| 标题 | 基于地理信息系统的电网规划图形分层解决方案 |
| 范文 | 廖振朝 莫穗江 左枢明 摘 要：城市是电力系统的主要负荷中心，城市电网运作是否良好取决于城市电网的规划与建设是否科学，是否经济合理，对于固定资产额巨大的供电企业而言，城网规划工作在供电企业的生存与发展中始终起着决定性的作用。如何不断提高规划方案科学性、准确性和经济性，满足经济结构向高科技和高附加值转型和城市现代化发展的需要，是目前供电企业的重大课题和任务。本文结合广东电网公司江门供电局的信息化特点，参考国内外领先供电企业的电网规划业务流程和理念，以目前江门地理信息平台为基础，提出了基于江门地理信息平台的电网规划图形分层的辅助规划方案模式。本文在阐述其建设的背景和必要性同时，分析其建设的目标，并给出其建设的方法和路径。 关键词：电网规划；地理信息系统；电子图纸绘制 中图分类号：TP311 文献标识码：A 1.项目背景与目标 电网规划是电网发展能力的重要组成部分，是保证电网结构合理的关键环节，好的规划是最大的经济，电网企业是投资密集型企业，规划的优化程度提高，将产生巨大的经济效益。配电网变化频繁，每日产生大量的信息，由于规划人员无法像计算机一样具有大量的计算能力来求解规划的优化模型、记忆大容量的关系型数据，且目前通过计算机获得的优化结果无法清楚地考虑线路约束和地理环境限制，因此现有的手段工作量比较大，获得的规划方案可能存在可行性问题，或者优化程度不高。 通过建设基于地理信息平台的电网规划图形分层系统，在地理信息、电力设备分布和网架接线现状信息平台基础上，构筑电网规划辅助支持软件平台，利用GIS可视化的优越性不但实现“规划信息一张图”，结合GIS的空间分析、多源数据集成、海量数据存储和拓扑分析的应用，为配网规划方案设计提供辅助分析工具优化规划流程，创新形式、整合资源，有助于提升电网规划决策的科学性、规范性，提升供电可靠性，保证电网规划经济、可行，保证电网安全、可靠，实现电网优化的发展目标均具有重要的意义。 1.1 研究背景。江门供电局是广东电网公司直属国有大型一类供电企业，供电面积9600平方公里，共有供电客户211万户。在“十二五”期间，江门供电局的信息化建设稳步推进，成绩显著，但与国内领先的地市级电力企业相比还存在较大差距。 为满足精益化管理、绿色电网的发展对信息化需求不断增大的需要，针对目前电网规划工作中存在的问题，从“提高规划决策工作效率”的核心价值理念出发。通过基于江门国土资源管理局的半开放性数字江门地理信息平台进行开发，构建统一的基于GIS的电网规划可视化辅助支持工作界面，整合各层级电网元件，为电网规划数据提供接口资源；结合GIS矢量图和2000∶1地理影像图，统一规划电子图形绘制形式，实现多图互动，提升图形精度，提高规划决策工作效率。 1.2 现状及问题。在电网规划工作中，各电压层级、各县区局均应用不同的图形界面进行电子图纸绘制。有应用google地球软件绘制，有应用AutoCAD（配合航拍图或万分之一矢量图）绘制。对我局来说，目前影响电网规划工作主要有以下几点： （1）电网规划应用外国软件引擎内带来一定的数据涉密担忧。 （2）图形界面的不统一造成坐标统一，比例不统一，数据集成困难，电网规划层间协同难度加大，横向协作容易出现信息错位。 1.3 建设目标。本项目结合配网信息化建设情况，为提高配网规划效率，减轻工作量，通过建立基于江门地理信息平台、打通配网规划相关的各专业系统信息壁垒，实现配网地理信息、网络拓扑信息、配网运行信息、客户营销信息的有机融合。在规划方法研究基础上，构建面向配网规划决策的配网多源信息综合分析可视化展示平台，实现面向配网规划的多源信息的高效融合和集中展示，有效提升配网规划决策的信息化水平和配网规划质量。项目具体围绕以下建设目标开展工作：（1）国土部门的地理信息平台是一个国内半开放平台，由国土部门加密共享形式对各个部门进行地理信息开放，可自己开发图形界面，数据不需进行外部上传，数据保密有保障。（2）基于地理信息平台，构建统一的电网规划可视化GIS工作界面，整合各层级电网元件，为电网规划数据提供接口资源。