數(shù)字化下的電網(wǎng)信息系統(tǒng)應用
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摘要：本文將通過介紹GIS技術的在電網(wǎng)信通中的發(fā)展和應用特點，來探討數(shù)字化背景下電網(wǎng)信息系統(tǒng)的應用和GIS技術的可操作性。
關鍵詞：電網(wǎng)信息系統(tǒng)；GIS技術；數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)
依據(jù)電網(wǎng)信息系統(tǒng)的發(fā)展角度來看，配電體系是其能夠運行的基礎保障，而這也是電力能夠正常生產(chǎn)和輸送的必不可少的條件。因此電力運輸過程的配電系統(tǒng)的管理工作就顯得尤為重要。社會的各個領域對與電力使用的需求逐步提高，這就讓當下的傳統(tǒng)電力管理方式，與電力安全系統(tǒng)不斷擴展的需求不能相適應。最近幾年，電力市場經(jīng)過了翻天覆地的變化，正是這種巨變不斷促進我國電力行業(yè)的信息化程度不斷向前發(fā)展，因此有很多電力企業(yè)將GIS技術應用到電力信息和配電管理體系當中，具有了可行的現(xiàn)實價值。
1電網(wǎng)信息系統(tǒng)中的GIS技術分析
GIS技術借用了計算機的軟件系統(tǒng)和軟件設施，對生活空間中位置定位和分布的數(shù)據(jù)進行采集以及儲存管理，通過計算機強大的計算能力來分析和描述地理位置特征。總結來說，GIS系統(tǒng)就是一項具有專業(yè)功能的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)；如果嚴格的定義的話，GIS就是一個具有集中存儲操作和顯示地理位置信息的運算系統(tǒng)。配電系統(tǒng)中的GIS技術具有綜合地理信息、計算網(wǎng)絡數(shù)據(jù)、處理配電信息傳輸、管理電力設備的功能性系統(tǒng)維護技術。它包含了自動化繪圖、地理信息收集以及設備運行管理三個系統(tǒng)，并且配備了能完美運行于10kV以下的電力配送系統(tǒng)。因此電力企業(yè)的電力信息管理系統(tǒng)可利用GIS來精確定位電力運輸過程中的空間位置以及地理坐標。如圖1所示。通過GIS提取的數(shù)據(jù)為計算機數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的建立提供了參考，使配電管理系統(tǒng)對電力設備運行的實際狀態(tài)的實時反映更明顯，因此能夠提高設備故障的反應時間，加快設備的維修進度，明顯提高當前電力管理部門的工作效率。所以，電力設備管理部門能夠結合設備在空間中具體參數(shù)的使用情況來具體什么否開展相應的檢測和維修，以此來提高設備的使用年限。簡單來說，GIS在電力系統(tǒng)中得以發(fā)揮作用的原因正是因為其具有以上所述的極為顯著的特征。
2GIS技術在電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展
在電力系統(tǒng)發(fā)展的初期階段，為了能夠優(yōu)化通過人工的方式查看設備運行狀態(tài)以及管理圖文，我國電力部門則借助autoCaD系統(tǒng)完成圖片信息的管理工作。這種系統(tǒng)的工作性能和工作效率要比GIS系統(tǒng)要低許多，但它為后來GIS完善空間信息和圖片數(shù)據(jù)的功能打下了很好的基礎。隨后，第一代GIS系統(tǒng)孕育而生。早期的GIS系統(tǒng)已經(jīng)具備了圖形與數(shù)據(jù)的有機結合，數(shù)據(jù)與圖形可以相互轉化，便于查看。但是它的缺點也很明顯，就是缺少儲存設備之間的互通結構，不能進行網(wǎng)絡拓補擴展，難以實現(xiàn)不同類型數(shù)據(jù)處理設備之間圖形轉換的高級功能。AM能夠完成自動繪圖，其中涵蓋了對不同設計圖以及地圖的制作和修改；FM可以進行各種使用設備及其屬性管理。將這兩種功能相互結合，共同應用到早前GIS技術之中，這樣就可以彌補早期GIS技術的缺點。因此早GIS技術框架下，融合AM和FM就形成了AMFM/GIS系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅能夠管理設備的運行還兼?zhèn)淞颂幚韽碗s的圖形的能力，能夠讓用戶和圖像之間實現(xiàn)動態(tài)交流，也能支持超級鏈接操作。同時對于信息的檢索更加方便，提高了繪制出的圖像質量。伴隨著我國網(wǎng)絡信息技術的迅猛發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)因為其本身具有的良好的信息交換功能，一躍成為GIS新型系統(tǒng)和信息交互平臺，將有關位置信息在以網(wǎng)頁為展示平臺的網(wǎng)絡上以供有需求的人進行查看和使用，這已經(jīng)成為GIS系統(tǒng)目前發(fā)展的主要方向，因此WEB•GIS系統(tǒng)就順著這個方面發(fā)展而來。