關(guān)于GIS技術(shù)在電力信息系統(tǒng)中的應(yīng)用探討

劉 姜

（貴州電網(wǎng)有限責任公司凱里供電局，貴州 凱里 556000）

我們國家對電力行業(yè)的發(fā)展一直是十分重視的，從上世紀九十年代開始針對GIS技術(shù)的應(yīng)用展開深入的研究，并進行了試點工作，效果是較為理想的。切實完成好GIS平臺的建設(shè)工作，可以使得電力系統(tǒng)的數(shù)字化水平有明顯的提升，對產(chǎn)業(yè)改造、技術(shù)革新也能夠起到推動作用。從電力企業(yè)的角度來說，GIS技術(shù)的適用性是較強的，而發(fā)展空間也是較為廣闊的。國內(nèi)的電力企業(yè)正在進行相關(guān)的研究，現(xiàn)在已經(jīng)建成的GIS應(yīng)用系統(tǒng)在技術(shù)含量、實用性等方面具有明顯優(yōu)勢。通過GIS技術(shù)能夠保證數(shù)字電力目標切實達成，電力企業(yè)必須要通過其來對各種應(yīng)用系統(tǒng)進行整合，進而保證電力行業(yè)的信息化水平大幅提高。

1 GIS概念

地理信息系統(tǒng)即是常說的GIS系統(tǒng)，其在信息系統(tǒng)空間專業(yè)方面具有一定的優(yōu)勢，屬于數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。這個系統(tǒng)除了能夠?qū)Φ乩硇畔⒂枰源鎯?、操作外，還可將其清晰地呈現(xiàn)出來。在現(xiàn)階段，GIS技術(shù)已經(jīng)在很多領(lǐng)域中得到應(yīng)用，在進行科學(xué)調(diào)查、資源管理及發(fā)展規(guī)劃等工作時，此種技術(shù)能夠產(chǎn)生良好的促進作用。在此技術(shù)誕生后，很快就得到了大家的認同，并在全球很多國家中得到應(yīng)用[1]。從行業(yè)領(lǐng)域來說，原先只是在地理科學(xué)研究中予以應(yīng)用，不久就應(yīng)用于自然資源的規(guī)劃管理領(lǐng)域。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)加快了發(fā)展的腳步，GIS開始和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行整合，系統(tǒng)性能有了大幅提高，而且功能顯得更為多樣，智能化程度明顯提升，信息也能夠真正實現(xiàn)共享。當GIS、RS融為一體，越來越多的優(yōu)秀地理信息系統(tǒng)軟件脫穎而出。同時，GIS的應(yīng)用擴展到眾多領(lǐng)域，形成巨大的產(chǎn)業(yè)。進入到90年代后，GIS加快了發(fā)展的速度，地理信息系統(tǒng)發(fā)生了明顯的改變，其變成了地理信息科學(xué)，理論、技術(shù)均得到了一定程度的完善；此外，互聯(lián)網(wǎng)、可視化技術(shù)產(chǎn)生了明顯的促進作用，使得GIS前行腳步加快，全新的GIS技術(shù)呈現(xiàn)在大家的面前，其不再只應(yīng)用于實驗研究，而且進入到大家的工作和生活中，這也就使得相關(guān)行業(yè)的發(fā)展更為穩(wěn)健，并創(chuàng)造出更大的價值。

