CN101483342A

CN101483342A - 一种用于电力系统的地理信息系统

Info

Publication number: CN101483342A
Application number: CNA200810041193XA
Authority: CN
Inventors: 吴建国; 王剑东; 李荣高; 祝捷; 谭勇桂; 何安宏
Original assignee: SHANGHAI TONGSHENG ENGINEERING CONSTRUCTION MANAGEMENT Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI TONGSHENG ENGINEERING CONSTRUCTION MANAGEMENT Co Ltd
Priority date: 2008-07-30
Filing date: 2008-07-30
Publication date: 2009-07-15

Abstract

本发明涉及一种用于电力系统的地理信息系统，该系统包括人机界面模块、基础地理数据模块、基本图形操作模块、视图显示模块、电网设备管理模块、配电网设备录入模块、配电网设备属性维护模块、电力网络拓扑维护模块、线路维护模块、地下管网管理模块、查询统计报表模块、杆塔明细表管理模块、网络拓扑维护模块、电网拓扑分析功能模块、单线图管理模块、调度系统图管理模块、图形输入输出功能模块、系统管理模块，所述的人机界面模块与其他各模块相互连接。与现有技术相比，本发明具有一定的开放性、规范性及灵活性，同时具有可扩展性、高安全性及经济性等优点。

Description

一种用于电力系统的地理信息系统

技术领域

本发明涉及电力数字化综合管理系统，尤其涉及一种用于电力系统的地理信息系统。

背景技术

随着电网规模的扩大和供电能力的加强，各行各业对电力供应需求不断提高，配电网的重要性日益突出。我国作为经济高速发展中的国家，在对发电厂和输电网的大规模建设基本完成之后，近几年又进行了大规模的城乡电网改造，使我国配电网得到了很大的改善，配电网硬件设施和网络架构明显加强，电网的安全、经济运行有了切实的保障，广大电力用户对电能质量和供电服务，则相应提出了更高的要求，供电部门如果还靠原有的人工化、粗放型的管理方式，已经无法实现科学和高效的管理。洋山港作为中国新兴的深水港口，其独特的地理位置决定了它的迅猛发展。自2005年洋山港一期工程开港后至现在我们发现，原先的电力规划建设已不能满足最新的发展需求。面对高速发展的港口建设，电力供应作为先行条件也须有战略眼光来为洋山港的建设和投运服务。

供电部门基础设备建设、硬件设备投运的同时，一个以改善客户服务为手段、以提高经济效益为目的的新型管理体系和工作流程亟待建立。

配网管理体制的改革，对相应的计算机应用系统提出了新的更高的要求。为此，我们提出在各种涉及配网应用系统的基础上，开发面向配网运行的综合应用系统(以下简称配网管理系统)，为配电网生产、运行、检修管理服务，进而实现配电网生产、运行、检修管理的自动化，并为企业市场营销提供良好的技术支持。配网管理系统是配电网实现科学管理的有效途径，代表着配网管理技术发展的方向。

建立配网管理系统，给配网管理的确带来了许多益处，在纷繁复杂的配网管理工作中，初步规范了部业务管理流程，缩短停电抢修时间，提高供电可靠性，是投资少，见效大的方案。只有按照现代化管理理念和面向用户服务的要求，通过计算机应用系统集成与信息共享，实现配电网运行、抢修和服务等生产全过程的计算机科学管理，才能进一步改善服务质量，提高供电可靠率，提高供电企业的综合经济效益。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种具有可扩展性、高安全性及经济性的用于电力系统的地理信息系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种用于电力系统的地理信息系统，其特征在于，该系统包括人机界面模块、基础地理数据模块、基本图形操作模块、视图显示模块、电网设备管理模块、配电网设备录入模块、配电网设备属性维护模块、电力网络拓扑维护模块、线路维护模块、地下管网管理模块、查询统计报表模块、杆塔明细表管理模块、网络拓扑维护模块、电网拓扑分析功能模块、单线图管理模块、调度系统图管理模块、图形输入输出功能模块、系统管理模块，所述的人机界面模块与其他各模块相互连接。

该系统还包括控制模块，所述的人机界面模块、基础地理数据模块、基本图形操作模块、视图显示模块、电网设备管理模块、配电网设备录入模块、配电网设备属性维护模块、电力网络拓扑维护模块、线路维护模块、地下管网管理模块、查询统计报表模块、杆塔明细表管理模块、网络拓扑维护模块、电网拓扑分析功能模块、单线图管理模块、调度系统图管理模块、图形输入输出功能模块、系统管理模块分别与控制模块连接。

