北京朝陽電力實業(yè)開發(fā)有限公司 崔 佳 李 景

1 引言

隨著科學技術水平進一步提高及電力行業(yè)改革力度加大等因素影響，我國各省市各地區(qū)、各電網(wǎng)建設發(fā)展迅速，如何利用地理信息系統(tǒng)來提高電力系統(tǒng)建設水平和效率，成為當前我國電網(wǎng)發(fā)展需要解決的主要問題。

電力系統(tǒng)的擴容、升級，需要大量數(shù)據(jù)支撐，而這些龐大且復雜的數(shù)據(jù)庫信息也對地理信息系統(tǒng)開發(fā)及維護提出了更高要求。為實現(xiàn)電力系統(tǒng)擴容、升級，需要將計算機技術與網(wǎng)絡通信技術有機地結合起來，在保證數(shù)據(jù)采集質量的前提下，提高空間信息處理速度和準確性。新形勢下，我國電網(wǎng)建設已經(jīng)進入到數(shù)字化階段。隨著信息化時代到來和智能化水平提高帶來的是用戶用電需求增長速度加快，電網(wǎng)規(guī)模擴大以及分布式發(fā)電技術應用等問題都迫使著電力系統(tǒng)要實現(xiàn)自動化，但由于傳統(tǒng)信息技術與電子計算機技術的發(fā)展滯后，使得電力系統(tǒng)擴容和升級面臨著新挑戰(zhàn)，如何利用地理信息系統(tǒng)的優(yōu)勢，提高數(shù)據(jù)采集質量、擴展數(shù)據(jù)存儲容量，實現(xiàn)信息共享已成為當下研究熱點。

2 電力企業(yè)擴容系統(tǒng)的相關技術

電力企業(yè)的擴容系統(tǒng)是一個集成度非常高且較為復雜，功能較多，在實際操作過程中，需要具備很好的可控性，所以要實現(xiàn)這一要求就必須對地理信息系統(tǒng)進行合理優(yōu)化。然而由于我國地大物博、人口眾多等因素，導致了分布式發(fā)電方式發(fā)展不完善，這都會影響到電力企業(yè)信息資源建設工作效率和質量提升，此外還有部分分布式系統(tǒng)具有較大容量且穩(wěn)定運行能力較強的特點，因此在實際操作過程中很難滿足用戶需求。在地理信息系統(tǒng)的建設過程中，需要考慮到數(shù)據(jù)傳輸方式、信息處理技術以及通信系統(tǒng)等因素，同時要對電力企業(yè)信息化程度進行提高。在地理信息系統(tǒng)的建設過程中，需要充分考慮到數(shù)據(jù)采集、傳輸以及管理等環(huán)節(jié)，對這些影響因素進行綜合分析。

地理信息系統(tǒng)的基礎是地理數(shù)據(jù)。在現(xiàn)代科學技術中，各種類型、格式各樣復雜多樣。這些信息往往具有一定的規(guī)律和特點，需要有一個統(tǒng)一而完整地組織來進行分析處理，同時由于它包含了大量豐富且數(shù)量龐大而又相對獨立于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)而言，更難理解或實現(xiàn)等方面內(nèi)容。因此，要想完成對電力資源開發(fā)利用過程中所遇到的問題及產(chǎn)生原因，并提出相關的改進方案，就必須要對這些數(shù)據(jù)進行處理。

地理信息系統(tǒng)是以GIS 為基礎，將地理信息、氣象學和遙感技術等多種學科的理論知識，通過計算機進行處理，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，可以對電力系統(tǒng)中所涉及到的各種問題加以分析研究并提出相關解決措施。從而達到提高電力系統(tǒng)的綜合效益，同時也為地理信息系統(tǒng)提供了一個更加完善、科學地技術支持[1]。

