數字化電網就是借助遙測、遙信、遙控、遙調、遙視和3S技術（GPS、GIS、RS）等手段采集基礎數據，通過數字微波、超短波、光纜、衛星等快捷傳輸方式，構建數字化數據庫平臺和虛擬環境，在這一平臺和環境中，以系統軟件和數學模型對電力系統運行方案進行模擬、分析和研究，提供決策支持，增強決策的科學性和預見性。

　　數字化電網是面向電網，提供“網絡化、系統化、實時化、專業化、智能化、個性化”的全新體系架構，是信息技術、管理科學、人工智能、電力系統最新研究成果等多學科綜合的產物，是建設和管理現代電網不可或缺的必備的基礎條件，是實現生產調度科學化、經營決策數字化、客戶服務專業化的必備基礎。

　　華北數字化電網是根據華北電網有限責任公司建設“一強三優”現代公司的戰略目標，貫徹實施“以信息化帶動生產自動化，促進企業管理現代化”戰略思想，分專業、分階段逐步實施的。首先實施的華北數字化電網500千伏生產管理信息系統是數字化電網建設的關鍵試點項目，它覆蓋了華北網公司500千伏生產作業與管理過程的所有關鍵業務，以“全局化視角、專業化操作達到集成化應用、智能化決策”，最終達到“全網可觀測、全局可掌管、全程可監控”的目標。

　　2 系統建設要求

　　華北數字化電網500千伏生產管理信息系統是一個全網統一的、垂直一體化的生產管理信息系統。建設過程中遵循“總體規劃，整合資源；統一標準，突出重點；安全可靠，務求實效”的工作原則，體現“垂直一體化管理理念”和“大集中設計思想”：一是從業務上進行全網生產管理系統的統一規范、統一標準和統一實施；二是在系統結構上全網共享一套軟硬件平臺，采用統一標準的技術架構；三是業務數據集中在網公司統一處理、存儲和管理。

　　該系統覆蓋企業生產作業與管理過程的所有關鍵業務，全面實現無紙化、流程化、網絡化，以便于加強日常生產運行的規范化管理，滿足企業提升生產管理水平的需要。

　　華北數字化電網500千伏生產管理信息系統由兩部分組成：一是覆蓋所有生產業務的管理信息系統-MIS，二是覆蓋三維和二維電網空間信息的地理信息系統-GIS。MIS部分采用Oracle的eBS套裝軟件定制開發，GIS部分采用ESRI的ArcGIS為基礎平臺。由于把GIS系統從業務系統中剝離出來，使GIS平臺不僅成為系統應用的核心基礎平臺，同時也成為系統應用的一個展現和操作的中心。

　　基于以上原因，我們確定了地理信息系統（GIS）部分的建設目標：為打造數字化電網下的國內一流的生產管理信息系統提供全面的、直觀的可視化應用平臺；為生產管理信息系統MIS部分提供高效的全方位GIS服務，包括二維和三維GIS服務；為面向生產一線、面向生產管理、面向指揮決策的管理系統提供可視化的分析工具；為今后在GIS平臺上實現高效的事故影響分析、理論線損分析、電網規劃等輔助決策分析奠定基礎。

　　3 總體設計

　　隨著華北電網有限公司改革的深入和新的戰略目標的定位，對原有的業務需求和流程都需要適度調整，統一到新的管理目標之下。根據新的管理理念構建管理系統，新的生產管理信息系統主要體現大集中的思想和垂直一體化管理思路，實現職能管理向流程管理轉變，所有主要業務都在監管之下。

　　基于此思路，我們提出的總體方案為：

　　1)全網標準規范業務在數據中心應用服務主機集中處理，數據在數據中心數據庫集中存儲，建立全網一致、統一的標準流程處理模型，規范管理業務，增加全系統可維護性，加強對宏觀指導和過程控制，實現一體化、專業化和集約化管理；

　　2)建立GIS和標準業務處理平臺關聯，在GIS中可以調用業務引擎，進行適當的業務流程處理。

　　3)開放中間業務接入平臺，允許各個超高壓公司和變電站接入自己特殊的需求，特殊的需求通過這個公用的業務接入平臺，實現和數據中心的交互。特別是滿足現階段委托運行的線路和變電站的管理。
 

