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常州供电公司
摘要：目前在电力系统中GIS 系统的应用越来越广泛，地理信息系统结合电网的信息数据构成了电力信息系统的基础，在电网运行中起到非常重要的辅助决策作用。本文首先分析了系统建设需求及建设目标，然后详细阐述了地理信息系统在电力设计中的应用，最后分析了系统建设关键技术及解决方法。
关键词：地理信息系统；电力设计；硬件环境；数据库；平台
一、系统建设需求及建设目标
（一）建设需求
随着经济建设和社会的快速发展，电网用电负荷日益增长，电源与电网的关系日趋复杂，电网规划及设计较以往任何时期都更为困难，传统电网规划和设计手段已经难以适应目前电网生产建设和发展的需要。建设一个基于全广西的电网设计GIS 系统对整个广西电网的规划设计将有很大的帮助，是地理信息系统在电力行业应用的一个突破。合理利用 GIS 系统强大的空间数据处理和网络分析的拓扑功能，来处理电网规划和设计的相关信息，不仅极大地方便规划、设计数据的管理，提高设计人员的效率和降低设计人员的劳动强度，同时规划和设计将更直观、更具有交互性，规划设计的电网将更科学合理、安全可靠、经济环保、节能降耗。
（二）建设目标
电网设计 GIS 系统把所有的电网工程数据（包括外业调绘数据）保存在系统中，并将这些信息在地图上直观的显示，提供电网规划设计、线路设计、变电站选址设计等可研初设功能，在系统中初设一条新的线路、通信线或变电站时，周边的地理情况和电网情况均一目了然，省去很多重复外业踏勘的工作，使可研初设更具有全局性，也能最大程度的避免了设计方案的修改。
二、地理信息系统在电力设计中的应用
（一）地理信息系统技术在电力设计应用的环境的配置原则
对于地理信息系统技术在电力系统自动化中应用，系统环境的正确选择起着举足轻重的作用。因此，应该在满足电力系统自动化的设计要求的首要条件的同时，最大限度的选择那些性能非常高和稳定性非常好的各种设备和软件，为了能够使地理信息系统技术在电力系统自动化中应用中保持稳定的性能和较好的可靠性，系统的环境配置原则必须满足下列的条件：
第一，运行非常稳定，具有非常高的性能，能够达到非常高的效率；第二，具备非常强的与局域网以及广域网进行连接的能力；第三，具有较高的兼容性以及较高的性价比；第四，可扩展性非常强，能够保证设备的长时间不间断的使用；第五，安全性非常好，能够为系统和数据的安全提供良好可靠的保障。
（二）地理信息系统技术在电力设计中应用的硬件环境
通常情况下，因为服务器必须为大量用户的请求提供服务，而且一般来说，这些大量用户的请求通常是在同一时间发生的，因此，应该使用配置非常高的计算机作为服务器。对于客户端来说，因为仅仅用来执行一些简单工作，例如，数据的查询等，因此，没有必要使用高档计算机。通过配置比较低的计算机就能够非常好地完成基本的操作。应该重视的是，由于客户端主要是作为浏览器来进行使用，因此，显示器的选择适当与否对于浏览效果的好坏起着举足轻重的作用，应该选择质量非常好的显示器，有利于理想的查询效果的获得。
（三）地理信息系统技术在电力设计中应用的网络环境和软件环境
对于地理信息系统系统来说，软件环境的配置也是非常关键的。地理信息系统必须访问非常多的数据，才能够实现特有的功能，尤其是在进行空间分析和显示时，也是要必须访问非常多的数据的，这要求软件环境以及网络的畅通性必须是良好的。在选择网络配置时，为了达到地理信息系统应用的要求，必须保证能够提供足够的带宽。网络环境由各种网络部件组成，例如：路由器、桥、调制解调器、HUB等，另外还要选择某种协议，例如：TCP/IP，IPX等等。
（四）地理信息系统技术在电力设计中应用的主要功能模块
1.地图管理功能模块
实现对电子地图的编辑功能，实现非常大的图库的管理功能，包括图件的矢量化、图件的多种格式之间的灵活方便的转换、地图、分析图等图形图像的绘制和误差的矫正、图幅的无缝拼接、投影变换等功能；
