用。

而地理信息系统GIS （geographic information system）在电力系统中的应用虽然刚刚起步,但是在电力生产和管理上已经发挥了重要作用,本文分析了GIS 在电力行业的应用现状、存在问题,并对电力GIS 的未来发展进行了展望。

关键字：GIS 信息化配网规划电力系统向高度信息化、自动化的方向发展,电网规模的日益扩大,需要管理庞大的电力设备设施数据、用户数据、规划数据等。

而科学的决策在某种程度上依赖于决策者所掌握的信息量的大小。

发电变电、输电系统均是包含大量信息的复杂系统。

而GIS 可以最大限度地将有关信息集成起来,从而为电力系统决策人员提供一个多元化的决策依据。

电网互联技术的发展,导致电力系统地域的扩大,在规划选址、经济运行中涉及诸多关联因素,如资源、人口、经济发展、社会活动等,它们都与地理系统有关,将地理信息作为电力系统管理的主线,能够形象地描述系统,有效地组织数据信息。

电力GIS是将电力企业的电力设备、变电站、输配电网络、电力用户与电力负荷和生产及管理等核心业务连接形成电力信息化的生产管理的综合信息系统。

它提供的电力设备设施信息、电网运行状态信息、电力技术信息、生产管理信息、电力市场信息与山川、河流、地势、城镇、公路街道、楼群,以及气象、水文、地质、资源等自然环境信息集中于统一系统中。

通过GIS可查询有关数据、图片、图象、地图、技术资料、管理知识等。

一、GIS特点1、开放性具有开放式环境及很强的可扩充性和可连接性。

GIS技术支持多种数据库管理系统,如ORACLE、SYBASE、SQLSERVER等大型数据库；运行多种编程语言和开发工具；支持各类操作系统平台；为各应用系统,如SCADA、EMS、CRM、ERP、MIS、OA等提供标准化接口；可嵌入非专用编程环境。

2、先进性GIS平台采用与世界同步的计算机图形技术、数据库技术、网络技术以及地理信息处理技术。

系统设计采用目前最新技术,支持远程数据和图纸查询,利用系统提供的强大图表输出功能,可以直接打印地图、统计报表、各类数据等。

可分层控制图纸、无级缩放、支持漫游、直接选择定位等功能。

系统具备完善的测量工具,现场勘查数据,线路杆塔等设备的初步设计,并可直接进行线路设备迁移与相关计算等,实现线路辅助设计与设备档案修改。

具有线路的方位或区域分析判断功能,为用户提供可靠的辅助决策,综合统计分析,为管理决策人员提供依据。

特别是把可视化技术和移动办公技术纳入GIS系统的总体设计范围。

地图精度高,省级地图的比例尺达到1：10000或1：5000,市级地图比例尺达到1：1000或1：500,地图能分层显示山川、水系、道路、建筑物、行政区域等。

3、发展性具有很强的可扩充性和可连接性。

在应用开发过程中,考虑系统成功后进一步发展,包括维护性扩展功能和与其它应用系统的街接与整合的方便。

开发工具一般采用J2EE、XML等。

二、电力GIS特点电力GIS除具备GIS的基本特点外还具备如下特点：1、电力系统运行参数实时性及信息的动态变化性,需要对瞬间信息及时收集、处理和分析。

电力GIS对数据处理、存储容量和传输速度均有较高的要求。

2、电网的多属性数据要求GIS具备足够的稳定性和可靠性。

根据电力行业技术标准及电力企业业务需求,系统具有良好的可维护性。

电力GIS能够实现数据的一次输入和多次输出,以保证数据的一致性操作,实现数据的统一管理和多层保护等,构建高可靠性和高准确性的业务系统。

3、电力系统是一个庞大复杂系统,电力网的广域性和电力设施的分散性及设备的多样性,实时信息量大,系统接口复杂,信息的覆盖面广,电网的各种电压等级及多用户连接等需要GIS具备拓扑分析和转换能力。

4、电力GIS的单机工作站方式已经落后,且不适合电力企业信息系统实际需要。

电力行业目前应用的GIS平台安装在局域网环境下,在网络的应用和开发上整合信息,实现资源共享。

5、电力GIS具备安全保护的特点,电网设备的高精确度测量的经纬度坐标数据是国家基础信息资源,是国家安全的信息。

三、电力GIS 的现状分析1、应用现状国外电力GIS 应用的发展经历了“CAD+数据库”阶段、“传统GIS应用”阶段,90 年代初期,进入“AM/FM/GIS应用”阶段。

建立“数字电网”及“协同工作环境”为特征的电力GIS 系统,已成为发达国家电力企业,为增强自身竞争能力（降低生产成本、提高服务水平）而进行生产经营“业务流程重组”工作、提高电网运行科学管理水平的必不可少的工具。

国内现处于AM/FM/GIS 应用的初期,AM/FM是PUI领域的信息化专用技术,成为供配电系统各种自动化的基础。

GIS的特点在于以地理信息为背景,将图形和数据库相结合来描述和管理各种电力设备的参数属性以及电网内的运行控制信息。

在离线方面,AM/FM/GIS的主要应用有设备管理系统、用电管理系统、规划设计系统；而在线应用上,AM/FM/GIS 主要和SCADA 的系统结合,互相交换运行数据和图形数据为调度员提供准确的电网地理信息；另外还可以作DMS 的投诉电话热线系统,快速、准确地根据用户的故障投诉电话判断发生故障的地点、抢修队伍目前所处位置、及时派出抢修人员,缩短停电时间。

