GIS和SCADA的一体化
2007-05-23 09:00:30 来源：
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电力18讯：
陈昌伟 张瑛 窦华斌 陕西西安供电局 （710032）
摘要：该文首先简述配网GIS系统以及它们之间的关系，进而探讨了实现GIS和SCADA系统一体化的几种方式。
关键词：配网；GIS；SCADA；一体化
中图分类号：TM632+.2 文献标志码：A 文章编号：1003-0867(2005)12-0035-02
本文讨论的目的在于从配电网管理实际需要出发，分析GIS和SCADA系统的功能特点，探讨两者进行结合的方式和途径，建立一个集GIS和SCADA系统为一体的、动静结合、图文并茂的完整信息电网模型，实现配电网的自动化管理。
1 GIS和SCADA的起源
SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）系统，全名为数据采集与监视控制系统。早期用于电力行业的输电网系统中。在输电网中，主网的特点：网络结构简单、建设较难、管理较容易。
由于配电网的特点：网络结构复杂、电网分布广泛、与地理背景密切相关、建设较易、管理较难。因此利用地理信息系统进行配网设备图形化的查询、编辑。统计等项管理是十分必要的。
2 系统运行的方式
在DMS系统中，GIS系统和SCADA系统是这个大系统的两个子系统，它们相互协作共同服务于配网生产。SCADA系统用于控制设备（如RTU、FTU），而GIS系统用于管理设备（如电杆、变压器、架空线等相关电力设备）。
在配网生产管理中SCADA系统需向GIS系统实时传送其最新的遥测数据，GIS系统需向SCADA系统传送最新、最及时的电网有关资料。
对于GIS系统和SCADA系统可以这样来描述，GIS系统用来描述配网网架设备信息（如用户投运日期、位置），而SCADA系统用来描述与网架设备有关的动态信息，主要是描述电网图的现状（如开关的闭合状态、用户电压），这两个系统协同工作能达到一个全信息电网模型。
3 集成的必要性
在SCADA系统中，我们可以及时了解到电网的实时数据，但是这些电网设备的拓朴关系及相关信息（如地理位置，生产厂家等）无法表达清楚，并且诸如线损理论计算、故障报警触发机制等这些高级功能必须通过GIS系统明确电网设备的相关信息，如导线长度、导线截面、设备容量、额定电压等数据。由此可见，SCADA系统要良好的运行是离不开GIS系统。
在GIS系统中已经有了地理背景图及在地理背景基础上的配网图、电网资料、设备等信息。用GIS系统是可以直观的看到配网现状并实现一定的配网管理、分析功能。但是在线实时的设备负荷、电网潮流只有通过SCADA系统实时数据提供。由此可见，GIS系统要良好的运行也需要SCADA系统。只有这两个系统相辅相成才能实现对电网有效的科学管理。
4 GIS和SCADA一体化的几种方式
4.1 SCADA和GIS建立各自的应用，它们之间通过标准接口方式或调用实时函数来实现系统的一体化
标准接口库方式主要指SCADA系统将实时遥测数据、遥信数据写入数据库，GIS系统通过调用数据库获取SCADA历史数据，通过调用SCADA动态链接库获取SCADA实时数据（如果通过调用数据库获取SCADA历史数据，将会造成GIS系统显示的SCADA数据刷新慢，与SCADA系统的实时数据不同步）。
采用这种方式，SCADA系统通过调用数据库获取GIS系统相关设备的属性信息，GIS系统无法向SCADA系统传递电网图形信息。在GIS系统每当电网图形发生变化时，需定期将其图形转换成为SCADA系统能识别的格式，供SCADA系统调用。多数SCADA集成开发商都各自采用自己的格式，SCADA系统必须让其开发商开发其接口来支持GIS系统转换的格式，并且对于SCADA系统，其电网的更新速度较慢。
4.2 组件化方式，即应用ActiveX技术，将GIS功能作为一个ActiveX控件对象嵌入SCADA中
在SCADA和GIS独立应用的基础上，采用ActiveX控件技术，将GIS平台的相应控件嵌入到SCADA系统中（如MapInfo平台的Mapx控件，Arcinfo平台的MapObjects控件），嵌入的控件为SCADA系统提供电网背景信息的显示。至于GIS的其它功能，如AM/FM（自动制图／设备管理）、地理图形的编辑维护，仍由专门的GIS应用来实现，SCADA系统自定义拓朴关系，与GIS系统共享台账数据库。
采用这一模式，较好的实现了配网SCADA系统和GIS系统配网图形显示的一体化问题，使得它们无需图形格式的转换，避免了图形转换造成的损失以及SCADA系统电网更新的延迟。
4.3 SCADA和GIS完全一体化的设计，通过同一平台选型方式
完全一体化的设计是指在基于企业级应用的电力AM/FM/GIS平台上，发挥AM/FM/GIS的开放图形界面和成熟电网模型的优势，集成SCADA系统的设计思想，保留其动态实时数据库的特点，通过同一平台选型方式，实现SCADA系统和GIS系统完全一体化的设计。
由于两者公用统一系统平台，不存在图形转换问题；以SCADA的设计思想，用GIS平台的电网建模工具，建立公用统一电网模型，避免了两者电网拓扑关系不一致的问题，导致在GIS环境下生成的电网，可直接转换成SCADA