隨著我國電力行業(yè)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)覆蓋的范圍和密度也越來越大，其所需要的進行處理的數(shù)據(jù)也越來越多，尤其是位置信息的處理越來越朝向自動化信息化方向發(fā)展。所以急需一個能夠進行數(shù)據(jù)集中處理和相互交換的系統(tǒng)平臺，GIS系統(tǒng)就剛好媽祖電網(wǎng)信息系統(tǒng)發(fā)展的各項需求，可以為電網(wǎng)信息決策者提供集中而有效設備、用戶等各類即時信息。GIS系統(tǒng)依據(jù)電網(wǎng)信息系統(tǒng)的需求不同，又分為兩種不同的交互方式，一種是包括Plugin方式和Java式在內的主動式，另一種則是包括ServerapI和cHI式在內的被動式。被動式通常在應用上比較靈活，能更好的利用服務器資源，但是利用效率較低。而主動式則不同，其對操作平臺的要求比較高，但是其運行效率也高。GIS系統(tǒng)從最初在電網(wǎng)管理系統(tǒng)中應用到后來的深入結合，對電力信息共享以及可視化管理電力系統(tǒng)都有極大的推動作用。
3GIS技術的功能應用分析
3.1GIS系統(tǒng)具有多方式數(shù)據(jù)查詢功能
GIS系統(tǒng)在進行空間位置數(shù)據(jù)處理時，能夠采用多種方式來對位置信息進行錄入和數(shù)據(jù)分析，之后通過一種數(shù)據(jù)組合的形式對數(shù)據(jù)庫進行更新、維護和快速檢索，并以多種方式輸出目的空間位置信息。GIS系統(tǒng)中對數(shù)據(jù)的處理管理與目前主流的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)相比，具有兩個十分顯著的優(yōu)勢：（1）具有空間位置實體定義功能；（2）具有空間位置關系實時搜查功能，因此GIS在空間數(shù)據(jù)管理方面越來越受到重用。如圖2所示。
3.2GIS系統(tǒng)能夠進行綜合預測
不但能夠完成為地理位置編碼，存儲地理位置信息以及提取信息，還能夠建立真實世界的模型，能把實際空間位置信息進行模擬預測，得到綜合分析評價結果。另外，GIS還能夠進行電網(wǎng)信息的調配決策，以命令和函數(shù)的方式顯示在模擬程序之上，并從其中得到相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)。通過分析整理相關數(shù)據(jù)信息，摸擬地理位置轉移過程，可以預測其將要進行的步驟和趨勢，從而便于預測地理位置轉移的最終結果。管理者可以對比預測結果，對不同方案進行合理評估，然后作出最優(yōu)化決策，避免發(fā)生不可控的不良后果。
3.3GIS技術能夠提供查詢空間的功能
為了便于電網(wǎng)空間信息和屬性信息的管理和開發(fā)，在建立地理位置數(shù)據(jù)庫時對數(shù)據(jù)進行分層處理。即依據(jù)位置信息數(shù)據(jù)的性質不同進行類別劃分，把性質相近或者相同的數(shù)據(jù)劃分在一起，形成一個數(shù)據(jù)鏈層。因此GIS對空間數(shù)據(jù)和位置圖形以及他們的屬性數(shù)據(jù)進行量化分析和精確計算更加方便。
4GIS技術在電網(wǎng)系統(tǒng)中的應用
在電網(wǎng)信息系統(tǒng)中，配網(wǎng)管理系統(tǒng)在空間分布上，不同系統(tǒng)模塊的功能交錯分布在不同的空間和時間內，這也是配電管理系統(tǒng)特有的。所以，在管理系統(tǒng)中空間范圍內的信息時，不同級別電力企業(yè)的配電系統(tǒng)管理部門都極為看重來。將GIS技術引入到配電網(wǎng)絡管理系統(tǒng)的實際應用當中去，這樣能夠利用GIS技術的信息分析功能，對地理信息進行有效管理空間數(shù)據(jù)信息，這樣就可以實現(xiàn)空間可視化管理，把系統(tǒng)之中各項數(shù)據(jù)，借助于計算將其抽象化，變成一些較為簡單的模型，作為特定的可視單元。比如，可以借助于相應的比例對配電網(wǎng)絡中需要的變壓器或開關設備進行標記。而對于其他的電纜等線狀的設備則選擇顏色不同，促膝不同的線條反應設備的信息內容。除此之外，在配電系統(tǒng)中常見的房屋以及供電區(qū)塊等，需要借助封閉的多邊形進行表示。GIS技術在電力管理系統(tǒng)中的實際應用，為電力企業(yè)提供有效的數(shù)據(jù)采集和地理信息定位的平臺，同時還為企業(yè)DMS，SCADA，MIS，ERP，CIS等相互融合提供了有效路徑。一般來講，GIS系統(tǒng)技術在電力信息管理系統(tǒng)中的實際應用能夠為企業(yè)視覺管理提供參考，主要在以下幾個發(fā)方面進行體現(xiàn)。