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電網(wǎng)GIS輸配電一體化模式的探討

文檔作者：陳盛慧傅俊強文檔來源： I．臺州電業(yè)局 2．杭州新世紀信息技術(shù)有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年11月15日
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2007年第2期 浙江電力
ZHEJIANG ELECTRIC POWER 51
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電網(wǎng)GIS輸配電一體化模式的探討
Study on Integrated Design of GIS in Transmission Network
陳盛慧 ，傅俊強
(I．臺州電業(yè)局，浙江 臺州 317000；2．杭州新世紀信息技術(shù)有限公司，浙江杭州 310013)
摘要：介紹國內(nèi)供電企業(yè)GIS建設(shè)現(xiàn)狀，分析目前常規(guī)GIS設(shè)計模式產(chǎn)生的原因，提出建立電網(wǎng)GIS
輸配電一體化的設(shè)想，重點介紹了其概念及內(nèi)容，闡述了該模式的優(yōu)勢，對地市供電企業(yè)建設(shè)一體
化GIS的可行性進行分析。
關(guān)鍵詞：電網(wǎng)GIS；輸配電一體化；數(shù)據(jù)整合
中圖分類號：TP391 文獻標識碼： B 文章編號：1007—1881(2007)02—0051—04
0 引言
近年來，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，電
網(wǎng)規(guī)模也急劇擴大，不同電壓等級的變電站
數(shù)量、變電容量和線路長度都在快速增長，
電網(wǎng)的運行維護任務(wù)日趨繁重，管理難度與
成本越來越高。依靠科技進步，不斷提升電
網(wǎng)管理水平，成為各級供電企業(yè)追求的目
標。
GIS(地理信息系統(tǒng)，geographic information
system)是電網(wǎng)空間數(shù)據(jù)的重要載體與管理工
具，傳統(tǒng)的設(shè)計模式主要依據(jù)組織結(jié)構(gòu)與電
網(wǎng)管理職能來劃分各系統(tǒng)，每類系統(tǒng)只為相
關(guān)職能部門服務(wù)，如縣局建設(shè)配電GIS，地市
局建設(shè)輸電GIS、通信光纖GIS，幾類系統(tǒng)之
間沒有直接的數(shù)據(jù)聯(lián)系，縱向組織問也沒有
任何空間數(shù)據(jù)交換。這種模式不能全面完整
地反映地區(qū)電網(wǎng)空間分布整體情況，軟硬件
資源利用率低，投資成本高，數(shù)據(jù)分散應(yīng)用
整合困難。
電網(wǎng)GIS輸配電一體化模式將改變傳統(tǒng)
的分散設(shè)計理念，其核心是對電網(wǎng)空間信息
資源的統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計，它通過建設(shè)集中的地
區(qū)級電網(wǎng)空間數(shù)據(jù)中心，在統(tǒng)一平臺與模型
的基礎(chǔ)上，開發(fā)各種空間數(shù)據(jù)服務(wù)與GIS應(yīng)
用，解決市地供電企業(yè)與所轄縣級供電企業(yè)
之間空間數(shù)據(jù)與應(yīng)用共享問題，從根本上解
決傳統(tǒng)GIS模式的諸多弊端，這對于減少企業(yè)
重復(fù)投資，提升軟硬件資源利用率，具有現(xiàn)
實的意義。
1 供電企業(yè)GIS建設(shè)現(xiàn)狀
1．1 GIs技術(shù)在供電企業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀
經(jīng)過近10年的研究與實踐， 電網(wǎng)GIS目
前已經(jīng)走出探索與研究階段，開始步人實用
化階段。與前幾年相比，一個明顯的變化
