GIS系统与电力生产应用系统的集成

电力18讯：    作者: 林创根 广东省汕头供电分公司

地理信息系统(Geographic Information System)是融合地理学、几何学、计算机科学及各类应用对象为一体的综合性高新技术，是利用现代计算机图形和数据库技术来获取、管理、处理、分析、建模、显示地理图形及其属性数据的计算机系统，对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理、对属性数据有效管理、研究各种空间实体及相互关系。通过把社会生活中的各种信息与反映地理位置的图形信息有机地结合在一起，并根据用户的需要对这些信息进行分析，将分析结果作为决策的参考依据，并能以地图、图形或数据的形式表示处理的结果，提高了用户在管理决策方面的科学化和合理化。

GIS系统可以作为其它电力应用系统的图形支持系统，通过将这些系统无缝集成综合到GIS系统中来，在地理信息系统的平台上进行双向的数据和信息共享。由于地理信息系统本身数据处理量非常庞大，同时其他的系统会频繁地调用GIS系统的数据，因此，如何有效地充分发挥原有系统的功用，提高系统的效率，保证系统数据得到正确、有效的维护，是一个重要的课题。GIS系统与以下系统集成，体现其系统的功能。

1　与配网自动化系统的集成

系统要求能与系统联网运行，在GIS的平台上实现SCADA系统的原有功能：在GIS的变、配电所图形上实时显示遥测信号的电流、电压、功率等信息，实现实时监控功能；利用接受到的遥信信号对变电所、配电所内的开关等设备进行自动变位，实现遥信功能；在地理图上对变电所内的任意断路器、隔离开关等设备进行开闭操作，实现遥控功能；在世界图上建立电力系统单线图。此动态单线图和作为背景画面的世界图一道，同步进行漫游、缩放、和分层消隐，并将所内结线图集成到GIS中。同时，GIS系统应能利用自动化系统提供的数据进行网络分析，提供如下新功能：

●实时网络拓扑分析　调用自动化系统形成的网络拓扑，依据实时开关状态和网络元件状态将物理节点模型简化为计算模型，把有电气联系的线路集合化为岛，通过实时处理开关信息的变化，自动划分变电所、开关站、配电变压器、馈线的计算用节点数形成新的网络接线，赋以测量和注入量数据，为有关的应用模块如配网潮流、状态估计等其它功能模块提供新的分析依据。另外，实时网络拓扑可通过改变现有系统中的断路器、隔离开关的开、合状态实现改变该系统运行方式的目的，以寻求更加合理的运行方式。同时地理信息系统和自动化系统的数据必须有交互。

●网络拓扑着色　根据开关运行状态进行网络分析，确定带电和不带电、以及接地和不接地的网络元件，从而得出供电区域、停电区域及其变化情况，并在地理图上以不同的符号和颜色进行区分显示。

●电网潮流分析　能根据SCADA系统采集的实时负荷，并结合状态估计的原理，进行实时潮流分析，为平衡网络负荷和网络重构等高级应用提供科学依据。

●负荷管理　在电力系统地理接线图上，对任意区画一个封闭的多边形边界，进行负荷分析、统计和预报。

●模拟操作　根据实时数据和设备的状态值，在离线和在线两种状态下进行操作模拟、故障模拟和自动装置模拟等操作。

●停电管理　计划或故障停电时，可自动决策出最小停电范围的最优化停电隔离点；可根据设备情况分析停电区域内的负载情况，提供多种负荷转移解决方案以供决策，并将最优方案突出显示。

●供电电源分析　在图上任意取一条线路，通过网络拓扑追踪功能，可自动追踪到该线路的供电电源点。

●变压器供电范围分析　在图上选中某个主变，系统能将该变压器的供电范围进行显示。

●开关供电区域分析　在图上选中某个开关，系统能将该开关的供电范围进行显示。

●短路电流计算　在GIS地理接线图上选择故障线路，进行短路故障设置，包括故障类型、故障位置、故障过渡电阻等。可同时设置多重短路故障，实现对复杂故障的分析计算。计算结果包括故障电压、电流、线路、节点各相、各序电压电流值。

2　与MIS管理系统、检修文档规范化系统的集成

MIS系统作为生产管理系统，原先一直缺乏图形界面，主要运行着缺陷、检修停电申请、两票管理等几个生产流程及其它生产模块。通过GIS与MIS系统、检修文档规范化系统的集成，可在GIS上实现设备的运行维护功能。

●巡视　能利用GIS电网图完成设备巡视、缺陷标注、缺陷流转、制订巡视计划。

●设备维护　对设备的大修、小修、清扫、消缺等工作进行管理。

●检测　在GIS电网图上完成负荷测量、接地测量、交叉跨越测量等检测信息的管理。

3　与CAD成图系统的集成

目前，AutoCAD广泛应用于电力系统的计算机辅助制图和设计，企业的图形数据大部分为CAD数据集。因此，应要求GIS能与CAD无缝集成。一方面，GIS能够直接读取CAD的图形。另一方面，由于用户能够熟练操作AutoCAD，使用AutoCAD制作、设计GIS的业务图，可以大大减少用户的培训时间，使用户能迅速掌握GIS的制图功能。

4　与客户服务中心系统的集成

客户服务中心系统集成到GIS中，系统接受用户停电投诉后能自动推出相应的地理信息图，在图上将该停电区域以指定的颜色表示出来，并发出告警显示。当在一个区域内收到两个以上报警电话后，系统能自动判断出变压器故障或某类线路故障，并实时显示故障位置，帮助抢修人员排除故障。并提供抢修车辆最优化短路径分析。

综上所述，GIS系统作为一个大规模的综合性图形支持系统，其建设是一个不断扩展、完善的过程。电力GIS系统主要为电力生产服务，因此GIS平台建设需考虑全面，并具备可扩展性和兼容性，能满足与不同系统的集成和功能扩展的需要。在建设时最好是采取分步实施、集中精力突出重点的方式，对不同的应用和功能模块逐一实现，并首先实施重要的应用和功能。