地理信息系统在电力系统中的应用研究毕业论文.doc

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1、目 录1 绪 论11.1 论文研究的背景11.2 论文研究的意义和价值11.3 本文主要工作22 地理信息系统（GIS）与电力系统42.1 地理信息系统概述4 2.1.1 GIS的定义4 2.1.2 GIS系统组成4 2.1.2 GIS功能概述4 2.1.3 GIS二次开发功能52.2 GIS与电力系统5 2.2.1 电力GIS的概念与特点5 2.2.2 电力系统中引入GIS的必要性62.2.3 电力GIS优势62.2.4 电力GIS基本功能7 2.3 GIS在国内外电力系统的发展概况7 2.3.1 国外发展状况8 2.3.2 国内发展状况82.4 GIS在电力系统中的应用8 2.5电力GIS

2、系统的应用过程中的不足浅析10 2.6 数字电力与电力GIS应用系统113 基于GIS的电力管理信息系统框架133.1基于GIS的电力管理信息系统概述13 3.1.1电力企业特点13 3.1.2电力GIS建设思路13 3.1.3电力GIS工程建设目标143.2系统框架143.3网络框架16 3.4数据库设计163.5 电力GIS功能174 基于GIS的超高压输电线路管理信息系统开发214.1系统体系结构21 4.1.1信息需求分析21 4.1.2输电管理的内容23 4.1.3系统属性数据244.2系统开发介绍26 4.2.1 MapInfo功能介绍26 4.2.2 VB+OLE+MapInfo

3、的组合274.3系统数据库设计28 4.3.1地图图层数据库设计284.3.2属性数据库的设计304.3.3地图图层数据库与属性数据库的关联314.4系统界面及功能324.4.1设计流程32 4.4.2界面及功能334.5部分模块调用程序的设计434.6遇到的问题及解决454.6.1电网模型454.6.2杆塔成线454.6.3查询454.6.4 Visual Basic与MapInfo交互494.6.5属性信息查看504.7本章小结525 总 结53致 谢54参考文献55附录57翻译部分63 中文译文63 英文原文69 中国矿业大学2009届本科生毕业设计 第74页1 绪论1.1论文研究的背景

4、随着1998年“数字地球”，21世纪“数字中国”、“数字城市”、“数字电力”及相关概念的提出，地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）作为数字化电网、信息化企业的一个重要技术支撑手段，在国内外电力企业的研究与应用正在迅速增长。电力系统从发电厂、输电线路(架空线、电缆)、变电站、配电所一直到千家万户电度表,大量各种各样、不同规范的电气设施分布在广阔的地域和空间。面对纵横交织的电网分布、日益复杂的电力设施、时刻变化的电网信息、不断变迁的城市道路与建筑，尤其是电网中许多与空间位置有关的数据，如何充分合理利用目前有限的电力资源，如何在需要的时候迅速准确地提

5、供完整的信息，也就是如何将各种图形、地图、数据属性信息统一管理并达到共享成为一大难题。在电力系统中，输电系统的运行、雷电系统的定位、电力设施的管理、供配电系统的运行和维护、计划检修、故障管理、报装管理、停电管理、电网规划、用电变更、电力营销等, 都与地理信息密切相关。因此，必须采用信息化、图形化手段对电力系统进行管理，而地理信息系统作为支持空间定位信息，数字化获取，图形、属性数据一体化管理和应用的技术体系，为供电企业的现代化管理提供了新的途径和手段。基于GIS技术管理和处理这些信息，对于提高电力系统的生产效率、管理质量和科学决策水平具有十分重要的现实意义。采用基于地理信息系统管理电力系统信息将

6、成为一种趋势。 1996年起，国家电网公司开始引进电力地理信息系统（简称电力GIS）应用，北京、西安、武汉、兰州、上海、重庆、广州、绍兴等地相继开展了电力地理信息系统项目建设。随着国家电网公司集团化运作、集约化发展、精细化管理和标准化建设的“四化”战略的深入推进，截止2007年4月，各省公司及其下属单位共建设电力GIS项目144个，大部分电力GIS应用由地市公司单独建设，也有部分应用是由网省公司建设后推广到地市公司1。 目前，电力GIS主要应用于输电、变电、配电三大专业，这些专业应用开始建设时间较早，建设数量很多，其他如营销、调度、通信等GIS的应用最近几年也开始建设。代表性网省公司主要有北京