（3）结合GIS矢量图和2000∶1地理影像图，统一规划电子图形绘制形式，实现多图互动，提升图形精度，提高规划决策工作效率。 2.系统技术架构 2.1 设计准则。利用GIS技术，将地理信息与规划数据相结合，实现对海量空间数据的有效管理，进而实现科学地进行电网规划决策，系统设计时参考以下的原则：（1）GIS为规划展示基础，所有规划工作都可以在GIS的支持下完成，电力元素等都显示在GIS平台中。（2）支持电网规划的电子图纸绘制及分层功能。（3）具有良好的可扩展性，能够以无缝方式集成其他业务功能等。 2.2 系统架构。系统整体设计实现采用JavaEE技术架构，运用轻量级的技术框架进行实现，整体上是多层架构的B/S系统。同时系统的模型基础和展现应用平台是基于WebGIS平台技术展现电网各个元件信息、电网规划设计方案等相关信息。 系统从逻辑上分为多个技术层面：（1）模型层：模型层用来表达电网拓扑模型，是与实现无关的描述，由GIS平台管理拓扑连接关系，并为实时数据库，应用数据库和数据服务平台共享。（2）数据层：数据层包括关系型数据和实时数据两部分。（3）平台层：平台层主要是采用的WEBGIS平台，提供应用程序编程接口API，方便上层开发。（4）应用层：数据库表在设计时面向应用主题进行分析，并基于基础数据和集成数据建立数据分析功能，为大量的业务分析提供服务。（5）表现层：系统的主界面采用浏览器，所有功能都在GIS上实现和展现。 3.系统功能设计 3.1 基于GIS的电网数据管理。系统集成江门地理信息平台的地形数据地图，并与设备拓扑关系数据，构建了统一的电网规划可视化GIS工作界面，整合各层级电网元件，为电网规划数据提供接口资源。 3.2 电网图层管理。为了更合理高效的组织图层，便于管理和查看，系统设计了如下的图层管理体系：运行体系、在建体系、近期规划体系、中期规划体系、远期规划体系。每一类别体系都存储3种类型的电网要素信息，并对每个类型管理期各个版本的数据。 3.3 规划电子图纸绘制。结合GIS矢量图和地理影像图，通过多种方式进行电网规划设计方案的电子图纸绘制，实现多图互动，提升图形精度。系统可提供两种录入模式：（1）绝对坐标模式：通过输入绝对坐标的方式录入电网要素，包括变电站、线路、变压器等要素的空间信息和属性信息。（2）地图描绘模式：通过在地图上描绘点，把规划设计方案绘制到平台上，这种模式直观、操作方便，也适用于电网要素的选址讨论，并且系统地对每种方案进行评估预测分析，可判断规划的合理性，经过不断地修改，即可得到最优的规划方案。 3.4 规划方案对比。规划方案对比是实现不同规划方案之间技术经济性的比较，客观反映出规划方案的优劣及可行性。对比内容包括不同方案之间电网规模、技术参数、设备投资估算、供电可靠性等方面的比较。规划人员从规划方案的纵向对比中得到规范项目的可行性，从横向对比中得到不同方案之间的优劣。该功能能够辅助规划人员进行规划方案的决策，减轻规划人员工作负担，提高规划科学性。 结语 通过对电网规划图形设计需求及特点的分析，设计了适合电网规划图形设计的GIS平台系统。可以有效地辅助电网规划人员的规划工作，使规划工作更具科学性、高效性。该系统具有以下显著特点： （1）有效提升配网规划决策的信息化水平和配网规划质量。 （2）建立了基于GIS的统一电网规划电子图纸绘制设计平台。 （3）实现多图层互动设计，包括：地形数据地图、电网元件信息及电网规划各版本的图层。 （4）提高规划日常管理水平。提供规划方案对比分析、规划报告自动生成等实用化功能，大大提高了工作效率，满足规划人员日常使用的要求。 参考文献 [1]钟伟.管理信息系统[M].北京：科学出版社，2005. [2] DL755-2001，电力系统安全稳定导则[S]. [3]伏玉琛，周洞汝，等.地理信息系统（GIS）技术及其在配电管理中的应用[M].武汉：武汉水利电力大学出版社，2000. |
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