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1、O在电力系统配电线路的设备管理中，需要处理大量的设备数据和图纸，这些数据和图纸 均和地理位置密切相关。木文针对某地区10kV配电网管理现状与需求，运用地理信息系统 (GIS)和卫星定位系统(GPS)先进技术，应用基于网络环境的大型关系数据库，完成了基于C / S(Client / Server)模式的10kV配电网地理信息系统的设计与实现。它主要的功能就是利用 计算机在地理信息系统上进行有关图纸和文件的管理，并可及时、准确、完整地提供出电力 部门所需要的各类管理信息。此系统的建成不但对电力安全生产起到了有力的保障，同时对 线路的科学规划等提供了辅助决策的功能。主要内容与成果如下：1 .设计建立
2、10kV配电 网空间数据库：在对配电网空间数据特性的分析基础上，完成了空间数据的合理分层；通过 对设备台帐的分析，完成各类属性表结构的设计；实现空间数据表和属性数据表的集成并将 其置于大型关系数据库管理系统中。2.制作了配电网络电了地图：将该地区1： 5万地形 图导入到木系统，并实现其配准；采用手持GPS仪，测量了所辖35条10kV线路的分歧、 转角和变台的地理信息；按照空间数据库的分层设计原则，将使用GPS仪所测得的数据导 入到木系统，建立了 10kV配电网结电了地图。3.组织完成皱鱼圈区10kV配电网络GIS 系统的开发：应用基于组件式GIS技术完成了地图操作、地图编辑、数据维护、信息查询
3、、 统计等功能的设计与实现，达到了预定效果。1、面向应用需求开发配网GIS系统随着我国城市电网建设的发展，电力用户对提高供电可靠性、电能质量、工作效率和优质 服务等方面都提出了较高的要求。而北京城区供电局担负着泞部中心地区(包括东城、西城、 崇文和宜武)的供电任务，迫切需要采用现代化配网管理工具来提高工作质量、工作效率和 服务水平。因此，建设配网GIS系统，既是供电企业为满足市场经济和国家建设的需要， 也是现代化电网建设的必然要求。从本质上看，配网GIS是一种直接融入现代电力生产经营活动之中的、全新的生产经营信 息管理工具，同时它应是未来的“数字电网管理系统”中的重要组成部分；从应用角度看，它
4、 的具体实现方式无论是底层软件平台结构还是高级实用功能，都因不同国情下电网生产运行 模式以及经营管理方式的不同而产生较大的差别，具有强烈的“本地化”色彩。因此，我们所面临的严峻问题，是如何将最终用户的复杂需求提炼为GIS系统能够识别的 “语言”，进而转化为系统中的一部分.这样做的结果必然会发现，有些功能需求是目前国际上 现成的商品化GIS软件难以支持的，由此就引发了系统平台的一次“革新”，有时甚至是一场 “革命”；否则，用户的合理需求得不到满足，开发工作就无法继续开展。因此，最理想的配 网GIS软件，应能最大限度地满足实际生产的需求，从底层平台到上层应用都应采取面向 应用需求的发展策略。事实上
5、，目前国际上GIS技术市场的发展趋势，也2经完全走出“技术推动应用”发展的昨 天，而进入了“应用牵引技术”进步的崭新时代。我们所采用的深圳雅都图形软件公司的国产 GIS软件平台由于国内厂商拥有|主版权的底层技术，可以平台软件的内核调整等手段，来 满足我们的特殊应用需求，从而使开发出的配网GIS系统具有较高的性能和效率；另一方 而，基层电力部门的实际需求，又反过来促进着国产GIS软件平台的技术创新和技术进步, 在我国GIS软件技术领域，建立起了现代IT技术发展必不可少的，市场需求与支撑技术的 “互动促进”机制，这对于我国发展自主知识产权的IT技术来说是极为重要的。2、“北京城区配电网地理信息管理
