输配电地理信息系统
摘要：
北京恒华伟业科技股份有限公司针对输配电网的特点，经过数年的研究与实践，建立了一套科学的电网数字模型。并在该模型基础上，开发了一套输配电地理信息系统。该系统是一个面向电网生产运行管理，整合各电压等级的电网图、地理背景图、各种专题图及电网设备信息，综合应用计算机网络技术、地理信息技术、现代数据库技术、计算机软件开发技术，为电网生产运行管理服务的软件系统。目前已在北京、山东、河北等省市推广使用。 产品综述：
输配电网是电能输送和分配的载体，具有地理位置高度分散、设备种类多数量大、网络结构复杂等特点；既是一个符合电力系统规则的逻辑信息网，也是一个具有地理特征的空间信息网，同时还是一个结构复杂的数据体系。
如何有效地对电网进行管理，如何提高电网运行管理水平，如何提高决策分析能力，如何缩短电网故障处理时间等，一直都是电网运行管理人员高度关注的课题。
北京恒华伟业科技股份有限公司针对输配电网的这些特点，经过数年的研究与实践，提出了以电网结构特征为基础、以GIS 技术为依托、以电网图形化管理为目标的研究思路，建立了一套科学的电网数字模型。并在该模型基础上，开发了一套面向电力企业、为电网生产运行管理服务的软件系统，该系统整合了地理背景图、各电压等级的电网图、各种电网专题图及电网资产信息，综合应用了计算机网络技术、地理信息技术、现代数据库技术和计算机软件开发技术。
一、系统建设目的及意义
1.1 建立企业级数据中心
通过集中管理电网图形数据、资产台帐数据，实现企业内信息资源的高度共享，解决了传统管理模式下的信息共享难、统计难、更新慢的问题，同时还可以实现电网图的无纸化管理；借助于GIS 、GPS 、GPRS 等现代化的设备和信息技术，实现数据采集、分析、处理及入库工作的流程化管理，确保数据中心的信息与现场实际情况一致。
1.2 建立基础数据服务平台
为电力企业输电、变电及配电相关管理部门及企业决策人员，提供电网运行管理所需的图形数据访问服务，包括：电网实际接线图、变电站一次接线图、电网规划图、电网三维矢量图及各种电网专题图的浏览。同时提供电网资产信息的快速检索及统计服务，供各级生产管理人员使用，以便使他们能够随时、快速、简便、高效地获取电网基础信息。
1.3 提供三级决策支持工具
系统全面的电网数据访问服务，可以为企业决策层、管理层及基层管理人员提供辅助决策支持。对于企业决策层，系统提供多层面、多视角的电网整体信息综合及分析功能，其结果可以作为企业决策层进行电网规划、电网结构优化、电网改造等的依据；对于企业管理层，系统提供电网基本信息检索及分析功能，其结果是企业管理层制定电网运行方式、优化电网调度、分析电网潜在隐患的基础；对于基层管理人员，系统提供电网当前运行数据检索及分
析功能，其结果是基层管理人员分析停电影响范围、确定最优停电方案、查找故障点、分析故障原因、确定用户报装及扩容方案等的重要依据。
1.4 经济效益和社会效益
通过本系统，电网管理人员可以及时、快速、简便地获取分析和决策所需的关键信息，缩短分析和决策所需的时间，减少人力资源消耗，实现高效率、低成本的电网管理。
该系统的建成，可以为电网的科学管理提供有力的技术支撑，有利于培养现代化的电力企业运营管理人才，提高电网管理人员的综合素质，提高企业运营管理水平，提高电力企业资产利用率，降低资产损耗。
随着社会现代化水平的不断提高，社会对电能的依赖程度也在不断增加，电能已经成为工业企业及居民生活不可或缺的要素。电力企业运行管理水平的提高，不但可以为自身创造良好经济效益，而且还可以减少电网运行对环境及居民生活产生的不良影响，减少工业用户及居民用户的停电次数和停电时间，降低电力输送故障给社会造成的损失，从而创造良好的社会效益。
二、系统特点及适用范围
2.1 系统主要特点
本系统经过数年持续的改进，目前已具备下列特点：
1) 专门为电网图形化管理所设计的应用软件系统；