2 GIS技術(shù)應(yīng)用的特征分析

對GIS技術(shù)予以分析可知，其組成部分包括數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)傳播、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)處理等，簡單來說，利用遙感拍攝、航天拍攝就能夠完成圖片信息的收集，繼而通過專業(yè)軟件來完成處理工作，這樣就可保證獲得的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)更為豐富、精準，在對數(shù)據(jù)進行分析時，空間查詢、數(shù)據(jù)分類以及模型分析等方面的功能是較強的[2]?，F(xiàn)階段，GIS技術(shù)是較為成熟的，能夠采集到所需的地理空間數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上就可高效地完成整理和分析工作。另外，GIS技術(shù)在分析、預(yù)測等方面具有的優(yōu)勢是明顯的，通過其能夠?qū)Ω鞣N因素展開全面分析，系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)采集后，也可對其進行分析，并及時反饋，如此可以使得GIS得到進一步完善。GIS在過去只是被當做繪圖軟件，或者是圖像處理軟件使用，當計算機技術(shù)更為成熟后，其功能得到增強，并更為全面。為了使得規(guī)劃設(shè)計的實際需要能夠真正滿足，GIS一直在完善中，如此可以使得城市規(guī)劃能夠順利完成。將GIS技術(shù)、電力系統(tǒng)技術(shù)切實結(jié)合起來，可以保證電力空間分布圖的繪制更為簡單，設(shè)備維修的整體效率也會得到提升。通過其還能夠?qū)υO(shè)備運行的實際情況有清晰的認知，這樣一來，設(shè)備檢修就會更加及時，而且針對性也會更強，電力設(shè)備自然就能夠一直保持穩(wěn)定的運行，而且使用壽命也會得到延長。

3 電力GIS的基本功能

從電力GIS系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀來看，其所擁有的功能是較強的，GIS平臺基本功能均可得到應(yīng)用，數(shù)據(jù)的建模、存儲、管理、交換，以及信息的檢索、挖掘、分析等均能夠?qū)崿F(xiàn)。此系統(tǒng)的組成部分包括電力設(shè)備、管理信息系統(tǒng)，通過其可以保證供電業(yè)務(wù)順利展開。對電力GIS系統(tǒng)加以應(yīng)用可以使得線路設(shè)計更為合理，并為廣大用戶提供高質(zhì)量服務(wù)，電力設(shè)備管理也可呈現(xiàn)出綜合性，從事管理、技術(shù)等工作的人員可以獲取所需的信息，在進行決策時也可獲得必要輔助。具體來說：

（1）建立起完善數(shù)據(jù)庫，設(shè)計、施工、維護等方面的圖紙均在其內(nèi)，這樣可以使得圖紙繪制更為便捷，查詢更加簡單，設(shè)備設(shè)施能夠?qū)崿F(xiàn)全周期管理，而且數(shù)字化程度能夠有大幅提升。可按照需要查詢相關(guān)設(shè)備的信息，對其數(shù)據(jù)予以適當修改，設(shè)備維修可以更具針對性。多維空間映射操作也可實現(xiàn)，直接對圖形進行旋轉(zhuǎn)、移動，并進行準確運算。系統(tǒng)必須要能夠滿足電力行業(yè)的實際需要，編輯工具必須要更加專業(yè)化。對多空間顯示、建模和索引能夠起到支持作用，建立起模型之后，拓撲關(guān)聯(lián)操作應(yīng)該更為順暢，確保模型更具直觀性，而且操作能夠真正做到可視化。自動生成地圖，數(shù)據(jù)能夠做到多層映射，保證用戶的實際需要得到滿足，圖形、屬性等數(shù)據(jù)也可實現(xiàn)嵌套操作。

（2）對空間信息技術(shù)加以利用構(gòu)建起數(shù)字電網(wǎng)模型，確保圖形、屬性及地理等方面的信息能夠切實結(jié)合起來，將地形數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)予以應(yīng)用可以使得線路設(shè)計、施工等方案更為合理，系統(tǒng)輔助決策功能也可進一步加強，信息共享目的可切實達成?？梢詫Σ煌芾響?yīng)用系統(tǒng)予以支持，確保連接更為順暢，同時可將其和電力企業(yè)已有的MIS系統(tǒng)、CRM系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)結(jié)合起來，除此以外，還應(yīng)該和客戶服務(wù)中心系統(tǒng)、營銷管理系統(tǒng)予以整合，如此可以保證管理效果更為理想，而且信息資源也能夠真正實現(xiàn)共享。

（3）對Intranet技術(shù)加以應(yīng)用，可以建成雙重界面，尤其是要保證Web Services技術(shù)的作用能夠充分發(fā)揮出來。對網(wǎng)絡(luò)資源要進行深入的挖掘，將信息整合做到位，確保資源共享切實達成。在企業(yè)內(nèi)網(wǎng)、外網(wǎng)進行應(yīng)用、管理時，要選擇不同的最為可行的方式[3]。從不同業(yè)務(wù)的實際需要出發(fā)，提供最為適合的服務(wù)，在系統(tǒng)當中要將無線網(wǎng)絡(luò)、GPS定位技術(shù)予以應(yīng)用，確保系統(tǒng)能夠在更大范圍內(nèi)得到應(yīng)用。