所述的控制模块包括系统控制子模块、数据库，该数据库与人机界面模块、基础地理数据模块、基本图形操作模块、视图显示模块、电网设备管理模块、配电网设备录入模块、配电网设备属性维护模块、电力网络拓扑维护模块、线路维护模块、地下管网管理模块、查询统计报表模块、杆塔明细表管理模块、网络拓扑维护模块、电网拓扑分析功能模块、单线图管理模块、调度系统图管理模块、图形输入输出功能模块、系统管理模块连接。

所述的人机界面模块采用Smallworld平台提供的magik语言搭建。

所述的系统管理模块包括备份管理子模块、安全管理子模块、日志管理子模块。

与现有技术相比，本发明具有一定的开放性、规范性及灵活性，同时具有可扩展性、高安全性及经济性等优点。

附图说明

图1是本发明一种用于电力系统的地理信息系统的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

本发明一种用于电力系统的地理信息系统包括以下功能模块：

1.人机界面人机界面

人机界友好，鼠标结合键盘操作，并且把常规操作的功能添加到工具栏和鼠标右键菜单中，使得操作直观简单，一目了然，简易灵活；主体界面全部用Smallworld台提供的magik语言搭建，完全符合windows用户的操作习惯。

2.基础地理数据基础地理数据

(1)支持分层显示控制；

(2)可转换已有的电子地图(DXF，DWG，DGN，SHAPEFILE等格式)或进行手工数；

(3)字化，提供完备的图形制作工具；

(4)支持多比例电子地图的无缝拼接；

(5)支持栅格数据(卫星影像照片或航拍照片)的叠加显示；

(6)可输出为DXF、SVG等格式。

3.基本图形操作

3.1 图形实现无级缩放

能对图形进行开窗放大、中心放大、中心缩小、中心移动、任意中心放大、任意中心缩小、返回前状态和全景显示等功能。

3.2 图形平滑漫游

系统为用户提供平滑的漫游功能，并实现无缝、无刷新的视觉效果，便于用户浏览及快速定位。

3.3 书签功能

用户可以自己添加书签，便于迅速将图形定位到书签指定位置。

3.4 导航图功能

系统可同时显示全景图视窗和局部区域图视窗、在全景图上可移动当前视窗所处的地理位置，而在局部区域图上进行缩放及移动又可以在全景图上得以反映，用户可方便地了解全局和局部的关系。

3.5 图层控制

使用对象配置工具，设置地理图和设备的可视性，可编辑性，可选择性。

3.6 设备符号管理

提供样式设计工具对本系统用到的资源类型，包括地图、设备、站点等用户可以自己定义不同比例下看到哪些，并且可以按照用户的习惯定义所有资源显示时的显示样式，并且用户可以对图形符号进行修改，编辑，添加等操作。

