电力GIS
電力GIS
電力GIS是將電力企業的電力設備、變電站、輸配電網絡、電力用戶與電力負荷和生產及管理等核心業務連接形成電力信息化的生產管理的綜合信息系統。它提供的電力設備設施信息、電網運行狀態信息、電力技術信息、生產管理信息、電力市場信息與山川、河流、地勢、城鎮、公路街道、樓群，以及氣象、水文、地質、資源等自然環境信息集中于統一系統中。通過GIS可查詢有關數據、圖片、圖象、地圖、技術資料、管理知識等。特點
開放性
具有開放式環境及很強的可擴充性和可連接性。GIS技術支持多種數據庫管理系統，如 ORACLE、SYBASE、SQLSERVER等大型數據庫；運行多種編程語言和開發工具；支持各類操作系統平臺；為各應用系統，如SCADA、EMS、CRM、ERP、MIS、OA等提供標準化接口；可嵌入非專用編程環境。
先進性
GIS平臺采用與世界同步的計算機圖形技術、數據庫技術、網絡技術以及地理信息處理技術。系統設計采用目前最新技術，支持遠程數據和圖紙查詢，利用系統提供的強大圖表輸出功能，可以直接打印地圖、統計報表、各類數據等?？煞謱涌刂茍D紙、無級縮放、支持漫游、直接選擇定位等功能。系統具備完善的測量工具，現場勘查數據，線路桿塔等設備的初步設計，并可直接進行線路設備遷移與相關計算等，實現線路輔助設計與設備檔案修改。具有線路的方位或區域分析判斷功能，為用戶提供可靠的輔助決策，綜合統計分析，為管理決策人員提供依據。特別是把可視化技術和移動辦公技術納入GIS系統的總體設計范圍。地圖精度高，省級地圖的比例尺達到1：10000或1：5000，市級地圖比例尺達到1：1000或1：500，地圖能分層顯示山川、水系、道路、建筑物、行政區域等。
發展性
具有很強的可擴充性和可連接性。在應用開發過程中，考慮系統成功后進一步發展，包括維護性擴展功能和與其它應用系統的街接與整合的方便。開發工具一般采用J2EE、XML等。
其他特點
電力GIS除具備GIS的基本特點外還具備如下特點：
1、電力系統運行參數實時性及信息的動態變化性，需要對瞬間信息及時收集、處理和分析。電力GIS對數據處理、存儲容量和傳輸速度均有較高的要求。
2、電網的多屬性數據要求GIS具備足夠的穩定性和可靠性。根據電力行業技術標準及電力企業業務需求，系統具有良好的可維護性。電力GIS能夠實現數據的一次輸入和多次輸出，以保證數據的一致性操作，實現數據的統一管理和多層保護等，構建高可靠性和高準確性的業務系統。
3、電力系統是一個龐大復雜系統，電力網的廣域性和電力設施的分散性及設備的多樣性，實時信息量大，系統接口復雜，信息的覆蓋面廣，電網的各種電壓等級及多用戶連接等需要GIS具備拓撲分析和轉換能力。
4、電力GIS的單機工作站方式已經落后，且不適合電力企業信息系統實際需要。電力行業目前應用的GIS平臺安裝在局域網環境下，在網絡的應用和開發上整合信息，實現資源共享。
5、電力GIS具備安全保護的特點，電網設備的高精確度測量的經緯度坐標數據是國家基礎信息資源，是國家安全的信息。
功能
面向對象的數據建模，具有建模規則庫、電網圖的編輯及輸出工具。電力GIS平臺包括基本構件層、系統環境層、數據庫連接層、圖形與數據接口工具層、應用系統層等。分層建立各種數據模型，并建立各層的連接關系
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電網地理信息系統(GIS)解決方案
系統市場分析
從大部分電力企業GIS應用不好，甚至處于擱置的階段。原因有很多，但其根本原因有：一是軟件開發商對電力行業的中的業務不熟悉；二是早期的供電公司對GIS在電力行業的應用及解決問題的認識不足。在電力行業引入GIS時，企業就如何利用系統建立自己的空間數據平臺，如何利用GIS的為企業的生產服務認識不夠充分。其主要原因是企業對GIS所提供的應用分析功能不了解，對供電公司的需求不明確。
由于軟件開發企業在GIS開發的初期，對電力行業的業務不熟悉，不知道如何為供電公司的提出準確的解決方案。在這樣的情況下，軟件開發企業只是做了初步的調研與分析，沒有對供電公司的業務與需求深入的分析，從而開發的功能是主要建立在供電企業中的基礎空間信息庫。
同時，電力企業對GIS功能及所開發平臺知識的不了解，在加上軟件開發企業的誤導，在開發系統功能的上做了不符合實際的調整，導致電力企業對GIS系統的運用還是停留GIS除了可以解決公司業務中的am/fm功能外，還可以解決用電管理系統的用戶保修，用戶報裝，線損計算及調度系統的潮流分析等。
