数字化背景下电网信息系统的应用

杨文呈 杨灿东

（云南电网有限责任公司临沧供电局 云南省临沧市 677000）

依据电网信息系统的发展角度来看，配电体系是其能够运行的基础保障，而这也是电力能够正常生产和输送的必不可少的条件。因此电力运输过程的配电系统的管理工作就显得尤为重要。社会的各个领域对与电力使用的需求逐步提高，这就让当下的传统电力管理方式，与电力安全系统不断扩展的需求不能相适应。最近几年，电力市场经过了翻天覆地的变化，正是这种巨变不断促进我国电力行业的信息化程度不断向前发展，因此有很多电力企业将GIS 技术应用到电力信息和配电管理体系当中，具有了可行的现实价值。

1 电网信息系统中的GIS技术分析

GIS 技术借用了计算机的软件系统和软件设施，对生活空间中位置定位和分布的数据进行采集以及储存管理，通过计算机强大的计算能力来分析和描述地理位置特征。总结来说，GIS 系统就是一项具有专业功能的数据管理系统；如果严格的定义的话，GIS 就是一个具有集中存储操作和显示地理位置信息的运算系统。

配电系统中的GIS 技术具有综合地理信息、计算网络数据、处理配电信息传输、管理电力设备的功能性系统维护技术。它包含了自动化绘图、地理信息收集以及设备运行管理三个系统，并且配备了能完美运行于10kV 以下的电力配送系统。因此电力企业的电力信息管理系统可利用GIS 来精确定位电力运输过程中的空间位置以及地理坐标。如图1 所示。

通过GIS 提取的数据为计算机数据库管理系统的建立提供了参考，使配电管理系统对电力设备运行的实际状态的实时反映更明显，因此能够提高设备故障的反应时间，加快设备的维修进度，明显提高当前电力管理部门的工作效率。所以，电力设备管理部门能够结合设备在空间中具体参数的使用情况来具体什么否开展相应的检测和维修，以此来提高设备的使用年限。简单来说，GIS 在电力系统中得以发挥作用的原因正是因为其具有以上所述的极为显著的特征。

图1

图2

2 GIS技术在电网系统的发展

在电力系统发展的初期阶段，为了能够优化通过人工的方式查看设备运行状态以及管理图文，我国电力部门则借助autoCaD 系统完成图片信息的管理工作。这种系统的工作性能和工作效率要比GIS 系统要低许多，但它为后来GIS 完善空间信息和图片数据的功能打下了很好的基础。随后，第一代GIS 系统孕育而生。早期的GIS 系统已经具备了图形与数据的有机结合，数据与图形可以相互转化，便于查看。但是它的缺点也很明显，就是缺少储存设备之间的互通结构，不能进行网络拓补扩展，难以实现不同类型数据处理设备之间图形转换的高级功能。

AM 能够完成自动绘图，其中涵盖了对不同设计图以及地图的制作和修改；FM 可以进行各种使用设备及其属性管理。将这两种功能相互结合，共同应用到早前GIS 技术之中，这样就可以弥补早期GIS 技术的缺点。因此早GIS 技术框架下，融合AM 和FM 就形成了AMFM/GIS 系统，该系统不仅能够管理设备的运行还兼备了处理复杂的图形的能力，能够让用户和图像之间实现动态交流，也能支持超级链接操作。同时对于信息的检索更加方便，提高了绘制出的图像质量。

伴随着我国网络信息技术的迅猛发展，互联网因为其本身具有的良好的信息交换功能，一跃成为GIS 新型系统发布和信息交互平台，将有关位置信息发布在以网页为展示平台的网络上以供有需求的人进行查看和使用，这已经成为GIS 系统目前发展的主要方向，因此WEB•GIS 系统就顺着这个方面发展而来。随着我国电力行业的不断发展，电网覆盖的范围和密度也越来越大，其所需要的进行处理的数据也越来越多，尤其是位置信息的处理越来越朝向自动化信息化方向发展。所以急需一个能够进行数据集中处理和相互交换的系统平台，GIS 系统就刚好妈祖电网信息系统发展的各项需求，可以为电网信息决策者提供集中而有效设备、用户等各类即时信息。GIS 系统依据电网信息系统的需求不同，又分为两种不同的交互方式，一种是包括Plugin 方式和Java 式在内的主动式，另一种则是包括Server apI 和cНI 式在内的被动式。被动式通常在应用上比较灵活，能更好的利用服务器资源，但是利用效率较低。而主动式则不同，其对操作平台的要求比较高，但是其运行效率也高。GIS 系统从最初在电网管理系统中应用到后来的深入结合，对电力信息共享以及可视化管理电力系统都有极大的推动作用。

3 GIS技术的功能应用分析

3.1 GIS系统具有多方式数据查询功能。

GIS 系统在进行空间位置数据处理时，能够采用多种方式来对位置信息进行录入和数据分析，之后通过一种数据组合的形式对数据库进行更新、维护和快速检索，并以多种方式输出目的空间位置信息。GIS 系统中对数据的处理管理与目前主流的数据管理系统相比，具有两个十分显著的优势：

（1）具有空间位置实体定义功能；

（2）具有空间位置关系实时搜查功能，因此GIS 在空间数据管理方面越来越受到重用。

如图2 所示。

3.2 GIS系统能够进行综合预测

不但能够完成为地理位置编码，存储地理位置信息以及提取信息，还能够建立真实世界的模型，能把实际空间位置信息进行模拟预测，得到综合分析评价结果。另外，GIS 还能够进行电网信息的调配决策，以命令和函数的方式显示在模拟程序之上，并从其中得到相关统计数据。通过分析整理相关数据信息，摸拟地理位置转移过程，可以预测其将要进行的步骤和趋势，从而便于预测地理位置转移的最终结果。管理者可以对比预测结果，对不同方案进行合理评估，然后作出最优化决策，避免发生不可控的不良后果。

