地理信息系統(tǒng)（GIS）概述

        地理信息系統(tǒng)，簡稱GIS，是國際上近年發(fā)展起來的一門新興科學，是在地理學、地圖學、測量學，計算機科學等各類基礎(chǔ)學科上發(fā)展起來的綜合性學科體系，它具有空間數(shù)據(jù)的獲取、存儲、顯示、編輯、處理、分析、輸出和應用等功能，將現(xiàn)實生活中的各種信息與地理位置、圖形信息有機地結(jié)合在一起，真實、圖文并茂地展示在用戶面前。

　　經(jīng)過多年的發(fā)展，如今，GIS已逐漸成為一項相當成熟的技術(shù)，并且得到了極廣泛應用。尤其是近些年，GIS更以其強大的地理信息空間分析功能，在各個行業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。

　　電力GIS的發(fā)展

　　電力企業(yè)通常服務于發(fā)電、送電、變電、配電和用電等重要環(huán)節(jié)，其地域分布廣泛、所管轄的設(shè)備量大、更改頻繁，隨著電力行業(yè)的快速發(fā)展，電網(wǎng)運行中大量的網(wǎng)線和設(shè)備，相應的圖紙、檔案、各類信息資料也會越來越多，同時隨著電網(wǎng)的日益復雜，饋線之間的相互關(guān)系也更趨復雜，給電力部門的管理和調(diào)度提出越來越高的要求。

 
　　隨著GIS在土地、交通、國防、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、電信、旅游等眾多行業(yè)中得到應用，電力GIS在近年也得到了較大的發(fā)展，經(jīng)過多年來的努力，較多電力企業(yè)已經(jīng)建立了適合電力行業(yè)生產(chǎn)和管理應用的GIS平臺，并在電力生產(chǎn)和管理上發(fā)揮了重要作用。以電力GIS建立起來的“數(shù)字電網(wǎng)”及“協(xié)同工作”為特征的電力GIS系統(tǒng)，大大提高電網(wǎng)運行科學管理水平，推進了我國電力生產(chǎn)經(jīng)營管理工作達到更高水平的進程。

　　就目前電力信息化發(fā)展的趨勢和全國城市數(shù)字化建設(shè)的進程來看，加快和提高電力GIS應用系統(tǒng)的建設(shè)，是電力企業(yè)提高管理水平、提高服務水平、提升電力產(chǎn)業(yè)水平的技術(shù)發(fā)展的需要，也是國家整體信息化發(fā)展的必然趨勢。

　　電力GIS的多項應用

　　GIS在電力系統(tǒng)的應用中，從GIS的擴展性、集成性和可視化的特點，電力GIS能實現(xiàn)與電力企業(yè)現(xiàn)運行的調(diào)度自動化系統(tǒng)、電力營銷系統(tǒng)、電力客戶管理系統(tǒng)等應用系統(tǒng)進行集成，包括與MIS系統(tǒng)融為一體，利用GIS自有強大的數(shù)據(jù)搜索和直觀地數(shù)據(jù)展示方式，及時、全面、準確地獲取各種電力資源，保障電力設(shè)備的安全、高效運行。

　　設(shè)備資產(chǎn)管理

　　運用GIS技術(shù)，將電力設(shè)備的屬性數(shù)據(jù)疊加在相應的地理街道圖層中，把地理信息系統(tǒng)同實際中的電力設(shè)備有機地結(jié)合起來，在地圖上展示出電力運行模型，用不同的圖形元素代表不同的電力設(shè)備，如線路、開關(guān)、刀閘、變壓器、電壓互感器、電容器等，并可把這些設(shè)備與外部數(shù)據(jù)庫靈活地掛接起來，直觀形象地完成設(shè)備的管理，在此基礎(chǔ)上，可以真實地確定每個地區(qū)的設(shè)備狀況，再將不同地區(qū)根據(jù)設(shè)備狀況的用不同顏色加以區(qū)分，實現(xiàn)電力設(shè)備管理的一目了然。

　　電網(wǎng)運行

　　GIS采用直觀的方法，結(jié)合各種空間信息組織、分析和顯示電力運行的各項數(shù)據(jù)，把各種分析數(shù)據(jù)可視化地在地圖上顯示，不同的屬性查詢結(jié)果可以統(tǒng)一起來顯示，使電力運行管理人員能以圖形方式瀏覽這些信息和相互關(guān)系，一目了然，從總體上把握設(shè)備情況、分析故障原因、故障地點等，實現(xiàn)電力運行的圖形化、信息化、運行數(shù)據(jù)的可視化，促進電網(wǎng)運行管理的科學化。

　　（1）模擬操作與空間分析

　　在GIS平臺上可以對各電壓等級線路上的開關(guān)、刀閘進行閉合操作，并實時顯示運行方式改變后電網(wǎng)中線路和設(shè)備供電、停電狀態(tài)，進行停電范圍分析。