7、、上海、福建、湖南等。1.2论文研究的意义和价值电力系统特别是电网的大量信息和地理环境密切相关，从发、输、配电实际应用环境出发，采用最新的GIS技术，组织、分析和显示电网各项数据，实现电网信息的地图化、运行数据可视化，可促进电网生产、管理现代化，对“数字化电网”、“数字电力”的实现意义重大。利用GIS技术可以实现电网的图纸和属性数据统一管理、保证更新的一致性，同时可以将属性数据、图纸存入数据库，进行共享、检索和统计分析，可以有效提高建设、维护工作效率，提高电力企业的经济效益。电网空间属性和特征属性的结合，可以进行电网基本信息、状态信息的查询、检索、分析；对电网安全状况及趋势进行预测预报，提供并

8、发布预警信息，从而为采取应急处理措施提供决策依据，把灾害带来的损失减少到最低限度。1.3本文主要工作作为一个电力系统自动化专业的本科生，作者此前对GIS的专业知识所知甚少，因此花了较多的精力和时间去学习GIS方面的知识，然而毕业设计时间有限，所以在比较深入了解地理信息系统（GIS）技术基础上，对地理信息系统的开发平台ARCGIS和MapInfo进行学习和选择比较，最终选择了功能强大且比较容易掌握的MapInfo平台，采用VB+OLE+MapInfo的开发组合模式；同时，对地理信息系统在电力系统中的应用状况进行了深入了解，在了解电力企业运行模式的基础上，针对电力系统的需求和特点，给出了基于GIS

9、的电力系统管理信息系统的框架结构，并运用VB+OLE+MapInfo集成开发技术设计了一个小型的基于GIS的西北超高压输电线路管理信息系统。概括起来，本文主要工作如下： 1.学习地理信息系统的概念、本质以及特点和基本功能2.调研地理信息系统在国内外电力系统的发展概况。3.在了解地理信息系统在电力系统发展概况的同时分析其具体应用和功能。4.基于GIS的电力系统管理信息系统框架，包括建设思路、目标；总体框架结构、网络环境下框架结构；数据库设计、基本功能分析。5.在以上学习的基础上，开发基于GIS的超高压输电线路管理信息系统，系统能够实现对西北超高压750KV电网的可视化查看、漫游、缩放和测距,电网

10、编辑（添加杆塔、线路等）,电网属性数据存取（杆塔、线路、变电设备台帐等）,电网定位,电力环境信息，空间查询,统计输出等功能。毕业设计思路如下：GIS概念、功能等电力系统及特点电力地理信息系统（电力GIS）国外应用现状国内应用现状优势、功能电力管理信息系统应用框架电力GIS建设思路、目标系统框架系统网络框架数据库设计电力GIS功能基于GIS的超高压输电线路管理信息系统设计C/S模式 Windows平台VB+OLE+MapInfo的组合地图图层数据库、属性数据库设计功能：漫游、缩放、测距； 添加杆塔、线路；杆塔、线路、变电设备台帐；查询；电力环境信息；输出等遇到的问题及解决总结图1.1 毕业设计思

11、路2 地理信息系统GIS与电力系统2.1地理信息系统概述2.1.1 GIS的定义地理信息系统（Geographical Information System，简称GIS）是地理学、计算机科学和信息管理学等多种科学交叉的产物，它把相互联系的各种地理方面的信息抽象为计算机可以表示和描述的数据存储起来，利用计算机强大的数据处理功能对其进行再加工，提取出地理信息系统所关心的各种空间属性以及与之相联系的社会属性，并在此基础上提供实时控制、自动决策与智能分析等功能。所以GIS的本质就是通过研究和分析计算机化的地理信息，在一定空间和时间范围内对地理系统的各种要素进行控制和操作1，2，4。 可以从下例不同的角

12、度来理解GIS:1.面向功能:GIS是采集、存储、检查、操作、分析和显示地理数据的系统。2.面向应用:根据GIS应用领域的不同，可将GIS分为各类应用系统，例如土地信息系统、城市信息系统、规划信息系统、空间决策支持系统、输电网地理信息系统等。3.工具箱: GIS是一系列用来采集、存储、查询、变换和显示空间数据的工具的集合。这里要强调的是GIS提供的是用于处理地理数据的工具。4.基于数据库:GIS是一类数据库系统，它的数据有空间次序，并且提供一个对数据进行操作的操作集合，用来回答对数据库中空间实体的查询5。GIS是一门多学科综合的边缘学科，二十世纪六十年代初诞生，具有代表性的商业化的GIS产品和