（1）配電管理系統(tǒng)的地理信息可視化的應用。借助于電子地圖分布數(shù)據(jù)庫的建立，運用網(wǎng)絡圖像展示的形式，展示電力信息的空間位置，這樣便將空間和屬性的相關數(shù)據(jù)進行匯總管理，為智能化自動化數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)的發(fā)展提供幫助。電力信息管理的工作人員借助配電管理系統(tǒng)，能實時查詢設備的運行狀態(tài)，隨時針對出現(xiàn)故障的設備以及進行維護，提高設備維護的效率，通過這種方式就能夠為電力信息管理提供真實有效的數(shù)據(jù)支持。同時將GIS技術應用到配電管理系統(tǒng)中，有助于配電網(wǎng)設計人員對線路上不同設備運行狀態(tài)的實時跟蹤，推動配電網(wǎng)的科學發(fā)展。（2）可以將GIS技術應用于電子地圖分發(fā)管理系統(tǒng)中，能夠為用戶查詢位置，查詢區(qū)域范圍，進行區(qū)域范圍內的費用統(tǒng)計以及用戶費用使用情況查詢等服務。通過提供這些功能服務不僅能不但能為用戶提供便利，提高管理效率，還可以與電力系統(tǒng)區(qū)域定位相結合，提高該方面的質量。在配電系統(tǒng)中，通過用戶的身份證件號碼或者是輸入詳細的家庭地址工作人員都可以快速完成用戶的地位，查詢用戶的用電信息。除此之外，為了防止管理過程出現(xiàn)混亂，提高用戶使用費用統(tǒng)計的準確度，共作人員還能依據(jù)用于顯示位置的電子地圖，針對任意區(qū)域范圍內不同的用戶在系統(tǒng)中進行編碼管理，提高管理效率。（3）GIS信息技術在配電管理的應用，可以改變紙質繪制的工作和管理方式。在配電管理系統(tǒng)中通過GIS技術自帶的自動繪圖功能基本可以完成所有數(shù)據(jù)的圖樣化展示，使管理人員可以更加靈活的運用數(shù)據(jù)。GIS信息系統(tǒng)主要以地理位置為主，將設備、地理、數(shù)據(jù)信息等進行分布，最后以圖形的方式呈現(xiàn)。讓配電工作人員準確把握配送網(wǎng)絡的分布情況。（4）現(xiàn)代人的工作和生活處處離不開電，這極大地增加了社會對電力資源的用量需求，因此保障整個配電網(wǎng)絡能夠安全運行，是整個電網(wǎng)信息系統(tǒng)得以持續(xù)有效管理的關鍵所在。運用GIS信息技術可以針對用電戶用電量的的實際使用情況來有限制的按需分配，從使用的來源上進行用電的權限審核，這極大保證了配電網(wǎng)絡在信息管理過程中的安全性。另外，而為了保障相關網(wǎng)絡數(shù)據(jù)可以有效收集和安全傳輸，讓其在數(shù)據(jù)傳輸和交換過程中不會丟失和折損，維護人員需要定期檢查電力信息中心，保證每條網(wǎng)絡線路的運行狀態(tài)正常。同時向管理人員進行信息情況的匯報，來保障相關工作人員可以有效的輸入數(shù)據(jù)庫中收集的數(shù)據(jù)。
5結論
在電力系統(tǒng)中GIS系統(tǒng)的應用讓電力規(guī)劃實現(xiàn)可視化、信息化管理成為現(xiàn)實;解決地形數(shù)據(jù)的矢量化數(shù)字地形、地圖庫和輸電線路數(shù)據(jù)庫結合問題，能夠對地形圖以及屬性資料庫進行數(shù)字化查詢、編輯以及管理。在電力系統(tǒng)中應用GIS系統(tǒng)完成信息一體化管理，將管理效率很大程度上提高了。以網(wǎng)絡查詢?yōu)榛A建立能夠提供分析數(shù)據(jù)、進行決策的系統(tǒng)，比較預測和計劃數(shù)據(jù)，讓生產(chǎn)活動的管理更加科學化。當今社會隨著科技的高速發(fā)展，GIS技術在電力行業(yè)的應用也越來越貼合實際，相關技術也越來越成熟。電網(wǎng)信息系統(tǒng)的管理也要與時俱進，通過引入GIS技術，可以更好的保證供配的準確性和供電系統(tǒng)的安全性，而且采用建立網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫來進行實實效性的管理，可以很大程度的提高工作人員的工作效率，同時減輕他們的工作負擔。并且由于GIS能夠保障電網(wǎng)信息系統(tǒng)的有序性和綜合性，因此可以大大增加供配電系統(tǒng)的服務質量。展望未來，GIS技術在電網(wǎng)信息系統(tǒng)中的應用將更加全面、廣泛、深入和系統(tǒng)化，信息數(shù)據(jù)的處理過程也將更加精準透明，這十分有利于整個電網(wǎng)信息系統(tǒng)進行長期持續(xù)的發(fā)展和延伸，從而具有長遠的發(fā)展前景和可行性的實用價值。
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作者：楊文呈 楊燦東 單位：云南電網(wǎng)有限責任公司臨滄供電局