目前,用于电力行业的GIS 软件主要是ESRI 系列产品、Mapinfo系列产品、Smallworld、SICAD以及国内的Grow等。

2、存在问题数据结构的局限性通用GIS 平台软件考虑到海量多边形数据之间的求交,以及多边形属性叠加、赋值等问题（实现Overlay 功能的基本操作）,所以在核心数据结构上采用了强化技术策略,而在电网GIS 应用中,不存在对大量多边形进行求交操作的需求,因而通用GIS 平台软件的拓扑结构分析功能需改进。

GIS基础平台的选择问题电力GIS 应用是直接融入现代电力生产经营活动之中的,全新的生产经营信息数字化的管理工具,从应用的角度上,从底层的软件平台结构到高级实用功能,都会因实际的电网生产运行及经营管理方式的不同有较大的差别。

目前,商用GIS 平台不是缺乏网络高级分析就是投入的资金太多,不能满足实际应用的需要。

电力企业选择GIS 平台时,要考虑实现设备设施的管理,还要能够实现电网网络的高级分析,同时还要考虑电力部门用户多,资金配置、开发工作量问题,真正做到电力GIS的实用化。

缺乏电力GIS 的标准和应用规范电力GIS 的应用需求推动市场迅速发展,而相应的技术标准和应用规范制定未能及时完成。

这种“市场发展超前。

技术标准滞后”,阻碍了电力GIS的应用推广。

电力GIS 的标准化可以分两个层次理解,一是狭义的标准化,其内容包括数据、数据交换、数据库转换、图形、软件等方面的标准,即主要包括空间数据标准和信息技术标准两个方面。

二是广义的标准化,内容更加广泛,包括算法、行业标准等方面的内容。

主要可以分为四类：应用标准、数据标准、信息技术标准和行业标准。

应用标准有利于节省费用,提高效率和方便应用,而且可以大大提高电力GIS 系统的可移值性、可操作性、可伸缩性。

四、电力GIS功能1、面向对象的数据建模,具有建模规则库、电网图的编辑及输出工具。

电力GIS平台包括基本构件层、系统环境层、数据库连接层、图形与数据接口工具层、应用系统层等。

分层建立各种数据模型,并建立各层的连接关系。

建立地理层信息与设备信息的拓扑和映射关系。

电力GIS支持多空间同屏显示和多空间关联建模、多空间索引。

2、支持多种图形处理与管理,实现数据的多层映射,多维空间映射,提供完整、准确的地图信息、高精度图片、准确的技术参数,标尺准确,高精确度杆塔位置,按用户需要自动生成专用地图。

3、数据搜索快捷、线路图表查询准确和统计功能齐全。

电力GIS实现电网数字化描述,其目的是能对电网实现快速查询,及时掌握电网运行状态,快速诊断电网故障,提高处理事故能力,保证电网运行质量以及提高用户服务质量。

GIS可对图形数据、可执行图形和属性数据的嵌套操作与映射查询关系运算；根据电力系统提供的配电设备的图形、属性信息与地理位置、地形数据、环境数据、线路走向数据、线路设备历史档案和即时信息,对线路设计方案、施工方案、抢修和停电措施提供决策依据及辅助决策。

4、电力GIS能够实现与电网调度自动化系统、电力用户关系管理系统、电力营销系统、电力市场管理系统等应用系统共享相关信息。

支持多种管理应用系统的连接,其中包括与企业的MIS系统融为一体。

GIS系统中的设备管理对其生命周期衽全过程跟踪,包括对设备信息的查询、属性数据的修改、设备的维修信息管理等。

5、电力GIS对信息库进行安全保护,制定管理与使用的安全保密措施和机制,包括内外网络的隔离、重要电力设施电子地图和设备信息数据库的保护等。

安全措施在系统总体设计与建设中充分考虑,并严格实施,对应用系统的数据实现多层安全保护,设置用户权限以保证系统资源共享下的安全,使系统能在可靠安全的环境下运行。

五、电力GIS的实际应用近几年,电力系统相继开发建设了一大批GIS应用系统。

如大连供电公司配电地理信息系统,长春供电公司用电GIS综合管理系统,南昌供电局SCZDA/AM/FM/GIS自动化主站系统,贵阳南区供电局配网地理系统,甘肃送变电工程公司输电管理地理信息系统等。

下面介绍几例典型的GIS在电力系统中的应用。

1、北京供电公司配电生产管理信息系统自2002年1月在北京供电公司、海淀、朝阳、丰台、石景山供电分公司和电缆管理处等单位安装以来,运行稳定,很大程度上提高了公司管理水平和工作效率。

2、山西省电力公司和山西晋城供电分公司2002年12月开始实施的“基于空间信息的电网综合管理系统”实现了山西电网的全面统一管理。

3、江苏省电力公司信息中心,积极推进电力GIS的应用和研究,把输电管理系统、调度管理信息系统、客户服务系统建立在GIS平台上。

4、上海沪西供电所通过电力GIS搭建数字电网实时系统,监控辖区内150万用户的用电状态,改革供电服务业务方式,通过GPS卫星定位系统准确定位,对电力线路实施维护。