13、专业公司有ARCGIS、MapInfo、Genamap和国内的SuperMap、MapBar等。2.1.2 GIS系统组成 完整的地理信息系统（GIS）主要由四部分构成，即硬件系统、软件系统、地理空间数据、计算机网络和系统管理操作人员。硬软件系统是GIS的核心部分，空间数据库可以用来表达和组织各种地理数据，计算机网络为实现数据共享、建立网络GIS搭起了桥梁。管理人员和用户决定系统的工作方式和信息表示方式。2.1.3 GIS功能概述地理信息系统的主要功能有以下几个方面：1.地理数据的采集、存储和编辑；2.空间数据管理；3.空间数据的查询与分析；4.制图及图形编辑功能等；5.数据的获取、编辑、存储

14、、输出。2.1.4 GIS二次开发功能GIS二次开发功能主要包括创建、修改、显示和查询。如图2.1:开发功能显示基本显示特征对象显示缩放及漫游创建新地图新图层修改空间数据非空间数据删除查询空间数据非空间数据空间位置信息查空间捷径查询图 2.1 GIS二次开发结构图2.2 GIS与电力系统2.2.1电力GIS概念及特点1.电力GIS概念电力地理信息系统（简称电力GIS）就是利用地理信息系统技术，结合电力系统的运行、维护、管理和电能营销、客户服务等科学技术，实现电网安全运行、维护、管理和经营活动正常运转的一门综合性的科学与技术。电力GIS将电力企业（我国电力企业从2003年实施厂网分离，此处电力企

15、业均指各网、省电力公司）的电力设备、变电站、输配电网络、电力用户与电力负荷和生产及管理等核心业务连接起来，形成电力信息化的生产管理的综合信息系统。它提供的电力设备设施信息、电网运行状态信息、电力技术信息、生产管理信息、电力市场信息与山川、河流、地势、城镇、公路街道、楼群，以及气象、水文、地质、资源等自然环境信息集中于统一系统中。通过GIS可查询有关数据、图片、图像、地图、技术资料、管理知识等6。2.电力GIS特点 电力GIS除具备GIS的基本特点外还具备如下特点7：(1)电力系统运行参数实时性及信息的动态变化性，需要对瞬间信息及时收集、处理和分析。电力GIS对数据处理、存储容量和传输速度均有较

16、高要求。(2)电网的多属性数据要求GIS具备足够的稳定性和可靠性。根据电力行业技术标准及电力企业业务需求，系统具有良好的可维护性。电力GIS能够实现数据的一次输入和多次输出，以保证数据的一致性操作，实现数据的统一管理和多层保护等，构建高可靠性和高准确性的业务系统。(3)电力系统是一个庞大复杂系统，电力网的广域性和电力设施的分散性及设备的多样性，实时信息量大，系统接口复杂，信息的覆盖面广，电网的各种电压等级及多用户连接等需要GIS具备拓扑分析和转换能力。(4)电力GIS的单机工作站方式已经落后，且不适合电力企业信息系统实际需要。电力行业目前应用的GIS平台安装在局域网环境下，在网络的应用和开发上

17、整合信息，实现资源共享。(5)电力GIS具备安全保护的特点，电网设备的高精确度测量的经纬度坐标数据是国家基础信息资源，是国家安全的信息。(6)电力GIS建设具有长期性，数据库的建立是个很长的过程。2.2.2 电力系统中引入 GIS 的必要性 电力系统向高度信息化、自动化的方向发展，电网规模的日益扩大，需要管理庞大的电力设备设施数据、用户数据、规划数据等。而科学的决策在某种程度上依赖于决策者所掌握的信息量的大小。发电变电、输电系统均是包含大量信息的复杂系统。而GIS可以最大限度地将有关信息集成起来，从而为电力系统决策人员提供一个多元化的决策依据。现代电网生产管理工作特点：部门设置“分散运作”而生

18、产活动“集中统筹” 。在传统模式下，设备设施的空间地理分布类信息的载体是图纸、模拟板、报表、语言（如调度命令等），许多没有形成信息数据的电子化，信息共享和传递方式则是物理载体的交换。在这种机制下，信息更新滞后于生产数据的变化，因而容易造成整个供电生产活动的各专业环节中生产信息“不全面、不一致、不及时”的现象。从技术层面看，这是目前阻碍供电企业生产管理水平提高的一个重要问题8。 2.2.3电力GIS优势众所周知，在电力行业中生产与消费同时进行，电能是不易储备的，因此，只有合理地运行发、供、送、用各个业务环节，才能使电力资源得到充分利用。然而面对纵横密织的电网分布、日益复杂的电力设备、时刻变化的电

