一种新型电力地理平台在县级调度的应用

张震宇，朱新弟

（义乌市供电局，浙江 义乌 322000）

电力地理信息系统（GIS）在市级及以上电力调度中已经具有大量的运行案例，但并不适用于县级配网调度，县级电力调度人员大多只关注变电站及开闭所的大概地理方位、联络情况及主要设备运行情况，而电力GIS系统里的信息量过大，维护更新困难，操作繁琐不够直观，且由于厂家、平台、标准的不同，GIS系统与数据采集与监控系统（SCADA）实时数据的对接显示始终难以实现。而SCADA或电能管理系统（EMS）里自带的地理图又过于简单，难以实现矢量放大，尤其在大屏幕系统上的显示效果较差。

为了解决上述问题，帮助调度人员更准确掌握地理信息及实时信息，开发了一种新型电力调度地理集成平台。该平台采用了计算机辅助设计（CAD）地理图与专业GIS图相结合的方式，具有厂站位置经纬度定位、组合图层显示、任意无失真放大、典型地标提示等功能，简单直接、清晰准确，同时也可通过标签快速切换到专业GIS地图，适用于相关技术部门。另外还可通过104规约与SCADA系统的动态数据实时对接并保存，在地理图上显示动态潮流、弹出实时数据及线路运行信息等，从而使调度运行人员更方便、直观地了解当前系统的运行状态。

1 系统架构

系统采用B/S架构，所有的数据包括图纸、厂站属性、动态实时数据等均通过不同的数据结构保存在数据存储备份服务器上，网络客户机可以通过网络图形用户界面（Web GUI）直接从服务器上下载和安装最新图纸及数据，并由地理平台服务器统一调用显示所有数据及接收操作信息。用户可以通过专用的图形编辑工作站进行厂站的添加、删除、定义属性等操作。系统硬件结构及平台软件架构分别见图1和图2。

图1 系统硬件架构

图2平台软件架构

2 软件架构设计

系统平台设计可分为3个层次：数据库层、服务器层和显示应用层。

（1）数据库层：平台的数据库类型主要有3种，一是厂站静态图纸数据，包括所有区内变电站及开闭所的一次接线图纸；二是动态实时数据，主要从南瑞Open 3000系统中的数据库服务器采集而来，通过预先开发的104规约报文读取接口，实时读取各开关量及数字量数据，并保存在自己的结构化查询语言（SQL）数据库中，实现数据备份存储；三是厂站的属性数据，这部分数据主要采用可扩展标记语言（XML）文件保存，方便网络调用显示及查询修改等。

（2）服务器层：包括地理平台服务器和Web GUI服务器2种，地理平台服务器采用了.NET框架，主要对绘制的CAD底图和桌面信息系统软件（Napinfo）地图进行导入、图层处理及整合，根据准确经纬度坐标对厂站进行定位，同时还可以对数据库层传输来的图纸数据进行缓存区预处理。Web GUI服务器主要实现网络界面调用显示，采用ASP.NET开发，将地图及数据整合在网络浏览器界面上。

（3）显示应用层：包括大屏幕、厂站地理图、动态接线图、厂站属性及定位、弹出文本等显示。应用层主要是对最终的各种功能模块进行划分，在统一的网络界面中进行调用或组合显示，采用了面向服务的体系结构（SOA）进行开发，与主地图架构的接口均预先定义，可方便地整合其他不同数据，这也方便了日后新功能的加入，如三维地图、视频压缩信号等。

3 关键创新点

3.1 传统CAD图层与专业GIS图层的结合

底图采用CAD绘制，清晰直接，厂站连线按照准确地理方向绘制，并采用色块预案、组合图层等方式丰富地图界面及用户体验，另外具有专业Mapinfo地图，可半透明叠加在底图上，能够显示厂站周围的地形地貌、道路交通及典型建筑等，既增加了信息量又不影响整体地图的简洁直观。

3.2 基于104规约的动态数据采集与存储

采用IEC 60870-5-104规约读取协议由SCADA系统直接读取实时数据信息并保存，实时生成动态的厂站运行图纸供地图平台调用。本地备份保存的优势在于如果主站系统或网络发生故障，也可根据备份数据即时生成故障前一刻的状态图形，不会中断平台的显示功能，这点尤其在大屏幕系统应用中具有实际意义。

3.3 基于SOA架构的体系设计

采用SOA的开发方法，主要被定义的功能组件都采用了标准的XML，COM，HTTP标准及接口，未来还可以在平台上集成EMS数据分析、故障报警、三维可视化、变电站实时视频画面等组件，大大丰富平台的应用。

3.4 弹出窗口式信息查询

以往系统采用固定窗口显示各种信息，而本平台采用了弹出式窗口与固定式窗口相结合的方式，鼠标在厂站对象上悬停时会自动弹出这个图纸及属性窗口，双击该厂站则会打开放大的多标签动态接线窗口，实现了地理图、潮流图、接线图的有机结合显示。

3.5 多业务部门的Web集成应用

可同时运行在电力安全Ⅰ区及管理平台上，不仅可以供调度人员查看厂站实时运行情况，还可以供运方及自动化人员查询及维护，实现了多部门的集成应用。

4 应用案例

该平台已经在义乌电网获得成功应用，经过一段时间的运行及完善，逐步形成了一套完整的维护及使用流程，大大提高了各部门的工作效率，降低了事故的发生几率，其中一个平台界面见图3。

图3 平台界面

目前该平台主要通过各网络工作站供调度、自动化、运方、运行工区、检修工区和主管领导等使用，可设置不同的操作权限，管理员可以添加、删除用户及设置密码，各部门人员可查看不同的数据对象并进行不同的操作，如调度人员除查看地图外还可以查看动态接线图数据，了解厂站运行情况。运方人员可以查看在CAD底图上叠加的专业GIS图，了解厂站运维准确位置及实际路线，安排户外维护工作等。自动化人员可以进行厂站图纸维护及属性的设置等，主管领导则可以查看全网及各厂站的运行情况，并了解各部门的工作情况。

5 结语

以往的自动化主站系统及电力GIS系统均偏向大而全的发展方向，而忽略了县级电力调度人员希望通过一个简单直接的显示平台看到最关心内容的需求。开发的新型电力调度地理集成平台则避开了专业数据分析的应用，专注于显示功能的优化和组合，因而具有简洁直观、方便快速等优点，可以满足弹出式窗口显示、快速定位、高分辨率显示、直观动态潮流等需求，在调控一体、多部门信息集成、应急调度指挥、参观学习培训等方面均体现了较高的实用价值。

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