6、系统”简介2.1系统建设概况北京城区供电局从1994年开始作了大量充分的准备工作，经历了可行性调研、需求分析、 总体设计和系统开发平台的选型调研，其中包括：ARC/INFO. GENAMAP、MAPVIEW、 SICAD、FRAME SYSTEM9、MAPINFO以及深圳雅都公司的GROW等等，经过认真地比较，我们感到大部分软件 都具有一定的特点，于是我们提出了按照我们的需求，以开发一个成功的DEMO作为取舍 条件，雅都公司以它率先完成的拥有自主版权、并具有国内电力特色的图形信息系统 EFGIS,赢得了与我局进行合作开发的机会。我局整个系统的建设是分期分阶段进行的：第一期（1996年10月12
7、月）为预研期：为考察其系统软件的实用性和可发展性，检 杏其应用软件是否能满足我局“营配合一”体制下的生产、运行和管理等工作的要求，我们在 前期总体设计思想的基础上,采取“先小范围试点，再全面铺开”的工作方法,对阜成门地区 4.8平方公里范围实验区的配电网络做出单机版的演示系统，信息内容包括：从变电站一电 缆一开闭站一配电室或从变电站一电缆一 10kV线路一柱上变台一低压线路一用户电度表。（2）第二期（1997年5月12月）建设完成了 Client-Server结构的、具有18个站点的网 络版系统（包括3个广域网站点），完成了城区局所辖90平方公里范围（包括149幅1:2000地形图）的全部10
8、kV、部分380V配网数据以及用户数据的采集和录入，建立 了配网管理模型，并在此基础上开发了一些配网管理的实用功能。实际运行阶段：从1998年1月开始，系统投入实用化试运行，将各终端逐步下放到相 关生产单位，一方面对系统中的数据进行滚动维护；另一方面对系统的功能和性能进行全面 测试，摸索系统运行经验，不断完善系统。为保证系统长期有效地稳定运行和全面推向实用 化奠定基础，我们还特别制定了“岗位职责和管理制度”。从1999年5月城区局搬到新址开 始，系统每天24小时不停机，运行稳定，从未发生事故。第三期：为扩大基础数据的管理和应用范围，进一步开发和完善配网管理系统的全面功 能，我们目前正在加紧进行
9、系统第三期工程的开发建设。经过不断开发，我局的配网GIS已经发展成今天有别于传统GIS技术的AM/FM/GIS系统。 简单概括下来，配网GIS系统需要地形信息，但又不依赖地形信息，只是将其用于图形数 据录入及其他需要以地形坐标作为参照的应用，而更多的是对于电网拓扑结构的建立、查询 和分析；而且，开发配M GIS并不是最终目的，我们的目标是建设一套完整的配网信息管 理系统，该系统以“配网信息管理”为核心，灵活地运用各种相关技术，其中包括AM/FM/GIS 技术、配网管理技术、数据库技术、通信和网络技术以及互联网技术等等，将他们有机地结 合起-来。2.2己实现的主要关键技术支持分布式协同工作环境及
10、图元级锁定功能；支持对电网拓扑结构的描述、分析和处理；支持地理空间、逻辑空间和属性空间信息的多向交叉查询；由地理空间的电气图|动生成各种专题图（包括线路资产图和各种逻辑图）；故障点的判断及其图形化模拟分析；网架重构及其图形化的步骤模拟分析；报装方案的辅助生成；支持对设备生命周期的描述及相互转换；支持以浏览器/服务器方式对地理空间、逻辑空间和属性空间信息的相互杳询。2.3系统在管理和生产上发挥的作用该系统的应用使得我局的工作质量和效率得到极大的提高，已经从量的变化导致质的飞跃, 其实用性、高效率和易操作性深受使用者的普遍欢迎，主要表现在以下几方面：高效便捷的图形和数据的录入及编辑修改工具该功能不
11、仅为各生产部门提供了方便易用的设施资料维护工具，同时还在“分布式协同工作 环境”支持下，彻底解决了务部门之间图形与数据资料的“分散加工”与“整体共享”的矛盾，从 而保证了资料的准确性、一致性和及时性，极大地提高了生产效率和管理水平。正反向电源查询、故障快速定位该功能是调度部门、紧急修理班和报修中心等单位在线路出现计划停电和故障停电的情况 下，显不停电影响范围、查询并判断可能发生问题的故障设备、按不同条件进行事故定位的 便旋T具。它使供电抢修人员在线路发生故障时快速地做出反应,及时进行抢修并恢复供电, 大大缩短停电时间、提高供电可靠性。故障推图、多路转供电方案的n动生成该功能不仅可以根据线路故障