19、网信息、不断变迁的城市道路与建筑，需要一种技术，能够将各种图形、地图、数据属性信息统一管理并达到共享，从而为电力系统决策人员提供一个多元化的决策依据。在电力管理信息系统中应用适当的地理信息系统(GIS)技术，可以最大限度地将有关信息集成起来，以适应电力系统的复杂性的特点，使工作人员查询、编辑、分析的效率大大提高，并提供行之有效的辅助决策方法；使用GIS技术能够有效地处理大量的空间数据，并将空间数据和属性数据结合起来，实现二者的互查，使得大量工作可以在有关的图形界面上进行，这一特点带来的不仅仅是直观的好处，而且是效率上的极大的提高；使用GIS技术还可以使现有或即将使用的各种先进技术得以更充分的利

20、用，如监控及数据采集(SCADA)系统、MIS系统等。GIS和SCADA系统结合，可以互相交换运行数据和图形数据，为调度员提供准确的电网地理信息。因此，在电力系统中应用GIS技术是非常必要和有作为的。2.2.4电力GIS基本功能电力系统中引入GIS能做什么，这是一个很值得关注的问题。电力GIS支持的主要功能如下: (1)地理背景地图显示 将系统所需要的地图转换成地理信息系统可用的矢量化分层电子地图，如地形图、道路图、房屋图等作为系统的背景图，用来直观的显示地形地物。(2)线路与设备的查询、统计在地图终端上显示各电压等级电网及其设备的分布情况和各种属性资料。输入各种设备名称或设备编码，能在地图上

21、准确定位到该设备，查看其属性信息;对某类设备，根据用户需要统计各种数据，如变压器总容量，线路总长度等，根据需要采用专题地图的方式将数据图形化，使数据以更直观的形式在地图上体现出来。显示、无级缩放查询对象、漫游和查询对象的属性显示等。用户能够尽可能地直接从地图中获取对象的信息，如以不同的颜色和形状来区分不同状态和电压等级的设备。(3)用户查询包括街区、道路，主要用户的查询，漫游并显示其相应的属性信息。(4)自动制图绘制高品质的电力专题图，地图的要素将随着数据库内容的变化而及时改动，更新周期短。(5)高级应用将GIS系统作为基础平台，与电力系统各环节各系统集成，例如：与配电网络管理和配电自动化结合

22、，实现基于GIS系统的配电网规划人工智能、空间负荷预测、潮流分析等电力系统的高级应用1，6，13。地理信息系统是使电力系统数据信息管理达到可视化的重要手段。利用GIS可以快速地制定电网故障处理方法，加快电网故障处理速度，缩短停电时间，减小停电范围;可以准确地打印出停电用户名单，通知用户，减少用户损失；可以快速、准确地制定供电方案，缩短报装接电时间；与电网管理结合的高级应用更可大大提高电力系统的自动化水平。电力GIS在降低信息维护成本，提高电网信息共享的灵活性等方面为电力企业带来诸多利益和便利之处，随着应用的逐步深入，供电企业的生产管理对地理信息系统的需求也越来越高。2.3 GIS在国内外电力系

23、统的发展概况地理信息系统作为数字化电网、信息化企业的一个重要技术支撑手段，因为其强大的数据分析功能、空间分析功能正在广泛应用于电力系统中与空间信息有密切关系的各个方面。2.3.1国外发展状况国外电力 GIS 应用的发展经历了“CAD+数据库”阶段、“传统 GIS应用”阶段，90 年代初期，进入“AM/FM/GIS应用”阶段。建立“数字电网”及“协同工作环境”为特征的电力 GIS 系统，已成为发达国家电力企业，为增强自身竞争能力（降低生产成本、提高服务水平）而进行生产经营“业务流程重组”工作、提高电网运行科学管理水平的必不可少的工具13。2.3.2国内发展状况 地理信息系统在我国电力行业的应用起

