配电GIS系统功能设计概论.doc

1、配电 GIS 系统功能设计概论摘要：本文主要阐述了 GIS 系统的功能与使用，并从设计思路、功能设计、专业功能实现等几个方面论述了配电 GIS 系统的基本流程和主要实现的功能，从设计的角度入手，详细叙述了 GIS 系统在配电线路管理中的作用。 关键词： GIS，配电线路，管理，设计，数字电力 中图分类号：TM6 文献标识码： A 近年来，随着国民经济的逐步发展，电力用户对电能需求不断地提高，我国的配电网络也进行了大规模的扩张和改进。 这数量庞大而复杂的配电网络，若像数十年来那样，依靠更新缓慢的图纸和屈指可数的有工作经验的配电线路工们进行管理和维护，难以跟上配电网络飞速发展的步伐。 为此，配电线

2、路管理手段的现代化越来越受到各级领导及有关职能部门的重视。为了使电力建设和管理进一步高效化、自动化、科学化，需要用现代化的高科技手段来代替低效、烦琐的传统管理方式。 在配电线路的设备管理中，需要处理大量的数据和图纸，这些数据和图纸与电杆的地理位置密切相关。本文主要研究的就是以地理信息系统（GIS）为基础， 结合电力部门的具体情况研制和开发配电线路信息管理系统。它的主要功能就是利用 GIS 对变电站以及配电线路的电杆的位置进行定位,并且及时、迅速、准确、完整地提供电力部门所需要的管理信息，包括查询各种业务数据、显示带有各种线路等信息分布状况的地图,为配电线路的运行维护提供相关的依据。 （一）地理

3、信息系统及其特点 地理信息系统（Geographic Information System 或 Geo-Information system，GIS）有时又称为“地学信息系统” 。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。 GIS 与其他信息系统最大的区别是对空间信息的存储管理分析，从而使其在广泛的公众和个人企事业单位中解释事件、预测结果、规划战略等中具有实用价值。 GIS 可以分为以下五部分： 人员，是 GIS 中最重要的组成部分。开发人员必须定义 G

4、IS 中被执行的各种任务，开发处理程序。 熟练的操作人员通常可以克服 GIS 软件功能的不足，但是相反的情况就不成立。最好的软件也无法弥补操作人员对 GIS 的一无所知所带来的负作用。 数据，精确的可用的数据可以影响到查询和分析的结果。 硬件，硬件的性能影响到软件对数据的处理速度，使用是否方便及可能的输出方式。 软件，不仅包含 GIS 软件，还包括各种数据库，绘图、统计、影像处理及其它程序。 过程，GIS 要求明确定义，一致的方法来生成正确的可验证的结果。（二）电力配电线路管理系统的设计思路 利用 GIS 建立电力配电线路管理系统就是要充分利用 GIS 对地理坐标和空间位置的表示能力以及空间分

5、析能力，将电力配电线路的资料及其相关的地理信息以各种专题形式进行管理、使用，为管理部门提供更加丰富、直观的信息资料和决策依据。 2.1 系统设计原则 (l) 规范化 分类、代码及地图绘制应严格遵循现有国家标准和行业标准。 (2) 先进性和普及性 软硬件的配置应具有通用性，可能的话适当超前；系统功能的设计统筹考虑，尽可能完善，并具有高起点；系统的各级用户界面尽量方便友好，使用图形和汉字，同时提供在线帮助，易于操作和学习，并能够在网络上使用。 (3) 开放性 系统对其他多种应用软件应具有良好的数据接口，利于数据更新，用户可根据自己的实际需要不断进行扩充。同时系统还应具备良好的升级换代能力。 2.2

6、 系统的技术特点 (1) 利用 GIS 对地理坐标和空间位置的表示能力，将城市地图、配电线路以及属性数据结合起来，并在选定的某一范围内，实现线路及属性的查询和统计。 (2) 图形部分实现分层管理，数据资料与图形完全对应，并可进行组合显示、无级缩放及任意漫游，并且可以随时打印。 (3)集成式开发工具: ESRI 公司推出的 ArcGIS、MapInfo 公司的MapInfo、GEOCONCEPT 集团的 Geoconcept 等。 （三）配电地理信息系统的功能设计 配电地理信息系统是一个把地理信息与配电线路及其设备相结合的信息管理系统。 地形图主要包含道路、桥梁、河流、建筑物、山地、植被等信息。