　　（2）供電電源與范圍分析

　　通過電力網(wǎng)中的拓撲結(jié)構(gòu)圖，可以跟蹤到某條線路的供電電源點，如變電站的出線或某個區(qū)域的供電電源點。當在GIS中選擇某個變電站或配電所時，可以自動展示該變電站或配電所的供電范圍，或全部的用電用戶信息。

 
　　（3）電網(wǎng)運行輔助管理

　　對電力運行網(wǎng)中的線路進行線路阻抗的自動計算、短路電流計算、各線路的負荷預測、系統(tǒng)負荷的負荷預測、電網(wǎng)運行安全性分析等功能，同時通過GIS系統(tǒng)具有的強大拓撲結(jié)構(gòu)自動分析、生成功能計算出斷電的影響范圍、動態(tài)阻抗以及輔助給出電網(wǎng)負荷轉(zhuǎn)移方案。

　　（4）負荷分析

　　GIS能與各種負荷控制系統(tǒng)集成，在GIS平臺上直觀地顯示各負荷點的分布，查詢分析各負控點的負荷信息，查詢負控設(shè)備和負控用戶檔案，對負荷異常情況進行分析。

　　電網(wǎng)調(diào)度

　　GIS提供的設(shè)備信息和空間信息與SCADA系統(tǒng)提供的實時運行數(shù)據(jù)有機地進行結(jié)合，在GIS圖形上顯示實時運行信息，包括電壓、電流、負荷、電流等信息，開關(guān)狀態(tài)信息，設(shè)備運行狀態(tài)等。直觀地反映了電力系統(tǒng)當前的運行狀態(tài)和調(diào)度員操作所需設(shè)備的地理位置信息，離線圖形數(shù)據(jù)和設(shè)備參數(shù)等全面信息，對于調(diào)度決策的正確可靠性提供了依據(jù)，提高了調(diào)度工作的質(zhì)量和效率。

　　電網(wǎng)維護

　?。?）移動巡視

　　根據(jù)電力設(shè)備的地理走向分布及其周圍地理情況，運行人員能快速確定最合理的電力設(shè)備巡檢內(nèi)容，結(jié)合GPS全球定位系統(tǒng)，可以對巡視人員進行實時跟蹤定位，并將巡視的過程和結(jié)果在GIS上進行查詢和展示。

　?。?）故障定位

　　GIS根據(jù)刀閘控制關(guān)系，進行上游刀閘查詢和刀閘控制范圍查詢等功能使運行人員能快速準確地了解電源控制點，便于巡檢中發(fā)現(xiàn)事故隱患時，較快地切斷電源。

　?。?）搶修與應急指揮

　　結(jié)合GPS全球定位系統(tǒng)，對搶修車輛進行實時監(jiān)控和回放，系統(tǒng)記錄任一車輛的運行軌跡、速度、狀態(tài)等，當有應急搶修任務是，通過指揮中心的GIS平臺，可以快速定位搶修車輛的位置和最短路徑（最短時間）分析，立即制搶修方案，及時排除電力故障。

　　（4）數(shù)據(jù)檢測管理

　　在GIS電網(wǎng)圖上，對電力負荷測量、接地測量、交叉跨越測量等信息的管理、查詢和展示。

　　用電管理

　　（1）用戶定位查詢

　　按照用戶證號、地址碼進行全圖查詢，自動定位?？梢赃x擇圖上任意區(qū)域，查詢該區(qū)域中用戶的信息。也可以　　　　在數(shù)據(jù)表中選擇感興趣的用戶（例如用電量大于特定值的用戶），在圖上顯示符合要求的用戶。

　　（2）電費收費管理

　　實現(xiàn)按管理區(qū)管理用戶，分區(qū)打印收費清單，提高用戶收費管理水平。從而可結(jié)束用戶分布在不同區(qū)域交叉混亂的局面，提高了用戶收費的可管理性。

　　（3）用戶報裝管理

　　在GIS系統(tǒng)中建立用戶報裝數(shù)據(jù)模型，當接收到用戶報裝信息后，系統(tǒng)可以根據(jù)路徑跟蹤模型和負荷平衡模型，自動計算出新用戶可接的最近配電線路，形成最優(yōu)的布線路徑，并同時自動計算出工程概算信息。

　　（4）區(qū)域統(tǒng)計

　　根據(jù)全局、分區(qū)、地圖指定區(qū)域統(tǒng)計總戶數(shù)、電量、收費率提供直方圖、餅形圖、曲線圖等；根據(jù)指定的戶數(shù)、電量、收費率等數(shù)值關(guān)系，搜索符合條件的區(qū)域，并渲染突出。

　　電網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計

　　利用 GIS進行電網(wǎng)規(guī)劃，可以實現(xiàn)電網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計的可視化、自動化及地理圖形化，根據(jù)供電范圍及要求，利用地形數(shù)據(jù)、水系數(shù)據(jù)、道路信息等進行疊加分析