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【摘 要】 文章对GTS在配网管理系统的应用情祝进行了介绍,首先就电力信息系统的基本功能及配网管理系统结构进行了分析,进而对GTS在配网管理系统的应用效果进行了详细的探讨。
【关键词】 GIS管理系统;电力配网应用
一、配电网管理体系的特征
应用于电力系统中的主要有两个子系统,即配电管理系统(简称DMS)和能量管理系统(简称EMS),二者共同的职责都是如何通过计算机的监督、调控及相关设施保障电力系统的安全、高效、经济运行。二者的划分没有明确的标准,其主要不同点在于二者分别在不同的时间段、不同的领域承担着共同的责任。EMS主要负责发电至变电这段时期的管理,而DMS主要负责变电之后的管理。在整个电力体系中,在变电之后的管理主要有负荷测试体系、SCADA、电话投诉热线(又名95598系统)、电力营销体系、设备管理AM/FM/GRS。换句话说,EMS负责发电,而DMS负责管理负荷。相比于EMS,DMS有着更广泛的应用范围。而该处的范围代表的不是人们生活中常说的地理范围,是另一种含义的范围,主要是根据其下管理装置的数量以及装置之间的链接情况来衡量的。
在配电管理体系中,管理数据的系统通常由四部分组成,分别为地理层(涵盖了所有地理相关图片与资料)、设备层(涵盖了整个系统中各个装置的物理及空间属性信息)、拓扑层(涵盖了与装置有关的拓扑关系资料)、物理层(涵盖了某些地方的标志性建筑)。其中,地理信息系统奠定了设备层形成的基础。
二、GIS系统的技术的结构
1、GIS系统的说明介绍
GIS系统,全称为地理信息管理系统,该系统的操作基础是计算机,依靠计算机的各种软件、硬件对获得的信息按照固定的格式进行整理、处理、储存、输出,该系统将所有的资源信息及环境信息结合起来,并且以空间形式或地理坐标的形式呈现出来,以便于人们更好的使用这些信息。该系统中包含有多种操作及分析程序,能对资料数据进行全面的分析,同时,以图案、图形等方式想象的显示器分析结果,为多领域工作的人们提供了简洁、清晰的信息。
在电力系统中,配电网管理体系的节点包括变压器、断路器、杆塔、变电站等,这些节点有着较广的分布,同时规模也较为庞大,其运营情况的管理要结合其地理位置而定,为提高配电管理的水平,为用户提供高质量的服务,引入配电GIS系统后,为人们的管理带来了便捷,同时还完成了许多传统系统无法实现的工作。在人们对电网的建造及改造进程中,配电自动化有着举足轻重的作用,同时,配电网又是配电自动化中的主流部分。有了这种体系,方便人们即刻掌握配电网络的分布和运行设备的各种信息,能使人们更好的对配电网进行管理和调控,大大增加了设备的使用水平和工作效率。
2、随着科技的发展,技术的进步,电力管理系统也更加信息化、自动化。电网的规模越来越大,因此就需要更多了管理设备、更多的用户信息及规划方案等。然而,判断一个决定是否合理,就要看该决策人是否对信息有较全面的了解。为了为电力系统决策人员提供一个多元化的决策依据,可以最大限度地将有关信息集成起来。电网互联技术的发展,导致电力系统规模越来越庞大,涉及领域越来越多,因此在整个电力系统运行中要考虑多方面的影响因素,其中包括资源、人才、经济、社会等,而所有的因素和地理位置有着一定的联系,整个系统的运行都是围绕着地理信息进行的。因此可以推断,在配电管理系统的未来发展中,GIS的应用将成为主流。
