1　構(gòu)建供電企業(yè)配網(wǎng)管理GIS系統(tǒng)的必要性

　　現(xiàn)有的配網(wǎng)運行管理手段已經(jīng)無法適應(yīng)現(xiàn)代化城市配網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展需要的現(xiàn)狀。為進(jìn)一步滿足廣大用戶對供電可靠性、電能質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量的要求，以及作為供電企業(yè)自身提高企業(yè)的經(jīng)濟效益的需要，在加大城市配網(wǎng)建設(shè)力度的同時，迫切需要采用現(xiàn)代化的技術(shù)與管理手段來規(guī)劃，管理好城市配網(wǎng)。另外，隨著電力系統(tǒng)機構(gòu)改革的實施，供電部門職能隨之發(fā)生很大的變化，管理體制和機構(gòu)設(shè)置都要適應(yīng)市場的要求，因此改變管理模式、優(yōu)化機構(gòu)與合理配置人員已經(jīng)成為改革的必然。而要實現(xiàn)這一歷史性的突破，就需要依靠信息技術(shù)為代表的高新技術(shù)在電力工業(yè)部門中的廣泛應(yīng)用。?
　　采用先進(jìn)的地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)研制開發(fā)供電企業(yè)配網(wǎng)管理地理信息系統(tǒng)，是供電企業(yè)實施對城市10 kV配網(wǎng)至200 V接戶線及用戶綜合管理的有效突破口。這一系統(tǒng)的實施對提高供電企業(yè)的管理素質(zhì)和勞動生產(chǎn)率，對提高供電的可靠性，對加強電力市場建設(shè)和健全用戶服務(wù)體系，實施機構(gòu)改革都具有重要的意義。?

2　供電企業(yè)配網(wǎng)管理GIS系統(tǒng)總體方案設(shè)計?

2.1　基本設(shè)計概念和處理流程?
　　供電企業(yè)配網(wǎng)管理GIS系統(tǒng)是建立在空間數(shù)據(jù)庫、屬性數(shù)據(jù)庫和其他應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫之上的公共基礎(chǔ)平臺，以常州供電公司GIS系統(tǒng)為例，系統(tǒng)為基于AM/FM/GIS的配電網(wǎng)管理信息系統(tǒng)。系統(tǒng)分為兩部分：①為全功能的基于Arc/Info Desktop上開發(fā)的配網(wǎng)管理信息系統(tǒng)；②具備各種查詢功能的基于MapObjects上開發(fā)的信息查詢系統(tǒng)。二者共享同一個后臺GIS數(shù)據(jù)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(jié)構(gòu)?
　　系統(tǒng)采用主服務(wù)器、備份服務(wù)器和配置服務(wù)器做為服務(wù)端，通過100 M以太網(wǎng)絡(luò)與各個部門連接，系統(tǒng)與負(fù)荷管理中心、營銷管理、調(diào)度中心和配網(wǎng)自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫連接。整個系統(tǒng)采用客戶/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)的方式建立，見圖2。

圖2　GIS系統(tǒng)硬件體系結(jié)構(gòu)圖

2.3　軟件體系結(jié)構(gòu)?
　　系統(tǒng)采用客戶/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)，服務(wù)端采用ArcSDE管理GIS圖形數(shù)據(jù)，屬性數(shù)據(jù)由DB2數(shù)據(jù)庫管理，圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)都存放在DB2中。系統(tǒng)通過配置服務(wù)器對客戶端進(jìn)行角色配置和系統(tǒng)升級。在客戶端，只安裝主控程序，該程序從配置服務(wù)器上下載角色文件，對系統(tǒng)客戶端進(jìn)行配置，在系統(tǒng)管理模塊中建立用戶角色腳本。每次用戶登陸系統(tǒng)后，主控程序自動與配置服務(wù)器通訊，檢查系統(tǒng)版本，更新系統(tǒng)。?
　　客戶端系統(tǒng)從系統(tǒng)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?yōu)g覽模塊。兩者都通過ArcSDE訪問GIS數(shù)據(jù)庫。其他屬性信息通過BDE直接與DB2連接。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見圖3。

