地理信息系统在电力部门的应用

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地理信息系统在电力部门的应用

河南扶沟县供电公司 张 蓓

【摘要】GIS作为空间数据采集、分析、处理的计算机信息系统，在各行各业中有广泛应用。本文探讨地理信息系统在电力部门的应用，可以正确、全面、及时地获取供电线路的各种资源信息，同时对存在问题进行了分析，并对电力GIS的未来发展进行了展望。【关键词】地理信息系统；电力系统；信息化；农村电网

一、引言

地理信息系统，简称GIS(Geographic In-formation System)，是国际上近年来发展起来的一门新兴边缘科学，是融地理学、几何学、计算机科学及各类应用模型为一体的综合性高新技术。GIS的最大特点就是它能够把现实生活中的各种信息与反映地理位置的图形信息有机地结合在一起根据查询统计与分析需要将这些信息真实地、图文并茂地展示在用户面前，同时也可以将分析决策模型处理结果提交给各级管理部门作决策参考。

二、GIS在电力系统配电网中的应用

随着GIS技术在经济建设各领域、各部门的应用普及和深入，GIS的潜力正在被不断地发现和挖掘。由于电力企业设备结构复杂、地域分布广泛，根据分工的不同，分成很多垂直部门，如调度、用电、输变电等。这些部门之间既彼此独立，又相互合作。

GIS作为一个基础平台，应用在电力企业各个部门中，将电子地图同实际的电网设备、实时信息等一一对应，利用GPS（全球卫星定位系统）对电网设备进行精确定位，在电子地图上显示变电站、线路、杆塔、变压器、电容器等设备的地理位置，确定它们的空间位置和相互关系，实现对配电网的规范化和可视化管理，可以满足电力企业统一管理、统一规划的需要。

配电网是电力系统配送电力能源到最终用电单位的网格结构，承担着电网运营供应链中最基层网络的重要任务。配电管理系统是一项集计算机技术、计算机通信技术、控制技术、现代化智能设备技术及管理于一身的综合信息管理系统，其目的是提高供电可靠性，改进电能质量，为用户提供优质服务，降低运行费用，减轻运行人员的劳动强度。

基于GIS的配电网管理系统，能够实现配电网管理自动化，减少运行维护费用和各种损耗，有助于实现配电网经济运行；切实提高供电质量和供电可靠性；多项管理过程提供信息支持，改善服务，提高管理水平和劳动生产率，并为电力系统电力市场的改革打下良好的技术基础。

三、电力行业GIS特点

地理信息系统是以地理空间信息数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统，它有以下三个方面的特征：

1.具有采集、管理、分析和输出多种地理实体信息的能力，具有空间性和动态性；

2.以地理研究和地理决策为目的，以地理模型方法为手段，具有区域空间分析、多要素综合分析和动态预测能力，产生高层次的地理信息；

3.由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法，作用于空间数据，产生有用信息，完成人类难以完成的任务。

电力行业GIS除具备GIS的基本特点以外还具备如下特点： 1.电力系统运行参数实时性和动态变化性，需要对信息及时进行收集、处理和分析。电力GIS对数据处理、存储容量和传输速度均有较高的要求。

2.电网的多属性数据要求GIS具备足够的稳定性和可靠性。电力GIS能够实现数据的一次输入和多次输出，以保证数据的一致性操作，实现数据的统一管理和多层保护等，构建高可靠性和高准确性的业务系统。

3.电力系统是一个庞大的复杂系统，电力网的广域性和电力设施的分散性及设备的多样性，实时信息量大，系统接口复杂，信息的覆盖面广，电网的各种电压等级及多用户连接等需要GIS具备拓扑从分析和转换能力。

四、电力GIS的基本功能

建立输配电网的信息模型，将电网的地理位置信息、属性信息、拓扑连接关系综合到GIS系统中去，实现全县输配电网的综合管理、查询，再由此之上完成各项高级应用功能。为输配电管理部门及技术工人提供一个有利的分析工具。

1.在GIS下建立动态电网模型。采用配电网电力专家模型，在系统中建立数字化配电网，形成“数字化神经中枢”，及时获取电网的运行状态数据，为电网的调度、规划、检修、运行、大用户用电、客户服务以及生产经营服务提供辅助决策手段。