電力企業對系統軟件開發商提出了過高的要求，將很多不適合系統應用功能作為系統的開發的應用指標。GIS與調度系統的相結合在當時的技術手段來說是可以實現的。但是，實際的應用過程中，由于技術的局限性與保密性受到很大的挑戰，很難做到與現有系統的開發商做到很好的無縫連接。
隨著國家電網公司提出的sg186信息化工程對農網的改造的進一步深入，配網自動化建設需求的進一步擴展，GIS系統建設又將開始。在這個期間，由于供電公司與軟件開發企業對軟件需求有了充分的認識。同時，隨著信息技術的而提高，開發商的技術水平也不斷提高。目前的電力行業GIS，應該是建立在成熟的技術與應用的基礎之上，符合電力公司的業務需求，能夠更好的為企業解決實際的生產問題，并為其它系統提供服務。
系統的配置原則
2.1標準化原則
1)制定符合軟件要求的軟件架構；制定統一的代碼及數據結構。
運用系統工程學理論制定軟件的系統架構；確定各級共享數據庫目錄，內容及結構。
2)運用標準化的數據流程
3)遵循通用的數據接口標準。
4)制定統一的數據編碼。編碼的制定既要符合國家標準，又要結合公司的實際需要。
5)編制統一符號。依據國家標準及電力行業標準建立電網設備的符號庫。
2.2資源信息共享
實現配網信息的全局共享，保證信息的一致性，及時性和唯一性；
2.3開放性原則
系統采用開放的數據標準，開放的通訊協議，確立良好的人機界面風格。
GIS系統架構
1.數據服務器：
作為配網GIS系統的圖形數據及屬性數據的數據庫服務器，為系統提供技術的數據與服務
2.應用服務器：
主要是作為應用數據訪問服務器，開用corba組件模型的中間件和集成縱向技術作為數據訪問的交互方式，使得客戶機通過應用服務器來對數據服務進行連接訪問，這樣降低了服務器的負載，提高了系統的整體性能及安全。同時，在客戶端無需按丈夫數據庫客戶端軟件，為系統的維護和使用提供方便。
3.WEB服務器：
主要是用于GIS圖形的和數據的發布。
4.工作站：
主要是做圖形編輯與規劃設計。用于對基礎數據的維護與控制。如：系統建模，圖形的編輯及屬性的編輯。
5.客戶機：
主要是用于供電公司日常業務數據的錄入，修改及設備的維護.
配網系統與GIS系統一體化結構
4.1一體化概述
配網自動化主要是偏重于配電自動化，實時數據的采集，配網的高級應用，調度管理等。GIS主要是基礎數據的管理與維護，基于電網及地理數據的配網管理等工作。二者之間即可獨立應用也可以集成應用。
配網管理系統與GIS之間的集成可以依據供電公司的用戶的需求及現有的管理模式。主要分為:一體化和接口方式模式。每種方式可以依據公司的需求與管理模式的不同進一步分析應用。
4.2一體化模式
GIS系統與配網系統平臺設計采用一體化模式，在數據共享及數據通訊的處理方面共用基礎軟件平臺，基于軟總線結構的平臺接口函數直接交換數據，實現配網系統與GIS系統的無縫連接。一體化模式依據供電公司的管理模式的不同分為：內嵌式與集成式。
4.3運用中間件技術作為數據接口
系統的開發應該具備良好的開放性與可擴展性。依據現有的管理模式及供電公司的資源分析，現在提供兩種基于不同系統的數據接口方式。分別為數據轉化模式和數據共享方式。
GIS功能概述
5.1GIS整體功能概述
1.基礎數據庫的建立
該部分功能主要是建立基于空間分布之上對電力設施管理的基礎數據庫。包括電力設備的空間分布，設備的臺帳信息，用戶信息，地理背景及電網背景圖形等信息。GIS系統應該為用戶提供方便的圖形顯示，設備查詢，設備定位及電網建模的數據維護功能。
2.設備實施的管理
由于配電網結構復雜，設備設施種類繁多，地域分布的廣泛行及電力設施動態變換性等特點，運用普通的數據庫軟件難以進行有效的管理。運用GIS開發的應用系統，由于有不同比例尺的電子地圖，特別是大比例尺的電子地圖（1∶500、1∶1000）為參考，使得被管理的設備設施對象既有空間位置屬性，又有設備固有屬性；既有設備設施對象之間的空間關系，又有設備設施與最終用戶的聯接和位置關系。
3.數據接口應用
由于配網GIS系統是供電公司生產管理應用的基礎，在此基礎上還需要集成其他應用系統，如用電管理、SCADA、DMS、集抄系統、負控系統、綜合測試儀系統等系統，才能構成電力企業完整的生產管理系統。
