电力规划设计GIS平台的设计与实现

作者：于海涛

来源：《中国房地产业》 2017年第4期

【摘要】对当前电力规划设计业务提出一整套信息化的总体设计和实现思路，研究开发了电力规划设计GIS 平台，可实现电力规划、输电设计等功能。通过本平台提供的技术与资源，满足电力规划设计的核心业务需求，完善电力规划设计的工作体系，支撑更加深入地开展电网业务的研究。

【关键词】电力规划设计；GIS 平台；设计

电力配网作业是社会生产生活中一个最为主要的部分，其主要作用是面对用户进行电力变压以保证正常的供电活动。使电力具备商品属性就取决于电力配网调度工作在其中的协调作用，其所存在的重要性和维系人民日常生活和生产活动的必要性得意充分体现。而随着科学技术不断发展和经济社会的进步，对于电力的需求日益加大，电网配置也趋于复杂。线路的逐渐增多导致电力配线呈现出复杂和变化频繁的不利现象。而在在国家发展方向上对与电力配网的管理和发展较不重视导致其管理水平一直处于相对低下的状况。还有一个方面则是由于大多电力配网的信息资源管理还处于图纸储存和展示的阶段，其很难保证资源的实时性和先进性，对于相

关数据的研究也产生了很大的阻碍。为此目前的电力配网管理上很难实现合理科学的管理结构。

在随着自动化在我国的不断发展和在各个领域的积极应用，而且随着用户需求的不断提高和社会发展的要求。急需要对目前的电力配网调度进行革新性的改进和发展，利用先进技术提高管理模式的自动化水平和科学性。这对于未来的各领域发展和社会生活水平的提高有着很大的推动性作用。本文则研究在目前的技术水平下，GIS平台在电力配网中的应用是实现其适应各种要求。

1、电力规划设计GIS 平台的设计

1.1 系统的总设计方案

在目前的应用水平当中，我国对于GIS 平台的使用方法主要体现在两种方式上。第一种则是在GIS 平台上直接开发出应用在电力配网调度方面的管理系统。这种系统可以直接将所收集到的实时信息和数据直接在GIS 平台显示出来。而第二种方法则是以电力配网管理系统为主体，开发出一种GIS 特性的工具，以此来强化电力配网管理系统，使其具备更为先进和科学的功能，使其可以具备独立的实时图像显示和储存管理能力。而这两种使用方式都存在相应的缺点。以GIS 为主体的管理系统的稳定性不是很好，不能满足电力系统中的二次安全防护的要求。而以管理系统为主体的模式中这种系统设立在总的管理结构当中在获取现场实施情况上存在着一些困难，在时效性方面存在缺点而且在长期维护上也很困难。

面对以往的应用模式中存在的优缺点进行整合分析和考量，本文将研究利用商业用途的GIS平台作为整个点力配网调度管理系统的数据平台，利用此为基础设计一中独立于其他模式下的GIS 配电网调度管理系统。其中存在的数据本身都出自于GIS 平台中所储存的数据，而在应用和调取上又独立与GIS 平台，这样就可以实现对于本身的数据信息以根据现场状况和实际数据的展示来进行更改和校验，使得整体的数据库一直处于较为先进和实时的状态下。这种模式体现出系统的灵活性和安全性也表现出其所具备的科学和实时性。利用图1 来显示新系统中电力配网管理和GIS 的关系模式。这种总体设计方案在理论上可以实现在电力配网调度管理模式当中所应具备的图像数据资源管理的需求，也可以面对实时变化的电网现况进行数据更新和相应的更改，并且在发生故障的时候可以做到实时分析和显示并且提供较为安全和科学的解决

方案。也为目前的点力配网调度管理做到了无纸化全计算机管理模式，提高了自动化和先进性，提高了整体的工作效率和人力资源成本。

1.2 系统的功能设计

首先在数据库和建模的设计上，将电力网配置的地理图和单线图等相关的数据利用GIS 平台中的文件格式生成功能进行格式的转化，并且以XML 格式储存在数据库当中，利用电力配网调度系统和数据库进行接口模式的连接实现对数据库内部信息的实时提取和分析。再提取后将所得到的数据结果通过管理系统中的图像软件和显示功能直观的显示出来并且智能储存。而且这种接口可以做到管理人员对线路中的各设备运转做出调整和改变的桥梁。

其次是在实时监控方面的设计功能。这主要是进行电网运行时所需要的状态监控和设备情况的查询工作。利用此系统做到对各设备和环节接线模式的监控和调度工作，并且回报实时状况。通过现场数据的回报来供管理人员分析现场情况以及提供解决方案。