圖3　GIS系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)圖

2.4　功能體系結(jié)構(gòu)?
　　配網(wǎng)管理GIS系統(tǒng)的構(gòu)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(chǔ)平臺建設(shè)?
　　由于電力生產(chǎn)信息是以地理圖形、電網(wǎng)邏輯圖形、文字及數(shù)據(jù)信息來描述的，因而GIS公用基礎(chǔ)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(wǎng)圖形信息耦合的設(shè)備管理等功能，具體來說就是建設(shè)一個基于分布式圖形處理技術(shù)的分布式配網(wǎng)生產(chǎn)信息綜合管理系統(tǒng)。?
　　GIS公用平臺建設(shè)階段的主要任務(wù)就是以1∶500的基礎(chǔ)地理背景數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，融合其他多種比例的地理數(shù)據(jù)來管理城市配網(wǎng)中不同電壓等級的設(shè)備圖形數(shù)據(jù)和臺帳數(shù)據(jù)，實現(xiàn)快速高效地輸入和更新配網(wǎng)圖形數(shù)據(jù)和臺帳數(shù)據(jù)，同時能夠根據(jù)資產(chǎn)和管理的劃分對輸入的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)，確保各種數(shù)據(jù)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(chǔ)模塊，以及與調(diào)度SCADA、DMS、負(fù)控、客戶服務(wù)中心、營銷管理、電能量計費等系統(tǒng)的接口模塊。?
2.4.2　GIS專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)?
　　專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)階段的主要任務(wù)是在GIS基礎(chǔ)平臺基本建成的前提下，統(tǒng)一管理和協(xié)調(diào)管理信息、實時信息等配網(wǎng)數(shù)據(jù)信息，建立相關(guān)的專業(yè)應(yīng)用，并將這些專業(yè)應(yīng)用正確部署到各個專業(yè)部門。?
　　配網(wǎng)數(shù)據(jù)信息中管理信息^［３］包括用戶信息、設(shè)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(nèi)容；實時信息包括SCADA、DMS、集抄信息、負(fù)控信息、綜合測試儀等內(nèi)容，基于上述數(shù)據(jù)的采集、處理與分析，專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)階段將建成配網(wǎng)運行與檢修管理、配網(wǎng)兩票管理、配電資產(chǎn)管理、工程輔助設(shè)計、概預(yù)算管理、調(diào)度管理、電力通訊管理等專業(yè)系統(tǒng)。?
2.4.3　GIS高級應(yīng)用與輔助決策系統(tǒng)建設(shè)?
　　高級應(yīng)用與輔助決策系統(tǒng)建設(shè)階段的主要任務(wù)是統(tǒng)一管理和協(xié)調(diào)規(guī)劃預(yù)報信息、理論計算信息等配網(wǎng)數(shù)據(jù)信息，建立基于GIS的高級應(yīng)用，為優(yōu)化管理和決策提供技術(shù)支持手段。?
　　配網(wǎng)數(shù)據(jù)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(nèi)容；規(guī)劃預(yù)報信息包括電網(wǎng)規(guī)劃、負(fù)荷預(yù)計等內(nèi)容。基于上述數(shù)據(jù)的采集、處理與分析，高級應(yīng)用與輔助決策系統(tǒng)建設(shè)階段將建成基于圖形的理論線損計算、潮流計算和經(jīng)濟調(diào)度功能、可靠性基礎(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)計、故障推斷分析、停電模擬運行分析等高級應(yīng)用及輔助決策系統(tǒng)。?
　　系統(tǒng)建成后，功能體系結(jié)構(gòu)圖見圖4。?

3　系統(tǒng)實施及效果?

3.1　正確把握系統(tǒng)實施過程中的關(guān)鍵問題?
3.1.1　系統(tǒng)建設(shè)必須統(tǒng)一規(guī)劃，分步實施?
　　供電企業(yè)GIS系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)該遵循軟件工程學(xué)原理，自頂而下設(shè)計、自下而上實施，做到統(tǒng)一規(guī)劃、分步實施。?
　　隨著信息技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用水平不斷提高，企業(yè)對信息技術(shù)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的要求也越來越高，用戶希望改進(jìn)業(yè)務(wù)流程、提高操作靈活性和方便性，在企業(yè)內(nèi)部更加有效地傳遞和共享信息。配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)作為一種在電力系統(tǒng)應(yīng)用的新信息技術(shù)，在需求的確定、系統(tǒng)建模等方面，基本無固定的標(biāo)準(zhǔn)可參考，具有一定的難度，尤其在較早實施的單位，在業(yè)務(wù)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(xué)的GIS建設(shè)和應(yīng)用規(guī)劃，在統(tǒng)一規(guī)劃下分步實施。?
3.1.2　建設(shè)GIS基礎(chǔ)平臺是一個系統(tǒng)工程?
　　建設(shè)GIS基礎(chǔ)平臺是一個系統(tǒng)工程，它涉及到很多的業(yè)務(wù)部門，貫穿了供電部門的大部分業(yè)務(wù)，涉及到多種交叉技術(shù)，并需要各業(yè)務(wù)部門的通力配合。供電企業(yè)在構(gòu)建配網(wǎng)管理GIS系統(tǒng)時，應(yīng)制定配套的規(guī)章制度，明確項目主管領(lǐng)導(dǎo)、主管部門、配合部門、實施部門，對實施過程中出現(xiàn)的問題和困難及時協(xié)調(diào)解決，方能確保系統(tǒng)建設(shè)的順利進(jìn)行。?