但是,我国的国内经济水平的不均衡导致了我国电力设备的参差不齐,东部较好,而西部较差。尽管如此,我国设备先进的东部地区的电力行业的发展还是远远赶不上经济发展的脚步。尤其越是经济较发达的城市地区,我国配电网管理的不足就越明显,主要有两个原因:一个是城市的发展速度较快,另一个是消耗的电量过多。为提高配电线路运行的可靠性和故障排除的时间及准确性,可以把GIS技术引入到配电网管理系统中,通过地理信息系统强大的数据分析及空间分析功能来检测配电系统中的设施运行状态。地理信息系统最早是以AM/FM/GIS(即AutoMapping/FacilityManagement/GeographicSystem)的形式出现的,全称为自动绘图设备管理地理信息系统,但通常称之为配电网地理信息系统。AM/FM/GIS技术的核心是地理信息系统,职责是监督调控各区域内的电力设施及相关技术,保障整个系统的数据信息按照相关规定进行处理。主要是通过描述电网构造及运行逻辑的方式来发挥作用,进而保障了所有的电力的应用程序能实现很好的运行,而地理图形在该过程中只是个辅助形式。若AM/FM/GIS技术得到了科学合理的使用,将有利于电力产业各部门中建立起完善的系统,大大改善了我国电力行业的管理现状,实现资源高效率供电的目标。
3、配电网在地理信息系统中的地理分布特点
配电网中的元素有着较强的地域性,如线路分布、设备分布及用户分布等,因此,在实际的管理过程(包括线路改道、定时检修、增加用户等)中,更多的是考虑其地域因素,要考虑其长度、范围、街道走向等。配电管理所能支配的元素主要有变电站、开闭所、所有线路、杆塔、变压器、开关刀闸、变压器之间的连接等等,具体如图2其特征各不相同,主要分布类型有点、线及面三种形式。
三、配网管理系统体系结构
基于国产优秀的GIS基础平台MAPINFO上开发的输配电地理信息系统克服了历年来信息系统在处理图形和数据时的分离,实现了将各种信息与地理位置在技术上的整合,使系统形象自观、操作便捷。同时GIS集中运用地理信息技术、计算机技术、数據库技术、网络技术的成果,可以实现庞大的数据管理和分析。
1、模块结构
建立电力网络地理信息系统是一项较大的系统工程,为了保证系统以后的质量及运行效率,系统运行必须有一个适当的网络结构。根据电力企业现行机构设置与管理模式,充分考虑电力企业在管理和业务等方面的特殊要求以及系统扩展的需要,系统采用c/s结构(客户机/服务器)和b/s结构(浏览器和服务器)相结合的方式。 2、系统特点
基础平台作为其他模块所需数据的提供者和管理者,负责采集、维护规模庞大的电网基础数据,其技术特点如下:
集中性:在该系统中集中了全局地理底图和电网数据,并且这些数据可以实现客户端通过内网进行访问。系统内数据可以实现实时的共享与传输的一致性。
开放性:鉴于当前各种技术更新速度快的趋势,本系统在开发设计中考虑到了可扩充性和可连接性。GIS技术对当前主流数据库具有较好的兼容性,可支持各类操作系统平台;具备标准化接口,从而为系统的应用提供了便利。
先进性:GIS平台采用与世界同步的计算机图形技术、数据库技术、网络技术以及地理信息处理技术。在该系统的开发与设计过程中,应用了当前先进的、成熟的主流技术,从而实现了支持远程数据和图纸查询以及各类数据报表的输出与打印功能。并利用系统提供的强大图表输出功能,可以自接打印地图、统计报表、各类数据等。
安全性:GIS系统在安全方便作出了充分的考虑,从而确保系统应用过程中避免带来安全隐患和风险。
四、GIS在配网管理系统的应用
1、信息采集流程
系统提供GPS与GIS结合功能。通过GPS手持机,采集低压电杆、表箱等电力设备的真实地理位置。通过本系统,下载GPS手持机中电力设备的位置信息,自动生成到地理信息图形中。
2、线路智能巡检管理
基于全球定位技术的输配电巡检管理系统,是基于节约成本、提高巡检效率而提出的一个全新概念。从而实现了输电线路巡检工作中的快速、及时、高效,这也是未来电力系统信息化和智能化的发展必然趋势。
1、流程化的计划管理。管理者可以根据巡视的要求
(定期巡视、特殊巡视、夜间巡视、故障巡视)制定相应的巡视计划,并指定巡检线路、巡检所需时间、巡检内容、负责人等信息,下发到PDA中。