是，GIS在功能范圍上有了很大的擴充，除涵
蓋傳統(tǒng)的“AM／FM／GIS” 之外，更加貼近企
業(yè)生產(chǎn)業(yè)務(wù)實際，重視與企業(yè)生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程
的融合，GIS作為專業(yè)化的圖形分析展現(xiàn)工具
而得到普遍認可。另外一個較為明顯的是GIS
應(yīng)用方向的轉(zhuǎn)變，隨著企業(yè)級實時數(shù)據(jù)庫的
建設(shè)，GIS開始系統(tǒng)地使用存貯在實時數(shù)據(jù)庫
(如OSIsofi公司的PI)中的電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)，在
電子地圖上實時模擬電網(wǎng)的運行狀態(tài)，分析
其歷史變化，預(yù)測其發(fā)展趨勢。如嘉興電力
局利用PI數(shù)據(jù)庫中的自動化數(shù)據(jù)，能夠在GIS
上在線分析輸電線路的孤垂與負荷、溫度等
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52 浙江電力 2007年第2期
相關(guān)因素的變化關(guān)系，并在斷面圖上實時模
擬線路孤垂變化情況。從這種角度來看，電
網(wǎng)GIs已經(jīng)由單純的只反映電網(wǎng)拓樸結(jié)構(gòu)的
靜態(tài)GIS開始轉(zhuǎn)向既能反映當前電網(wǎng)運行狀
況又能預(yù)測其發(fā)展變化的實時GIS。
隨著電力信息化的發(fā)展推進，數(shù)據(jù)整
合、應(yīng)用集成的發(fā)展趨勢更加明顯，客觀上
要求各系統(tǒng)開放數(shù)據(jù)資源，輸電GIS與配電
GIS之間、通信光纖GIS之間也要求彼此共享
不同的空間數(shù)據(jù)資源， 在數(shù)據(jù)整合的基礎(chǔ)
上，對外提供統(tǒng)一的空間數(shù)據(jù)服務(wù)，滿足實
際業(yè)務(wù)對跨系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享的需要，而通過接
口與中間件技術(shù)打通幾套GIS的方法在實踐
中會遇到諸多的問題，如不同系統(tǒng)間的坐標
變換、輸配電線路交叉跨越，通信光纖同步
輸電線路資源等問題，技術(shù)難度較大，難以
徹底解決；這就需要重新審視目前的設(shè)計模
式， 圍繞著數(shù)據(jù)整合、應(yīng)用集成的思路，探
索符合電力業(yè)務(wù)實際需要的設(shè)計模式。
1．2 電網(wǎng)G】【s常規(guī)建設(shè)模式分析
在供電企業(yè)GIS建設(shè)過程中，常規(guī)的設(shè)
計模式是把配電GIS、輸電GIS、通信光纖
GIS分開單獨設(shè)計，并不考慮幾套系統(tǒng)問的內(nèi)
在邏輯關(guān)系， 這主要有以下幾個方面的原
因。
(1)GIS開發(fā)單位業(yè)務(wù)發(fā)展的限制。GIS開
發(fā)單位最初大多以開發(fā)配電網(wǎng)GIS起步，在
進行設(shè)計時，主要關(guān)注的是配電網(wǎng)的管理，
對輸電業(yè)務(wù)、通信業(yè)務(wù)并沒有深入的認識。
除此之外，這幾類系統(tǒng)在開發(fā)時間、開發(fā)廠
商、主管單位、平臺技術(shù)、設(shè)計理念上也存
在很多差異，從而導(dǎo)致了各套系統(tǒng)分離的現(xiàn)
狀。
(2)供電企業(yè)認識水平的限制。雖然電力
系統(tǒng)在很早就認識到統(tǒng)一規(guī)劃、分步實施的
重要性，但在實際建設(shè)時，還有很多不到位
的地方，導(dǎo)致各類GIS系統(tǒng)問互不關(guān)聯(lián)。
(3)GIS平臺技術(shù)與設(shè)計理念的限制。在
電網(wǎng)GIS建設(shè)過程中，GIS平臺選取主要聚焦
在ArcGIS、GE SmallWorld等大型的GIS平臺
上，這些平臺均有自己的鮮明特點，但這些