3.7 任意轨迹测量距离任意轨迹测量距离，水平转角，面积

自动测量两个选定轨迹点之间的直线距离，对于闭合轨迹自动计算面积。

在工具栏中选中“轨迹”状态，然后移动鼠标，会自动在图形上面显示与上一个轨迹点之间的距离，以及水平转角。

4.视图显示

4.1 动态显示鼠标位置下的设备信息

鼠标移动时，动态在图形上显示，该鼠标位置下的设备信息功能。

4.2 动态显示道路名称

在移动视图时，根据视图的移动和缩放，计算线路的文本标注的坐标和方向，动态显示道路名称。

4.3 动态显示电流方向

根据电气连接的拓扑关系，显示电流方向。

4.4 动态显示站内设备

在地理图中，直接显示内部图。

5.电网设备管理

5.1 厂站设备管理

厂站设备台帐管理对投运设备以分层的方式进行管理：

一级为电站管理，包括电站的新增、修改和删除；

二级为电站内的间隔管理，包括间隔的新增、修改和删除；

三级为间隔上的设备管理，包括设备的新增、修改和删除。

5.2 线路设备管理

一级为线路管理，包括线路的新增、修改和删除

二级为线路上的电杆管理，包括电杆的新增、修改和删除

三级为电杆上的设备管理，包括设备的新增、修改和删除。

6.配电网设备录入

6.1 GPS经纬度采点数据快速成图

将GPS采集数据以Excel文件形式导入系统中，系统可以根据采集的经纬度自动在图形上绘制图形。

6.2 点击方式快速成图

系统在工具栏中将一些常见设备全部罗列在一起，可以用鼠标直接选中某个设备，在图形上面点击即可。

6.3 站内设备提供模板批量生成

用户在沿布子站类设备的时候，系统提供沿布向导，列出若干常用模板让用户选择。站内间隔，站内设备可以根据模板自动批量生成。

模板可以根据局方要求修改。

6.4 站内外连接自动维护

运用轨迹或者架空线辅助线将站外设备与子站相连，系统会自动建立电气拓扑连接关系，站内站外设备自动连接。

7.配网设备属性维护

7.1 属性编辑器

7.2 设备图片资料管理

可以新增、修改、删除、下载、查看设备图片，对同一设备可以管理多张照片。

7.3 系统提供大量属性备选值，和默认值

系统提供备选值维护功能，让用户自己定制备选值项目，默认值等等；录入数据时候，只需要在下拉框选项中选择即可，方便用户录入数据。

7.4 批量修改设备属性

查询需要修改的设备，然后批量修改设备属性；

区域查询后对某类设备的属性进行批量修改。

8.电力网络拓扑维护

运用轨迹或者架空线辅助线将电力设备连接时候，系统会自动建立电气拓扑连接关系，刷新拓扑以后，系统会自动给设备动态着色，显示电流方向。

9.线路维护

9.1 设备位置迁移

可以方便用户进行设备地理位置的维护：

(1)使用工具栏中的移动设备按钮，选中需要移动的设备，拖动到对于的位置即可；

(2)如果选中这个架空线然后平移，即可实现架空线整体平移效果。

9.2 同杆架设

(1)使用轨迹沿布架空线的时候，用户可以自动选择几回路，系统自动生成双回路；

(2)移动杆塔到与另外一个杆塔很近的时候，系统会自动把这两个设置成同杆，同样的，如果将同杆的杆塔移动开，系统会自动将同杆关系拆除。

9.3 设备类型转换

系统提供设备类型转换功能，比如：将电杆转换成铁塔；开关转换成刀闸等等。

10.地下管网管理

(1)根据电缆管道的行列数(缺省为3×3)自动生成剖面图；

(2)电缆穿孔：选中某个电缆管道孔，选中管理孔中电缆按钮，系统会自动列出该电缆管道附近的所有电缆供用户选择；

(3)电缆井展开图自动生成，电缆井内部电缆穿孔自动生成；

(4)电缆属性查询：在电缆管道剖面图、电缆井的展开图、地理图上，选择电缆在编辑器中都可以看见电缆的属性，并且属性保持一致，还可以看见该电缆所经过的哪些电缆管道电缆井；同样选择电缆管道、电缆井，电缆孔都可以看见其内部有多少电缆经过。

(5)在地理图上可以添加电缆井的展开图的示意图，让用户不必打开展开图就可以清楚看出其内部的电缆走向。

11.查询统计报表

11.1 选择图形查看对应的设备属性

在地图上选中需要查看属性的设备对象，右侧对象属性编辑器立刻显示该设备的相关属性，以及与其相关的其他设备的属性。

11.2 简单查询

(1)用户可以根据设备名称进行模糊查询，也可以用设备名称的头字母缩写进行查询；

(2)双击查询结果中的记录，图形会高亮闪烁定位；

(3)选中查询结果中的记录，右键菜单中列出了一些常规的操作。

11.3 综合查询

(1)根据设备树的层次、级联关系进行查询，找到选中的设备树层次下指定对象的所有记录集合，并且还可以进行指定查询条件进行筛选；

(2)双击查询结果中的记录，图形会高亮闪烁定位；

(3)选中查询结果中的记录，右键菜单中列出了一些常规的操作；

(4)查询结果可以导出到excel中，并且用户可以指定具体输出哪些属性字段。

11.4 区域查询统计

在地图中用轨迹画一个区域，查询统计该区域里面一共有哪些设备。

11.5 报表

报表全部导入Excel文件，方便用户编辑修改。

11.5.1 全网统计

能对全网电力设备进行分类汇总，以列表方式显示查询结果，可进行图形定位、高亮显示、属性查看，同时可输出到Excel报表中。

11.5.2 专项统计

根据局方的要求进行各种类型的设备的专项统计，并生成相应的报表。

11.5.3 变更统计

支持以时间为查询条件的变更设备分类统计，主要包括新上、拆除和调整的设备；也支持以工程为单位的变更设备分类统计，以列表方式显示查询结果，可进行图形定位、高亮显示、属性查看，同时可输出到Excel报表中。