12、所在点n动推出以故障分段为显不中心的网络图，而且还ii 动提供若干故障隔离和转供电方案，是配网调度人员实用的辅助决策工具。基于配网图形进行10kV线损理论计算该功能以“均方根电流法”为依据，可以随时根据给定的24点电流值、供电量以及线路结构, 自动计算出线损理论计算结果和线损图，并白动生成各种线损统计分析报表，为配网规划和 改造方案的制定提供了快速、可靠的依据，该功能的投运，使过去儿个月的统计工作量变成 自动完成，极大地提高了工作效率。基于配网图形进行可靠性基础数据的ii动生成该功能严格按照国家电力可靠性管理中心对可靠性的分段要求，ii动对线路分段升关进行 编码，并对各分段进行相应的设备数据统
13、计，且生成可靠性图，最终生成可靠性统计报表, 该功能的采用，使繁琐的可靠性基础数据统计一作变成随时II动完成，使可靠性统计T.作变 得简单、及时和准确。配网SCADA数据与系统的连接该功能实现了与配网SCADA监控系统实时数据的连接，即使配网设施的静态资料与动态 数据有机结合于“全信息电网模型”之中，利用系统的图形功能，可以直观地查看开关的开合 状态、事故报警和设备的负荷变化情况，使得配网从以往的静态管理转变成动态管理，使设 备的运行维护从被动变为主动。目前LA实现将天安门会场区配电室和柱上变台综合测控仪的 实时信息接入木系统，使得有关人员通过GIS终端就可监视设备运行状况。特别是天安门 会场
14、区实时信息的接入已正式应用于五十周年国庆、澳门I 口I归和世纪之交等重要政治活动的 值班工作，效果良好！业扩报装方案的辅助生成可根据用户报装的容量和位置以及线路负荷情况，确定合理的供电路径，经人工干预后绘 出标准的“供电方案”，极大地提高了制定报装方案的效率和科学性。线路变更的批量数据自动更新如何使已经存入系统中的大量配网数据，根据配网改造和分倒路匚程所引起的配网结构变 化II动随配网结构的改变而发生变化，这是系统数据能否滚动维护进而导致系统能否生存的 关键问题，该功能的实现使得电源改变所导致的相关设备属性的变化在很短的时间内就完成 了，同时系统的有关图形信息也随之II动发生变化，从根本上提高
15、了电源管理工作的准确性 和及时性。图纸的维护与输出该系统中需要进行维护的仅仅是带有地形背景的线路图和站内主接线图，其他I I常工作中 常用的、各种专题图如棵棵图（线路资产图）、电源图、线损图、可靠性图和网络图等，部 是由线路图和接线图根据一定规则|动生成的，因此，可以说我们是“一次性”地维护图形， 这样既保证了数据的唯一性和准确性，又极大地提高了工作质量和效率，从而也调动了使用 人员的积极性。该系统被评为1998年北京供电公司和华北电力集团公司科技成果一等奖；其第三期工程经 国家科技部3S专家组和国家电力公司领导的评审，被列为国家科技部首批GIS应用不范工 程。北京供电局领导自始至终对于该项工
16、作在政策、资金和规划等方面都给予了强有力的支持, 并已决定将城区配网GIS的应用成果在城近郊五个分局进行推广。3、我局配网GIS实用化开发体会领导重视由于配网GIS系统的开发建设涉及了供电企业所有生产单位，这样庞大的系统工程在建设 的自始至终一定要得到企业领导的全力支持，否则系统即使开发出来，也不会得到很好地应 用，更不用说数据的滚动维护了。成立专门的开发机构完成用户需求分析和总体设计应确立专职的开发部门与专责人，这些人员应熟悉电力业务和具有计算机系统开发的经验, 并应具备系统总体设计的经验。与其他计算机应用系统的开发不同，配网GIS的开发，它所面临的用户大多是生产一线的 工人，他们的计算机应用水平不高，有些甚至还未曾使用过计算机，更不用说去理解GIS 的概念了。他们所提出需求往往很难让开发人员接受，如何引导他们提出需求，并将