24、步较晚，但发展很快。自1996年起，国家电网公司开始引进电力地理信息系统应用。北京、西安、武汉、兰州、上海、重庆、广州、绍兴等地的供电企业相继开展了电力地理信息系统项目建设，有的项目已经进入初步实用化阶段，有的在20世纪90年代中后期进行了试点工作后，又陆续向全方位应用发展。所建系统已从过去的主要集中应用在配电系统管理方面，向输电系统、客户服务系统、客户管理系统、用电营业系统、配电管理系统以及地理信息系统与能量管理系统/数据采集与监视控制系统（EMS/SCADA）、配电自动化系统相互结合的综合应用发展。一些发电企业也陆续开展了地理信息系统在发电企业中的开发。 随着国家电网公司集团化运作、集约化

25、发展、精细化管理和标准化建设的“四化”战略的深入推进，截止2007年4月，各省公司及其下属单位共建设电力GIS项目144个，大部分电力GIS应用由地市公司单独建设，也有部分应用是由网省公司建设后推广到地市公司1。 目前，电力GIS的应用主要应用于输电、变电、配电三大专业，这些专业应用开始建设时间较早，建设数量很多，其他如营销、调度、通信等GIS的应用最近几年也开始建设。代表性网省公司主要有北京、上海、福建、湖南等。2.4 GIS在电力系统中的应用GIS在电力系统中的应用主要体现在发电、输变电、配电和电力营销等重要环节，其地域分布广泛、涉及的设备数量庞大、设备设施更改频繁。从实际情况看，电网的各

26、种信息与空间地理环境有着密切联系，利用GIS技术管理和处理这些信息，对于提高电力系统生产效率、管理质量和科学决策水平具有十分重要的现实意义。1.在发电(电厂)中的应用 电厂的生产管理高度集中统一，整套管理体系是按电力生产特定的规律而建，并逐步发展、健全。根据电厂管理的需要，基于GIS的电厂管理信息系统可以从以下两方面提供各种信息服务:(l)实现类似MSI的管理功能。 (2)实现面向图形信息的管理功能。发电厂管理信息系统（MIS）网关发电厂地理信息系统发电厂企业的监控信息系统（SIS）图2.2发电厂地理信息系统运行环境发电厂地理信息系统发电厂实时监控信息系统发电厂计算机网络管理信息系统发电厂厂区

27、、设备管理信息系统发电厂综合管网管线信息系统图2.3发电厂地理信息系统结构图2.在输变电工程中的应用 输变电工程是电力系统中最重要的环节，输电网一般电压等级高，接线简单，跨越距离远，空间地理分布广、范围大。从输变电线路的规划、设计到施工，一般需要5-10年的时间，而投入运行后的维护和管理是一个更长的过程。在这一过程的不同时段里，将涉及成百上千公里线形延长区域内的空间图形及相关的属性数据(如地形地貌、地质、水文、建筑物、输电线路、杆塔等)。它们往往是时空宽广的海量数据，如何进行数据的采集和处理是一项复杂度高的技术工作，需要专门的设备和技术辅以实现。 地理信息系统技术在输变电工程管理方面的应用主要

28、是在地理背景图上对输变电区域内的各种地理信息以及杆塔参数、电力设备设施等进行显示、综合分析和管理的系统，以辅助电网的规划管理、工程设计、工程施工、运行管理和科学决策。3.在配电系统中的应用 配电系统是电力系统实现优化供电，实现将电能合理分配并供给电力客户的重要环节。配电网一般呈树形辐射状，地理分布广，设备数量巨大，设备变更频率高，增长快等特点。随着配电网建设改造的实施，配电网越来越复杂，同时电力企业的体制改革也要求电力企业必须加强管理提高效益必须及时响应客户需求提高售电量因此依靠过去传统的人工管理或者传统的信息管理技术，己经不能适应电力企业管理需要，由此利用GIS技术实现配电系统管理就应运而生

29、。它是一个利用地理信息系统技术，结合配电网管理实际，对配电网的配电设备进行综合管理的系统，可以将AM/FM所提供的准确的、最新的设备信息和空间信息与配电网实时运行状态信息有机地结合起来，有效地改进电力分配和紧急情况下的调度以及用于日常维护与抢修服务等，提高调度员与设备维护人员了解系统情况与处理故障的能力。GIS的引入使的网络拓扑和配电网信息更直观、更便于运行管理。GIS在配电网中应用主要体现在设备管理、配电网规划及辅助设计、电网拓扑、电网分析、故障报修(TCM)几个方面。4.在电力客户服务系统中的应用 用电是电力系统建设的最后环节，也是最终目标。随着我国电力系统逐步市场化和电力能源紧张局面的进