平臺還在發(fā)展，還在不斷地融合新的信息技
術(shù)與設(shè)計理念。而早期的配電GIS、輸電
GIS、通信光纖GIS不可避免地受GIS平臺設(shè)
計技術(shù)的限制，從而在一定程度上造成了相
互分離的現(xiàn)狀。
2 電網(wǎng)GIS輸配電一體化技術(shù)特點
電網(wǎng)GIS輸配電一體化基于數(shù)據(jù)整合、應(yīng)
用集成的設(shè)計模式，在地區(qū)級電網(wǎng)空間數(shù)據(jù)
集中的基礎(chǔ)上，統(tǒng)一開發(fā)各類GIS應(yīng)用，滿足
地市局、縣局的實際需要，它主要具有以下
技術(shù)特點。
2．I 模型一體化
輸電網(wǎng)絡(luò)、配電網(wǎng)絡(luò)、通信光纖網(wǎng)絡(luò)之
間聯(lián)系非常密切，它們不僅在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上相
似，而且在電氣(拓撲)上緊密相連，在空間
位置存在著交叉重疊，是一個密不可分的整
體。GIS是對電網(wǎng)的真實模擬與抽象，GIS空
間中的“電網(wǎng)”也應(yīng)像現(xiàn)實世界中的電網(wǎng)一
樣，是一個有機的整體，是企業(yè)各部門都需
要共享的公共信息資源。在設(shè)計電網(wǎng)GIS時，
要有系統(tǒng)觀念，從整體上對電網(wǎng)模型進行一
體化的設(shè)計， 避免人為地產(chǎn)生新的信息孤
島。
在進行一體化建模時，應(yīng)采用流行的面
向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法進行全信息建模，模型既
包括輸電、變電、配電領(lǐng)域內(nèi)的不同電壓等
級的電力設(shè)備， 又包括與輸配電緊密相關(guān)的
通信光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)備， 不僅包括了設(shè)備模型的
文本屬性信息，而且包含設(shè)備模型的圖形及
空間拓撲信息，形成全網(wǎng)一致描述，使圖形
和數(shù)據(jù)一體化集成，從而徹底解決傳統(tǒng)生產(chǎn)
管理應(yīng)用中靜態(tài)圖形和數(shù)據(jù)關(guān)系割裂的問
題。模型一體化設(shè)計的實質(zhì)是在傳統(tǒng)的輸電
GIS與配電GIS間建立對電網(wǎng)對象的一致定義
與管理，在具體設(shè)計時，除考慮GIS平臺設(shè)計
技術(shù)之外，可以適當參考IEC 61970／61968中
的CIM模型標準。
2．2 數(shù)據(jù)集中部署
數(shù)據(jù)集中部署是實現(xiàn)電網(wǎng)GIS輸配電一體
化的前提，在地區(qū)統(tǒng)一平臺基礎(chǔ)上建立集中
的空間數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)地區(qū)局輸電數(shù)據(jù)、通
信光纖數(shù)據(jù)與縣局配電數(shù)據(jù)的物理集中存
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2007年第2期 陳盛慧，等：電網(wǎng)GIS輸配電一體化模式的探討 53
貯，一體化的模型設(shè)計使各類型空間數(shù)據(jù)邏
輯集中成為可能。以SmallWorld GIS平臺為
例，空間數(shù)據(jù)可以集中部署在地區(qū)局統(tǒng)一的
GIS主機上， 通過Smallworld的SOC(Spatial
Object Controller)技術(shù)實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的統(tǒng)一控
制， 通過SIAS(Smallworld Internet Application
Server)提供一致的基于B／S模式的空間數(shù)據(jù)
服務(wù)， 以臺州電業(yè)局為例，整體部署結(jié)構(gòu)如
圖1所示。
臺州輸電、配電、光纖GIS