GIS 是以地理信息系統(tǒng)為基礎的，它將計算機技術、信息處理技術和現(xiàn)代通信網(wǎng)絡結合在一起。其主要功能有：數(shù)據(jù)采集與傳輸，電力調度管理（包括供電規(guī)劃及控制）、資源共享等。在電力系統(tǒng)中，通過對這些信息進行整合分析來實現(xiàn)各種應用目的時，就能產(chǎn)生有效地效果并提高工作效率以及可靠性。GIS 是以數(shù)據(jù)為核心，通過運用計算機軟件，將各種圖形、文字和聲音信息轉換成可視化的圖像。它不僅僅能夠提供一個直觀的空間結構視圖，還可以利用這些圖像特征對數(shù)據(jù)進行處理。GIS 具有強大而豐富多彩，能將復雜多變的事物形象轉化為簡單易懂且便于人們理解和記憶等特點，在電力系統(tǒng)的擴中開發(fā)應用上具有一定優(yōu)勢。

圖1 GIS 變電站

3 電力業(yè)擴中的系統(tǒng)設計

電力業(yè)擴中的系統(tǒng)設計主要是將地理信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫進行有機結合，通過建立一個可以對數(shù)據(jù)實現(xiàn)統(tǒng)一管理、共享以及可視化操作的平臺來完成信息交換。將電力行業(yè)與其他相關部門相連接起來，同時還需要在原有基礎上不斷完善新技術并提高其應用能力，利用GIS 軟件使用戶能夠更加直觀地了解到所需內(nèi)容，使用ETL 語言設計出相應的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和圖形界面等功能模塊，從而可以方便用戶對信息的查詢，同時也能夠幫助電力企業(yè)進行資源優(yōu)化配置，提高其工作效率[2]。

在電力系統(tǒng)中，供電網(wǎng)絡是連接整個城市和區(qū)域之間、部門與機構之間以及地方政府間交流聯(lián)系的重要紐帶。因此，電力網(wǎng)建設工程項目必須具備一定規(guī)模。首先應當制定出一個合理有效地方案進行實施，其次要對電源線纜架設做好相應準備工作，以及安裝好線路敷設等相關事宜，最后還要根據(jù)電網(wǎng)建設項目的實際情況來確定合適的配電設備數(shù)量及位置等信息內(nèi)容和要求，同時還要保證配電網(wǎng)的安全可靠運行，最終實現(xiàn)對電力系統(tǒng)擴中工程建設項目整體效益和社會經(jīng)濟發(fā)展目標。

在管理和維護各基本GIS 系統(tǒng)中的圖形，在SCADA 系統(tǒng)與GIS 之間放置一臺數(shù)據(jù)處理服務器，然后將這臺服務器放置在工作站上處理一些數(shù)據(jù)信息，并且在數(shù)據(jù)信息上編制一個接收模塊，將數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)采集到的實時數(shù)據(jù)和歷史信息都轉換到GIS 使用的大型數(shù)據(jù)庫中，從可行性和必要性出發(fā)，不必將SCADA 采集到的數(shù)據(jù)都轉換進數(shù)據(jù)庫，而是將感興趣的數(shù)據(jù)轉換到數(shù)據(jù)庫，以免產(chǎn)生多余數(shù)據(jù)，提高服務器的運行速度。由于GIS 不僅能訪問圖形數(shù)據(jù)，還能訪問商用數(shù)據(jù)庫，這樣可以通過數(shù)據(jù)庫的訪問，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。SCADA 數(shù)據(jù)庫向GIS 數(shù)據(jù)庫提供電網(wǎng)實時信息，以利用GIS 畫面輸出信息。在輸出數(shù)據(jù)的同時還可以做到合理地使用GIS 地理信息系統(tǒng)，然后對于數(shù)據(jù)庫中的文件，使電力企業(yè)在應用的過程中更好將數(shù)據(jù)信息結合起來，以促進GIS 的時效性和可行性。

4 地理信息系統(tǒng)在電力業(yè)擴中的實現(xiàn)