7、配电线路主要包含架空导线、电缆、电杆、开关、杆上配变、箱变、用户专变、配电所、开闭所和变电所，以及箱变、用户专变、配电所、开闭所和变电所的内部设备等。 本系统根据需求把各种图形数据分成若干层。地形图分为道路、桥梁、河流、建筑物、山脉等地形和文字标注两层；配电线路按设备种类分为电杆、架空导线、电缆、开关、杆上配变、箱变、配电所、开闭所、用户专变、变电所等十层。 （四）配电 GIS 专业功能需求 根据业务的基本功能不同，配电 GIS 系统按照功能可以先划分为变电站 GIS 功能、馈线 GIS、负荷控制与管理、客户信息管理、基础信息子系统、配网规划设计、查询功能子系统、报表生成、接口管理子系统。 （

8、1）变电站 GIS 1、配电网中变电站信息的查询，包括主变信息、维护和设备相关信息，并能统计任意配电设备信息。 2、配电站位置查询，以图形显示配电站位置及供电范围。 3、辅助配电站选址优化。根据电网状况、负荷分布等情况进行配电站选址的优化。 （2）馈线 GIS 1、配电线路信息查询，包括架空线、电缆、电杆等线路的查询。 2、配电线路供电范围与显示，以图形方式显示供电线路的实际走向，并将该区域标注起来，并能汇总线路杆上物的情况。 3、线路运行辅助管理，根据线路的地理走向及周边的地理情况，确定合理的线路巡线走向，当线路出现故障时，便于及时切断上段的开关和刀阐，及时辅助抢修作业。 4、杆塔上金具的查

9、询，在抢修时备料提供信息支持，缩短抢修时间。5、对主干线进行优化选线,目标是使整个电网投资最小。 6、进行线损、阻抗分析，根据 GIS 系统计算出的配变情况、线路长度、导线线径等况分析线路的线损和线路的阻抗的分析和计算。 （3）负荷控制与管理。提供负荷的实际显示。负荷密度的分析。 （4）客户信息管理 辅助客户办电申请和负荷申请。 辅助完成设计方案。 辅助完成工程设计。 （5）基础信息子系统。道路图、交通、河流、铁路等自然情况，配网设备分布情况，配网走线图，设备属性库。可以进行电力设备属性的录入、增力口、删除、修改，便于设备的维护和更新。实现线路的沿线追踪显示和状态显示，实现地图的漫游和显示功能

10、。自动生成拓扑图功能。 （6）配网规划设计 配电管理系统的建成为工程人员的施工设计提供了有力的支持，为结合实际规划进行杆塔、电缆、配变的选址和分析，提供施工方案起到了积极的作用。 （7）查询功能子系统 配电线路长度、线径等情况汇总统计，配变型号分类统计台帐，变压器、线路等信息的查询和定位及地理图上客户办电位置的查询。 （8）提供扩展接口管理 与营销系统接口，与遥测、遥控接口，便于地理信息系统发挥更大作用。 （9）辅助制图输出 可以根据所输入的数据及线路之间的拓扑关系打印生成系统图、联络线图、配电单线图、条图、变台分布图等专业图纸。 结语 目前中国处于高速发展阶段，GIS 是数字城市的支撑技术之一，很多行业，如房地产、公共卫生、犯罪地图、国防、可持续发展、自然资源、景观建筑、考古学、社区规划、运输和物流等，都引入了 GIS 软件平台，提高信息化水平。 为提高配电网络乃至整个电力网络的管理水平，在电力企业配电网的管理中引入地理信息系统，并以此作为企业生产管理的重要依据，并开展广泛的研究和推广是十分必要的，对我国尽快实现数字电力意义非凡。 参考文献： 1.龚健雅. 地理信息系统基础 M ，科学出版社，2001 2.倪建立,孟令奎,王宇川等.电力地理信息系统 M ,北京中国电力出版社,2004 ,1-40