4 GIS系統(tǒng)與電力生產(chǎn)應(yīng)用系統(tǒng)的集成

從電力應(yīng)用系統(tǒng)來看，GIS系統(tǒng)能夠起到一定的支持作用，將相關(guān)系統(tǒng)予以集成，通過地理信息系統(tǒng)平臺就能夠保證相關(guān)數(shù)據(jù)信息的共享目標真正實現(xiàn)。眾所周知，地理信息系統(tǒng)能夠?qū)Υ罅繑?shù)據(jù)進行有效處理，而且其他系統(tǒng)也會對其中的一些數(shù)據(jù)予以調(diào)用，所以說，必須要尋找到可行的措施來保證原有系統(tǒng)能夠發(fā)揮出作用，并要使得效率有大幅提升，而要實現(xiàn)這個目的，系統(tǒng)數(shù)據(jù)的維護就要做到位，特別是要將GIS系統(tǒng)和下面幾種系統(tǒng)結(jié)合起來，這樣方可保證系統(tǒng)功能得到增強。

4.1 與配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的集成

系統(tǒng)必須要能夠聯(lián)網(wǎng)運行，通過GIS平臺來使得SCADA系統(tǒng)具有的功能真正展現(xiàn)出來。GIS變配電所圖形中應(yīng)該要將遙測信號的相關(guān)信息清晰標注出來，如此可以使得實時監(jiān)控目的切實達成。在接收遙測信號之后就能夠確保開關(guān)之類的設(shè)備實現(xiàn)自動變位。利用地理圖能夠?qū)崿F(xiàn)斷路器、隔離開關(guān)自動開啟、閉合，遙控功能自然可以順利實現(xiàn)，通過設(shè)計圖則能夠完成電力系統(tǒng)中相關(guān)單線圖的構(gòu)建，其呈現(xiàn)出動態(tài)特征，漫游、縮放、消隱能夠真正做到同步，全部的內(nèi)接線圖均可以在GIS當中實現(xiàn)集成。通過GIS系統(tǒng)還可保證自動化系統(tǒng)的作用充分展現(xiàn)出來，并對相關(guān)的數(shù)據(jù)展開網(wǎng)絡(luò)分析。

（1）網(wǎng)絡(luò)拓撲分析，對自動化系統(tǒng)予以調(diào)用可以使得網(wǎng)絡(luò)拓撲真正形成，以開關(guān)、網(wǎng)絡(luò)元件的實際狀態(tài)為基礎(chǔ)，對物理節(jié)點模型予以簡化，進而獲得計算模型，實現(xiàn)線路的集合，開關(guān)信息出現(xiàn)的變化可及時處理，對網(wǎng)絡(luò)接線予以自動劃分，并將測量和注入量予以明確，如此就可使得應(yīng)用模塊的分析獲得更為可靠的依據(jù)。除此以外，實時網(wǎng)絡(luò)拓撲能夠?qū)嗦菲鳌⒏綦x開關(guān)的實際狀況予以改變，進而使得系統(tǒng)運行方式最為合理，與此同時，地理信息系統(tǒng)、自動化系統(tǒng)當中的各項數(shù)據(jù)也可真正實現(xiàn)交互目的。

（2）網(wǎng)絡(luò)拓撲著色，并以開關(guān)運行的實際狀態(tài)作為基礎(chǔ)，展開網(wǎng)絡(luò)分析，了解網(wǎng)絡(luò)元件是否帶電、接地，這樣就可對供電、停電區(qū)域出現(xiàn)的變化予以明確，進而使用特定符號或顏色在地理圖當中標注出來，如此就可以保證區(qū)分目的切實達成。

