地理信息系统在配电网自动化中的应用
[摘要]:地理信息系统(GIS)是在计算机软件技术支持下采集,储存,管理,检索和综合分析各种地理空间信息,以多种形式输出数据与图形产品的计算机系统.介绍了GIS的数据组织及其在配网自动化中的主要应用,包括离线和在线两个方面,提出了基于组件的系统开发模式及建立WEBGIS的必要性和可靠性.
[关键词]:地理信息系统 配电网自动化 应用
以实际地理位置为背景的电力设备分布图,不仅能在设备管理上为用户增加设备空间位置的信息,而且通过实时信息能准确地反映配电网的实时工作状况.因此,GIS已成为配电网自动化不可缺少的组成部分.
1数据组织
地理空间数据是指以空间位置为参考的数据,地图是空间数据的一种表达方式,空间位置通常是用空间实体与某中参数坐标系统的关系来表达.
各种地理空间实体,如居民区,街道,市政管线,电话亭,电力线路等,在计算机中的表达一般抽象为点,线,面这3种最基本的实体,任何空间实体都可以用点,线,面,再加上说明和记号来表示.
这种空间数据的组织能满足配电网自动化的要求,根据实际地理位置布置设备,线路,展示配电网的实际分布,采用层的概念组织图形和管理基础数据,自由分层,层次之间又可以灵活的自由组合.
与空间图形数据对应的还有属性数据,既对图形相关要素的描述信息,如配电线路的长度,电缆型号,线路编号,额定电流,配变型号,编号,名称,安装位置,投运时间,检修情况和实验报告等.
这些属性数据的用途为结合图形进行档案资料的查询提供具体信息.对已经在管理信息系统(MIS)中录入和使用的部分属性数据,可通过共享途径直接获取,末录入的则必须在GIS中进行录入和编辑.
属性数据可存于任何关系型数据库中,如:SQLSERVER,SYBASE,ORACLE 等传统的关系型数据库不能管理具有地理属性的空间数据,所以大多以文件形式存储.从数据的多用户,访问安全性以及数据操作的高效性来讲,这种储存形式力不从心.各大GIS 公司相继推出这类产品.如:ESRI公司的SDE(空间数据库引擎),通过SDE把地理空间数据加到商业关系型数据库:MAPINFO公司的SPATIALWARE上,可以将地理数据存储到RDBMS中,ORACLE81 SPATIAL使得ORACLE81数据库具有空间数据的管理能力.
2 配电网GIS的建立
目前开发配电网GIS有两种趋势,一种是把GIS作为整个配电网自动化的基础平台,另一种是把GIS作为其中的组成部分,与SCADA等其他系统共同完成整个配电网自动化的功能.笔者认为第二种方案比较可行.原因是目前大部分地区SCADA系统的功能已经完成,并且投入运行,作为新增加的GIS只要通过数据库的关联,就能实现信息的共享,而且又能保证各个子系统的独立性,使整个系统的可维护性增强.同时减少了开发GIS子系统的工作量,免去了资金的重复投入.
3 配电网自动化中GIS实现的功能及其特点
GIS在配电网自动化中的应用可以分为离线和在线两个方面.
3.1离线应用方面主要包括:
A.图形的操作:在以地理图为背景的配电网分布图上,可以分层显示变电站,线路,变压器,开关到电杆以及到用户的地理位置.由于这些图形均为矢量图,可完成无级放大,缩小和漫游,并且地理的比例尺及视野可以任意设定.
B:空间数据测量:测量两点,多点之间的距离和任意定义区域的面积.通过鼠标定位,既可得出该点的坐标,可完成配电线长度的测量,也可以统计供电区域的面积.
C:设备档案管理:管理所有的配电系统设备档案和用户档案,根据要求进行各种查询统计.主要根据属性数据与空间数据关系,进行双项查询.条件查询(从数据库查询图形,按设备的属性数据库查找设备地理位置,对典型设备可以进行查询,显示,列表,统计)和空间查询(从图形查询属性数据,在图形上对任意设备进行定点查询和多边形小区查询,并且显示,列表和统计)
D:设备检修管理:根据检修管理指标,自动地进行校核,自动列出各项指标的完成情况,提醒工作人员安排设备检修工作,并提出设备检修计划.
E:用户报装辅助决策:通过直接在地图上部设报装用户位置,系统根据报装容量,电流强度等自动的搜索设定范围内(范围值可以在界面上灵活设置)满足要求的变压器,选择不同的变压器系统自动在图上画出最佳的架设路径,并给出具体的长度.
F:开操作票:把开操作票的任务放在GIS界面上完成,直观,简单地在地图上用鼠标电击选取操作对象,就能把操作对象的名称及其当前状态填入相应的操作票表单中,再在标准动作库及术语库中选择操作目标结果,就能方便,准确地开操作票.

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