浅析电力配网GIS系统实现

欧阳勇

摘要：新世纪以来，随着我国电力行业的发展，做好配网自动化工作具有重大的现实意义，而电力配网GIS系统的搭建能够大大提高配网自动化工作的效率，做好这方面工作具有重大的现实意义。

关键词：配网；自动化；设计

中图分类号：S611文献标识码： A 文章编号：

一 引言

电力配网GIS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研究工作实际，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，能够大大提高配网自动化工作的工作效率，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。经过多年发展，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后续开发。

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

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，本文就此内容展开了分析和讨论。

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

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。