陳斌
國(guó)網(wǎng)福建柘榮縣供電公司 福建寧德 355300
配網(wǎng)管理中的地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)分析
陳斌
國(guó)網(wǎng)福建柘榮縣供電公司 福建寧德 355300
地理信息系統(tǒng)是一門高新技術(shù),近年來廣泛應(yīng)用于配電網(wǎng)管理中。在未來幾年內(nèi),仍將發(fā)揮更重要的功能。例如數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、多維化,系統(tǒng)集成化、智能化等。本文重要分析了地理信息系統(tǒng)(GIS)在配電管理中的應(yīng)用技術(shù),以求得交流。
配網(wǎng)管理;地理信息系統(tǒng)(GIS)
1、GIS的概念
GIS的定義是:為了獲取、存儲(chǔ)、檢索、分析和顯示空間定位數(shù)據(jù)而建的計(jì)算化的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。[2]對(duì)于這一定義的理解為,首先,GIS是一種數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng),屬于現(xiàn)代化空間信息分析技術(shù)。在這項(xiàng)技術(shù)中,融合了地理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊遙感技術(shù)等多門類的學(xué)科體系。其次,GIS的基礎(chǔ)是建立在地理空間之上,通過對(duì)地理模型的構(gòu)建,分析處理所采集的信息數(shù)據(jù),為地理研究及地理決策提供必要的理論依據(jù)。第三,由于GIS的先進(jìn)性與即時(shí)性,使得其數(shù)據(jù)更加更加完備,數(shù)據(jù)庫(kù)的更新更加迅速精確,獲得的地理信息也更加精準(zhǔn)。
2、GIS技術(shù)在配網(wǎng)管理中應(yīng)用的必要性
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,電力系統(tǒng)的壓力也越來越大,配電網(wǎng)作為電力系統(tǒng)的主要網(wǎng)絡(luò),也發(fā)生了變化。城鄉(xiāng)建設(shè)的突飛猛進(jìn),為配電網(wǎng)的設(shè)置增加了新的機(jī)遇,也面臨著更加嚴(yán)峻的考驗(yàn)。如果引用了GIS定位系統(tǒng),則情況會(huì)有所好轉(zhuǎn),數(shù)據(jù)庫(kù)的更新使得監(jiān)控人員對(duì)配網(wǎng)的情況有了明確的可視點(diǎn),其強(qiáng)大的存儲(chǔ)管理系統(tǒng)、檢索系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)信息數(shù)據(jù)的分析與管理,都為配網(wǎng)的管理減輕了壓力,使工作質(zhì)量大大提高,減少數(shù)據(jù)的疏漏失真。
GIS技術(shù)的功能非常強(qiáng)大,用于配網(wǎng)管理中,涉及了日常的工作及管理,能夠提高配網(wǎng)的生產(chǎn)效率和管理水平,主要有以下功能:
1、基本功能。GIS技術(shù)的應(yīng)用,能夠把圖形與地理面貌結(jié)合在一起,實(shí)現(xiàn)雙重管理功能。其包括圖形處理及顯示、地理位置信息管理、屬性信息的統(tǒng)計(jì)與檢索功能以及圖形信息數(shù)據(jù)的管理與維護(hù)等。2、配網(wǎng)分析功能。GIS之用于配網(wǎng)管理,其能力包括信息追蹤功能,配網(wǎng)的拓?fù)浞治?、以及配電網(wǎng)的地理位置顯示、供電范圍分析,以及故障區(qū)的查索與分析、線損分析,還有潮流分析等常用功能。3、輔助功能。GIS的輔助功能包括決策功能,包括兩大功能:最優(yōu)化停電隔離點(diǎn)決策功能和負(fù)荷轉(zhuǎn)移決策功能,輔助決策功能屬于智能性功能。
1、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)功能
GIS技術(shù)在配網(wǎng)中的應(yīng)用采用的是美國(guó)先進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),以CS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),數(shù)據(jù)庫(kù)端用空間數(shù)據(jù)引擎,用戶可以直接登錄進(jìn)行對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問及操作,這樣的結(jié)構(gòu)能夠使設(shè)備的管理及數(shù)據(jù)的分析處理能力大大提高。
其構(gòu)成主要有四個(gè)部分:系統(tǒng)層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層及軟件層。下面,筆者將逐一進(jìn)行介紹:
系統(tǒng)層:在配網(wǎng)管理中,系統(tǒng)層多選用WINDOWS XP系統(tǒng),對(duì)于系統(tǒng)層來說,設(shè)置比較常見,普及率高。數(shù)據(jù)層:數(shù)據(jù)層包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)和客戶端數(shù)據(jù)庫(kù),這是兩級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)管理模式,便于解決訪問過度的問題,避免數(shù)據(jù)庫(kù)因負(fù)荷量大而癱瘓。一般情況下,系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)選用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù),客戶端數(shù)據(jù)庫(kù)選用Microsoft Access數(shù)據(jù)庫(kù),這兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)相輔相承,不互為干擾,卻能夠相互聯(lián)系。應(yīng)用層:應(yīng)用層是用戶的主要界面,在這個(gè)界面中,用戶可以通過系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析處理后轉(zhuǎn)發(fā)的地圖形式進(jìn)行查看,其開發(fā)工具采用的是Map Objects控件。