2.基于WEB GIS的供电企业应用整合：输电线路、配电线路、低压线路、线路实时巡检系统、GPS电力抢修车辆指挥调度系统、虚拟现实变电站系统在统一WEBGIS中开发应用。并在此基础上实现现有营销信息系统、客户服务中心等的图形化显示与查询。

3.高精度单点非差分GPS定位：目前民用GPS的水平精度为4～10米，不能满足配电网的要求，在GPS掌上电脑上实现高精度GPS单点定位，把GPS定位误差由10米提高到小于3米，满足密集的城区配电网的定位要求。

4.空间统计：对输配电网络中的各种信息进行多种方式的空间统计打印。

5.对系统进行管理：包括运行方式管理、用户权限管理、运行日志管理。

五、存在的问题

地理信息系统在应用过程中出现以下问题：1.数据质量问题

数据是GIS的血液，而数据质量则是制约GIS发展的重要瓶颈。影响GIS数据质量的因素名目繁多，存在许多不确定性，导致数据质量不容易控制，给GIS建库带来很多不便。但是，过于强调数据质量，则浪费大量的人力物力；反之，质量偏低，则达不到要求，影响了GIS功能的发挥，有可能造成严重的后果，把握适度数据质量有一定难度。

2.GIS基础平台的选择问题（电力GIS的现状及前景分析）

电力GIS应用是直接融入现代电力生产经营活动之中的，全新的生产经营信息数字化的管理工具，从应用的角度上，从底层的软件平台结构到高级实用功能，都会因实际的电网生产运行及经营管理方式的不同有较大的差别。

目前，商用GIS平台不是缺乏网络高级分析就是投入的资金太多，不能满足实际应用的需要。电力企业选择GIS平台时，要考虑实现设备设施的管理，还要能够实现电网网络的高级分析，同时还要考虑电力部门用户多，资金配置、开发工作量问题，真正做到电力GIS的实用化。

3.缺乏电力GIS的标准和应用规范

电力GIS的应用需求推动市场迅速发展，而相应的技术标准和应用规范制定未能及时完成。形成了“市场发展超前，技术标准滞后”的局面，阻碍了电力GIS的应用推广。建议行业管理部门认真总结国内近年来积累的农村电网GIS技术应用经验及教训，结合GIS技术先进成果，针对我国农村电网管理的特点，忙制定出农村电网GIS技术应用推广的技术标准和系统建设应用规范。电力GIS的标准化可以分两个层次理解，一是狭义的标准化，其内容包括数据、数据交换、数据库转换、图形、软件等方面的标准，即主要包括空间数据标准和信息技术标准两个方面。二是广义的标准化，内容更加广泛，包括算法、行业标准等方面的内容，主要可以分为四类：应用标准、数据标准、信息技术标准和行业标准。

4.电子地图和数据源问题

GIS中最基础的部分是数据。目前，一方面是缺乏精确程度高、更新及时的电子地图和权威的基础地理数据；另一方面，对已有的数据没有充分加以利用，各部门积累下来的基础数据由于数据格式和规划不统一，难于共享利用，不仅加大了成本，还延长了建设周期。

六、电力企业的应用前景

电力企业的应用前景表现在以下几方面：1.通过建立电力企业的GIS网络，工作人员可以访问网上灵巧的地图和建筑图。分层的地图帮助他们在电力系统内成千上万的设施中准确定位，并获得具体的部件说明和维护记录等信息。

2.电力企业利用这些数据信息，可以容易地管理、维护和发布地图及相关设备信息，使用户可以方便地进行交互式查询、生成定制的报表、按比例尺打印等等。

3.GIS应用于配电网规划：利用GIS进行配电网规划可以实现配网规划的可视化、自动化及地理图形化；使规划的交互性更强；同时，由于地理信息引入规划中，加之GIS的网络分析功能，使得规划过程更有效、规划结果更准确。

4.GIS技术的进一步应用：GIS的广泛访问范围，平台独立性、系统成本低、操作更简单等一系列优点，使得GIS将得到更广泛的应用。

参考文献

[1]杨玉峰.电力局电力GIS系统研究[D].硕士论文,2008,6.[2]黄宵宁,张真良,杨志超.地理信息系统及其在电力应用[J].江苏电机工程,2002(2).

[3]刘健,倪建立,邓永辉.配电自动化系统(第2版)[M].中国水利水电出版社,2003.

[4]周明.GIS技术在电力信息系统中的应用[J].安徽电气