30、一步缓解，传统的用电管理模式已满足不了当前客户对电力需求的急剧增长。用电管理是非常复杂的电力负荷及客户业务管理工作，业务流程繁杂，传递环节过多，信息处理量大。提高用电管理工作效率、管理质量、客户服务质量及自动化水平的唯一途径是借助于现代信息处理技术和先进的管理模式，使客户服务管理系统化、制度化、规范化和自动化，真正实现用电管理“一口对外”、“业务一条龙”、“无纸化作业”10。 利用GIS技术实现客户服务现代、信息化具有独到的优势。除了能完成常规的业务处理能力，最重要的在于它可以在电子地图上实现更直观、有效的表现形式和空间查询分析等功能。主要表现在客户管理、客户定位、电能计量辅助管理、区域查询、

31、电费收费管理、区域统计、用电监察几个方面。 综上所述，GIS在电力企业的应用是全方位和多角度的,是未来电力系统信息化发展的重要方向之一。2.5电力GIS系统应用过程中的不足浅析 电力GIS系统应用过程中也存在着不足和有待解决的问题1.总体规划或设计方案不全面电力行业的地理信息系统开发实施应紧密结合电力企业生产管理、经营管理、客户服务的需要，对这些应用需求最了解的应该是电力企业中从事这些工作的领导和技术人员，但由于这些人员平时工作紧张，很难抽时间学习或接受地理信息系统知识培训。因此，总体规划或设计方案往往采用外包形式，而外包的公司对电力企业知识的匾乏，使的总体规划或设计方案深度不到位，为今后系统

32、的实施带来了许多困难，要解决好这一问题必须强调“一把手原则”和“发展与技术滚动原则”，重视项目机构建设及人力资源、资金等配置。2.系统与企业其它信息系统的融合不够各省电力公司在电力信息化建设方面的程度和技术实力参差不齐，各省电力企业都建有不同体系架构的MIS、客户服务等应用系统，如何利用已有MIS系统的数据，如何使新建的GIS系统为已有信息系统服务，如何以GIS系统为核心，为企业各类信息化应用提供空间数据和图形化管理手段，这些都是我们在系统规划过程中应重点考虑的问题。3.地理信息系统运行所需要的基础数据不全目前一些系统虽然在功能设计和开发中表现良好，但许多系统实际是一个演示功能系统，离实用化还

33、有不少差距。分析其原因主要是系统运行所需要的基础数据未建立起来，系统需要的基础数据需要长期的建立才能完善，同时数据的及时更新是系统正常运行的基础。没有完整、正确的基础数据，就没有系统正确的执行结果。4.企业需求不明确造成GIS平台的多样化电网管理企业作为电力GIS市场的主体，其价值取向的不成熟，在技术上对电力GIS缺乏透彻的理解，对如何选择电力GIS应用软件，电力GIS系统与其它电力信息系统是什么关系等问题不能回答，造成了我国电力行业所用的GIS软件平台品牌庞杂，这固然表现了电力行业信息化建设的开放性特点，但各GIS平台间存在着较大差异，缺乏互通性，也给今后电力GIS应用和技术交流以及系统的功

34、能延伸开发带来困难。5.市场发展超前，技术标准滞后急速增长的应用需求推动着市场迅速发展，而相应的技术标准和应用规范制定工作却未能及时完成。这种现象在近几年的电力GIS应用中凸显。在各电力企业所建的GIS系统中，数据组织方式、接口规则、信息存储和安全等要求均有较大差异，这些差异必将使今后的数据共享、信息交流以及日后的功能扩展带来困难。6.电网信息安全保密问题在应用了电力GIS技术后，电网资料集约化的数字是存放，使电网信息安全保密方面面临着新问题。尤其是随着高精度的GPS测量设备的引进，不但电网设备的经纬度坐标数据可以从电力GIS系统中的到，而且城市大比例尺电子地图中敏感地点、地物的精确经纬度坐标

35、数据也极易由系统中直接或间接获取。此时在传统电网资料管理方式下的“隐性”敏感信息，已变成被以“显性”方式存放，传统的电力信息保密机制有可能因此而完全失效。所以在制定电力GIS技术规范时应着重研究建立新的电网资料保密措施和机制12，19，36。 因此，开发和建设好电力地理信息系统，必须做到地理信息系统技术、计算机技术与电力生产运行管理及维护管理、客户服务管理、生产过程自动化等系统之间紧密结合，必须领导重视、企业技术人员深入参与，才能使系统真正发挥能效。2.6“数字电力”与电力GIS系统数字电力来源于数字地球这一伟大构想，它是实施数字中国战略的主要内容之一。数字电力是指通过宽带多媒体信息网络、GI

