gis系統與電力生產應用系統的集成
地理信息系統(geographic information system)是融合地理學、幾何學、計算機科學及各類應用對象為一體的綜合性高新技術,是利用現代計算機圖形和數據庫技術來獲取、管理、處理、分析、建模、顯示地理圖形及其屬性數據的計算機系統,對空間數據按地理坐標或空間位置進行各種處理、對屬性數據有效管理、研究各種空間實體及相互關系。通過把社會生活中的各種信息與反映地理位置的圖形信息有機地結合在一起,并根據用戶的需要對這些信息進行分析,將分析結果作為決策的參考依據,并能以地圖、圖形或數據的形式表示處理的結果,提高了用戶在管理決策方面的科學化和合理化。
gis系統可以作為其它電力應用系統的圖形支持系統,通過將這些系統無縫集成綜合到gis系統中來,在地理信息系統的平臺上進行雙向的數據和信息共享。由于地理信息系統本身數據處理量非常龐大,同時其他的系統會頻繁地調用gis系統的數據,因此,如何有效地充分發揮原有系統的功用,提高系統的效率,保證系統數據得到正確、有效的維護,是一個重要的課題。gis系統與以下系統集成,體現其系統的功能。
1 與配網自動化系統的集成
系統要求能與系統聯網運行,在gis的平臺上實現scada系統的原有功能:在gis的變、配電所圖形上實時顯示遙測信號的電流、電壓、功率等信息,實現實時監控功能;利用接受到的遙信信號對變電所、配電所內的開關等設備進行自動變位,實現遙信功能;在地理圖上對變電所內的任意斷路器、隔離開關等設備進行開閉操作,實現遙控功能;在世界圖上建立電力系統單線圖。此動態單線圖和作為背景畫面的世界圖一道,同步進行漫游、縮放、和分層消隱,并將所內結線圖集成到gis中。同時,gis系統應能利用自動化系統提供的數據進行網絡分析,提供如下新功能:
●實時網絡拓撲分析 調用自動化系統形成的網絡拓撲,依據實時開關狀態和網絡元件狀態將物理節點模型簡化為計算模型,把有電氣聯系的線路集合化為島,通過實時處理開關信息的變化,自動劃分變電所、開關站、配電變壓器、饋線的計算用節點數形成新的網絡接線,賦以測量和注入量數據,為有關的應用模塊如配網潮流、狀態估計等其它功能模塊提供新的分析依據。另外,實時網絡拓撲可通過改變現有系統中的斷路器、隔離開關的開、合狀態實現改變該系統運行方式的目的,以尋求更加合理的運行方式。同時地理信息系統和自動化系統的數據必須有交互。
●網絡拓撲著色 根據開關運行狀態進行網絡分析,確定帶電和不帶電、以及接地和不接地的網絡元件,從而得出供電區域、停電區域及其變化情況,并在地理圖上以不同的符號和顏色進行區分顯示。
●電網潮流分析 能根據scada系統采集的實時負荷,并結合狀態估計的原理,進行實時潮流分析,為平衡網絡負荷和網絡重構等高級應用提供科學依據。
●負荷管理 在電力系統地理接線圖上,對任意區畫一個封閉的多邊形邊界,進行負荷分析、統計和預報。
●模擬操作 根據實時數據和設備的狀態值,在離線和在線兩種狀態下進行操作模擬、故障模擬和自動裝置模擬等操作。●停電管理 計劃或故障停電時,可自動決策出最小停電范圍的最優化停電隔離點;可根據設備情況分析停電區域內的負載情況,提供多種負荷轉移解決方案以供決策,并將最優方案突出顯示。
●供電電源分析 在圖上任意取一條線路,通過網絡拓撲追蹤功能,可自動追蹤到該線路的供電電源點。
●變壓器供電范圍分析 在圖上選中某個主變,系統能將該變壓器的供電范圍進行顯示。
●開關供電區域分析 在圖上選中某個開關,系統能將該開關的供電范圍進行顯示。
●短路電流計算 在gis地理接線圖上選擇故障線路,進行短路故障設置,包括故障類型、故障位置、故障過渡電阻等。可同時設置多重短路故障,實現對復雜故障的分析計算。計算結果包括故障電壓、電流、線路、節點各相、各序電壓電流值。
2 與mis管理系統、檢修文檔規范化系統的集成
mis系統作為生產管理系統,原先一直缺乏圖形界面,主要運行著缺陷、檢修停電申請、兩票管理等幾個生產流程及其它生產模塊。通過gis與mis系統、檢修文檔規范化系統的集成,可在gis上實現設備的運行維護功能。
●巡視 能利用gis電網圖完成設備巡視、缺陷標注、缺陷流轉、制訂巡視計劃。
●設備維護 對設備的大修、小修、清掃、消缺等工作進行管理。
●檢測 在gis電網圖上完成負荷測量、接地測量、交叉跨越測量等檢測信息的管理。
3 與cad成圖系統的集成
目前,autocad廣泛應用于電力系統的計算機輔助制圖和設計,企業的圖形數據大部分為cad數據集。因此,應要求gis能與cad無縫集成。一方面,gis能夠直接讀取cad的圖形。另一方面,由于用戶能夠熟練操作autocad,使用autocad制作、設計gis的業務圖,可以大大減少用戶的培訓時間,使用戶能迅速掌握gis的制圖功能。
4 與客戶服務中心系統的集成
客戶服務中心系統集成到gis中,系統接受用戶停電投訴后能自動推出相應的地理信息圖,在圖上將該停電區域以指定的顏色表示出來,并發出告警顯示。當在一個區域內收到兩個以上報警電話后,系統能自動判斷出變壓器故障或某類線路故障,并實時顯示故障位置,幫助搶修人員排除故障。并提供搶修車輛最優化短路徑分析。
綜上所述,gis系統作為一個大規模的綜合性圖形支持系統,其建設是一個不斷擴展、完善的過程。電力gis系統主要為電力生產服務,因此gis平臺建設需考慮全面,并具備可擴展性和兼容性,能滿足與不同系統的集成和功能擴展的需要。在建設時最好是采取分步實施、集中精力突出重點的方式,對不同的應用和功能模塊逐一實現,并首先實施重要的應用和功能。
責任編輯:電力交易小郭
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