2、现场巡线。PDA系统主要用于数据的搜集:实地取得杆塔、线路的定位信息,实现巡线记录、设备缺陷情况、缺陷录入功能。严格的GPS定位巡检,巡检过程中巡检人员可方便地录入规范化的缺陷描述,缺陷描述内容包含缺陷内容、所需材料、处理建议等。这些采集到的信息会自动保存到数据库中,缺陷数据将自动上传到缺陷管理系统供相关的人员使用。
3、流程化的缺陷管理。在现场登记的缺陷,回收到服务器上以后,在软件缺陷管理流程中就会显示出所登记的缺陷,用户进行“缺陷登记”→“缺陷审核”→“缺陷通知单”→“缺陷消缺”→“缺陷验收”→“缺陷归档”,此流程有权限控制,只有有此权限且工位流转时流转到此用户,此用户才可看到此缺陷。
4、抢修调度管理
在系统中建立用户电话报警的知识库和模拟库,当在区域内收到2个及以上报警电话后,系统自动判断出配变故障或某类线路故障,并能实时显示报警位置,帮助抢修人员尽快排除故障。抢修调度管理主要由GPS(全球定位系统),GPRS(无线传输、95598(电力呼叫中心)、GIS(地理信息系统)、MIS(营销管理系统)组成。
5、地图管理系统
作为地理信息系统的背景图,我们摒弃了CAD图、扫描图、柵格图的方式,使用了矢量化电子地图,这样地图信息更丰富、不变形,可实现无极缩放、分层显示、测量距离、及时更新、地名查找定位功能,并采用国际标准的WGS84坐标系。
五、结语
总而言之,GIS系统可以满足多源数据的统一管理,方便设计人员查询、浏览、共享、使用基础地理数据和电网数据,直接在该平台进行可研、初设、提高生产效率,也大大提高可研初设的效率和深度,有着极为广阔的市场前景和发展空间。
参考文献:
[1]杨玉峰.电力局电力GIS系统研究[D].硕士论文,2008,6.
[2]黄宵宁,张真良,杨志超.地理信息系统及其在电力应用[J].江苏电机工程,2002(2).
[3]刘健,倪建立,邓永辉.配电自动化系统(第2版)[M].中国水利水电出版社,2003.
[4]周明.GIS技术在电力信息系统中的应用[J].安徽电气工程职业技术学院学报,2008(3).
【关键词】 GIS管理系统;电力配网应用
一、配电网管理体系的特征
应用于电力系统中的主要有两个子系统,即配电管理系统(简称DMS)和能量管理系统(简称EMS),二者共同的职责都是如何通过计算机的监督、调控及相关设施保障电力系统的安全、高效、经济运行。二者的划分没有明确的标准,其主要不同点在于二者分别在不同的时间段、不同的领域承担着共同的责任。EMS主要负责发电至变电这段时期的管理,而DMS主要负责变电之后的管理。在整个电力体系中,在变电之后的管理主要有负荷测试体系、SCADA、电话投诉热线(又名95598系统)、电力营销体系、设备管理AM/FM/GRS。换句话说,EMS负责发电,而DMS负责管理负荷。相比于EMS,DMS有着更广泛的应用范围。而该处的范围代表的不是人们生活中常说的地理范围,是另一种含义的范围,主要是根据其下管理装置的数量以及装置之间的链接情况来衡量的。
在配电管理体系中,管理数据的系统通常由四部分组成,分别为地理层(涵盖了所有地理相关图片与资料)、设备层(涵盖了整个系统中各个装置的物理及空间属性信息)、拓扑层(涵盖了与装置有关的拓扑关系资料)、物理层(涵盖了某些地方的标志性建筑)。其中,地理信息系统奠定了设备层形成的基础。
二、GIS系统的技术的结构
1、GIS系统的说明介绍
GIS系统,全称为地理信息管理系统,该系统的操作基础是计算机,依靠计算机的各种软件、硬件对获得的信息按照固定的格式进行整理、处理、储存、输出,该系统将所有的资源信息及环境信息结合起来,并且以空间形式或地理坐标的形式呈现出来,以便于人们更好的使用这些信息。该系统中包含有多种操作及分析程序,能对资料数据进行全面的分析,同时,以图案、图形等方式想象的显示器分析结果,为多领域工作的人们提供了简洁、清晰的信息。
