基于GIS的配电网地理信息系统的设计及应用

摘要

电力企业作为国民经济的支柱性企业有其自身特点，其设备结构复杂且地域分布广泛，根据不同的分工，分成很多垂直部门，如调度、用电、输变电等。这些部门之间既彼此独立，又相互合作。随着科技的进步以及国家经济的迅速发展，一方面电力企业不断地引进先进的设备和管理系统，特别是计算机的应用日益普及，另一方面不断地扩大现有的电网规模，以往传统的电网管理模式越发不适应时代的发展，因此要求有一个基础平台应用在电力企业的各部门中，以满足电力企业统一管理、统一规划的需要。电力系统GIS的研究与开发对于供电企业管理信息系统的建设，提高办公自动化水平有很大促进作用，对于优化电网结构，提高供电可靠性和配电自动化水平有十分重要的意义，能够有效地提高供电生产管理的工作效率，带来显著的社会效益和经济效益。 本文通过对国内供电企业GIS(Geography Information System)系统的现状分析，针对电力行业输配电的特点，按照现代化管理理念和面向用户服务的要求，吸取国内供电企业GIS系统建设的经验和教训，提出了以系统单线图和设备基础数据为基础，GIS地理图为背景，以输配电生产管理流程为核心，并与其相关系统进行数据整合的思路，捆绑地理信息系统作为应用功能集成进行综合管理的系统。 本文针对配电GIS系统的功能要求，通过对配电网GIS系统数据模型的分析，提出了配电GIS系统数据库的设计方法和建库过程。利用配电网GIS数据库(包括实时属性)中的杆塔与导线的连接关系、变电站内进出线的对应关系以及杆塔上开关或刀闸的分合状态计算网络拓扑结构，是检修、故障隔离、故障恢复、开关操作、潮流分析和负荷转移等功能实现的技术关键。对配电网GIS系统网络拓扑分析进行了探讨并给出了实用的实现方法。运用现代管理理念，对供电企业的电网运行、生产管理、营销管理、客户服务等信息资源，利用信息网络技术，进行优化、集成和挖掘，最大程度盼实现资源共享，将极大地促进企业管理和决策水平，实现企业经济效益和社会效益的最优化。并结合供电企业信息系统应用实际，从供电企业信息化的全局出发，对配电GIS系统与MIS系统、电网监视控制和数据采集(supervisory control and dataacquisition，SCADA)系统、用电营销系统(CIS)、电力呼叫系统(Call Center)之间的系统集成和基于GIS的配电网检修计划管理提出了解决方案。该系统参考IEC-61970/61968标准，建立电网设备模型，以GIS平台实现电网模型的可视化表现和AM/FM/GIS应用功能的集成；以平台化、工具化的应用系统设计思想，通过图形与数据相结合，实现输配电生产管理的信息化、数字化。 该系统经过沾化供电公司输配电GIS系统的建设实际，证明该系统是可行的，可以广泛应用到供电企业的输配电网管理中。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1项目背景

1.2项目的目的与意义

1.3 GIS在电力企业的应用现状

1.4本文的主要内容

1.5本文的组织结构

第二章 基于GIS平台的输配一体化设计思路

2.1系统建设的目的

2.2电网模型的描述

2.3系统构建思想

2.4电网CIM模型与各系统间的关系

2.5系统软件结构

2.6实现的目标

第三章 电力GIS平台设计选择

3.1 GIS基础平台分析

3.2电力系统GIS的特点

3.3选择电力GIS平台的要点

3.4电力GIS平台的选择

3.4.1 SDE

3.4.2 MapObjects

3.4.3电力GIS平台方案

3.5应用客户端框架

第四章 配电地理信息系统的数据模型

4.1配电网特性分析

4.2配电网信息结构模型

4.3配电网GIS系统数据模型

4.4设备编码设计

第五章 配电地理信息系统的数据库设计

5.1电力GIS系统数据库的地理基础

5.2电力GIS系统的数据组织

5.2.1信息图层划分

5.2.2数据字典

5.2.3空间数据库建库过程

第六章 软件系统结构

6.1概述

6.2一体化系统设计

6.3平台化、工具化的软件结构

6.4三层结构体系

6.5与外部系统接口设计

第七章 设备管理系统设计

7.1.设备的属性

7.1.1物理设备、运行设备和命名设备

7.1.2设备属性的数据库实现

7.1.3附属设备

7.2设备层次关系

7.3设备拓扑关系

第八章 系统的实现

8.1系统结构图

8.2软件配置

8.3硬件配置

8.4主要实现技术

8.4.1设备管理(FM)

8.4.2角色／权限系统

8.4.3虚拟机

8.4.4数据的组织

8.4.5数据的体现／属性表单系统

8.4.6图形系统(AM)

8.4.7工作流程管理

第九章 系统功能

9.1输配电网设备管理

9.1.1线路管理

9.1.2开闭所(配电室、台架)管理

9.1.3图形显示、缩放与漫游

9.2输配电网的运行管理

9.2.1.输配电网工况监测功能

9.2.2输配网统计查询功能

9.2.3运行方式管理

9.3设备维护及检修管理

9.4巡视及检修功能

9.5操作票、工作票、停电申请管理

第十章 结论

参考文献

致谢