36、S等基础平台，充分利用国家空间数据基础设施、政府和各行业的宏观经济数据，整合电力信息资源，建立对行业内部人、财、物三大要素和业务进行管理、对发输供配用电全过程实时控制。 数字电力主题内容包括“五大信息基础设施”和“三大信息应用系统体系”。五大信息基础设施是通信传输网基础设施、信息交换网基础设施、信息与网络安全基础设施、输配电网地理与空间数据基础设施和计算机软硬件平台基础设施。三大信息应用体系为:电力生产控制系统体系、电力市场技术支持系统体系和生产经营管理信息系统体系20。“数字电力”概念是对电力信息化整体的形象描述。它是电力生产和管理的全过程的信息化建设。通过网络、计算机等信息技术对电力生产、

37、管理以及相关的人、设备、生产过程以及生产环境、条件、营销业务、客户、电力市场、服务对象等各个环节进行数字化描述。将电网分布、台帐及实体特征信息按其实际空间位置等属性信息建立信息库，实施传递和数字化加工。集空间查询统计、运行维护、分析管理以及决策等功能于一体。GIS将是“数字”电力极好的工具与平台21。 电力地理信息管理系统是获取、存储、检索、分析和显示集于地理空间位置上平台，建立的实体的特征和属性信息以及这些生产管理相关的地形地貌、设备、作业现场等图片和图形建立的多种功能应用的数据库系统。GIS系统可以作为数字电力信息化的重要工具和应用平台。这一应用系统直接融入现代电力生产经营活动之中，其提供

38、的电网分布、电网属性及电网实时信息，并支持业扩报装、事故抢修等业务管理过程，以提高电网维护水平，降低成本，提升电网运行管理水平，为电力企业进一步适应市场化经营、快速应急反应和提高供电服务水平奠定基础1，13，21。 3 基于GIS的电力系统管理信息系统框架3.1基于GIS的电力管理信息系统概述 随着我国城市经济建设和社会的快速发展，用电负荷日益增长，电网运行的控制及管理工作变的较以往任何时期都更为复杂。由于现在电网运行管理直接面对电力企业和广大的电力用户，网络数据量大，电气接线复杂，动态变化频繁，现有的电网运行管理手段已经难以适应现代化电网生产建设和发展的需要。为了进一步满足电力企业及其广大用

39、户对电网“安全、可靠、优质、高效、经济运行”的现代化要求，需要采用现代化的技术和管理手段来进行规划和管理，以便增强对电网设备的资产管理、运行管理和监管能力，提高供电可靠性和电能质量，从而更加及时地为电力客户提供优质、高效、安全的服务。为此，利用GIS技术进行管理已是大势所趋。传统模式下，电力管理信息的载体是图纸、报表、语言（如调度指令等），传递方式是手工交接。这种机制下，信息的更新滞后于生产数据的变化，在电力生产管理活动的各专业环节中，导致生产管理信息的“不全面、不一致、不及时、不正确”现象。解决这一严重问题的途径，是在各生产部门之间及部门内各工作岗位之间，建立起信息及时传递和同步更新的共享机

40、制和环境。由于电力生产、规划、管理和经营具有许多天然的空间网络拓扑特征，建立基于GIS技术的电力公共应用平台，将是这种机制和环境的基础。 基于GIS的管理信息系统主要是利用地理信息技术来对电网设备设施空间分布数据、生产运行数据、电网运行状态等信息进行集中化可视化管理，对电网的网络关系进行分析，并能集成已有的信息管理系统，形成以地理信息为支撑的综合可视化电网管理信息系统。3.1.1电力企业特点我国电力企业从2003年开始实施厂网分离，各网、省公司又因分工不同，分成许多部门，且各部分基本平行，比如：调度、超高压、输变电、供电、农电、通信、计量、建设、物资等部门。主要业务以电网生产、运行与管理为主，