陈昌伟 张瑛 窦华斌 陕西西安供电局 （710032）
摘要：该文首先简述配网GIS系统以及它们之间的关系，进而探讨了实现GIS和SCADA系统一体化的几种方式。
关键词：配网；GIS；SCADA；一体化
中图分类号：TM632+.2 文献标志码：A 文章编号：1003-0867(2005)12-0035-02
本文讨论的目的在于从配电网管理实际需要出发，分析GIS和SCADA系统的功能特点，探讨两者进行结合的方式和途径，建立一个集GIS和SCADA系统为一体的、动静结合、图文并茂的完整信息电网模型，实现配电网的自动化管理。
1 GIS和SCADA的起源
SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）系统，全名为数据采集与监视控制系统。早期用于电力行业的输电网系统中。在输电网中，主网的特点：网络结构简单、建设较难、管理较容易。
由于配电网的特点：网络结构复杂、电网分布广泛、与地理背景密切相关、建设较易、管理较难。因此利用地理信息系统进行配网设备图形化的查询、编辑。统计等项管理是十分必要的。
2 系统运行的方式
在DMS系统中，GIS系统和SCADA系统是这个大系统的两个子系统，它们相互协作共同服务于配网生产。SCADA系统用于控制设备（如RTU、FTU），而GIS系统用于管理设备（如电杆、变压器、架空线等相关电力设备）。
在配网生产管理中SCADA系统需向GIS系统实时传送其最新的遥测数据，GIS系统需向SCADA系统传送最新、最及时的电网有关资料。
对于GIS系统和SCADA系统可以这样来描述，GIS系统用来描述配网网架设备信息（如用户投运日期、位置），而SCADA系统用来描述与网架设备有关的动态信息，主要是描述电网图的现状（如开关的闭合状态、用户电压），这两个系统协同工作能达到一个全信息电网模型。
3 集成的必要性
在SCADA系统中，我们可以及时了解到电网的实时数据，但是这些电网设备的拓朴关系及相关信息（如地理位置，生产厂家等）无法表达清楚，并且诸如线损理论计算、故障报警触发机制等这些高级功能必须通过GIS系统明确电网设备的相关信息，如导线长度、导线截面、设备容量、额定电压等数据。由此可见，SCADA系统要良好的运行是离不开GIS系统。
在GIS系统中已经有了地理背景图及在地理背景基础上的配网图、电网资料、设备等信息。用GIS系统是可以直观的看到配网现状并实现一定的配网管理、分析功能。但是在线实时的设备负荷、电网潮流只有通过SCADA系统实时数据提供。由此可见，GIS系统要良好的运行也需要SCADA系统。只有这两个系统相辅相成才能实现对电网有效的科学管理。
4 GIS和SCADA一体化的几种方式
4.1 SCADA和GIS建立各自的应用，它们之间通过标准接口方式或调用实时函数来实现系统的一体化
标准接口库方式主要指SCADA系统将实时遥测数据、遥信数据写入数据库，GIS系统通过调用数据库获取SCADA历史数据，通过调用SCADA动态链接库获取SCADA实时数据（如果通过调用数据库获取SCADA历史数据，将会造成GIS系统显示的SCADA数据刷新慢，与SCADA系统的实时数据不同步）。
采用这种方式，SCADA系统通过调用数据库获取GIS系统相关设备的属性信息，GIS系统无法向SCADA系统传递电网图形信息。在GIS系统每当电网图形发生变化时，需定期将其图形转换成为SCADA系统能识别的格式，供SCADA系统调用。多数SCADA集成开发商都各自采用自己的格式，SCADA系统必须让其开发商开发其接口来支持GIS系统转换的格式，并且对于SCADA系统，其电网的更新速度较慢。
4.2 组件化方式，即应用ActiveX技术，将GIS功能作为一个ActiveX控件对象嵌入SCADA中
在SCADA和GIS独立应用的基础上，采用ActiveX控件技术，将GIS平台的相应控件嵌入到SCADA系统中（如MapInfo平台的Mapx控件，Arcinfo平台的MapObjects控件），嵌入的控件为SCADA系统提供电网背景信息的显示。至于GIS的其它功能，如AM/FM（自动制图／设备管理）、地理图形的编辑维护，仍由专门的GIS应用来实现，SCADA系统自定义拓朴关系，与GIS系统共享台账数据库。
采用这一模式，较好的实现了配网SCADA系统和GIS系统配网图形显示的一体化问题，使得它们无需图形格式的转换，避免了图形转换造成的损失以及SCADA系统电网更新的延迟。
4.3 SCADA和GIS完全一体化的设计，通过同一平台选型方式
完全一体化的设计是指在基于企业级应用的电力AM/FM/GIS平台上，发挥AM/FM/GIS的开放图形界面和成熟电网模型的优势，集成SCADA系统的设计思想，保留其动态实时数据库的特点，通过同一平台选型方式，实现SCADA系统和GIS系统完全一体化的设计。
由于两者公用统一系统平台，不存在图形转换问题；以SCADA的设计思想，用GIS平台的电网建模工具，建立公用统一电网模型，避免了两者电网拓扑关系不一致的问题，导致在GIS环境下生成的电网，可直接转换成SCADA
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