王中陽，田濤，喬新輝，李鳳亮，嚴研，明德烈

（1.國網陜西省電力公司經濟技術研究院，陜西西安 710065；2.北京洛斯達數字遙感技術有限公司，北京 100120；3.華中科技大學，湖北武漢 430074）

陜西智能電網建設技術支持平臺設計與應用

王中陽1，田濤1，喬新輝2，李鳳亮2，嚴研2，明德烈3

（1.國網陜西省電力公司經濟技術研究院，陜西西安 710065；2.北京洛斯達數字遙感技術有限公司，北京 100120；3.華中科技大學，湖北武漢 430074）

陜西智能電網建設技術支持平臺，是國網陜西省電力公司研發(fā)的一體化前期工作平臺，它以計算機技術和大規(guī)模數據存儲技術為基礎，以電力三維GIS（geographic information system，地理信息系統(tǒng)）技術及全過程信息化電網技術為依托，綜合運用高精度遙感數據處理技術、海拉瓦技術等技術，搭建起了陜西330 kV以上電壓等級的虛擬電網，有效整合了陜西電網相對分散的信息資源，能夠直觀了解電網的拓撲結構、線路通道的地理環(huán)境及生產運行等業(yè)務信息，為解決新建電網工程通道選擇日趨困難等規(guī)劃難題提供了新的技術手段。

陜西電網；虛擬電網；一體化；前期工作平臺；電力GIS

近年來，隨著陜西電網的快速發(fā)展，輸電通道資源日趨緊張，新建工程通道選擇優(yōu)化日益困難，在這種狀況下，需要及時了解通道的地理環(huán)境和已有電網設備運行狀況，合理規(guī)劃電網結構，引導電網科學有序建設[1]，為此需要利用先進的技術手段立體直觀地展示和管理龐大復雜的電網，并實現電網各類信息資源的共享[2-3]。在相關技術支撐下，陜西省電力公司開展了陜西智能電網建設技術支持平臺的相關研究，綜合運用電網業(yè)務一體化技術等先進技術，將遙感影像數據、DEM（數字高程模型）等基礎地理信息，與網架數據、設備模型等電網信息進行疊加，并融合電網業(yè)務信息，形成了一個可以服務于電網規(guī)劃、通道選擇優(yōu)化、建設等業(yè)務的一體化前期工作平臺。

1 系統(tǒng)設計

1.1 設計思路

陜西智能電網建設技術支持平臺以計算機技術和大規(guī)模數據存儲技術為基礎，以電力三維地理信息系統(tǒng)（geographic information system，GIS）技術及全過程信息化電網技術為依托，以高速網絡為橋梁，通過實時多細節(jié)層次（levels of detail，LOD）生成技術、金字塔技術等海量數據動態(tài)調度技術[4]，疊加陜西全省高清影像、DEM和基礎地理信息等數據，綜合運用高精度遙感數據處理技術[5]、海拉瓦技術[6]，融合電網主網架三維可視化[7]和框架配置技術，結合高級量測體系（advanced metering infrastructure，AMI）和智能化控制的理念[8-10]，通過搭建真實電網模型實現全省330 kV及以上電壓等級輸變電工程三維可視化，有效整合了陜西電網相對分散的信息資源，對陜西全省地理環(huán)境及電網運行狀態(tài)進行多分辨率、多尺度、多時空的三維動態(tài)展示[11]，為陜西電網規(guī)劃研究、電網建設等提供電網空間信息的支撐，力圖在模型的準確性、信息的完善性、速度的流暢性和展示的精細化程度等方面做到國內一流。

1.2 平臺技術路線設計

系統(tǒng)的總體技術路線如圖1所示。

圖1 總體技術路線Fig.1 Overall technical route

平臺采用C/S結構，在需求分析抽象的基礎上，進行軟件功能模塊的劃分及軟件構件的設計，各層之間采用松耦合的功能構件，力圖增強構件的可復用性，具有被封裝為不同粒度“服務”的可能。平臺開發(fā)采用插件技術進行系統(tǒng)框架的搭建，通過統(tǒng)一的程序接口來調用不同的功能模塊，支持新增模塊的動態(tài)插入，從而可以對軟件進行靈活的組裝搭建。

1.3 系統(tǒng)架構設計

項目建設主要分為4個方面：平臺功能建設、平臺數據建設、外部業(yè)務系統(tǒng)集成以及平臺軟硬件支撐的建設。其總體結構如下：

如圖2所示，平臺功能建設是在建立陜西虛擬電網的基礎上，經過調研后開發(fā)出符合需求的軟件產品；平臺的數據建設主要是立足于平臺建設的需要，收集整理平臺建設所需要的影像數據、數字高程數據、專題數據、電網設備模型數據、基礎地理數據、主網架數據等構建三維場景所必須的基礎數據；外部業(yè)務系統(tǒng)集成是將本平臺所需要的數據從各個業(yè)務系統(tǒng)中推送過來供平臺使用；平臺軟硬件支撐層主要是指構建本系統(tǒng)所需要搭建的軟件環(huán)境、硬件環(huán)境及網絡環(huán)境。

