基于GIS的输变配电一体化系统开发应用探讨

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（1.国网郑州供电公司，河南 郑州 450000；2.中国电力装备有限公司，北京 100000）

摘要：通过实例论述了基于GIS的输变配电一体化系统的结构、特点及应用情况。

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关键词 ：信息系统；应用；输变配电一体化

0引言

传统模式下信息传输速度极为缓慢，老式的图纸报表、人工交接，都是低效率的表现。电力系统中如果生产数据更新速度一直高于信息更新速度，其各专业环节肯定会与管理部门产生信息不一致的现象。因此，高速的信息传输环境与共享机制是解决信息落后的最好方法。GIS（Geographic Information System）凭借计算机所建立的地理数据库，将各个地理因素通过数字模式进行储存。地图与数据库通过GIS技术紧密结合在一起，为电力系统提供了决策、模拟、统计、分析、预测等多种功能。电力系统覆盖范围十分广阔，从电缆、变电站到家家户户都有电度表，大量的不同设备分布在地理环境各异的地域和空间之中，地理信息与电力系统的联系十分紧密，GIS在电力系统中的地位可见一斑。

1输变配电一体化系统简介

以某供电公司为例，该系统覆盖了公司上下各级单位部门，实现了输变配电一体化的生产与管理，并与IT系统有机结合，共同构建了一个综合性质的管理决策平台。以电网设备与GIS地理信息平台为核心打造的生产管理应用系统，可以完全覆盖输、变、配电全过程的生产管理业务与应用，为电网生产运行信息化与管理决策提供必要的支持。

管理的现代化基于信息科技的发展，加大马力推动信息化建设，是规范输变配电技术的要求，应建立一个拥有统一数据的大型公共电网模型，实现输变配电的综合管理与运营。

2输变配电一体化系统结构

2.1系统架构

如图1所示，该系统以CIM为基准，建立了一个全面的电网模型。GIS平台为其提供了统一的电网资源管理，集成了业务流程核心，主动发展了信息服务。系统以C/S与B/S结构相结合的方式，将针对性极强的应用界面分别提供给了作业层与管理层。

2.2系统体系

如图2所示，该系统设计有4层，分别为数据层、平台支持层、业务功能层与信息系统层。

3输变配电一体化系统特点

3.1一体化的电网模型

电网模型通过完整的功能为输变配电提供了统一管理相关设备的条件。物理设备的寿命周期与电网功能位置的生命周期，在电网模型的支持下，同时取得了管理要求。在与图模库一体化思想结合下，将电网拓扑模型改造出了丰富的应用功能。

3.2可视化的电网管理

输变配电一体化系统采用图模库一体化的维护方式，给电网资源管理提供了便捷的手段与方法，系统中的单线图得益于该模式，可以和GIS相结合共同打造出图形系统一体化的应用平台。

3.3图形化的流程平台

输变配电一体化系统为操作、控制与监视提供了图形化的操控界面，同时贯彻“信息找人”的应用模式，将流程界面和相关表单统一集合在一起。整个流程无需代码编辑，用户可以根据自己的需求随时进行系统调整，以满足不同的应用需求。

3.4平台化的基础共享

输变配电一体化系统在操作层平台使用C/S，在管理层则应用B/S。三层架构可使客户端免于维护，根据C/S的配置从而实现B/S的操作，保证了输变配电系统的一致性。

4输变配电一体化系统技术特点

整个输变配电系统被设计成多层形式，数据层、平台层与业务层分立在整个软件结构之上。通过二维GIS、三维GIS、输变配电管理等多个模块来实现其功能性。灵活的设计方案使得该系统在运用中获得了更强的可靠性与稳定性。

输变配电一体化系统在设计上支持各类操作系统与数据库系统，同时支持图形文件与文档数据等，具有良好的开放性；安全方面该系统每一个应用级与系统级都有相应的安全权限审核，严密的安全机制保证了其安全性；为了优化GIS系统，输变配电一体化系统提供浮动用户管理功能，即在登录端控制同时登录人数，而对软件用户实际人数不做任何限制，只要在系统规定人数范围以内，任意一台计算机都有权登录运行。

5GIS在输变配电一体化系统中的应用

随着科技的进步，GIS越来越多地应用到电力系统中来，从输电配电到日常运行，方方面面都存在着GIS系统的身影。

5.1应用GIS系统的必要性

输变配电一体化系统作为一个电力系统，始终有着结构复杂、覆盖面广等特点，系统内部管理与运行部门相对更加分散与独立。传统的关系型数据库在一定程度上可以满足系统管理需求，但在空间处理和可视化操作方面则显得功效不足，尤其是在电网拓扑分析能力上，GIS有着传统关系型数据库无法比拟的优越性。

GIS系统最大的优点在于能够获取包括空间位置、形状特征、分布特征在内的所有地理环境要素，并通过计算机对数据进行高速处理，加工环境信息，并通过这种方式为系统提供决策与分析等功能。所以可以看出GIS自身强大的空间数据处理能力能够弥补MIS系统的不足，并与其很好地互补。系统利用GIS数据分层储存和分层处理的特点，将系统覆盖区域的地理环境与系统相关的各类专题信息相结合，使系统实现了自动实施决策、科学分析与加强控制等功能。

5.2GIS在输电管理中的应用

输电网络虽然在管理上相对比较轻松，但其本身有着覆盖面极广、地域位置复杂等特点，所以输电网络是最早开展GIS系统应用的项目之一。GIS系统不仅在线路运行与维护上得到了广泛应用，同时在线路设计与规划方面也获得了极大的青睐。目前来说，以国网与南网为首的省网与地区电网系统大部分都建成了基于GIS的输电网络管理系统。

5.3GIS在配电管理中的应用

配电网络比输电网络有着接线更复杂、网络更密集等特点，但正是因为这些特点，才给了GIS系统良好的生存空间。基于GIS系统的配电网络管理系统已经深入国网与南网所属的省会城市与经济发达地区，甚至连部分县级市都拥有了GIS配电网络管理系统。

6结语

我国由于技术限制，直到20世纪90年代才开始电力系统信息化建设的进程。GIS系统的引进，使得国内相关企业都开展了GIS系统的使用与研究，从北上广等一线城市开始，逐步建设了GIS系统下的配电网络管理系统；时至今日，GIS系统下的输变配电系统正处在大范围的推广应用环境之下。输变配电一体化系统融空间信息处理技术、通信技术、数据库技术、软件技术和网络技术于一体，为实现电力管理现代化形成了一个综合性质极强的电力管理系统。GIS作为输变配电一体化系统的基础平台，也是供电公司信息化建设的必备系统。输变配电一体化系统要在社会发展中不断完善其各方面作用，最终进化成为一个高效全面的工作平台。

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参考文献］

［1］郭敏.基于GIS的智能电网一体化探讨与部分功能实现［D］.西安：西安科技大学，2012.

［2］陈松涛.变电设备智能化技术研究与工程应用［D］.镇江：江苏大学，2014.

收稿日期：2015?08?31

作者简介：周国友（1982—），男，河南周口人，工程师，从事输变配电技术管理工作。