1　構建供電企業配網管理GIS系統的必要性

　　現有的配網運行管理手段已經無法適應現代化城市配網建設和發展需要的現狀。為進一步滿足廣大用戶對供電可靠性、電能質量和服務質量的要求，以及作為供電企業自身提高企業的經濟效益的需要，在加大城市配網建設力度的同時，迫切需要采用現代化的技術與管理手段來規劃，管理好城市配網。另外，隨著電力系統機構改革的實施，供電部門職能隨之發生很大的變化，管理體制和機構設置都要適應市場的要求，因此改變管理模式、優化機構與合理配置人員已經成為改革的必然。而要實現這一歷史性的突破，就需要依靠信息技術為代表的高新技術在電力工業部門中的廣泛應用。?
　　采用先進的地理信息系統(GIS)技術研制開發供電企業配網管理地理信息系統，是供電企業實施對城市10 kV配網至200 V接戶線及用戶綜合管理的有效突破口。這一系統的實施對提高供電企業的管理素質和勞動生產率，對提高供電的可靠性，對加強電力市場建設和健全用戶服務體系，實施機構改革都具有重要的意義。?

2　供電企業配網管理GIS系統總體方案設計?

2.1　基本設計概念和處理流程?
　　供電企業配網管理GIS系統是建立在空間數據庫、屬性數據庫和其他應用系統數據庫之上的公共基礎平臺，以常州供電公司GIS系統為例，系統為基于AM/FM/GIS的配電網管理信息系統。系統分為兩部分：①為全功能的基于Arc/Info Desktop上開發的配網管理信息系統；②具備各種查詢功能的基于MapObjects上開發的信息查詢系統。二者共享同一個后臺GIS數據庫。信息處理流程見圖1^［２］。

圖1　信息處理流程

2.2　硬件體系結構?
　　系統采用主服務器、備份服務器和配置服務器做為服務端，通過100 M以太網絡與各個部門連接，系統與負荷管理中心、營銷管理、調度中心和配網自動化系統數據庫連接。整個系統采用客戶/服務器體系結構的方式建立，見圖2。

圖2　GIS系統硬件體系結構圖

2.3　軟件體系結構?
　　系統采用客戶/服務器體系結構，服務端采用ArcSDE管理GIS圖形數據，屬性數據由DB2數據庫管理，圖形數據和屬性數據都存放在DB2中。系統通過配置服務器對客戶端進行角色配置和系統升級。在客戶端，只安裝主控程序，該程序從配置服務器上下載角色文件，對系統客戶端進行配置，在系統管理模塊中建立用戶角色腳本。每次用戶登陸系統后，主控程序自動與配置服務器通訊，檢查系統版本，更新系統。?
　　客戶端系統從系統平臺上講分為兩種：①基于Arc/Info的全功能模塊；②基于MapObjects的查詢瀏覽模塊。兩者都通過ArcSDE訪問GIS數據庫。其他屬性信息通過BDE直接與DB2連接。系統結構圖見圖3。

圖3　GIS系統軟件體系結構圖

2.4　功能體系結構?
　　配網管理GIS系統的構建是一個長期的過程，主要分為三個階段：?
2.4.1　GIS公用基礎平臺建設?
　　由于電力生產信息是以地理圖形、電網邏輯圖形、文字及數據信息來描述的，因而GIS公用基礎平臺必須具備在地理圖形信息輔助下的智能化圖形管理及與配網圖形信息耦合的設備管理等功能，具體來說就是建設一個基于分布式圖形處理技術的分布式配網生產信息綜合管理系統。?
　　GIS公用平臺建設階段的主要任務就是以1∶500的基礎地理背景數據為基礎，融合其他多種比例的地理數據來管理城市配網中不同電壓等級的設備圖形數據和臺帳數據，實現快速高效地輸入和更新配網圖形數據和臺帳數據，同時能夠根據資產和管理的劃分對輸入的大量數據進行維護，確保各種數據的完整性和正確性。主要包括地理圖編輯、圖元編輯、站所圖編輯、單線圖編輯等基礎模塊，以及與調度SCADA、DMS、負控、客戶服務中心、營銷管理、電能量計費等系統的接口模塊。?
2.4.2　GIS專業應用系統建設?
　　專業應用系統建設階段的主要任務是在GIS基礎平臺基本建成的前提下，統一管理和協調管理信息、實時信息等配網數據信息，建立相關的專業應用，并將這些專業應用正確部署到各個專業部門。?
　　配網數據信息中管理信息^［３］包括用戶信息、設備信息、線路信息、檢修信息、巡視信息、勘察信息、報修信息、圖紙信息、模擬操作、通訊信息等內容；實時信息包括SCADA、DMS、集抄信息、負控信息、綜合測試儀等內容，基于上述數據的采集、處理與分析，專業應用系統建設階段將建成配網運行與檢修管理、配網兩票管理、配電資產管理、工程輔助設計、概預算管理、調度管理、電力通訊管理等專業系統。?
2.4.3　GIS高級應用與輔助決策系統建設?
　　高級應用與輔助決策系統建設階段的主要任務是統一管理和協調規劃預報信息、理論計算信息等配網數據信息，建立基于GIS的高級應用，為優化管理和決策提供技術支持手段。?
　　配網數據信息中理論計算信息包括在線潮流計算、理論線損計算等內容；規劃預報信息包括電網規劃、負荷預計等內容。基于上述數據的采集、處理與分析，高級應用與輔助決策系統建設階段將建成基于圖形的理論線損計算、潮流計算和經濟調度功能、可靠性基礎數據統計、故障推斷分析、停電模擬運行分析等高級應用及輔助決策系統。?
　　系統建成后，功能體系結構圖見圖4。?

