基于跨平台开源GIS的配电网建模

摘要

为了提高配电网的运行和管理效率，基于地理信息系统(GIS)的监测控制与数据采集(SCADA)的应用成为迫切需求。目前普遍采用的配电GIS系统与配电SCADA系统的集成方式中存在数据模型、图形格式不一致、界面分离等问题，不利于电力企业的应用集成和信息共享。此外，配电GIS系统都是采用商业GIS系统建设，商业GIS跨平台性差，且费用昂贵。配电SCADA越来越多的运行在非Windows系统平台，对跨平台运行的需求迫切。随着开源GIS越来越成熟，并具有良好的跨平台性，开源GIS在配电SCADA系统中的应用具备了条件，因此本文探索了跨平台开源GIS在配电SCADA系统中的GIS功能的应用。
　　 首先明确目标GIS在配电SCADA应用方面的需求，接下来搜集了十款候选GIS项目，使用一个正式的开源GIS的评估方法，对候选项目进行评估。根据评估结果，参照需求的侧重点，并进一步安装测试，再进行最终的选择，本文最终选择了uDig作为基础GIS开发平台。开源GIS评估方法的应用，可以确保在较宽的选择范围内选择项目，避免了主观选择的偏见带来的风险。
　　 通过研究uDig的架构和开发技术，在uDig的图形基础上进行配电设备的图元设计，实现了手动绘制电网图形的功能和基于配电网地理分布图自动建立拓扑关系的功能，并开发了编辑工具用于对电网图形的编辑和维护。地理接线图和站内接线图都在uDig的图形基础上实现，以此验证了基于uDig开发SCADA应用的可行性。
　　 配电网模型的设计与IEC61970中的公共信息模型(CIM)一致，满足电网拓扑分析的应用需求。配电网数据模型符合CIM模型，由PostgreSQL数据库管理系统管理，有利于电力企业的应用集成和信息共享。各个功能模块都是以插件的形式开发的，系统功能和工作台界面可以灵活扩展和定制。
　　 本文对选取的跨甲台开源GIS项目uDig的开发技术和图形框架进行研究，基于uDig实现了配电SCADA所需的GIS功能。初步证实了将uDig应用在配电网自动化领域的可行性，为基于GIS平台开发配电SCADA应用奠定了基础，为建立具有统一标准的电力GIS系统提供了参考价值。