圖2 總體架構設計Fig.2 Overall architecture design

2 功能設計與應用

2.1 功能模塊劃分

本平臺功能模塊劃分如圖3所示。

本項目主要包括由三維基本功能、輔助規(guī)劃研究、輔助可研、輔助電網建設、輔助運檢管理、調度信息展示等功能模塊組成。

2.1.1 三維基本功能模塊

提供三維場景瀏覽、電網網架空間展示、地圖標注、基礎地理信息數據管理展示、電力資源組織管理、圖層管理、飛行漫游、快速場景定位、關聯查詢、三維空間分析等功能。

2.1.2 輔助規(guī)劃研究模塊

整理陜西省的國民經濟、能源資源、電力基礎信息等規(guī)劃基礎信息，輔助規(guī)劃管理人員進行電網規(guī)劃、匯報等工作。提供負荷預測、電力電量平衡計算和規(guī)劃成果管理等功能。

2.1.3 輔助可研模塊

通過數字化的表達方式，綜合考慮環(huán)保、成本、效率等因素，輔助完成規(guī)劃選線和選址評審工作，并實現海量信息數據的管理與共享，為管理層和設計者提供決策、設計依據。提供可研方案設計、電網專題分析、輔助可研評審等功能。

2.1.4 輔助電網建設模塊

以三維可視化的表達方式，綜合現場地理環(huán)境，提供在建輸變電工程建設狀態(tài)的總體查詢與展示功能；同時對已建重點工程、優(yōu)秀工程進行精細化建模與全方位展示。

2.1.5 輔助運檢管理模塊

提供生產管理信息展示和狀態(tài)監(jiān)測信息展示等功能。

2.1.6 調度信息展示模塊

提供潮流信息展示、變電站實時信息展示、省網發(fā)用電情況展示和雷電信息展示等功能。

2.2 應用情況

本項目的研究成果已經在一些重點工程和項目的前期工作中進行了實際應用，取得了良好的經濟和生態(tài)效益：

1）平臺中集成了全省的高清三維地理影像、國民經濟和電網發(fā)展等數據，以及污區(qū)、地震區(qū)等各類專題圖，可方便地進行室內布點選線，快速鎖定最優(yōu)站址及線路路徑方案，有效提高了輸變電工程規(guī)劃、前期工作效率，有較大的經濟效益。

2）綜合利用平臺所集成的豐富數據資源，可進一步提高電網規(guī)劃及建設的科學性與準確性，可直接或間接縮短項目建設周期，減少土地占用，有良好的生態(tài)效益。

圖3 平臺功能模塊劃分Fig.3 Platform function module

3 結語

本平臺研究了綜合利用多種技術全面支持陜西智能電網建設，建立了覆蓋全省主網的輸電線路、變電站及電源點的“虛擬電網”，提供了一種輔助電網規(guī)劃、可研等前期工作的方案，其研究成果在實際工作中產生良好的經濟效益、社會效益和生態(tài)效益，推廣前景良好。未來平臺可以以更高精度的三維地圖、模型為基準，覆蓋到更全面的電網生產經營環(huán)節(jié)，融合到智能化操作層次[12-14]，為電網規(guī)劃建設發(fā)揮更大作用。

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（編輯 張曉娟）

Design and Implementation of the Shaanxi Smart Grid Construction Technology Support Platform

WANG Zhongyang1，TIAN Tao1，QIAO Xinhui2，LI Fengliang2，YAN Yan2，MING Delie3
（1.State Grid Shaanxi Economic Research Institute，Xi’an 710065，Shaanxi，China；2.Beijing North-Star Digital Remote Sensing Technology Co.，Ltd.，Beijing 100120，China；3.Huazhong University of Science and Technology，Wuhan 430074，Hubei，China）

The Shaanxi Smart Grid Construction Technology Support Platform is an integration preliminary working platform developed by State Grid Shaanxi Electric Power Company.Based on computer technology and large-scale data storage technology and with support of power three-dimensional geographic information system and the whole process of information network technology，this platform comprehensively uses high precision of remote sensing data processing technology，Helava technology to build a virtual Shaanxi power grid of 330 kV and above.The platform can effectively integrate the distributed information resources of Shaanxi power grid so that operation personnel can intuitively understand the topology of power grid，geographical environment of the line channel and operation information，and therefore provide a new technical means to solve the planning problem of new power grid projects.

Shaanxi Power Grid；virtual power grid；integration；preliminary working platform；power GIS

2016-03-27。

王中陽（1974—），男，碩士，高工，研究方向為智能電網規(guī)劃研究；

田 濤（1971—），男，碩士，高工，研究方向為智能電風規(guī)劃；

喬新輝（1982—），男，碩士，高工，研究方向為電力信息化。

國家自然科學基金項目（61273241）。

Project Supported by the National Natural Science Foundation of China（61273241）.

1674-3814（2016）11-0087-04

TM743

A