應(yīng)用端輸配電線路數(shù)據(jù)共享
臺州各區(qū)(縣局)配電GIS應(yīng)用端
臺州光~I：GIS應(yīng)用端
臺州市局GISn~務(wù)
I
J
圖1 臺州電業(yè)局數(shù)據(jù)的集中共享
2．3 輸配電同圖顯示
輸配電同圖顯示即在同一張電子地圖上
既能夠顯示區(qū)域內(nèi)所有的配網(wǎng)數(shù)據(jù)，又能夠
顯示輸電網(wǎng)絡(luò)、通信光纖網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，滿足跨
專業(yè)綜合統(tǒng)計與分析的需要。
要實現(xiàn)輸配同圖顯示，首先需要統(tǒng)一電
子地圖資源，在統(tǒng)一坐標體系的基礎(chǔ)上，確
定合適的坐標原點，實現(xiàn)不同比例尺電子地
圖(如1：10000與1：500)的無縫拼接與校
正，統(tǒng)一坐標體系與坐標原點也是實現(xiàn)電網(wǎng)
設(shè)備在電子地圖上準備定位的基礎(chǔ)。其次需
要統(tǒng)一設(shè)備編碼，建立能夠涵蓋各電壓等級
設(shè)備的編碼體系，規(guī)范設(shè)備命名。編碼在設(shè)
計時要充分結(jié)合現(xiàn)有的標準，避免重復(fù)工
作。
2．4 統(tǒng)一權(quán)限管理
統(tǒng)一的權(quán)限管理是“應(yīng)用集成” 的保
障?？紤]到使用對象的業(yè)務(wù)差異性與管理目
標的不同，在具體開發(fā)電網(wǎng)GIS各子系統(tǒng)
時，要從整體上規(guī)劃權(quán)限體系，不僅要支持
現(xiàn)有的組織模式與業(yè)務(wù)模式，能夠滿足地、
縣兩級企業(yè)內(nèi)所有專業(yè)、部門對電網(wǎng)的不同
維護需要，而且要具有靈活性與擴充性，能
適應(yīng)組織結(jié)構(gòu)的調(diào)整。
GIS中的權(quán)限體系配置時要根據(jù)各專業(yè)管
理范圍確定，如高壓輸電線路編輯與輸人權(quán)
限在市局主管輸電線路的業(yè)務(wù)部門(如線路工
區(qū))， 只能通過專業(yè)的輸電GIS子系統(tǒng)來維
護，而通信管理部門要利用線路資源時，只
能通過通信光纖GIS子系統(tǒng)獲取，通信光纖
GIS子系統(tǒng)中對線路資源不具有任何更改與編
輯權(quán)限，但具有對通信線路的編碼與更改權(quán)
限，這與實際的業(yè)務(wù)管理模式是相符合的。
3 電網(wǎng)GIS輸配電一體化優(yōu)勢
與傳統(tǒng)的GIS設(shè)計模式相比較，電網(wǎng)GIS
輸配電一體化的設(shè)計模式具有以下優(yōu)點。
3．1 投資少、維護成本低
電網(wǎng)GIS輸配電一體化模式，只需地市局
購買一套硬件設(shè)備與GIS軟件平臺，就能夠滿
足管理需要，而且軟件統(tǒng)一開發(fā)實施，可節(jié)
省大量的投資，可以更加充分利用服務(wù)器資
源，性價比得到極大提高。
新的設(shè)計模式在部署與13常維護時能夠
有效節(jié)省人力與成本支出。由于數(shù)據(jù)集中在
地市局，只需要一套班子就能對整個地區(qū)內(nèi)
的所有輸配電數(shù)據(jù)進行13常備份維護工作，
而且系統(tǒng)升級時能夠加快部署速度，減少IrI’
運維人員工作量。
3．2 深化應(yīng)用，提升業(yè)務(wù)管理
從功能覆蓋范圍來看， 除傳統(tǒng)的輸電
GIS、配電GIS、通信光纖GIS功能有所增強之
外，一些涉及到多系統(tǒng)的邊界問題也得到有
效解決，如按照傳統(tǒng)的分散建設(shè)模式，由于
輸電GIS與配電GIS沒有數(shù)據(jù)聯(lián)系，很難同時
從兩套系統(tǒng)中獲取全面的輸配電線路交叉跨
越數(shù)據(jù)，而交跨點是運行巡視的重點部位，
需要特別關(guān)注；而輸配一體化設(shè)計模式則能
有效解決這些問題；除此之外，跨各類GIS系
統(tǒng)間的數(shù)據(jù)同步更新也是傳統(tǒng)模式難以解決
盎
薏