2) 采用国际领先的GIS 平台：ESRI ArcGIS；
3) 具备优良的电网数字模型；
4) 支持所有电压等级的电网管理；
5) 提供丰富的矢量化电网专题图；
6) 提供电网地理接线图、隧道三维适量图及各种专题图自动生成功能；
7) 提供丰富的GIS 图形导出功能，可导出为各种图元文件、CAD 文件或坐标文件；
8) 提供简便的电网GIS 图形Web 浏览功能；
9) 提供基本的电网运行分析功能；
10) 提供地形背景绘制功能以满足地图局部更新的需求；
11) 提供友好的用户界面和简便的功能操作；
12) 支持栅格数据（航片、卫片、照片）管理功能；
13) 支持海量（TB 级）图形数据管理功能；
14) 支持各版本CAD 图形文件及行文件。
2.2 系统适用范围
本系统在数家省市级电力公司以及数家省市级电网设计单位的长期实际运行表明：本系统完全满足电网运行管理及电网设计的需求，能够很好地服务于电网运行管理单位核心部门，包括：线路运行管理部门、变电运行管理部门、配电运行管理部门、生产技术管理部门、电网调度部门、电力营销部门等；同时，本系统也能够很好服务于电网设计单位核心部门，包括：架空线路设计部门、地下电缆设计部门、变电站设计部门、电网规划部门等。
三、 系统软硬件配置
3.1 系统硬件配置
3.2 系统软件配置
3.2.1 操作系统平台
考虑到系统的安全性、稳定性、可扩展性，建议数据库服务器使Unix 用或Linux 操作系统或Windows 2003 Server，客户端操作系统选用Windows XP Professional操作系统。
3.2.2 地理信息系统平台
系统使用ESRI 公司使用ArcSDE 作为空间数据库引擎、使用ArcGIS Engine及其3D 扩展模块作为客户端开发平台。
3.2.3 数据库平台
本系统数据量比较大，对数据库平台的性能、响应时间以及数据的安全性都有很高的要求。因此采用Oracle 数据库作为本系统的数据库平台。
四、系统主要功能构成
在建立电网数字模型的基础上，按照电力企业的生产管理模式的要求，结合对中国电网运行管理现状的研究，北京恒华科技公司对输配电GIS 系统功能进行了整体规划，系统主要功能可归纳为六大部分：电网图形管理、资产查询定位及统计、电网转体图管理、电网运行分析、电网图形导出和Web 综合查询。
4.1 电网图形管理
系统支持对电网实际接线图、电网地理接线图、变电站一次接线图、电网规划图的浏览及绘制功能，同时支持电力隧道三维矢量图的自动生成与浏览功能。
电网地理接线图
隧道三维矢量图
4.2 资产查询、定位及统计
系统提供简便的资产信息检索功能，同时可以方便地在GIS 图上定位检索到的资产地理位置，快速浏览该资产周边的电网情况。同时，系统提供了多种实用的资产统计功能，如可以快速统计指定线路的资产、指定变电站的资产、指定下属单位的资产、指定电压等级电网的资产等。
4.3 电网专题图管理
系统基于既定的规则，自动生成符合实际生产要求的各种专题图，包括：交叉跨越图、输电三线图、线路相位图、沟管断面图、变电站联络图、配电单路图等。
交叉跨越图
线路相位图
隧道断面图
配电单线图
4.4 电网运行分析
GIS 系统可以按照用户的要求对电网做出多种分析，例如：设备电源路径分析、设备供电范围分析、指定方式下负荷统计、电网合理程度分析等，分析的结果可以作为电网运行、管理的依据，也可以作为电网规划的数据基础。
4.5 电网图形导出
系统提供按照指定区域、指定范围、指定纸型及比例尺或按线路走廊等方式将电网图形数据导出成为DWG 格式的AutoCAD 文件，以满足电网设计、规划及其他应用领域的需求。
4.6 Web综合查询
系统提供了基于Web 浏览器的WebGIS 子系统，通过WebGIS 用户可以在Browser/Server的工作环境下对电网数据进行查询、定位、统计分析等操作，并可以与用户已有的信息工作平台整合，形成系统间的横向联动。