（3）電網(wǎng)潮流分析，通過SCADA系統(tǒng)能夠?qū)崟r負荷予以采集，在此基礎(chǔ)上就可分析實時潮流，如此一來，對網(wǎng)絡(luò)負荷予以平衡的過程中就可獲得可靠依據(jù)，網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)目的也可順利達成。

（4）負荷管理，對地理接線圖加以利用，確定區(qū)域之后，完成封閉邊界的繪制，在此基礎(chǔ)上對實際復(fù)合展開統(tǒng)計、分析，確保預(yù)報是準確的。

（5）模擬操作。對設(shè)備的數(shù)據(jù)、狀態(tài)有一定了解后，采用離線方式、在線方式來完成模擬，也就是針對操作、故障等予以模擬。

（6）停電管理，無論是計劃停電，還是故障停電，能夠?qū)νｋ姺秶枰宰詣記Q策，確保范圍是最為合理的。依據(jù)設(shè)備狀況來對實際負載展開分析，尋找到可行的解決方案。

（7）供電電源分析，也就是在圖中將線路確定，繼而對網(wǎng)絡(luò)拓撲具有的追蹤功能加以利用，將供電電源點尋找出來。

（8）變壓器分析，簡單來說就是在圖中將主變予以確定后，系統(tǒng)就可清晰呈現(xiàn)其供電范圍。

（9）開關(guān)供電區(qū)域，即在圖中對開關(guān)加以明確，通過系統(tǒng)可以呈現(xiàn)出其供電的具體范圍。

（10）短路電流計算，對GIS地理接線圖加以利用，尋找到故障線路，在此基礎(chǔ)上完成相關(guān)設(shè)置，也就是將故障的類型、位置以及過渡電阻予以明確。這里需要指出的是，多重短路故障也能夠直接設(shè)置，而且計算也是較為簡單的。

4.2 與MIS管理系統(tǒng)、檢修文檔規(guī)范化系統(tǒng)的集成

對MIS系統(tǒng)予以分析可知，在圖形界面方面是存在不足的，其生產(chǎn)流程包括檢修停電申請、兩票管理等，此外還有一些生產(chǎn)模塊，但實用性并不強[4]。若想將存在的問題切實解決，可將其和GIS系統(tǒng)、檢修文檔系統(tǒng)等予以集成，這樣可以使得設(shè)備運行維護目的真正達成。

（1）巡視功能，通過GIS電網(wǎng)圖就能夠完成設(shè)備巡視，將存在的缺陷予以標注、流轉(zhuǎn)，同時保證既定的巡視計劃有序展開。

（2）設(shè)備維護，設(shè)備使用一段時間后必然要進行維修、清掃、消缺，集成系統(tǒng)可以保證相關(guān)工作的管理更具實效性。

（3）檢測功能，對GIS電網(wǎng)絡(luò)加以利用，可以保證負荷、接地、交叉跨越等方面的測量順利完成，檢測信息也可得到有效管理。

5 GIS技術(shù)在電力信息系統(tǒng)中的應(yīng)用

若想保證電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的管理達到預(yù)期，必須要對配電空間分布有切實的了解。將GIS技術(shù)予以充分利用就可使得電力系統(tǒng)模塊、地理信息系統(tǒng)整合起來，設(shè)備運行的實際狀況自然會呈現(xiàn)出來。對抽象數(shù)據(jù)進行處理時，GIS技術(shù)的應(yīng)用可以使得數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)閳D形，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)可視化管理，從事維修、管理的相關(guān)人員所要承擔的工作就會明顯減輕。管理應(yīng)用平臺真正實現(xiàn)集成化、一體化，可以保證信息共享切實達成，電力企業(yè)的決策管理也會更具實效性。