3　系統實施及效果?

3.1　正確把握系統實施過程中的關鍵問題?
3.1.1　系統建設必須統一規劃，分步實施?
　　供電企業GIS系統的建設應該遵循軟件工程學原理，自頂而下設計、自下而上實施，做到統一規劃、分步實施。?
　　隨著信息技術的發展，應用水平不斷提高，企業對信息技術基礎結構的要求也越來越高，用戶希望改進業務流程、提高操作靈活性和方便性，在企業內部更加有效地傳遞和共享信息。配電網地理信息系統作為一種在電力系統應用的新信息技術，在需求的確定、系統建模等方面，基本無固定的標準可參考，具有一定的難度，尤其在較早實施的單位，在業務流程的完善重組、需求的分析確定是一個帶有探索性的長期過程，更需要制定合理、科學的GIS建設和應用規劃，在統一規劃下分步實施。?
3.1.2　建設GIS基礎平臺是一個系統工程?
　　建設GIS基礎平臺是一個系統工程，它涉及到很多的業務部門，貫穿了供電部門的大部分業務，涉及到多種交叉技術，并需要各業務部門的通力配合。供電企業在構建配網管理GIS系統時，應制定配套的規章制度，明確項目主管領導、主管部門、配合部門、實施部門，對實施過程中出現的問題和困難及時協調解決，方能確保系統建設的順利進行。?

圖4　GIS系統功能體系結構圖?

3.1.3　系統建設要著力推動實用化?
　　要成功地開發并應用GIS系統，要充分調動使用者的積極性，使之積極參與，開發者應不斷聽取應用者的業務需求，努力提高系統的實用性和方便性，并通過實用化，減輕配電、營銷部門的管理和生產人員的工作強度，提高工作效率，使系統易于被應用者接受，并使系統的開發應用進入良性循環。?
3.1.4　數據是GIS系統的基礎?
　　GIS系統中基礎數據包括地理數據和電網數據兩部分，GIS功能的強弱取決于數據建設的水平。?
　　(1) 電子地圖數據完整和準確是一個重要基礎。電子地圖是GIS系統的基礎，由于在城市信息化程度尚不是很高的情況下，市政測繪部門尚不能提供完整和實時的城市電子地圖，給GIS基礎平臺的實用化和推廣應用帶來一定的困難。為彌補電子地圖的不足，可以采用地理圖編輯器，用手持GPS(衛星定位)、CAD圖紙導入、1 m 的衛星照片的導入等手段來解決地理圖更新的問題。?
　　(2) 電網數據工程的建設是難點。國內許多GIS應用系統失敗的原因很大程度上和數據工程有關。數據工程不但需要一定的資金投入，更需要強有力的領導去組織協調，需要配套的系統運行維護制度去保障，需要常年累月的堅持下去，數據工程的成功，GIS系統的建設也就成功了一半。?
3.2　實施效果
　　常州供電公司配網管理GIS系統經過3年的認真建設，已完成第一階段的工作，基本建成GIS系統基礎平臺，完成與調度SCADA、負荷管理等實時系統的接口工作，其中站所圖管理等功能已開始單軌使用，正在進行第二階段專業應用系統的建設工作。 ?
　　常州供電公司配網管理GIS系統涵蓋了城配電網管理的各個基礎環節，系統主要功能覆蓋了供電公司的配電工區、營銷部、信息中心等有關部門。該系統的實施改變了城市配電網管理手段，擺脫了傳統的管理模式，增強了系統的可視化程度，提高了工作效率和管理效率，并為不同部門之間的管理、信息交換提供了統一的數據標準與規范。同時該系統利用GIS平臺，設計了與各種應用系統之間接口，提供了大量的標準DLL/COM接口，用戶可以通過接口規范方便地在系統中掛接應用功能，為將來在GIS應用平臺基礎上開發實施更廣泛的高級專業應用軟件奠定了堅實的基礎。系統充分利用計算機網絡和大型數據庫平臺，實現生產、運行、控制的高效、規范化管理，為配電網生產管理提供了很好的技術手段，同時也為下一步應用開發提供了一套開放的、標準的技術支持平臺。?

4　結束語?

　　隨著電力需求迅速增長，面對越來越先進、復雜的配網設備、時刻變化的負荷信息、不斷變遷的城市道路和建筑，融地理圖形信息輔助下的智能化圖形管理及與配網圖形信息耦合的設備管理為一體的配網管理GIS系統必將得到越來越廣泛的應用。

5　參考文獻?

　　［1］　陳述彭，魯學軍，周成虎?地理信息系統導論?北京：科學出版社,1999??
　　［2］　黃杏元，湯勤?地理信息系統?北京：高等教育出版社,1989??
　　［3］　孫成寶，李廣譯?配電網實用技術?北京：中國電力出版社,1998