输配电地理信息系统
摘要：
北京恒华伟业科技股份有限公司针对输配电网的特点，经过数年的研究与实践，建立了一套科学的电网数字模型。并在该模型基础上，开发了一套输配电地理信息系统。该系统是一个面向电网生产运行管理，整合各电压等级的电网图、地理背景图、各种专题图及电网设备信息，综合应用计算机网络技术、地理信息技术、现代数据库技术、计算机软件开发技术，为电网生产运行管理服务的软件系统。目前已在北京、山东、河北等省市推广使用。 产品综述：
输配电网是电能输送和分配的载体，具有地理位置高度分散、设备种类多数量大、网络结构复杂等特点；既是一个符合电力系统规则的逻辑信息网，也是一个具有地理特征的空间信息网，同时还是一个结构复杂的数据体系。
如何有效地对电网进行管理，如何提高电网运行管理水平，如何提高决策分析能力，如何缩短电网故障处理时间等，一直都是电网运行管理人员高度关注的课题。
北京恒华伟业科技股份有限公司针对输配电网的这些特点，经过数年的研究与实践，提出了以电网结构特征为基础、以GIS 技术为依托、以电网图形化管理为目标的研究思路，建立了一套科学的电网数字模型。并在该模型基础上，开发了一套面向电力企业、为电网生产运行管理服务的软件系统，该系统整合了地理背景图、各电压等级的电网图、各种电网专题图及电网资产信息，综合应用了计算机网络技术、地理信息技术、现代数据库技术和计算机软件开发技术。
一、系统建设目的及意义
1.1 建立企业级数据中心
通过集中管理电网图形数据、资产台帐数据，实现企业内信息资源的高度共享，解决了传统管理模式下的信息共享难、统计难、更新慢的问题，同时还可以实现电网图的无纸化管理；借助于GIS 、GPS 、GPRS 等现代化的设备和信息技术，实现数据采集、分析、处理及入库工作的流程化管理，确保数据中心的信息与现场实际情况一致。
1.2 建立基础数据服务平台
为电力企业输电、变电及配电相关管理部门及企业决策人员，提供电网运行管理所需的图形数据访问服务，包括：电网实际接线图、变电站一次接线图、电网规划图、电网三维矢量图及各种电网专题图的浏览。同时提供电网资产信息的快速检索及统计服务，供各级生产管理人员使用，以便使他们能够随时、快速、简便、高效地获取电网基础信息。
1.3 提供三级决策支持工具
系统全面的电网数据访问服务，可以为企业决策层、管理层及基层管理人员提供辅助决策支持。对于企业决策层，系统提供多层面、多视角的电网整体信息综合及分析功能，其结果可以作为企业决策层进行电网规划、电网结构优化、电网改造等的依据；对于企业管理层，系统提供电网基本信息检索及分析功能，其结果是企业管理层制定电网运行方式、优化电网调度、分析电网潜在隐患的基础；对于基层管理人员，系统提供电网当前运行数据检索及分
析功能，其结果是基层管理人员分析停电影响范围、确定最优停电方案、查找故障点、分析故障原因、确定用户报装及扩容方案等的重要依据。
1.4 经济效益和社会效益
通过本系统，电网管理人员可以及时、快速、简便地获取分析和决策所需的关键信息，缩短分析和决策所需的时间，减少人力资源消耗，实现高效率、低成本的电网管理。
该系统的建成，可以为电网的科学管理提供有力的技术支撑，有利于培养现代化的电力企业运营管理人才，提高电网管理人员的综合素质，提高企业运营管理水平，提高电力企业资产利用率，降低资产损耗。
随着社会现代化水平的不断提高，社会对电能的依赖程度也在不断增加，电能已经成为工业企业及居民生活不可或缺的要素。电力企业运行管理水平的提高，不但可以为自身创造良好经济效益，而且还可以减少电网运行对环境及居民生活产生的不良影响，减少工业用户及居民用户的停电次数和停电时间，降低电力输送故障给社会造成的损失，从而创造良好的社会效益。
二、系统特点及适用范围
2.1 系统主要特点
本系统经过数年持续的改进，目前已具备下列特点：
1) 专门为电网图形化管理所设计的应用软件系统；