41、结合规划、调度、通信与车辆、客户服务等。3.1.2电力GIS建设思路在进行电力GIS工程建设时必须统一领导、统一规划、统一标准、统一组织实施（可先后）的原则，统一立项研究，试点应用、持续改进，最后全面推广实施1，10，17。比较典型的思路如：首先确定统一的基础软件平台，确定统一电网模型，建设以基于图形的电网设备管理为基础结合生产管理的输变电、配电、检修试验管理信息子系统，可先由地市试点，当各项子系统及数据库形成后，将数据抽取到省级电力数据中心，由省级监管部门对各级电网进行统一监管，最终实现网省、地市间纵向的数据贯通、集中，专业系统间横向的数据共享、应用集成。3.1.3电力GIS系统工程建设的基

42、本目标 充分利用现有的各种资源，建设涵盖输电线路建设和维护管理各阶段的信息系统，全面为电网的建设、运行、维护管理服务.电力GIS建设具体目标主要有以下几方面：(1)提供统一的数据和管理平台 电力GIS将提供一个科学的管理平台，为包括设计人员、评审专家、施工管理人员、运行维护人员、高层决策人员等用户在内的多种用户服务。(2)为输电线路的建设提供有效的辅助手段电力GIS还应设计相应的辅助工具，为规划、设计、评审、运行维护人员的日常工作提供快速有效的辅助手段。(3)为电网的运行维护提供技术支持电力GIS的建设，最终将能为电网的运行维护提供一个规范的、数据完善的管理平台，支持电网的运行维护管理。(4)

43、建设一流的数字化电网 在充分考虑电网建设和维护特点的基础上，特别是有效地整合电网建设中不同用户群体的特殊要求，依靠统一的数基础据，构建统一的信息平台，形成标准化的用户信息管理应用，可以大大提高电网建设维护过程中的管理水平，实现提高管理效率、优化资源配置、减少管理环节、规范管理过程等目标，创建一流的数字化电网4，10，20，21。3.2系统框架 电力企业中，因分工不同，分成许多部门，部门之间既彼此独立，又相互合作。GIS作为一个基础平台，应用在电力企业各个部门中，满足电力企业统一规划、统一管理的需要。GIS以其良好的开发性和可扩展性，集成并融合企业已有的SCADA 、MIS、用电管理等信息系统，

44、并以其丰富直观的表达形式，从GIS分析的角度为电力企业信息系统建设构造新的、具有创新性的应用。电力企业管理信息系统及各个子系统设计与开发都要从整体和系统的角度考虑其角色和作用，并有效地利用最新的信息技术，如GIS技术、组件技术、WEB技术、数据仓库技术等，实现企业设施资源、人力资源、工作流程、客户关系、规划、设计、运营和维护、市场策略等业务管理与决策的信息化与智能化，构造一个既相互独立、又相互协作、资源共享、可互操作业务综合网络，实现企业经济和社会效益的最大化。因此，电力GIS应用平台本身不应该是孤立和封闭的系统，而应该是能够与电网生产管理的各个环节和已有的各种IT系统如MIS、OA等，更一般

45、地要能够与电力企业地ERP系统进行有机地结合，使之构成一个集成的、综合的信息管理和决策支持平台。.电力数据通信网各系统.电力公司供电公司、供电分公司超高压输变电公司通信调度中心电缆输配电公司软件平台硬件平台GIS平台输变电GIS系统配电GIS系统客户服务GS系统雷达定位故障测距集抄系统移动抢修GIS系统负荷控制、负荷预测调度自动化系统配电自动化系统用电管理DBMS其他系统基础图形数据、设备数据、线路数据、运行数据、通信数据、用户数据等图3.1 GIS与电力企业综合信息平台集成中间件 通用GIS基础平台文件数据库大型空间数据库设备数据库实时数据库电力GIS基础软件平台查询统计组件.空间数据引擎G

46、IS操作组件输入输出控制组件流程控制组件拓扑分析组件应用计算组件可扩展内核组件群WEBGIS应用移动应用行业高级应用辅助决策管理工程辅助设计运行管理设备管理应用层逻辑层数据层外部相关系统图3.2 电力GIS平台体系结构3.3系统网络框架由于电网分布的区域性，GIS在电力系统中的应用模式主要存在四种类型：主机-终端模式、工作组网络模式、客户机/服务器（Client/Server简称C/S）网络模式、Internet网络模式（Browser/Server简称B/S），目前电力管理信息系统网络应用的最佳模式是Client/Server模式和Browser/Server网络模式的混合应用模式（简称C/S+B/S模式）。各县局服务器相关系统网络其他相关系统PDAGIS工作站GIS工作站GIS工作站GIS工作站GIS工作站GIS工作站GIS工作站