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54 浙江電力 2007年第2期
的障礙，如通信部門在管理光纖網(wǎng)絡(luò)時，需
要及時獲取最新的輸電架空線路最新數(shù)據(jù)，
傳統(tǒng)模式下的輸電GIS與光纖通信GIS很難有
效解決。新的設(shè)計模式不僅能有效解決類似
問題，深化了GIS應(yīng)用，而且能提升各專業(yè)
的管理水平。
4 可行性分析
(1)經(jīng)過近些年的發(fā)展，以GIS二次開發(fā)
商為代表的開發(fā)單位，在供電企業(yè)的GIS開
發(fā)中已經(jīng)占據(jù)了主導(dǎo)地位，它們在與電力系
統(tǒng)不斷接觸過程中，逐步熟悉電力業(yè)務(wù)，解
決了影響其發(fā)展的關(guān)鍵問題；業(yè)務(wù)范圍也不
斷擴大，在配電GIS開發(fā)成功后，又將產(chǎn)品
體系延伸到輸電GIS、光纖通信GIS等各個領(lǐng)
域，輸電GIS與配電GIS、通信光纖GIS從設(shè)
計技術(shù)上來看，本身并沒有太大的差異，只
是業(yè)務(wù)目標與服務(wù)對象不同而已。因此， 隨
著開發(fā)商實施項目的增多與業(yè)務(wù)積累，客觀
上已經(jīng)具備了對電網(wǎng)GIS空間數(shù)據(jù)資源進行
統(tǒng)一規(guī)劃開發(fā)的能力。
(2)供電企業(yè)認識與管理水平提高。隨著
電力信息化應(yīng)用的推進，傳統(tǒng)分散GIS設(shè)計
模式逐漸暴露出很多問題，企業(yè)經(jīng)常面臨著
數(shù)據(jù)整合的困惑，因為數(shù)據(jù)整合對原有的系
統(tǒng)沖擊很大，原有的系統(tǒng)難以滿足數(shù)據(jù)共享
的要求。通過對GIS應(yīng)用的深入，對GIS及統(tǒng)
一規(guī)劃有了更加深入的認識與體驗，從而能
夠更加客觀地看待一體化的GIS設(shè)計模式。
(3)GIS平臺技術(shù)的提升與設(shè)計理念的更
新。隨著大型GIS平臺的不斷更新與技術(shù)升
級，除傳統(tǒng)的功能之外，大型的GIS平臺本
身為電力業(yè)務(wù)提供更多的支持。很多GIS平
臺本身就提供了豐富的電力設(shè)備模型，開發(fā)
技術(shù)也在不斷升級，融入了主流的開發(fā)與設(shè)
計技術(shù)，為電網(wǎng)GIS輸配一體化設(shè)計創(chuàng)造了技
術(shù)條件。
5 結(jié)語
電網(wǎng)GIS輸配電一體化旨在解決長期以來
困擾地市供電企業(yè)與縣級供電企業(yè)電網(wǎng)空間
信息共享問題， 該模式將輸電GIS、配電
GIS、通信光纖GIS所涉及的空間信息資源進
行有效整合與統(tǒng)一設(shè)計，與現(xiàn)有的組織架構(gòu)
與業(yè)務(wù)管理職能有效結(jié)合，擴展了傳統(tǒng)的GIS
系統(tǒng)，為縣級供電企業(yè)、地市供電企業(yè)對電
網(wǎng)空間信息的充分獲取創(chuàng)造技術(shù)條件，在地
市供電企業(yè)具有廣闊的應(yīng)用推廣前景。目前
臺州電業(yè)局已經(jīng)按照此設(shè)計理念，完成了臺
州地區(qū)電網(wǎng)空間數(shù)據(jù)與應(yīng)用的統(tǒng)一規(guī)劃，并
按照輸配一體化的設(shè)計模式有條不紊地推進
電網(wǎng)GIS的建設(shè)工作。
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地球科學(xué)一中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報。2002．(5)。326—328．
收稿日期：2006—10—15
作者簡介： 陳盛慧(1974一)， 男， 浙江溫嶺人， 學(xué)士學(xué)
位，長期從事工業(yè)電氣自動化及電力信息化工作。

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