2.辅助做图功能模块
能够实现电力网络的有效可靠管理，及时方便的将整个电力网络直观形象地构造出来，设计出网络元素对应的属性数据库，提供各种各样的丰富有力的网络输入手段。一方面，能够提供方便快捷的手动输入方式，另一方面，也采取了外挂数据库的方式进行大批量的数据的输入工作，电力企业的信息录入功能的实现变得非常方便；
3.设备管理功能模块
能够通过多种辅助工具的应用，实现对已有的基本台帐数据、缺陷数据、检修数据、故障数据等数据的有效管理，能够实现模糊地名定位，在电力网络规定的范围内进行区域的划定，实现设备类型的指定，完成检索条件的构造，对于指定的目标实现快速的寻找，实现在线路上模拟挂牌操作的功能，能够实现对线路中现有的挂牌进行检索的功能，实现图形和报表的打印功能，使电力企业员工的工作效率达到大幅度的提高；
4.电网分析功能模块
能够实现辅助决策的功能，在系统中已经存在的电网图上，能够实现拉闸停电分析、阻抗计算、可靠性计算，提供给决策者科学的依据进行方案的准确制定。例如，根据拉闸停电范围分析，能够准确制定出拉闸停电范围的方案。
（五）电气计算和经济评估环节
通过对备选方案进行技术经济比较确定最优方案。技术经济比较主要包括电气计算和经济评估。电气计算只起校验作用，主要包括潮流计算、暂态稳定计算、短路电流计算等，以校验方案中节点电压水平、对系统稳定性的影响及确定断路器的开断容量。经济评估主要包括对各方案总投资的估算比较和评估投资规模对电价的影响。在进行经济评估时，要利用到一些当前经济参数，如利率、电价水平等。由于电网建设投资和地理地形信息是紧密相关的，在不同地形上不同走向的站点和线路的投资有较大差异，因此考虑地理信息数据能够在电网规划阶段就得到精确的经济比较结果，并且能够在工程选站、选线阶段为技术人员提供辅助，为未来实现智能化选站、选线创造条件。 三、系统建设关键技术及解决方法
（一）基础地理数据库维护平台开发
对各种空间参照系不一样的不同类型的数据，实现导入导出、配置、修改、元数据编辑等功能。ESRIArcGIS开发软件中提供了全面的空间参照系等开发组件，在系统开发数据导入导出功能时可以直接利用。
（二）元数据服务系统开发要充分考虑通用性、专用性及互操作性
在系统中应提供元数据的查询、浏览与下载功能，以图形化的地图为载体，将各类数据文件以区块的方式显示在地图上，让用户可以直观、快速地操作需处理的数据。
（三）线路设计中实时将设计的坐标、转角度数、缓冲区等显示
在系统中可以预先将基本的输电线路设计规程规范固化到系统中，设计时实时计算，这样在进行初步设计的过程中不需要再人工的进行计算。
（四）用户权限和下载审批流程设计
由于平台的数据是统一管理，也牵涉到测绘数据和电网数据的保密性问题，所以需要严格控制权限。在设计审批流程中，既要达到整体控制的目的，又不能
让设计人员觉得审批流程太繁琐而不想使用该系统。权限分配应按照各专业进行分配，各自独立，由专业部门领导进行审批下载等操作，涉及到大面积的数据的修改和下载应该设置部门分管领导审批流程。
结语
综上，目前，地理信息系统技术在电力系统自动化中的应用虽然在迅速发展，使电力企业员工的工作效率达到大幅度的提高，为电力企业带来了巨大的经济效益，也带来了巨大的社会效益。但是，在数据质量和系统的可靠性等方面，仍然存在一些问题，有必要制定出适合我国自身的电力企业地理信息系统技术标准。必须进一步完善和发展地理信息系统技术在电力系统自动化中的应用，才能够有效地对电力企业进行全方位、全过程、全员的管理与控制从而达到提高电力企业经济效益和社会效益的双重效果。本文对地理信息系统技术在电力系统自动化中的应用，结合笔者的工作实践，以期对为相关人士提供参考。
参考文献：
[1]沈立勇. 电力地理信息系统的设计与实现[J]. 地矿测绘. 2008（01）
[2]王宇，王东. 地理信息系统GIS技术在电力系统自动化中的应用[J]. 黑龙江电力. 2007（05）
