地理信息系统gis技术在电力行业中的典型应用

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1、JimYCaiFeb.,2000地理信息系统GIS技术在电力行业中的典型应用樊纪元,蔡运清摘要:地理信息系统GIS技术和十多年前关系数据库一样,在电力行业的使用越来越广.从电网设备管理,配网的电网分析规划,以及中国目前最关心,北美目前追求的配网运行调度中的掉电管理系统均为最常见GIS的应用.但GIS还是一个没有国际标准的基本开发平台工具.在各个GIS平台产品上开发的,针对电力行业的应用虽可以分为上面三大类,细细再分实际是成百上千种应用.一.GIS的基本概念首先,地理信息系统GIS和大家非常熟悉的关系数据库RDB一样是一个

2、基本工具软件.利用关系数据库RDB我们可以开发出各种应用.同样利用GIS我们也必须开发非常具有针对性的应用.地理信息系统GIS同样和关系数据库系统一样,用于管理各种信息.关系数据库利用基本二维表格来管理数据,地理信息系统GIS的基本信息单位则为点,线,面(SpatialData,立体数据),每个信息单位可具有多种属性.地理信息系统GIS内部有两个数据库:立体数据数据库和属性数据数据库(AttributesDatabase).立体数据数据库的存贮与管理依厂家的不同而不同,只有DXF格式是目前各厂家均接受的立体数据输入输出格

3、式.属性数据数据库各厂家均采用商业化的关系数据库[4].关系数据库系统利用索引来查询,手段是利用国际标准化的SQL语言,查询结果仍为数据表.GIS的数据查询,目前无任何标准,但查询的结果为图形.查询方式有§定位(Locate&Highlight),地理经度纬度某一点;§地理属性查询(SpatialQuery),及地理关系查询如网络拓扑,谁和谁的距离,那个区包含那个区方面查询等;§缓冲区查询(Buffering),如某公路两侧10米的绿化情况;§覆盖查询(Overlay),简单地讲,就是将同一地理范围内的各种地图复合为一张

4、新地图.电力行业绝大部分GIS应用,目前仅仅利用了地理信息系统GIS的定位和地理属性查询两个功能.由于这个原因,很多利用GIS技术的电力行业应用程序并不使用专用地理信息系统GIS开发平台,以达到降低成本,简化数据准备的目的.二.电力行业使用GIS的各种应用及特点6JimYCaiFeb.,2000北美电力行业使用GIS技术较早.这与他们调度管理方式密切相关.调度方面,北美配电电网调度员不仅负责电网运行的调度,同时还负责现场维护人员的调度.通常这些现场维护人员没有固定办公室,甚至无办公室.在分配他们任务时,调度员必须提供工作

5、单图纸,告诉他们那里取备品备件,甚至如何到达维修点.通常调度员调度台一面是实时电网计算机系统,一面是一大堆图纸和设备报表.所以北美利用地理信息系统GIS技术的第一个目标就是取代调度台上的图纸和报表.这类应用就是AM/FM(自动地图/设备管理).在GIS技术日益普遍,具有GIS功能的软件成本大大降低的大环境下,各厂家一方面将原本非常独立的电网规划及分析软件集成到AM/FM,使电网规划及分析软件的数据更准确,其结果更易查询.另一方面,作为一个新的商机,很多厂家不利用GIS开发平台,独立开发出具有基本AM/FM/GIS功能的配

6、网分析规划软件,其中国际上最典型的是SPARD软件包.大家都知道配网调度中,由于经济原因不可能得到全部低压配网(20KV,13.5K,12KV,10KV,6KV,220V,110V)的实时远动信息,在目前强调供电可靠性和服务质量的情况下,利用地理信息系统GIS定位和地理属性查询的功能,再结合电力公司的其它工具,开发出的一些功能可以大大弥补缺乏实时远动信息带来的被动.这类应用和电力相应功能一起就是当前全世界配电行业津津乐道的掉电管理系统(OMS–OutageManagementSystems)[1].电力行业使用GIS的各

7、种应用总结起来可以分为三大类:.自动地图/设备管理.配网规划,电网分析.配网的运行维护调度自动地图/设备管理应用AM/FM的主要特点是计算机结构的分布式.数据有设备固有参数,设备的维护数据(一次,二次等管理上不同层次的维护数据),设备的地理位置,设备图纸,设备价格/价值,最终用户的地址电表等.在北美,AM/FM涉及的内容非常广,从变电站的变压器到马路上的路灯均是AM/FM管理的内容[3].而且在北美煤气和电力通常是一个公司,所以AM/FM中自然也包括了有关煤气调度管理的大量数据.在环境保护日益重视的今天,很多电力公司也把

8、环境保护数据纳入AM/FM.各种数据的来源不一样,以及在正常使用更新过程中的更新更不会是一两个人来完成.这些决定了AM/FM的分布性.AM/FM应用是所有应用中最基本,但又是最困难的.这体现在三个方面.1.AM/FM的功能设计如何适应电力公司现有的管理模式,或者,对中国来讲,更可以反过来说,中国配电电力公司如何调整现