浅析电力配网GIS系统实现

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浅析电力配网GIS系统实现

摘要:新世纪以来,随着我国电力行业的拓展,做好配网自动化工作具有重大的现实意义。本文对电力配网GIS展开讨论和分析,并剖析配网自动化系统设计相关内容。

关键词:配网;自动化;设计

一 引言

配网自动化技术是将在线数据、用户数据、电网结构信息以及地理图形信息等有机结合起来,最终帮助配电网以及相关设备实现正常运行以及事故状态下的监控,最终实现对配电网的保护,并对用电管理和配电管理进行动态的控制。配网自动化系统的搭建是一个系统工程,涉及到电子技术、计算机技术、通信技术以及网络技术。

我国配网自动化技术起步较晚,和欧美等发达国家相比要滞后,再加上我国电网在结构和自动化水平上与发达国家相比有较大差距。我国的配网自动化系统在搭建的过程中不能过分借鉴国外经验,需要我们电力工作人员认真探讨工作实际,开发符合我国实际的配网自动化系统,本文就此展开分析和讨论。

二 电力配网GIS系统设计

GIS技术主要是用于不同行业、不同领域内的一种用于实现测绘功能、制图功能、资源统计以及实现相应管理的工具。电力配网工作涉及到的配电接点很多,而且设备分散度较高,设备的变动动作贫乏,管理工作对地域位置的依赖度很高,这些特点决定了电力配网自动化系统可以用GIS系统来实现。GIS系统将数据库和数字图形显示这两块进行了分层,提高了工作效率,能够大大提高系统信息的准确度。

1 电力配网GIS系统建设意义

建设电力配网GIS系统的意义重大,主要体现在如下几点:

第一,提高配网管理工作的自动化,大大减少系统运行的维护费用,有利于减少系统资源内耗,提高了配网工作的经济效益;

第二,提高用电质量和可靠性;

第三,多层面对配电系统实现信息支持,提高工作效率。

2 电力配网GIS系统建设难点

从技术角度和系统实现的角度出发,建设电力配网GIS系统的难度很高,分析如下:

第一,电力企业没有系统开发平台,很难解决诸多应用功能;

第二,电力系统数据库建设和普通企业数据库建设区别较大,数据的整合和使用难度较高;

第三,很多电力企业还没有实现信息共享,与其他管理系统(ERP、OA等系统)接口建设难度高,GIS系统信息利用率较低;

第四,要增强电力配网GIS系统的通用性,需要我们建设统一的建设标准,降低推广和移植的难度;

第五,电力配网GIS系统使用电子地图,需要定期进行地图数据库的维护。

3 系统软件结构分析

电力配网GIS系统软件结构主要分为四个部分,系统平台、运行平台、应用系统部分以及接口集成部分:系统平台是整个系统的基础部分,要提供对所有数据信息、图形信息、平台环境以及GIS功能的支撑;运行平台部分要实现对组织机构模块、角色模块、流程模块、业务功能模块以及权限管理模块等部分;应用系统主要要实现各种子系统和应用功能的实现;接口集成部分要实现电力配网GIS系统与其他数据源之间的数据交换接口。

4 电力配网GIS系统平台实现

近年来,GIS系统开发技术已日渐成熟,变得越来越专业化,从事GIS业务开发的公司也很多,但是从数据库、服务器以及架构结构来分析,GIS技术主要有如下几类:单层系统,服务器、数据库和应用软件都集中在一个计算机系统上的解决方案,单层系统在系统架构上比较简单、易行,而且系统内部资源管理十分合理,但是功能不够强大,对数据库的支持也十分乏力;二层系统,将数据库和应用层分开的解决方案,二层系统中将服务器和数据库捆绑在一起,和单层系统相比已经有了很大的进步,能够装载相应的操作系统,以便于系统的管理,但是在功能实现上还不够强大;多层系统,最常见的就是三层系统,将数据库、服务器以及客户端分开,由多个计算机系统分别完成,功能强大,而系统的服务器往往使用高效的UNIX、Linux等操作系统管理线程和内存的调度,效率很高。经过多年拓展,GIS系统基本都使用的多层系统,本文设计的电力配网GIS系统也是基于多层系统。

5 电力配网GIS系统需求分析

 

图1 电力配网GIS系统需求示意图

从图1可知,电力配网GIS系统主要抽象了输电系统、变电系统以及变电系统三个部分,输电系统部分要实现电能量采集模块、SCADA/EMS模块以及输电生产管理模块;变电系统实现SCADA/EMS模块功能、电能采集功能以及变电生产管理模块功能;配电系统要实现SCADA/EMS模块功能、点能量采集系统、配网自动化模块、营销模块功能、负控系统功能、配电检测系统功能以及用户集抄功能。在这三部分功能的实现过程中,要依照IEC-61970/61968标准对变电设备、输电设备以及配电设备进行数学建模。

