GIS在电力行业的应用

        地理信息系统（GIS）概述

        地理信息系统，简称GIS，是国际上近年发展起来的一门新兴科学，是在地理学、地图学、测量学，计算机科学等各类基础学科上发展起来的综合性学科体系，它具有空间数据的获取、存储、显示、编辑、处理、分析、输出和应用等功能，将现实生活中的各种信息与地理位置、图形信息有机地结合在一起，真实、图文并茂地展示在用户面前。

　　经过多年的发展，如今，GIS已逐渐成为一项相当成熟的技术，并且得到了极广泛应用。尤其是近些年，GIS更以其强大的地理信息空间分析功能，在各个行业中发挥着越来越重要的作用。

　　电力GIS的发展

　　电力企业通常服务于发电、送电、变电、配电和用电等重要环节，其地域分布广泛、所管辖的设备量大、更改频繁，随着电力行业的快速发展，电网运行中大量的网线和设备，相应的图纸、档案、各类信息资料也会越来越多，同时随着电网的日益复杂，馈线之间的相互关系也更趋复杂，给电力部门的管理和调度提出越来越高的要求。

 
　　随着GIS在土地、交通、国防、农业、林业、电信、旅游等众多行业中得到应用，电力GIS在近年也得到了较大的发展，经过多年来的努力，较多电力企业已经建立了适合电力行业生产和管理应用的GIS平台，并在电力生产和管理上发挥了重要作用。以电力GIS建立起来的“数字电网”及“协同工作”为特征的电力GIS系统，大大提高电网运行科学管理水平，推进了我国电力生产经营管理工作达到更高水平的进程。

　　就目前电力信息化发展的趋势和全国城市数字化建设的进程来看，加快和提高电力GIS应用系统的建设，是电力企业提高管理水平、提高服务水平、提升电力产业水平的技术发展的需要，也是国家整体信息化发展的必然趋势。

　　电力GIS的多项应用

　　GIS在电力系统的应用中，从GIS的扩展性、集成性和可视化的特点，电力GIS能实现与电力企业现运行的调度自动化系统、电力营销系统、电力客户管理系统等应用系统进行集成，包括与MIS系统融为一体，利用GIS自有强大的数据搜索和直观地数据展示方式，及时、全面、准确地获取各种电力资源，保障电力设备的安全、高效运行。

　　设备资产管理

　　运用GIS技术，将电力设备的属性数据叠加在相应的地理街道图层中，把地理信息系统同实际中的电力设备有机地结合起来，在地图上展示出电力运行模型，用不同的图形元素代表不同的电力设备，如线路、开关、刀闸、变压器、电压互感器、电容器等，并可把这些设备与外部数据库灵活地挂接起来，直观形象地完成设备的管理，在此基础上，可以真实地确定每个地区的设备状况，再将不同地区根据设备状况的用不同颜色加以区分，实现电力设备管理的一目了然。

　　电网运行

　　GIS采用直观的方法，结合各种空间信息组织、分析和显示电力运行的各项数据，把各种分析数据可视化地在地图上显示，不同的属性查询结果可以统一起来显示，使电力运行管理人员能以图形方式浏览这些信息和相互关系，一目了然，从总体上把握设备情况、分析故障原因、故障地点等，实现电力运行的图形化、信息化、运行数据的可视化，促进电网运行管理的科学化。

　　（1）模拟操作与空间分析

　　在GIS平台上可以对各电压等级线路上的开关、刀闸进行闭合操作，并实时显示运行方式改变后电网中线路和设备供电、停电状态，进行停电范围分析。

　　（2）供电电源与范围分析

　　通过电力网中的拓扑结构图，可以跟踪到某条线路的供电电源点，如变电站的出线或某个区域的供电电源点。当在GIS中选择某个变电站或配电所时，可以自动展示该变电站或配电所的供电范围，或全部的用电用户信息。

 
　　（3）电网运行辅助管理

　　对电力运行网中的线路进行线路阻抗的自动计算、短路电流计算、各线路的负荷预测、系统负荷的负荷预测、电网运行安全性分析等功能，同时通过GIS系统具有的强大拓扑结构自动分析、生成功能计算出断电的影响范围、动态阻抗以及辅助给出电网负荷转移方案。

　　（4）负荷分析

　　GIS能与各种负荷控制系统集成，在GIS平台上直观地显示各负荷点的分布，查询分析各负控点的负荷信息，查询负控设备和负控用户档案，对负荷异常情况进行分析。

　　电网调度

　　GIS提供的设备信息和空间信息与SCADA系统提供的实时运行数据有机地进行结合，在GIS图形上显示实时运行信息，包括电压、电流、负荷、电流等信息，开关状态信息，设备运行状态等。直观地反映了电力系统当前的运行状态和调度员操作所需设备的地理位置信息，离线图形数据和设备参数等全面信息，对于调度决策的正确可靠性提供了依据，提高了调度工作的质量和效率。

　　电网维护

　　（1）移动巡视

　　根据电力设备的地理走向分布及其周围地理情况，运行人员能快速确定最合理的电力设备巡检内容，结合GPS全球定位系统，可以对巡视人员进行实时跟踪定位，并将巡视的过程和结果在GIS上进行查询和展示。

　　（2）故障定位

　　GIS根据刀闸控制关系，进行上游刀闸查询和刀闸控制范围查询等功能使运行人员能快速准确地了解电源控制点，便于巡检中发现事故隐患时，较快地切断电源。

　　（3）抢修与应急指挥

　　结合GPS全球定位系统，对抢修车辆进行实时监控和回放，系统记录任一车辆的运行轨迹、速度、状态等，当有应急抢修任务是，通过指挥中心的GIS平台，可以快速定位抢修车辆的位置和最短路径（最短时间）分析，立即制抢修方案，及时排除电力故障。

　　（4）数据检测管理

　　在GIS电网图上，对电力负荷测量、接地测量、交叉跨越测量等信息的管理、查询和展示。

　　用电管理

　　（1）用户定位查询

　　按照用户证号、地址码进行全图查询，自动定位。可以选择图上任意区域，查询该区域中用户的信息。也可以　　　　在数据表中选择感兴趣的用户（例如用电量大于特定值的用户），在图上显示符合要求的用户。

　　（2）电费收费管理

　　实现按管理区管理用户，分区打印收费清单，提高用户收费管理水平。从而可结束用户分布在不同区域交叉混乱的局面，提高了用户收费的可管理性。

　　（3）用户报装管理

　　在GIS系统中建立用户报装数据模型，当接收到用户报装信息后，系统可以根据路径跟踪模型和负荷平衡模型，自动计算出新用户可接的最近配电线路，形成最优的布线路径，并同时自动计算出工程概算信息。

　　（4）区域统计

　　根据全局、分区、地图指定区域统计总户数、电量、收费率提供直方图、饼形图、曲线图等；根据指定的户数、电量、收费率等数值关系，搜索符合条件的区域，并渲染突出。

　　电网规划与设计

　　利用 GIS进行电网规划，可以实现电网规划与设计的可视化、自动化及地理图形化，根据供电范围及要求，利用地形数据、水系数据、道路信息等进行叠加分析