電力企業(yè)是電能生產(chǎn)和供應的主體，而電網(wǎng)中所產(chǎn)生的電、熱或油等各種形式能源也屬于電力系統(tǒng)。在發(fā)電時，由于輸電線路上存在著許多不確定因素如：電壓波動、負載變化以及供電質量問題。這些都會導致電網(wǎng)發(fā)生故障并對其運行造成影響，影響電力企業(yè)的正常運行。所以，利用地理信息系統(tǒng)對電網(wǎng)中所產(chǎn)生故障進行監(jiān)控，并及時處理這些問題是非常有必要。

此外電能輸送過程中會出現(xiàn)大量濃煙和粉塵天氣，從而使環(huán)境受到污染而產(chǎn)生噪音干擾等，給人們的生活環(huán)境帶來污染。所以，在電力系統(tǒng)中，利用地理信息系統(tǒng)可以對這些問題進行監(jiān)控并處理。在電力系統(tǒng)中，電力系統(tǒng)擴中具有重要的作用，其主要功能是將電網(wǎng)和用戶連接起來，通過網(wǎng)絡進行信息交換，提高用電設備利用率。

電力系統(tǒng)擴中過程包括兩個階段，首先是對現(xiàn)有的信息進行整合，然后通過網(wǎng)絡將各區(qū)域內(nèi)用戶所需資源上傳至地理信息系統(tǒng)平臺上。在整個建設完成后要確保數(shù)據(jù)共享、交互等相關功能能有效運行下來；其次是對電力企業(yè)內(nèi)部的資源和人員情況進行合理分配，并保證其能夠正常運轉下去。

一是系統(tǒng)實施前：將各個模塊都做好準備工作才能進入實際應用階段，包括數(shù)據(jù)庫設計與搭建以及各區(qū)域用戶需求分析等都是必須經(jīng)過的步驟，因此需要對其進行重點管理。二是電力自動化過程中：將各個模塊都做好規(guī)劃工作才能進入實際應用階段，在這一點上首先實現(xiàn)對功能進行完善與擴展以滿足不同層次用戶的需要，然后要根據(jù)需求設計相應的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)以及通信方式來完成數(shù)據(jù)采集、傳輸?shù)拳h(huán)節(jié)。在這一過程中需要將數(shù)據(jù)的采集和處理環(huán)節(jié)進行重點管理，以達到系統(tǒng)運行穩(wěn)定、性能良好，同時還能滿足用戶對電力信息查詢以及實時監(jiān)控等要求[3]。

在電力系統(tǒng)擴中的實現(xiàn)過程，主要包括以下幾個方面：一是對供電范圍進行擴展。將用戶需求分散到不同區(qū)域。通過集中控制和管理來提高地理信息系統(tǒng)的靈活性，從而能夠滿足用戶的需求，實現(xiàn)電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息共享。二是建立完善地網(wǎng)。利用網(wǎng)絡化技術、計算機通信等方式構建出一個較為完整地信息網(wǎng)絡平臺，同時還可以根據(jù)需要組建相應功能模塊并配置相關資源，以滿足電力系統(tǒng)擴中數(shù)據(jù)處理要求時，只需借助這些基本設備就能完成整個過程的自動化操作及維護工作，進而實現(xiàn)自動化管理。三是對電力系統(tǒng)擴中的數(shù)據(jù)進行分析。通過收集和整理原始信息，利用地理信息系統(tǒng)可以將大量復雜、龐大的信息集中到一起，從而提高工作效率，節(jié)省人力物力資源等，同時還可從多個角度來了解整個電網(wǎng)情況及未來發(fā)展趨勢，從而為電力系統(tǒng)擴中的安全及穩(wěn)定提供有力保障。

電力業(yè)擴中應用地理信息系統(tǒng)具有很多的好處，如可以有效地提高工作效率、減少工作人員數(shù)量以及降低風險等。

第一，節(jié)約人力資源。在實際工作過程中，利用自動化技術對大量數(shù)據(jù)進行整理與分析并得出結論，同時還能夠及時發(fā)現(xiàn)問題并且加以解決，以保證系統(tǒng)運行時的安全性和可靠性，此外通過自動化處理能夠減輕人員投入及資源浪費現(xiàn)象發(fā)生的概率，從而實現(xiàn)電力業(yè)擴中地理信息系統(tǒng)的有效應用，提高了效率、降低成本以及減少風險。