軟件層:軟件層是用戶與系統(tǒng)之間的應(yīng)用聯(lián)系層,本層與數(shù)據(jù)庫(kù)直接相連,編輯和管理系統(tǒng)的圖形數(shù)據(jù),還能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢、存儲(chǔ)以及統(tǒng)計(jì)、分析調(diào)度等操作。對(duì)于GIS技術(shù)來說,軟件層是業(yè)務(wù)邏輯層,通過Map Objects和ADO.NET組件避開用戶端與系統(tǒng)數(shù)據(jù),用戶并不直接與系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)生關(guān)系,減少不必要的錯(cuò)誤與系統(tǒng)的毀損。
2、GIS技術(shù)在配網(wǎng)中的應(yīng)用
2.1 SCADA系統(tǒng)——調(diào)度系統(tǒng)
在配網(wǎng)管理SCADA系統(tǒng)中,GIS能夠及時(shí)提供設(shè)備信息和空間信息,并且能夠與SCADA系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)相結(jié)合,使配電網(wǎng)的管理更加有效。
首先,GIS能夠?yàn)镾CADA提供圖形信息,包括地理地質(zhì)信息、地理空間信息,SCADA在獲取這些信息的同時(shí),還可以通過GIS得到離線的圖形信息及設(shè)備信息等,二者的交換與聯(lián)系使配網(wǎng)管理更加完善。其次,GIS技術(shù)中的圖形中能夠反映出SCADA系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)運(yùn)行信息,比如饋線和配變的實(shí)時(shí)運(yùn)行信息,包括電壓、電流和功率的因素、開關(guān)信息等等的運(yùn)行狀態(tài)。GIS技術(shù)與配網(wǎng)SCADA系統(tǒng)的相互結(jié)合,使得電力系統(tǒng)能夠?qū)δ壳芭渚W(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)直觀而明確,對(duì)配網(wǎng)的設(shè)備的地理位置的信息、離線圖形及設(shè)備參數(shù)等有了全面的掌握,使調(diào)度的精確性大大增強(qiáng),提高了調(diào)度質(zhì)量,避免錯(cuò)誤操作。
2.2 MIS系統(tǒng)——生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)
GIS技術(shù)在MIS系統(tǒng)中的應(yīng)用更加直觀,在MIS中加入了GIS技術(shù),能夠結(jié)合地理信息,分析和顯示配電網(wǎng)中的數(shù)據(jù),能夠使配網(wǎng)的管理者掌握線路設(shè)備和用戶的分布情況,科學(xué)合理地對(duì)供電情況進(jìn)行調(diào)度管理。除此之外,由于GIS技術(shù)本身的圖形處理功能,可以為MIS提供地圖環(huán)境的大致情況,并且應(yīng)用強(qiáng)大的公共數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)支持,為工作人員提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持,及全面簡(jiǎn)捷的操作流程,有利于降低人工的管理成本,提高工作效率。
由于GIS技術(shù)在我國(guó)應(yīng)用的時(shí)間還不長(zhǎng),因此,在配網(wǎng)管理的應(yīng)用中還存在著一些問題:
1、與SCADA系統(tǒng)接口的問題。GIS技術(shù)與SCADA的相互結(jié)合能夠有效進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,提高配網(wǎng)調(diào)度管理水平,但是,在實(shí)際操作中,GIS技術(shù)的應(yīng)用還不成熟,因此,在與SCADA系統(tǒng)的接口中,建議采用網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議來實(shí)現(xiàn)。
2、空間數(shù)據(jù)的維護(hù)問題??臻g數(shù)據(jù)維護(hù)一般體現(xiàn)在GIS技術(shù)的設(shè)備圖形維護(hù)中。建議方式有兩種,一種維護(hù)方式采用文件方式,將所有的數(shù)據(jù)文件通過一個(gè)用戶端來維護(hù),并且適時(shí)進(jìn)行更新服務(wù)器的數(shù)據(jù)。一種是將文件細(xì)分,實(shí)行多用戶編輯不同的圖層文件。這樣避免文件過大,一個(gè)用戶編輯難以展開,容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。
3、GIS基礎(chǔ)平臺(tái)和系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的選擇。由于GIS技術(shù)是由各生產(chǎn)商自行設(shè)定的數(shù)據(jù)處理方式,空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)及轉(zhuǎn)換因這種不統(tǒng)一會(huì)帶來一些不必要的麻煩,因此,在選擇GIS技術(shù)平臺(tái)時(shí),一定要先分析配電管理中所需要的各種數(shù)據(jù)的規(guī)模和存貯方式,選擇最適合本系統(tǒng)的技術(shù)平臺(tái)。
地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)是一門高新技術(shù),憑借其強(qiáng)大的綜合處理功能在電力配電網(wǎng)中成為實(shí)用系統(tǒng),未來幾年內(nèi),還將會(huì)隨著電子技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展完善。因此,我們要充分了解并掌握這門技術(shù),使其在實(shí)用的過程中發(fā)揮更大的作用。
[1]李可,GIS技術(shù)在配網(wǎng)管理中的應(yīng)用分析[j],中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2014(11):23
[2]王超,在配電網(wǎng)高度中GIS的應(yīng)用及技術(shù)問題分析[j].電氣應(yīng)用,2008(21):44~46