5.1 GIS技術(shù)生成電力網(wǎng)絡(luò)電子地圖，有效統(tǒng)一管理

電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、地理信息平臺的整合是非常關(guān)鍵的，這樣可以保證電力網(wǎng)絡(luò)地圖的繪制順利完成，而且電力配電情況可以在圖中完全呈現(xiàn)出來[5]。另外來說，對計算機網(wǎng)絡(luò)平臺加以利用就可對電力線路、電力設(shè)備運行的實際狀況進行追蹤，如此一來，相關(guān)人員就可對特定區(qū)域內(nèi)配電系統(tǒng)的相關(guān)資料全面了解，在此基礎(chǔ)上對電力規(guī)劃設(shè)計展開分析，尋找到具體的問題，在此基礎(chǔ)上對配電網(wǎng)設(shè)計予以適當改進，如此可以保證其合理性、實用性大幅提升，區(qū)域配電供給自然就可滿足。從管理者的角度來看，也可順利構(gòu)建起網(wǎng)絡(luò)營銷平臺，將收費標準予以明確，這樣就可保證電力經(jīng)濟能夠一直保持良好的運行狀態(tài)，并對電力行業(yè)發(fā)展起到促進作用。

5.2 提升配電網(wǎng)絡(luò)的安全性

人們的工作、生活和電力供應(yīng)是緊密相關(guān)的，因而進行配電管理時必須要保證配電網(wǎng)更具安全性。對GIS技術(shù)加以利用就可在源頭對管理權(quán)限予以明確，相關(guān)人員也可認識到安全的重要性。對權(quán)限予以設(shè)置前應(yīng)該對相關(guān)數(shù)據(jù)予以分析，了解配電線路的實際狀況，并完成電力數(shù)據(jù)安全評價圖的繪制[6]。管理人員利用集成數(shù)據(jù)管理就可對行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀有清晰的認知，并完成成本預(yù)算、管理，如此可以使得電力用戶權(quán)利設(shè)定更為合理。

5.3 進行電力信息查詢，提升電力服務(wù)效率

將GIS信息數(shù)據(jù)進一步加載到電力電子地圖中，可以在配電圖上查詢用戶的地理位置，更好地掌握用戶的用電情況，也可以進行區(qū)域用電統(tǒng)計分析。通過對一張地圖和一個平臺的管理，能夠提高電力資源服務(wù)的水平和質(zhì)量，同時，也能夠提高用戶的電力服務(wù)體驗。在配電管理方面，管理者可以利用信息管理技術(shù)對用戶信息進行快速定位、查詢與編號，并通過預(yù)先登記和輸入用戶的相關(guān)信息，對用戶信息進行統(tǒng)一管理，進而提高配電管理的有序性，從而提高土地使用費管理的準確性。

5.4 進行實時配電網(wǎng)絡(luò)圖繪制，提高數(shù)據(jù)時效性

在電力配電網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)中對GIS信息系統(tǒng)技術(shù)進行引用之后，還有一大優(yōu)勢就是改變了傳統(tǒng)以紙質(zhì)電力分布圖紙為主的局面。紙質(zhì)圖紙繪制復(fù)雜，效率較低，因而時效性也較差。GIS信息系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用于電力配電網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)后，能夠?qū)ο到y(tǒng)數(shù)據(jù)進行靈活高效的處理和運用，通過計算機模擬技術(shù)，在電腦上快速地自動生成模擬圖像，有利于對實時電力數(shù)據(jù)進行檢查和分析[7]。在直觀形象的圖紙上，能夠更加方便地利用各種電力配電數(shù)據(jù)，甚至可通過電力用戶的使用需求進行賬戶更新，實現(xiàn)高效、精確的用戶管理。

6 結(jié)束語

綜合上文所述，GIS信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展逐漸趨于成熟，電力系統(tǒng)的管理和發(fā)展需緊跟時代步伐，同時，在電力信息系統(tǒng)中引入GIS技術(shù)有著一定程度的必要性。通過GIS信息系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，能夠更好地保證供配電系統(tǒng)的安全可靠，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的實時管理可以大大降低電力管理人員的工作強度。由于電力信息系統(tǒng)的有序性和全面性，電力管理的質(zhì)量和效率能夠大幅度提高，此外，供配電系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量也會有所提升。未來GIS技術(shù)在電力信息系統(tǒng)中的應(yīng)用必將提供更加系統(tǒng)、更加透明、更加準確的信息數(shù)據(jù)，有利于整個電力系統(tǒng)的長期穩(wěn)定和可持續(xù)性服務(wù)與發(fā)展，更具有現(xiàn)實意義和有限元分析價值。