[3]魏俊锋.基于GIS的配电网管理系统的建设与应用[J]. 广东电力. 2007（05）
摘要：目前在电力系统中GIS 系统的应用越来越广泛，地理信息系统结合电网的信息数据构成了电力信息系统的基础，在电网运行中起到非常重要的辅助决策作用。本文首先分析了系统建设需求及建设目标，然后详细阐述了地理信息系统在电力设计中的应用，最后分析了系统建设关键技术及解决方法。
关键词：地理信息系统；电力设计；硬件环境；数据库；平台
一、系统建设需求及建设目标
（一）建设需求
随着经济建设和社会的快速发展，电网用电负荷日益增长，电源与电网的关系日趋复杂，电网规划及设计较以往任何时期都更为困难，传统电网规划和设计手段已经难以适应目前电网生产建设和发展的需要。建设一个基于全广西的电网设计GIS 系统对整个广西电网的规划设计将有很大的帮助，是地理信息系统在电力行业应用的一个突破。合理利用 GIS 系统强大的空间数据处理和网络分析的拓扑功能，来处理电网规划和设计的相关信息，不仅极大地方便规划、设计数据的管理，提高设计人员的效率和降低设计人员的劳动强度，同时规划和设计将更直观、更具有交互性，规划设计的电网将更科学合理、安全可靠、经济环保、节能降耗。
（二）建设目标
电网设计 GIS 系统把所有的电网工程数据（包括外业调绘数据）保存在系统中，并将这些信息在地图上直观的显示，提供电网规划设计、线路设计、变电站选址设计等可研初设功能，在系统中初设一条新的线路、通信线或变电站时，周边的地理情况和电网情况均一目了然，省去很多重复外业踏勘的工作，使可研初设更具有全局性，也能最大程度的避免了设计方案的修改。
二、地理信息系统在电力设计中的应用
（一）地理信息系统技术在电力设计应用的环境的配置原则
对于地理信息系统技术在电力系统自动化中应用，系统环境的正确选择起着举足轻重的作用。因此，应该在满足电力系统自动化的设计要求的首要条件的同时，最大限度的选择那些性能非常高和稳定性非常好的各种设备和软件，为了能够使地理信息系统技术在电力系统自动化中应用中保持稳定的性能和较好的可靠性，系统的环境配置原则必须满足下列的条件：
第一，运行非常稳定，具有非常高的性能，能够达到非常高的效率；第二，具备非常强的与局域网以及广域网进行连接的能力；第三，具有较高的兼容性以及较高的性价比；第四，可扩展性非常强，能够保证设备的长时间不间断的使用；第五，安全性非常好，能够为系统和数据的安全提供良好可靠的保障。
（二）地理信息系统技术在电力设计中应用的硬件环境
通常情况下，因为服务器必须为大量用户的请求提供服务，而且一般来说，这些大量用户的请求通常是在同一时间发生的，因此，应该使用配置非常高的计算机作为服务器。对于客户端来说，因为仅仅用来执行一些简单工作，例如，数据的查询等，因此，没有必要使用高档计算机。通过配置比较低的计算机就能够非常好地完成基本的操作。应该重视的是，由于客户端主要是作为浏览器来进行使用，因此，显示器的选择适当与否对于浏览效果的好坏起着举足轻重的作用，应该选择质量非常好的显示器，有利于理想的查询效果的获得。
（三）地理信息系统技术在电力设计中应用的网络环境和软件环境
对于地理信息系统系统来说，软件环境的配置也是非常关键的。地理信息系统必须访问非常多的数据，才能够实现特有的功能，尤其是在进行空间分析和显示时，也是要必须访问非常多的数据的，这要求软件环境以及网络的畅通性必须是良好的。在选择网络配置时，为了达到地理信息系统应用的要求，必须保证能够提供足够的带宽。网络环境由各种网络部件组成，例如：路由器、桥、调制解调器、HUB等，另外还要选择某种协议，例如：TCP/IP，IPX等等。
（四）地理信息系统技术在电力设计中应用的主要功能模块
1.地图管理功能模块
实现对电子地图的编辑功能，实现非常大的图库的管理功能，包括图件的矢量化、图件的多种格式之间的灵活方便的转换、地图、分析图等图形图像的绘制和误差的矫正、图幅的无缝拼接、投影变换等功能；
2.辅助做图功能模块