2) 采用国际领先的GIS 平台：ESRI ArcGIS；
3) 具备优良的电网数字模型；
4) 支持所有电压等级的电网管理；
5) 提供丰富的矢量化电网专题图；
6) 提供电网地理接线图、隧道三维适量图及各种专题图自动生成功能；
7) 提供丰富的GIS 图形导出功能，可导出为各种图元文件、CAD 文件或坐标文件；
8) 提供简便的电网GIS 图形Web 浏览功能；
9) 提供基本的电网运行分析功能；
10) 提供地形背景绘制功能以满足地图局部更新的需求；
11) 提供友好的用户界面和简便的功能操作；
12) 支持栅格数据（航片、卫片、照片）管理功能；
13) 支持海量（TB 级）图形数据管理功能；
14) 支持各版本CAD 图形文件及行文件。
2.2 系统适用范围
本系统在数家省市级电力公司以及数家省市级电网设计单位的长期实际运行表明：本系统完全满足电网运行管理及电网设计的需求，能够很好地服务于电网运行管理单位核心部门，包括：线路运行管理部门、变电运行管理部门、配电运行管理部门、生产技术管理部门、电网调度部门、电力营销部门等；同时，本系统也能够很好服务于电网设计单位核心部门，包括：架空线路设计部门、地下电缆设计部门、变电站设计部门、电网规划部门等。
三、 系统软硬件配置
3.1 系统硬件配置
3.2 系统软件配置
3.2.1 操作系统平台
考虑到系统的安全性、稳定性、可扩展性，建议数据库服务器使Unix 用或Linux 操作系统或Windows 2003 Server，客户端操作系统选用Windows XP Professional操作系统。
3.2.2 地理信息系统平台
系统使用ESRI 公司使用ArcSDE 作为空间数据库引擎、使用ArcGIS Engine及其3D 扩展模块作为客户端开发平台。
3.2.3 数据库平台
本系统数据量比较大，对数据库平台的性能、响应时间以及数据的安全性都有很高的要求。因此采用Oracle 数据库作为本系统的数据库平台。
四、系统主要功能构成
在建立电网数字模型的基础上，按照电力企业的生产管理模式的要求，结合对中国电网运行管理现状的研究，北京恒华科技公司对输配电GIS 系统功能进行了整体规划，系统主要功能可归纳为六大部分：电网图形管理、资产查询定位及统计、电网转体图管理、电网运行分析、电网图形导出和Web 综合查询。
4.1 电网图形管理
系统支持对电网实际接线图、电网地理接线图、变电站一次接线图、电网规划图的浏览及绘制功能，同时支持电力隧道三维矢量图的自动生成与浏览功能。
电网地理接线图
隧道三维矢量图
4.2 资产查询、定位及统计
系统提供简便的资产信息检索功能，同时可以方便地在GIS 图上定位检索到的资产地理位置，快速浏览该资产周边的电网情况。同时，系统提供了多种实用的资产统计功能，如可以快速统计指定线路的资产、指定变电站的资产、指定下属单位的资产、指定电压等级电网的资产等。
4.3 电网专题图管理
系统基于既定的规则，自动生成符合实际生产要求的各种专题图，包括：交叉跨越图、输电三线图、线路相位图、沟管断面图、变电站联络图、配电单路图等。
交叉跨越图
线路相位图
隧道断面图
配电单线图
4.4 电网运行分析
GIS 系统可以按照用户的要求对电网做出多种分析，例如：设备电源路径分析、设备供电范围分析、指定方式下负荷统计、电网合理程度分析等，分析的结果可以作为电网运行、管理的依据，也可以作为电网规划的数据基础。
4.5 电网图形导出
系统提供按照指定区域、指定范围、指定纸型及比例尺或按线路走廊等方式将电网图形数据导出成为DWG 格式的AutoCAD 文件，以满足电网设计、规划及其他应用领域的需求。
4.6 Web综合查询
系统提供了基于Web 浏览器的WebGIS 子系统，通过WebGIS 用户可以在Browser/Server的工作环境下对电网数据进行查询、定位、统计分析等操作，并可以与用户已有的信息工作平台整合，形成系统间的横向联动。