网络拓扑结构利用此系统可以进行自行的分析并且生成最为合理的电网线路配置结构。根据电力系统中所有的设备关联和设备的开关状况形成一个电气连通判断，运用这些收集到的信息和数据和判断结果给显示界面层一个显示依据。此外可以自行生成电路配置结构的模型，在进行模擬运行的过程中分析最佳的配置路线，为更高要求的用户和相关单位提供更为科学的电路调配方案。

而在软件使用和用户端的设计上应用电网潮流计算和安全分析功能，以及各种负载情况的和故障损坏计算功能。这些可以为调度人员提供一个较为详细和专项的数据支持以此来进行科学调整。不断地进行电路优化和电网配电安全输送。为整个电力配网调度管理工作提供直观的数据支持。而在通过以上的整体系统内部功能开发延伸出将其融入到计算机辅助生成当中，利用计算机网络技术进行各种维修维护和调度工作，保证各个设备间的稳定运行和整个调度管理中的科学安全性质。

2、系统实现与功能

2.1 系统实现

遵循企业总体架构、SOA、插件式集成框架等思想和内容，采用面向对象的分析设计方法，建设一套一体化平台，并建设各类公共服务（如数据服务、功能服务、身份验证服务、GIS 服务等）。强化对系统各项应用服务的监控，实现服务状态监控、服务维护等工作。平台建设过程中，各模块功能独立却又相互配合，共同为指定阶段的系统规划、输变电设计等业务提供技术支撑，完成业务流的配合实现。各模块通过统一规划对各阶段数据内容的维护辅助实现业务间数据流的贯通和数据共享，通过与管理过程的配合，对数据和内容的流转进行过程控制。平台的开发工具选用MicrosoftVisualStudio2010；数据库软件采用Oracle11g；对于和地图相关的二维功能开发采用ArcGIS 组件；对于三维部分的开发采用AnGeoUniscope 客户端开发包。

2.2 系统功能

电力规划设计GIS 平台包括二三维基本功能、系统规划、输变电设计、系统管理及功能配置、数据管理与维护等多个功能模块，每个大功能模块根据业务不同又细分系统功能类及子业务功能。功能模块如图所示。

二三维基本功能实现二维地图的基本功能，包括地图浏览、元素创建、要素量算等功能；实现三维场景的基本功能，包括数据加载、三维浏览、三维空间分析等功能；系统规划模块主要功能包含电力发展咨询、网架规划设计、规划辅助决策、规划成果管理等多个方面的内容；

输变电设计模块具备前期选线、选址、辅助施工图设计、三维展示、工程数据管理和数字化移交的功能；系统管理及功能配置实现对系统中所有用户、角色和权限、操作日志、插件、界面、系统参数等的管理与配置；数据管理与维护模块整合基础地理信息、专题数据、电网数据、勘测数据等内容，在可视化平台上以表格、图形、文字等多种方式直观地展示数据，并提供数据编辑、数据更新功能，保证数据的现势性。

3、未来的应用展望

GIS 技术伴有软硬件的拓展，便于解析电网配备的三维空间。从长久发展看，电力云平台填补了旧式架构的二维平台，这种基础上创设了更精准的三维场景。传统流程的数值解析阻碍了成效的提升，云平台消除了这一弊病。构建了三维场景，解析了距离更长的送电线路，通视分析拥有了实时性。电网分析配备了GIS 创设的新算法，适合了计算网内的潮流、运算线路阻抗、解析线损等。

分布式的网内数据借助GIS 平台可以缓存。分布式缓存拥有新时期内的技术优势，考虑到用户常态的运用习惯。适当调配了分布式现有的内存，缓存命中率将会变得更高。此外，预先获取数据、缓存某些电力数据都可协助用户减低传输之中的延迟。云平台依循了现存请求，推测得出未来即将设定的某一请求，取回这些数据而后放置于缓存中。

结语：

建设电力规划设计GIS 平台，可借助GIS技术实现电力规划设计中的数据、信息和应用的一体化。该平台以信息化为依托，以创新为动力，以技术与生产结合为主要形式，将传统电力规划设计方法和新技术融为一体，整合设计院现有的各类平台和资源，将优秀的电力规划设计方法与理念融入数字化工作流程，打造出专业的数字化协同设计平台，实现电网规划、设计等业务的信息化和数据、内容、流程的协同与贯通，提高设计工作的宏观性、全面性和效率性，进一步提升设计院为政府部门提供高端咨询服务的能力。