第二，提高工作效率。自動化技術能夠在電力系統(tǒng)中應用，并且通過數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計以及報表等多種方式對用戶需求進行了解并反饋。同時，借助地理信息系統(tǒng)的功能可以將大量信息快速傳遞給電力企業(yè)部門人員，從而使工作人員能迅速作出決策以實現(xiàn)高效管理和實時監(jiān)控，其次還可利用GIS 技術建立數(shù)據(jù)庫來完成對數(shù)據(jù)資源共享。在對電力系統(tǒng)進行建設施工的過程中，應用地理信息系統(tǒng)能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，可以將信息資源轉化為技術優(yōu)勢。因此利用地理信息系統(tǒng)來開發(fā)電力企業(yè)擴能工作具有一定難度。

第三，降低風險。在使用電力系統(tǒng)的時候安全性是首要的生產(chǎn)指標，因此在電力業(yè)擴中的開發(fā)和應用當中，加入地理信息系統(tǒng)的應用可以有效的降低電力風險，提升電力的安全性。在地理信息系統(tǒng)使用的過程中會應用系統(tǒng)當中的數(shù)據(jù)庫，將電業(yè)擴中里的有效數(shù)據(jù)傳入到中央數(shù)據(jù)庫中心，進行實時監(jiān)督和高效的電力管理。

電力業(yè)擴中信息化建設是我國新時期社會主義市場經(jīng)濟體制的重要組成部分，是我國經(jīng)濟社會發(fā)展和人民生活水平提高的必然要求。隨著科學技術在不斷地進步，計算機技術也得到了廣泛應用。我國對于地理信息技術方面已經(jīng)進行了很多研究工作并取得一定成果，但是由于電力行業(yè)本身特點及復雜因素，影響著該項技術能否應用到實際當中去仍有待驗證，需要進一步探討與解決才能夠實現(xiàn)真正意義上地信息化建設目標。

在我國電力業(yè)擴中，電力系統(tǒng)的擴容工作是重中之重，也是不可或缺的環(huán)節(jié)。電網(wǎng)企業(yè)在進行電網(wǎng)建設時，需要對供電質量和安全穩(wěn)定性等方面做出全面、細致地規(guī)劃。因此，必須使用地理信息系統(tǒng)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享及分析處理技術支持下，開展相關作業(yè)活動以提高信息管理水平，而要想完成這些任務就要求工作人員，必須具備一定專業(yè)知識與能力才能勝任此項功能工作，并達到預期效果則需借助GIS 系統(tǒng)的強大優(yōu)勢，實現(xiàn)其在電力信息化建設中應用的可行性，從而為電力企業(yè)的發(fā)展提供有力保障。

5 結語

隨著社會的發(fā)展，電力行業(yè)規(guī)模不斷擴大，對供電系統(tǒng)自動化水平有更高要求。為滿足用戶需求、提高服務質量、降低成本等，需要將信息數(shù)據(jù)化是實現(xiàn)電網(wǎng)信息化建設首要任務和重點工作之一。在這種情況下，必須要利用地理信息系統(tǒng)技術來進行信息采集與管理，通過數(shù)據(jù)分析可以發(fā)現(xiàn)問題并及時解決，還能夠為調度決策提供有力的支持，同時也可以對電網(wǎng)的運行情況進行有效監(jiān)控，為調度中心提供可靠數(shù)據(jù)，實現(xiàn)信息共享，進而提高電力企業(yè)在經(jīng)濟、社會方面的競爭力，更好的幫助電力企業(yè)在信息化、科學化高速發(fā)展的時代創(chuàng)造出更大的價值，做好電力行業(yè)不斷發(fā)展擴大的前提準備。