圖4　GIS系統(tǒng)功能體系結(jié)構(gòu)圖?

3.1.3　系統(tǒng)建設(shè)要著力推動實用化?
　　要成功地開發(fā)并應(yīng)用GIS系統(tǒng)，要充分調(diào)動使用者的積極性，使之積極參與，開發(fā)者應(yīng)不斷聽取應(yīng)用者的業(yè)務(wù)需求，努力提高系統(tǒng)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(chǎn)人員的工作強度，提高工作效率，使系統(tǒng)易于被應(yīng)用者接受，并使系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用進(jìn)入良性循環(huán)。?
3.1.4　數(shù)據(jù)是GIS系統(tǒng)的基礎(chǔ)?
　　GIS系統(tǒng)中基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括地理數(shù)據(jù)和電網(wǎng)數(shù)據(jù)兩部分，GIS功能的強弱取決于數(shù)據(jù)建設(shè)的水平。?
　　(1) 電子地圖數(shù)據(jù)完整和準(zhǔn)確是一個重要基礎(chǔ)。電子地圖是GIS系統(tǒng)的基礎(chǔ)，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(chǔ)平臺的實用化和推廣應(yīng)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(wèi)星定位)、CAD圖紙導(dǎo)入、1 m 的衛(wèi)星照片的導(dǎo)入等手段來解決地理圖更新的問題。?
　　(2) 電網(wǎng)數(shù)據(jù)工程的建設(shè)是難點。國內(nèi)許多GIS應(yīng)用系統(tǒng)失敗的原因很大程度上和數(shù)據(jù)工程有關(guān)。數(shù)據(jù)工程不但需要一定的資金投入，更需要強有力的領(lǐng)導(dǎo)去組織協(xié)調(diào)，需要配套的系統(tǒng)運行維護(hù)制度去保障，需要常年累月的堅持下去，數(shù)據(jù)工程的成功，GIS系統(tǒng)的建設(shè)也就成功了一半。?
3.2　實施效果
　　常州供電公司配網(wǎng)管理GIS系統(tǒng)經(jīng)過3年的認(rèn)真建設(shè)，已完成第一階段的工作，基本建成GIS系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺，完成與調(diào)度SCADA、負(fù)荷管理等實時系統(tǒng)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(jìn)行第二階段專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)工作。 ?
　　常州供電公司配網(wǎng)管理GIS系統(tǒng)涵蓋了城配電網(wǎng)管理的各個基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，系統(tǒng)主要功能覆蓋了供電公司的配電工區(qū)、營銷部、信息中心等有關(guān)部門。該系統(tǒng)的實施改變了城市配電網(wǎng)管理手段，擺脫了傳統(tǒng)的管理模式，增強了系統(tǒng)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(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。同時該系統(tǒng)利用GIS平臺，設(shè)計了與各種應(yīng)用系統(tǒng)之間接口，提供了大量的標(biāo)準(zhǔn)DLL/COM接口，用戶可以通過接口規(guī)范方便地在系統(tǒng)中掛接應(yīng)用功能，為將來在GIS應(yīng)用平臺基礎(chǔ)上開發(fā)實施更廣泛的高級專業(yè)應(yīng)用軟件奠定了堅實的基礎(chǔ)。系統(tǒng)充分利用計算機網(wǎng)絡(luò)和大型數(shù)據(jù)庫平臺，實現(xiàn)生產(chǎn)、運行、控制的高效、規(guī)范化管理，為配電網(wǎng)生產(chǎn)管理提供了很好的技術(shù)手段，同時也為下一步應(yīng)用開發(fā)提供了一套開放的、標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)支持平臺。?

4　結(jié)束語?

　　隨著電力需求迅速增長，面對越來越先進(jìn)、復(fù)雜的配網(wǎng)設(shè)備、時刻變化的負(fù)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(wǎng)圖形信息耦合的設(shè)備管理為一體的配網(wǎng)管理GIS系統(tǒng)必將得到越來越廣泛的應(yīng)用。

5　參考文獻(xiàn)?

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　　［2］　黃杏元，湯勤?地理信息系統(tǒng)?北京：高等教育出版社,1989??
　　［3］　孫成寶，李廣譯?配電網(wǎng)實用技術(shù)?北京：中國電力出版社,1998