在电力系统中,配电网管理体系的节点包括变压器、断路器、杆塔、变电站等,这些节点有着较广的分布,同时规模也较为庞大,其运营情况的管理要结合其地理位置而定,为提高配电管理的水平,为用户提供高质量的服务,引入配电GIS系统后,为人们的管理带来了便捷,同时还完成了许多传统系统无法实现的工作。在人们对电网的建造及改造进程中,配电自动化有着举足轻重的作用,同时,配电网又是配电自动化中的主流部分。有了这种体系,方便人们即刻掌握配电网络的分布和运行设备的各种信息,能使人们更好的对配电网进行管理和调控,大大增加了设备的使用水平和工作效率。
2、随着科技的发展,技术的进步,电力管理系统也更加信息化、自动化。电网的规模越来越大,因此就需要更多了管理设备、更多的用户信息及规划方案等。然而,判断一个决定是否合理,就要看该决策人是否对信息有较全面的了解。为了为电力系统决策人员提供一个多元化的决策依据,可以最大限度地将有关信息集成起来。电网互联技术的发展,导致电力系统规模越来越庞大,涉及领域越来越多,因此在整个电力系统运行中要考虑多方面的影响因素,其中包括资源、人才、经济、社会等,而所有的因素和地理位置有着一定的联系,整个系统的运行都是围绕着地理信息进行的。因此可以推断,在配电管理系统的未来发展中,GIS的应用将成为主流。
但是,我国的国内经济水平的不均衡导致了我国电力设备的参差不齐,东部较好,而西部较差。尽管如此,我国设备先进的东部地区的电力行业的发展还是远远赶不上经济发展的脚步。尤其越是经济较发达的城市地区,我国配电网管理的不足就越明显,主要有两个原因:一个是城市的发展速度较快,另一个是消耗的电量过多。为提高配电线路运行的可靠性和故障排除的时间及准确性,可以把GIS技术引入到配电网管理系统中,通过地理信息系统强大的数据分析及空间分析功能来检测配电系统中的设施运行状态。地理信息系统最早是以AM/FM/GIS(即AutoMapping/FacilityManagement/GeographicSystem)的形式出现的,全称为自动绘图设备管理地理信息系统,但通常称之为配电网地理信息系统。AM/FM/GIS技术的核心是地理信息系统,职责是监督调控各区域内的电力设施及相关技术,保障整个系统的数据信息按照相关规定进行处理。主要是通过描述电网构造及运行逻辑的方式来发挥作用,进而保障了所有的电力的应用程序能实现很好的运行,而地理图形在该过程中只是个辅助形式。若AM/FM/GIS技术得到了科学合理的使用,将有利于电力产业各部门中建立起完善的系统,大大改善了我国电力行业的管理现状,实现资源高效率供电的目标。
3、配电网在地理信息系统中的地理分布特点
配电网中的元素有着较强的地域性,如线路分布、设备分布及用户分布等,因此,在实际的管理过程(包括线路改道、定时检修、增加用户等)中,更多的是考虑其地域因素,要考虑其长度、范围、街道走向等。配电管理所能支配的元素主要有变电站、开闭所、所有线路、杆塔、变压器、开关刀闸、变压器之间的连接等等,具体如图2其特征各不相同,主要分布类型有点、线及面三种形式。
三、配网管理系统体系结构
基于国产优秀的GIS基础平台MAPINFO上开发的输配电地理信息系统克服了历年来信息系统在处理图形和数据时的分离,实现了将各种信息与地理位置在技术上的整合,使系统形象自观、操作便捷。同时GIS集中运用地理信息技术、计算机技术、数據库技术、网络技术的成果,可以实现庞大的数据管理和分析。
1、模块结构
建立电力网络地理信息系统是一项较大的系统工程,为了保证系统以后的质量及运行效率,系统运行必须有一个适当的网络结构。根据电力企业现行机构设置与管理模式,充分考虑电力企业在管理和业务等方面的特殊要求以及系统扩展的需要,系统采用c/s结构(客户机/服务器)和b/s结构(浏览器和服务器)相结合的方式。 2、系统特点