3.3 GIS技术能够提供查询空间的功能

为了便于电网空间信息和属性信息的管理和开发，在建立地理位置数据库时对数据进行分层处理。即依据位置信息数据的性质不同进行类别划分，把性质相近或者相同的数据划分在一起，形成一个数据链层。因此GIS 对空间数据和位置图形以及他们的属性数据进行量化分析和精确计算更加方便。

4 GIS技术在电网系统中的应用

在电网信息系统中，配网管理系统在空间分布上，不同系统模块的功能交错分布在不同的空间和时间内，这也是配电管理系统特有的。所以，在管理系统中空间范围内的信息时，不同级别电力企业的配电系统管理部门都极为看重来。将GIS 技术引入到配电网络管理系统的实际应用当中去，这样能够利用GIS 技术的信息分析功能，对地理信息进行有效管理空间数据信息，这样就可以实现空间可视化管理，把系统之中各项数据，借助于计算将其抽象化，变成一些较为简单的模型，作为特定的可视单元。

比如，可以借助于相应的比例对配电网络中需要的变压器或开关设备进行标记。而对于其他的电缆等线状的设备则选择颜色不同，促膝不同的线条反应设备的信息内容。除此之外，在配电系统中常见的房屋以及供电区块等，需要借助封闭的多边形进行表示。GIS技术在电力管理系统中的实际应用，为电力企业提供有效的数据采集和地理信息定位的平台，同时还为企业DMS， SCADA，MIS，ERP，CIS 等相互融合提供了有效路径。一般来讲，GIS 系统技术在电力信息管理系统中的实际应用能够为企业视觉管理提供参考，主要在以下几个发方面进行体现。

（1）配电管理系统的地理信息可视化的应用。借助于电子地图分布数据库的建立，运用网络图像展示的形式，展示电力信息的空间位置，这样便将空间和属性的相关数据进行汇总管理，为智能化自动化数据处理分析系统的发展提供帮助。电力信息管理的工作人员借助配电管理系统，能实时查询设备的运行状态，随时针对出现故障的设备以及进行维护，提高设备维护的效率，通过这种方式就能够为电力信息管理提供真实有效的数据支持。同时将GIS 技术应用到配电管理系统中，有助于配电网设计人员对线路上不同设备运行状态的实时跟踪，推动配电网的科学发展。

（2）可以将GIS 技术应用于电子地图分发管理系统中，能够为用户查询位置，查询区域范围，进行区域范围内的费用统计以及用户费用使用情况查询等服务。通过提供这些功能服务不仅能不但能为用户提供便利，提高管理效率，还可以与电力系统区域定位相结合，提高该方面的质量。在配电系统中，通过用户的身份证件号码或者是输入详细的家庭地址工作人员都可以快速完成用户的地位，查询用户的用电信息。除此之外，为了防止管理过程出现混乱，提高用户使用费用统计的准确度，共作人员还能依据用于显示位置的电子地图，针对任意区域范围内不同的用户在系统中进行编码管理，提高管理效率。

（3）GIS 信息技术在配电管理的应用，可以改变纸质绘制的工作和管理方式。在配电管理系统中通过GIS 技术自带的自动绘图功能基本可以完成所有数据的图样化展示，使管理人员可以更加灵活的运用数据。GIS 信息系统主要以地理位置为主，将设备、地理、数据信息等进行分布，最后以图形的方式呈现。让配电工作人员准确把握配送网络的分布情况。

（4）现代人的工作和生活处处离不开电，这极大地增加了社会对电力资源的用量需求，因此保障整个配电网络能够安全运行，是整个电网信息系统得以持续有效管理的关键所在。运用GIS 信息技术可以针对用电户用电量的的实际使用情况来有限制的按需分配，从使用的来源上进行用电的权限审核，这极大保证了配电网络在信息管理过程中的安全性。另外，而为了保障相关网络数据可以有效收集和安全传输，让其在数据传输和交换过程中不会丢失和折损，维护人员需要定期检查电力信息中心，保证每条网络线路的运行状态正常。同时向管理人员进行信息情况的汇报，来保障相关工作人员可以有效的输入数据库中收集的数据。

5 结论

在电力系统中GIS 系统的应用让电力规划实现可视化、信息化管理成为现实;解决地形数据的矢量化数字地形、地图库和输电线路数据库结合问题，能够对地形图以及属性资料库进行数字化查询、编辑以及管理。在电力系统中应用GIS 系统完成信息一体化管理，将管理效率很大程度上提高了。以网络查询为基础建立能够提供分析数据、进行决策的系统，比较预测和计划数据，让生产活动的管理更加科学化。

当今社会随着科技的高速发展，GIS 技术在电力行业的应用也越来越贴合实际，相关技术也越来越成熟。电网信息系统的管理也要与时俱进，通过引入GIS 技术，可以更好的保证供配的准确性和供电系统的安全性，而且采用建立网络数据库来进行实实效性的管理，可以很大程度的提高工作人员的工作效率，同时减轻他们的工作负担。并且由于GIS 能够保障电网信息系统的有序性和综合性，因此可以大大增加供配电系统的服务质量。展望未来，GIS 技术在电网信息系统中的应用将更加全面、广泛、深入和系统化，信息数据的处理过程也将更加精准透明，这十分有利于整个电网信息系统进行长期持续的发展和延伸，从而具有长远的发展前景和可行性的实用价值。