地理信息系統（GIS）概述

        地理信息系統，簡稱GIS，是國際上近年發展起來的一門新興科學，是在地理學、地圖學、測量學，計算機科學等各類基礎學科上發展起來的綜合性學科體系，它具有空間數據的獲取、存儲、顯示、編輯、處理、分析、輸出和應用等功能，將現實生活中的各種信息與地理位置、圖形信息有機地結合在一起，真實、圖文并茂地展示在用戶面前。

　　經過多年的發展，如今，GIS已逐漸成為一項相當成熟的技術，并且得到了極廣泛應用。尤其是近些年，GIS更以其強大的地理信息空間分析功能，在各個行業中發揮著越來越重要的作用。

　　電力GIS的發展

　　電力企業通常服務于發電、送電、變電、配電和用電等重要環節，其地域分布廣泛、所管轄的設備量大、更改頻繁，隨著電力行業的快速發展，電網運行中大量的網線和設備，相應的圖紙、檔案、各類信息資料也會越來越多，同時隨著電網的日益復雜，饋線之間的相互關系也更趨復雜，給電力部門的管理和調度提出越來越高的要求。

 
　　隨著GIS在土地、交通、國防、農業、林業、電信、旅游等眾多行業中得到應用，電力GIS在近年也得到了較大的發展，經過多年來的努力，較多電力企業已經建立了適合電力行業生產和管理應用的GIS平臺，并在電力生產和管理上發揮了重要作用。以電力GIS建立起來的“數字電網”及“協同工作”為特征的電力GIS系統，大大提高電網運行科學管理水平，推進了我國電力生產經營管理工作達到更高水平的進程。

　　就目前電力信息化發展的趨勢和全國城市數字化建設的進程來看，加快和提高電力GIS應用系統的建設，是電力企業提高管理水平、提高服務水平、提升電力產業水平的技術發展的需要，也是國家整體信息化發展的必然趨勢。

　　電力GIS的多項應用

　　GIS在電力系統的應用中，從GIS的擴展性、集成性和可視化的特點，電力GIS能實現與電力企業現運行的調度自動化系統、電力營銷系統、電力客戶管理系統等應用系統進行集成，包括與MIS系統融為一體，利用GIS自有強大的數據搜索和直觀地數據展示方式，及時、全面、準確地獲取各種電力資源，保障電力設備的安全、高效運行。

　　設備資產管理

　　運用GIS技術，將電力設備的屬性數據疊加在相應的地理街道圖層中，把地理信息系統同實際中的電力設備有機地結合起來，在地圖上展示出電力運行模型，用不同的圖形元素代表不同的電力設備，如線路、開關、刀閘、變壓器、電壓互感器、電容器等，并可把這些設備與外部數據庫靈活地掛接起來，直觀形象地完成設備的管理，在此基礎上，可以真實地確定每個地區的設備狀況，再將不同地區根據設備狀況的用不同顏色加以區分，實現電力設備管理的一目了然。

　　電網運行

　　GIS采用直觀的方法，結合各種空間信息組織、分析和顯示電力運行的各項數據，把各種分析數據可視化地在地圖上顯示，不同的屬性查詢結果可以統一起來顯示，使電力運行管理人員能以圖形方式瀏覽這些信息和相互關系，一目了然，從總體上把握設備情況、分析故障原因、故障地點等，實現電力運行的圖形化、信息化、運行數據的可視化，促進電網運行管理的科學化。

　　（1）模擬操作與空間分析

　　在GIS平臺上可以對各電壓等級線路上的開關、刀閘進行閉合操作，并實時顯示運行方式改變后電網中線路和設備供電、停電狀態，進行停電范圍分析。

　　（2）供電電源與范圍分析

　　通過電力網中的拓撲結構圖，可以跟蹤到某條線路的供電電源點，如變電站的出線或某個區域的供電電源點。當在GIS中選擇某個變電站或配電所時，可以自動展示該變電站或配電所的供電范圍，或全部的用電用戶信息。

 
　　（3）電網運行輔助管理

　　對電力運行網中的線路進行線路阻抗的自動計算、短路電流計算、各線路的負荷預測、系統負荷的負荷預測、電網運行安全性分析等功能，同時通過GIS系統具有的強大拓撲結構自動分析、生成功能計算出斷電的影響范圍、動態阻抗以及輔助給出電網負荷轉移方案。

　　（4）負荷分析

　　GIS能與各種負荷控制系統集成，在GIS平臺上直觀地顯示各負荷點的分布，查詢分析各負控點的負荷信息，查詢負控設備和負控用戶檔案，對負荷異常情況進行分析。

　　電網調度

　　GIS提供的設備信息和空間信息與SCADA系統提供的實時運行數據有機地進行結合，在GIS圖形上顯示實時運行信息，包括電壓、電流、負荷、電流等信息，開關狀態信息，設備運行狀態等。直觀地反映了電力系統當前的運行狀態和調度員操作所需設備的地理位置信息，離線圖形數據和設備參數等全面信息，對于調度決策的正確可靠性提供了依據，提高了調度工作的質量和效率。

　　電網維護

　　（1）移動巡視

　　根據電力設備的地理走向分布及其周圍地理情況，運行人員能快速確定最合理的電力設備巡檢內容，結合GPS全球定位系統，可以對巡視人員進行實時跟蹤定位，并將巡視的過程和結果在GIS上進行查詢和展示。

　　（2）故障定位

　　GIS根據刀閘控制關系，進行上游刀閘查詢和刀閘控制范圍查詢等功能使運行人員能快速準確地了解電源控制點，便于巡檢中發現事故隱患時，較快地切斷電源。

　　（3）搶修與應急指揮

　　結合GPS全球定位系統，對搶修車輛進行實時監控和回放，系統記錄任一車輛的運行軌跡、速度、狀態等，當有應急搶修任務是，通過指揮中心的GIS平臺，可以快速定位搶修車輛的位置和最短路徑（最短時間）分析，立即制搶修方案，及時排除電力故障。

　　（4）數據檢測管理

　　在GIS電網圖上，對電力負荷測量、接地測量、交叉跨越測量等信息的管理、查詢和展示。

　　用電管理

　　（1）用戶定位查詢

　　按照用戶證號、地址碼進行全圖查詢，自動定位。可以選擇圖上任意區域，查詢該區域中用戶的信息。也可以　　　　在數據表中選擇感興趣的用戶（例如用電量大于特定值的用戶），在圖上顯示符合要求的用戶。

　　（2）電費收費管理

　　實現按管理區管理用戶，分區打印收費清單，提高用戶收費管理水平。從而可結束用戶分布在不同區域交叉混亂的局面，提高了用戶收費的可管理性。

　　（3）用戶報裝管理

　　在GIS系統中建立用戶報裝數據模型，當接收到用戶報裝信息后，系統可以根據路徑跟蹤模型和負荷平衡模型，自動計算出新用戶可接的最近配電線路，形成最優的布線路徑，并同時自動計算出工程概算信息。

　　（4）區域統計

　　根據全局、分區、地圖指定區域統計總戶數、電量、收費率提供直方圖、餅形圖、曲線圖等；根據指定的戶數、電量、收費率等數值關系，搜索符合條件的區域，并渲染突出。

　　電網規劃與設計

　　利用 GIS進行電網規劃，可以實現電網規劃與設計的可視化、自動化及地理圖形化，根據供電范圍及要求，利用地形數據、水系數據、道路信息等進行疊加分析