基础平台作为其他模块所需数据的提供者和管理者,负责采集、维护规模庞大的电网基础数据,其技术特点如下:
集中性:在该系统中集中了全局地理底图和电网数据,并且这些数据可以实现客户端通过内网进行访问。系统内数据可以实现实时的共享与传输的一致性。
开放性:鉴于当前各种技术更新速度快的趋势,本系统在开发设计中考虑到了可扩充性和可连接性。GIS技术对当前主流数据库具有较好的兼容性,可支持各类操作系统平台;具备标准化接口,从而为系统的应用提供了便利。
先进性:GIS平台采用与世界同步的计算机图形技术、数据库技术、网络技术以及地理信息处理技术。在该系统的开发与设计过程中,应用了当前先进的、成熟的主流技术,从而实现了支持远程数据和图纸查询以及各类数据报表的输出与打印功能。并利用系统提供的强大图表输出功能,可以自接打印地图、统计报表、各类数据等。
安全性:GIS系统在安全方便作出了充分的考虑,从而确保系统应用过程中避免带来安全隐患和风险。
四、GIS在配网管理系统的应用
1、信息采集流程
系统提供GPS与GIS结合功能。通过GPS手持机,采集低压电杆、表箱等电力设备的真实地理位置。通过本系统,下载GPS手持机中电力设备的位置信息,自动生成到地理信息图形中。
2、线路智能巡检管理
基于全球定位技术的输配电巡检管理系统,是基于节约成本、提高巡检效率而提出的一个全新概念。从而实现了输电线路巡检工作中的快速、及时、高效,这也是未来电力系统信息化和智能化的发展必然趋势。
1、流程化的计划管理。管理者可以根据巡视的要求
(定期巡视、特殊巡视、夜间巡视、故障巡视)制定相应的巡视计划,并指定巡检线路、巡检所需时间、巡检内容、负责人等信息,下发到PDA中。
2、现场巡线。PDA系统主要用于数据的搜集:实地取得杆塔、线路的定位信息,实现巡线记录、设备缺陷情况、缺陷录入功能。严格的GPS定位巡检,巡检过程中巡检人员可方便地录入规范化的缺陷描述,缺陷描述内容包含缺陷内容、所需材料、处理建议等。这些采集到的信息会自动保存到数据库中,缺陷数据将自动上传到缺陷管理系统供相关的人员使用。
3、流程化的缺陷管理。在现场登记的缺陷,回收到服务器上以后,在软件缺陷管理流程中就会显示出所登记的缺陷,用户进行“缺陷登记”→“缺陷审核”→“缺陷通知单”→“缺陷消缺”→“缺陷验收”→“缺陷归档”,此流程有权限控制,只有有此权限且工位流转时流转到此用户,此用户才可看到此缺陷。
4、抢修调度管理
在系统中建立用户电话报警的知识库和模拟库,当在区域内收到2个及以上报警电话后,系统自动判断出配变故障或某类线路故障,并能实时显示报警位置,帮助抢修人员尽快排除故障。抢修调度管理主要由GPS(全球定位系统),GPRS(无线传输、95598(电力呼叫中心)、GIS(地理信息系统)、MIS(营销管理系统)组成。
5、地图管理系统
作为地理信息系统的背景图,我们摒弃了CAD图、扫描图、柵格图的方式,使用了矢量化电子地图,这样地图信息更丰富、不变形,可实现无极缩放、分层显示、测量距离、及时更新、地名查找定位功能,并采用国际标准的WGS84坐标系。
五、结语
总而言之,GIS系统可以满足多源数据的统一管理,方便设计人员查询、浏览、共享、使用基础地理数据和电网数据,直接在该平台进行可研、初设、提高生产效率,也大大提高可研初设的效率和深度,有着极为广阔的市场前景和发展空间。
参考文献:
[1]杨玉峰.电力局电力GIS系统研究[D].硕士论文,2008,6.
[2]黄宵宁,张真良,杨志超.地理信息系统及其在电力应用[J].江苏电机工程,2002(2).
[3]刘健,倪建立,邓永辉.配电自动化系统(第2版)[M].中国水利水电出版社,2003.
[4]周明.GIS技术在电力信息系统中的应用[J].安徽电气工程职业技术学院学报,2008(3).