6 电力配网GIS系统特点分析

电力配网GIS系统和其他GIS系统的建设相比,具有自身的特点,需要在实现GIS系统基本功能的基础上实现电力配网工作的诸多功能,所以在要求GIS建设的专业性同时,还需要电力配网GIS系统拥有十分强大的建设性,能够根据要求进行相应的二次开发。

电力配网GIS系统的另外一个特点在于工作节点和并发操作性,在配网工作中很多环节会要求能够实现远程节点的控制,在实现这些分散应用要求的同时还必须保证系统的全局统一,保证数据库的稳定。

三 电力配网GIS系统应用部分实现

1 电力配网GIS系统应用实现

电力配网GIS系统的开发主要是为了满足电力配网生产部门的需要,而电力配网部门日常事务性工作十分繁杂,所以对电力配网GIS系统系统的数据相应速度要求很高,要能够实现实时相应、逻辑建模和拓扑分析。

在应用实现设计中一般应用RGIS框架思想,RGIS思想就是应用组件模式思想,应用拓扑分析方法,按照系统性能进行相应的功能开发,从而最终实现GMapCtrl(图形包)、UICtrl(界面)、NetC(网络数据包)、edb(数据库)以及本地系统。其中图形包主要提供各种图形的操作、管理和显示功能;界面库要实现各个操作面包和显示容器的组件和控制,网络数据包主要实现各种网络数据和客户数据的访问。此外,还要完成电力管理模块,实现对电力网络模型的建模,并协助网络部分完成数据的分析和操作。

2 电力配网GIS系统工作机制

由于电力配网工作的特殊性,电力配网GIS系统的使用中要能够实现自定义装载功能,实现一定的功能扩展,而且要能够对不同用户进行权限的设置,并根据各种权限进行数据的下载和上传,所以在电力配网GIS系统应用部分要应用动态业务的加载机制。

四 电力配网GIS系统数据库实现

1 GIS系统数据库特点分析

一般来说,GIS数据库的实现具有自身的特点,主要实现一定区域内各种地理和管理信息的搜集,所以在图形解读和数据属性的考察要求很高,和其他数据库相比,GIS数据库有如下特点:首先,GIS数据库需要管理大量地理要素数据的同时还要管理大量的空间数据,也就是说要实现地理要素在空间分布实现上各类数据的搜集和管理,进而保证各种数据之间的联系;其次,GIS系统十分庞大,需要各种数据资源的支持,所以对数据库的规模要求很大;最后,GIS系统数据库的更新周期比较特殊,从使用的角度上来看,更新周期较长,但是查询结果和现实情况发生偏离(一般是由于地方开发等导致的偏离)时就需要数据库的更新。

2 电力配网GIS系统数据模型实现

电力配网GIS系统数据模型的定义如表1所示:

表1电力配网GIS系统数据模型的定义表

Geometric电力对象备注

Area变电站站外

Chain线路、电缆站外

Point电杆站外

Chain开关站外

Point刀闸站外

Point变压器站外

Point电容器站外

Point电抗器站外

Point接续箱站外

Chain母线站内

Point变压器站内

Chain开关站内

Chain刀闸站内

 

3 电力配网GIS系统数据库编码分析

一般来说在进行数据库编码的过程中一定要遵循如下几个原则:第一,唯一性,一个编码表示且唯一表示一个实体或者属性;第二,规范性,整个数据库的编码应当遵循一定的规范和标准,做到有章可循;第三,兼容性,在进行编码的时候,要充分考虑GIS数据库和其他应用系统数据库数据的相互交流;第四,可扩展性,在编码的原理和机制确定过程中一定要遵循可扩展性,要充分考虑系统的后期完善和修改;第五,稳定性,数据的编码不会随着系统的变化而变化;第六,效率性,编码的原理要充分考虑计算机的处理机制,从而充分提高GIS系统的工作效率。

五 结语

在当前,GIS系统被应用到很多行业和领域,在电力行业也是如此,做好电力配网GIS系统的设计和实现工作对于提高电力系统部门工作效率,合理优化各项宝贵资源具有重大的现实意义,本文对这一重要议题展开了讨论和分析。

参考文献:

[1] 张磊.基于GIS的配电网地理信息系统的设计及应用[J].济南:山东大学.2011

[2] 王育红,陈军.地理信息世界[J].2008年01期


[正文图表略.]
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