4.web應用
GIS技術和Internet技術的應用，形成一種新的技術——WebGI。配網GIS產品
具備WEBGIS功能，使得更廣泛的用戶可以在瀏覽器上方便的查詢電力圖形、設備等信
息。
5.靈活的系統擴展能力
由于目前國內各個供電企業的管理模式不同，各地區供電公司在部門的設置、電力設施的描述、管理的方式等方面都不盡相同，這就為配網GIS產品的開發帶來了一定的挑戰。
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采用ArcFM的電力GIS系統
采用ArcFM作為電力GIS系統升級的平臺，
采用此解決方案的特點：
1)ArcFM廣泛應用在公用設施管理系統(給水與排水、電力、煤氣和天然氣、石油)中，在全球擁有380多個用戶，有15000多套系統正在運行，Telvent公司積累了豐富的實施ArcFM項目經驗。
2）系統是構建在ArcFM與ArcGIS基礎上的，最大限度保留了老系統的工作成果和前期投入。
3）利用ArcFM構建電網模型，并利用ArcFM Feeder Manager動態維護電網設施數據。
4）利用ArcFM電力解決方案的工具實現電網數據高效維護，如其數據質量檢查模塊(QA/QC)可以根據業務要求設置數據質量要求，在數據保存到數據庫之前可以自動檢測出不符合業務規則的數據。利用ArcFM提供的組合收藏夾功能可以進行典型繪圖、利用ArcFM Conduit Manager可以對地下電纜和管道進行圖形化的面向對象的管理。
5）通過對ArcFM Session Manager的配置制定數據錄入、審核、提交流程。使得數據維護流程在Session Manager所定義的流程下運行，確保數據錄入的準確性。
6)通過ArcFM提供的追蹤分析工具可以進行上游追蹤、下游追蹤、上游開關設備追蹤、下游開關設備追蹤等高級分析功能。
通過借助ArcFM的輔助制圖工具可大大提高繪圖效率及制圖質量，本系統中主要采用的ArcFM制圖工具包括：
數據質量驗證：根據模型中的業務規則以及自定義規則對GIS數據進行質量檢查。
存儲顯示、頁面模板和地圖文檔：ArcFM提供的存儲顯示等功能將數據視圖和布局視圖的所有設置保存在地理數據庫中，并且包括系統設置和用戶設置兩種，系統設置為所有地理數據庫用戶共享，用戶設置保存某個用戶的自定義設置。其中存儲顯示保存數據視圖設置，頁面文檔保存布局視圖信息，地圖文檔保存數據視圖和布局視圖的所有信息。
要素收藏編輯工具：在地圖數據錄入工作中需要有大量繁瑣的重復操作，ArcFM針對這種情況提供了收藏編輯工具。ArcFM還提供了模板收藏和組合收藏的功能。模板收藏根據鼠標在地圖上的點擊自動輸入一系列電力設備，如在點擊的第1點處添加斷路器和變壓器，在點擊的1到n點處添加桿塔，并添加連接這n個點的架空線。組合收藏則將預先定義的一組電力設備作為一個整體進行添加，如變電站及其站內設備作為一個整體組合成組合收藏，當建立一個完整的變電站時，選擇該組合收藏，并在變電站位置僅需電擊一點，整個變電站空間及屬性要素完成錄入，大大節省了繪圖工作量。
屬性編輯器：屬性編輯器在各個選項頁中顯示編輯目標、選擇集和數據質量檢查的結果。其中對要素按照要素類進行分類，在右鍵中集成了所有對于要素類和要素的操作，同時提供完全一致的操作方式。
管道追蹤：管道管理為ArcFM的一個擴展模塊，專門進行地下設施的管理。即使沒有安裝管道管理模塊的授權，也可以在ArcFM中進行管道的追蹤，如根據設定的材料、管徑等標準追蹤可用的管道。
饋線管理器：饋線管理器是專門針對電力網絡設計的工具，這個工具負責自動維護電力網絡的連接狀態，并可以根據饋線選擇電力設備，查看電力設備的相位信息等。
通過對本系統的應用，為電力地理信息管理提供直接準確的數據，提高對電網建設與維護的管理力度，有效地降低電網建設與維護的費用，大大地降低各相關部門的勞動強度，提高工作效率。此外根據電力具體工作流程，對之進行改造，使改造的流程既滿足了業務運轉要求又對錄入數據的正確性和及時性起到了很好的監督作用。
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總結
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