能够实现电力网络的有效可靠管理，及时方便的将整个电力网络直观形象地构造出来，设计出网络元素对应的属性数据库，提供各种各样的丰富有力的网络输入手段。一方面，能够提供方便快捷的手动输入方式，另一方面，也采取了外挂数据库的方式进行大批量的数据的输入工作，电力企业的信息录入功能的实现变得非常方便；
3.设备管理功能模块
能够通过多种辅助工具的应用，实现对已有的基本台帐数据、缺陷数据、检修数据、故障数据等数据的有效管理，能够实现模糊地名定位，在电力网络规定的范围内进行区域的划定，实现设备类型的指定，完成检索条件的构造，对于指定的目标实现快速的寻找，实现在线路上模拟挂牌操作的功能，能够实现对线路中现有的挂牌进行检索的功能，实现图形和报表的打印功能，使电力企业员工的工作效率达到大幅度的提高；
4.电网分析功能模块
能够实现辅助决策的功能，在系统中已经存在的电网图上，能够实现拉闸停电分析、阻抗计算、可靠性计算，提供给决策者科学的依据进行方案的准确制定。例如，根据拉闸停电范围分析，能够准确制定出拉闸停电范围的方案。
（五）电气计算和经济评估环节
通过对备选方案进行技术经济比较确定最优方案。技术经济比较主要包括电气计算和经济评估。电气计算只起校验作用，主要包括潮流计算、暂态稳定计算、短路电流计算等，以校验方案中节点电压水平、对系统稳定性的影响及确定断路器的开断容量。经济评估主要包括对各方案总投资的估算比较和评估投资规模对电价的影响。在进行经济评估时，要利用到一些当前经济参数，如利率、电价水平等。由于电网建设投资和地理地形信息是紧密相关的，在不同地形上不同走向的站点和线路的投资有较大差异，因此考虑地理信息数据能够在电网规划阶段就得到精确的经济比较结果，并且能够在工程选站、选线阶段为技术人员提供辅助，为未来实现智能化选站、选线创造条件。 三、系统建设关键技术及解决方法
（一）基础地理数据库维护平台开发
对各种空间参照系不一样的不同类型的数据，实现导入导出、配置、修改、元数据编辑等功能。ESRIArcGIS开发软件中提供了全面的空间参照系等开发组件，在系统开发数据导入导出功能时可以直接利用。
（二）元数据服务系统开发要充分考虑通用性、专用性及互操作性
在系统中应提供元数据的查询、浏览与下载功能，以图形化的地图为载体，将各类数据文件以区块的方式显示在地图上，让用户可以直观、快速地操作需处理的数据。
（三）线路设计中实时将设计的坐标、转角度数、缓冲区等显示
在系统中可以预先将基本的输电线路设计规程规范固化到系统中，设计时实时计算，这样在进行初步设计的过程中不需要再人工的进行计算。
（四）用户权限和下载审批流程设计
由于平台的数据是统一管理，也牵涉到测绘数据和电网数据的保密性问题，所以需要严格控制权限。在设计审批流程中，既要达到整体控制的目的，又不能
让设计人员觉得审批流程太繁琐而不想使用该系统。权限分配应按照各专业进行分配，各自独立，由专业部门领导进行审批下载等操作，涉及到大面积的数据的修改和下载应该设置部门分管领导审批流程。
结语
综上，目前，地理信息系统技术在电力系统自动化中的应用虽然在迅速发展，使电力企业员工的工作效率达到大幅度的提高，为电力企业带来了巨大的经济效益，也带来了巨大的社会效益。但是，在数据质量和系统的可靠性等方面，仍然存在一些问题，有必要制定出适合我国自身的电力企业地理信息系统技术标准。必须进一步完善和发展地理信息系统技术在电力系统自动化中的应用，才能够有效地对电力企业进行全方位、全过程、全员的管理与控制从而达到提高电力企业经济效益和社会效益的双重效果。本文对地理信息系统技术在电力系统自动化中的应用，结合笔者的工作实践，以期对为相关人士提供参考。
参考文献：
[1]沈立勇. 电力地理信息系统的设计与实现[J]. 地矿测绘. 2008（01）
[2]王宇，王东. 地理信息系统GIS技术在电力系统自动化中的应用[J]. 黑龙江电力. 2007（05）
[3]魏俊锋.基于GIS的配电网管理系统的建设与应用[J]. 广东电力. 2007（05）