电网输电GIS系统

电网输电GIS系统---泰豪输电GIS

(一) 概述

随着电力系统的发展，其分布地域越来越广阔，系统本身越来越复杂；与此同时人们对供电质量、环保、电力市场化体制改革等问题日益关注，使得电力规划、运行、营业部门需要对极其庞大繁杂的信息进行采集、存储、分析和快速处理。“在现实世界中，与地理信息有关的信息占80%以上”。随着计算机技术和信息网络技术的发展，系统设计、分析软件和MIS系统在各级电网应用越来越广泛，但数据冗余、混乱现象和信息的科学组织问题始终是提高电力部门工作效率的最大障碍。

泰豪软件公司以地理位置信息为主线，基于电网安全生产管理系统的基础上，采用美国Intergraph公司的G/Electric平台技术，研发了电网输电GIS生产安全管理系统（以下简称泰豪输电GIS）。

泰豪输电GIS基于地理走向的电网地理接线图，将污秽区图、负荷分布图、雷击分布图、特殊区域图（大跨越段,重冰区、重污区、洪水洪刷区、不良地质、导线易舞动区、微气候区、鸟害区、跨树（竹）区、强风区）、人口分布图、雨量分布图等与电网线路、杆塔的设备有机结合，使系统能在GIS系统中查看整条线路中的所有设备信息，以及线路的走向和布局，并进行缺陷、故障的登记，对加强输变电设备和输电网络的管理；加强生产作业的过程管理与监督机制，提高数据共享、一致性，增强信息的直观表达，提高工作效率、降低误操作的可能性；加强对生产过程的分析，提高管理决策水平，进而促进电网企业的综合实力和竞争能力的提升。

(二) 产品功能

泰豪输电GIS系统主要针对电网110kV及以上线路和相关变电站的设备进行管理。通过运用GIS强大的图形处理功能，将现有输变电网中的设备可视化、图形化，结合设备属性数据和设备相关的运行数据，对电力设备进行有效管理。提供更直观、快捷、安全、高效的信息管理服务。系统功能结构如下图所示：

1.电网模型

泰豪输电GIS通过Intergraph G/Electric平台，以1：5万区域电子地图作为全要素地图信息图层 ，结合输电网设备及网络结构信息实现对电网空间信息的描述，将电力网络中设备与设备之间真实的物理连接关系、电气连接关系转换为计算机内可供软件分析计算的仿真模型。

2.GIS图形管理

泰豪输电GIS的图形主要由两部分组成，一是由全省1：5万的全要素电子地图和覆盖110kV及以上电压等级输电走廊的1：5万电子地图组成地理信息；二是由全省水、火电厂及110kV及以上电压等级的变电站、输电线路组成的电网设备信息数据。通过这两类数据构建的基于GIS平台的输电电网模型，满足基本GIS功能。

3.专题图

专题图在GIS中表现为一个图层，指的是通过建模并结合实际的数据在地理空间信息的基础上对某类与电网运行相关的数据进行专门的组织、展现及查询。

4.变电生产

泰豪输电GIS中的变电生产管理，是指通过和生产管理系统、标准化作业中的变电巡检子系统集成，充分利用相关业务系统信息，在GIS中实现对变电设备及变电生产管理的监督及辅助决策。

5.输电生产

泰豪输电GIS中的输电生产管理，是指通过和生产管理系统、标准化作业中的输电巡检子系统集成，充分利用相关业务系统信息，在GIS中实现对输电设备及输电生产管理的监督及辅助决策。

6.系统集成

泰豪输电GIS在数据方面遵循“同一数据唯一入口”、“一处录入多处使用”的原则；在业务功能的划分方面，打破了系统间孤立隔绝的现状，既要避免业务功能的重复建设，

又能把不同系统间关联业务信息和操作集成，既能见树木也能见森林，给用户清晰完整的使用体验。泰豪输电GIS系统与电力其他业务系统的联系示意图如下：

从上图可以看到，泰豪输电GIS和SCADA实时系统、雷电定位系统、巡检系统以及生产管理系统等都存在着接口关联：通过从SCADA中获取实时数据从GIS中直接对设备的运行状态进行监控；从雷电定位系统中获取雷击信息可以对雷击区域进行查询以及分析雷击对电力运行与生产的影响；通过与巡检系统的接口实现巡检任务与空间地理信息的关联以及对巡检工作的监督管理；而与生产管理系统之间的集成则涉及到信息和业务则更为丰富全面，从而构筑成一个与其他业务系统有机集成的、一体化的输电GIS平台。

(三) 应用成效

1.通过与生产管理系统的集成，实现设备信息一体化及更新同步化

泰豪输电GIS实现了与生产管理系统在数据信息及相关业务集成，确保了对输电GIS与生产管理的统一规划部署，实现基础设备信息的“一次录用多处使用”，达到两个系统之间数据的互相共享与利用。

2.完善和梳理输电GIS的功能，促进了输电GIS应用的实用化

泰豪输电GIS充分利用了GIS的空间地理概念以及可视化、图形化操作等特性，通过对生产管理系统中设备及相关业务共享信息的获取，完善及加强输电GIS中基于地理图形与电网拓扑模型为基础的设备及相关业务的管理分析功能；同时，对类似运行管理、缺陷管理等与生产管理中重复的功能以及与GIS无关功能模块从GIS中剥离，简化系统，使该系统实用化。