　　圖1 大集中模式下總體結構圖

　　這樣的方案主要基于以下的考慮：

　　1)大集中系統連接電網公司和超高壓公司主干網，為信息存儲、交換、共享、處理、分析的基礎平臺。對于降低總體成本，增強系統的安全性都有重要意義。

　　2)數據中心的建成，不僅可為電網公司領導決策及時提供準確的信息，為總部職能部門實行扁平化管理提供信息化支撐，加快電網公司總部與各超高壓公司之間、總部職能部門之間的信息交換速度，促進信息充分共享，還可高效地滿足電網公司內、外各方對信息的需求。

　　3)實現大集中建設，對于推動全網規范化管理和標準化作業，理順管理流程，提高溝通與協作，提高公司管理效益，促進公司整體目標的實現有很大的益處。

　　4)GIS平臺和J2EE標準業務處理平臺結合，在GIS地圖中可以進行業務處理，利用J2EE提供的業務流程模型，建設基于圖形化可視化的業務處理。同時對某些不包括圖形信息的業務直接通過WEB服務展現。

　　5)由于各個線路和變電站有自己的特殊性，一些局部業務由于不具有普遍性，很難包容在統一的版本中（例如特殊檢測裝置的接口、不同儀器設備的接口、目前電網公司直接管理和委托運行的不同管理環節），這部分業務通過中間業務平臺接入，實現和集中綜合業務的集成。

　　4 系統技術路線

　　4.1 基于GIS的應用平臺

　　空間數據是電力企業應用的核心，在這個核心的基礎上，能夠方便地搭建新的應用、能夠完美地集成和發展既有的應用。因此，作為吞吐海量數據信息的GIS系統不僅僅在于使電力企業擁有一個用于地圖維護的GIS配置，更重要的在于能為電力企業提供一個基礎應用平臺。GIS應用平臺所具有的良好的開放性和拓展性，不但可以無縫集成現有的SCADA、用電營銷系統、MIS、ERP等應用，保護現有的投資和成果，還可以完美集成電力企業可能不斷涌現出的新的應用。

　　在華北數字化電網500千伏生產管理信息系統中，GIS平臺不僅是系統應用的核心基礎平臺，同時也是系統應用的一個展現和操作的中心，貫穿了整個應用層。在J2EE企業應用框架下，基于SOA架構實現GIS系統與MIS系統和其它應用系統的完美集成。
 

　　圖2 二維GIS界面
 

　　圖3 三維線路
 

　　圖4 三維變電站

　　4.2 GIS與MIS的應用集成

　　1)華北數字化電網500千伏生產管理信息系統采用GIS與MIS融合的建設模式；

　　2)整個系統（GIS與MIS）基于J2EE企業應用平臺，在華北電網網絡資源的基礎上，采用統一的數據庫平臺（Oracle），通過GIS與MIS圖數一體化的設計，實現了硬件平臺與數據的集成；

　　3)整個系統基于SOA架構，通過Web服務的方式實現GIS與MIS應用接口和業務的集成；

　　4)通過企業門戶實現GIS與MIS界面集成。
 

　　圖5 關聯MIS信息

　　4.3 GIS與其它系統的應用集成

　　1)與GIS相關的其他業務系統包括：雷電定位系統、污區分布監測系統；

　　2)如果目前遺留業務系統對外也暴露基于SOA的Web服務，則GIS可以通過Web服務的方式方便的調用。

　　3)考慮到目前遺留業務系統部分還是基于C/S兩層結構，業務邏輯分散在客戶端和數據服務端，首先需要剝離業務邏輯（即抽取業務接口模型或定義），并對該業務邏輯或接口進行封裝，并提供網絡訪問接口；然后根據遺留業務系統展現的網絡訪問接口，GIS系統通過構建JCA Adapter，實現與遺留系統的連接，進行數據轉換等相關業務操作。

　　5 總結與展望

　　華北數字化500千伏生產管理信息系統是三維GIS在電網中較成功應用的案例之一，ArcGIS的二維、三維解決方案為系統了一個優秀的可視化的應用平臺，隨著華北數字化電網建設的深入，GIS的平臺性將更加凸現。