3.充分利用了GIS图形，扩充辅助决策功能，真正实现了生产系统、雷电定位系统、标准化作业等系统的应用集成。

泰豪输电GIS通过与生产系统集成，能够及时获取电网设备信息以及各类生产信息；通过与雷电定位系统接口获取雷击数据，对雷击区域及设备进行定位，查询并分析雷击与

设备故障关系等；通过与标准化作业系统进行接口，实现对巡检工作的监督及巡检结果的统计分析。

4.优化的系统设计，以加强日常管理维护的规范化，提升系统的运行性能。

泰豪输电GIS中主要包括电力设施基本数据、地理信息空间数据、描述设施间各种连接关系的拓扑数据以及与设备运行、检修、巡检、缺陷相关的运行数据四大类数据，相对于常规的MIS系统而言数据信息非常庞大。因本系统需面向全省用户并兼顾建设成本（C/S方式需为各客户端购买单独的license实现对GIS平台的访问），泰豪GIS所采用的Web-GIS方式，从效率上对系统提出了更高的要求。因而通过优化系统设计以及制定出一套科学合理的系统日常维护管理规范保证用户对系统的平滑访问。

(四) 系统结构及其特点

泰豪输电GIS基于美国Intergraph公司的G/Electric平台技术结合我国电网安全生产管理的实际需要研制而成的，其系统结构如下所示：

泰豪输电GIS具有如下技术特点：

采用了Oracle空间全数据存储结构，一方面简化了电子地图入库工作，另一方面使得所有数据均通过关系数据库Oracle存储,消除了私有数据格式,方便地实现了系统数据之间透明访问,大大地提高了数据的共享和复用性。

采用了B/S三层体系结构设计，在数据的存储架构设计方面实现了空间地理信息数据与设施数据及业务数据的真正分离。

采用了开放式的DDC优化设计，一方面使得泰豪输电GIS与其它业务系统在数据和业务上的高度集成，另一方面在图形显示方面更加方便、快速。

采用了快速图形系统，确保了泰豪输电GIS的设备图形快速自动生成、更新，真正实现零维护。

引用了基于Google Earth平台、技术及免费卫星影像的三维输电业务应用探索与

研究实践，促进了GIS技术在电网安全生产领域的应用创新。

(五) 研发依据

· GB5465.1-85《电气设备用图形符号绘制原则》

· GB4728.1-85《电气图用图形符号》

· 图号标准国标GB/T5791-93《地形图图例1:500000》

· GB/T 15859-1999 计算机信息系统安全保护等级划分准则

· GB/T 16680-1996 软件文档管理指南

· GB/T 4754-1994 国民经济行业分类与代码

· GB/T 14079-1993 软件维护指南

· GB/T 14394-1993 计算机软件可靠性和可维护性管理

· GB/T 12504-1990 计算机软件质量保证计划规范

· GB/T 12505-1990 计算机软件配置管理计划规范

· GB/T 8567-1988 计算机软件产品开发文件编制指南

· GB/T 9385-1988 计算机软件需求说明编制指南

· GB/T 9386-1988 计算机软件测试文件编制规范

· 《电力企业计算机管理信息系统建设导则（试行）》

· 《省(区域)电力公司信息系统建设规范(试行)》国家电力公司 (2002.08.30)

· 《信息分类与代码体系(试行)》国家电力公司 (2002.08.30)发布

(六) 系统部署与配置

泰豪输电GIS集中部署于电力公司信息中心机房，通过网络提供给各供电公司使用，系统的部署如下图所示：

本系统采用C/S和B/S的结合方式，以B/S方式方式实现公共应用和业务应用，C/S实现元数据管理及高级应用。

1）通过两台小型机部署oracle（热备）作为系统的数据库服务器来存储包括空间地理信息、元数据、模型数据、设备数据等在内的系统所使用的所有数据；

2）数据交换服务器（Data Exchange Server）用来实现生产系统设备等数据、雷电定位系统数据、SCADA数据等与本系统的数据交换，通过本交换服务器，把GIS系统所依赖或需要的外部系统数据集中存储到Oracle数据库服务器中；

3）高速动态缓存服务器（DDC Server ）是G/Electric为加速GIS图形显示、满足

大型企业级应用需求所采用特有技术而所需要的服务器。Oracle的存储海量的空间数据，通过G/Electric对数据库直接访问效率必然受到影响，通过DDC技术可以把数据视图生产特点格式的DDC文件部署到单独的服务器上供G/Electric访问，使访问速度得以极大的提升。DDC FILE SERVER及实现此功能访问及连接的服务器；

4）G/Electric图形工作站是输电GIS模型的建模工具及元数据管理工具，该工作站和DDC SERVER连接来实现对数据的访问；

5）本系统通过IIS Web 服务器，以B/S方式提供给客户端用户访问。而WEB GIS的实现是通过G/Electric的G/Net Viewer中间件来完成的。 G/Net Viewer可以及时地从DDC Server中提取数据、交互影响。

泰豪GIS系统配置如下所示：

1）Oracle Server

2）DDC File Server

3）Web Server

4）Data Exchange Server

5）G/Electric图形工作站

6）WEB访问客户机