12.杆塔明细表管理

系统提供方便直观的杆塔明细表维护功能，用户可以在杆塔明细表中直接维护杆塔数据，也可以批量设置某些属性，结果可以根据标准杆塔明细报表格式到处到EXCLE中。

13.网络拓扑维护

网络拓扑是电网各项深层应用的基础，正确维护网络拓扑是关键。网络拓扑维护功能包括网络拓扑检查、人工维护及其它辅助功能。

13.1 连通性分析

分析从选择设备开始的所有通过拓扑关系连通的设备；不需要产生报告结果，通过高亮显示追踪结果就可以；在分析的过程中，不需要设置任何终止条件，也不需要考虑追踪的方向。

13.2 网络拓扑维护

显示选择对象的拓扑连接设备，可以修改原来的拓扑连接关系。

13.3 显示连接设备

显示与选择对象的相连接的设备的个数。

13.4 电网静态维护

完成电网设计状态下的负荷方向设定及实现GIS图形对象与电网功能位置对象的关联。

13.5 功能位置对应

建立或解除图形与功能位置的对应关系，具有多对多的关系。

14.电网拓扑分析功能

14.1 网络追踪

用户在地图上面设置起始设备，终止设备和阻塞链路查询和统计起点和终点两点间所有的设备。

14.2 供电范围分析

选中某个开关，点击工具栏中，可以查看该开关的供电范围，在地理图高亮显示供电区域，并且在对象列表中列出该区域内所有的设备。

14.3 电源点追踪

在地图上选中一个设备，点击工具栏中，可以查看该设备的供电的电源点，在地理图高亮显示供电路径，并且在对象列表中列出该路径上所有经过的设备。

14.4 最近接电点

对于任何一个在GIS图形上指定的位置，可根据在GIS系统中该位置附近的网络状况，为接电点提供可行性分析方案，同时对方案分别进行阐述，接电点的网络状况、负荷情况。绘制出路径走向，并可根据杆塔典型装置材料，罗列出相关主要设备清单。

14.5 最短路径

对线路上给定的两个节点，通过最短路径分析，能把最短路径在地理图上高亮显示出来，且以列表方式显示整个最短路径设备，可进行设备定位、属性查看，同时可输出到Excel报表中。

14.6 供电半径

对于给定的变电站等，可根据实际网络的拓扑结构、走向、计算出变电站中压出线的供电半径，对供电半径的分布情况进行分析并给出建议。

14.7 停电智能分析

对给定的线路、中压开关和变压器台，系统通过停电智能分析，自动提示上级需要操作的开关，同时，统计受影响的用户，以列表方式显示统计结果，可进行图形定位、高亮显示、属性查看，同时可输出到Excel报表中。

15.单线图管理

单线图是在地理图基础上自动生成的、以馈线为单位的、包括运行线路及其重要电力设备信息(如变压器、开关、分支线线路等)的专题图，并应支持打印输出、图形输出及DXF文件输出。该接线图能正确反映某条特定线路的电气连接性。

15.1 增量更新

(1)系统提供自动生成功能：即在具有地理背景的实际线路图的基础上，可生成为某特定单条线路的单线图，并自动调整为横平竖直的单线图；

(2)单线图的拓扑和地理图保持一致；

(3)同杆线路自动生成；

(4)子站内部图自动生成

(5)系统还提供增量生成功能：即系统增加新设备后，可以调用增量生成功能在单线图中加入新增设备信息，而不会影响已作的手工调整工作；

(6)系统还提供减量生成功能：即系统删除设备后，可以调用自动生成功能在单线图中删除设备信息，而不会影响已作的手工调整工作。

15.2 简单便捷的调整功能

(1)系统还提供手工调整工具：即对自动调整好的单线图进行位置的局部调整；

(2)系统能保存单线图部调整后的布局。

15.3 与地理图，设备台账资料一体化

(1)可方便的定位到地理图上的对应对象；

(2)可方便的进行图数互查；

(3)提供简单查询和综合查询，对查询结果可以在图中定位高亮闪烁显示。

15.4 图形打印输出

(1)支持单线图打印输出，支持分页打印，支持区域打印；

(2)支持单线图的bmp、jpg、emf等图形输出；

(3)支持dxf文件输出；

(4)支持svg文件输出。

15.5 修改图形流程

系统提供单线图更新流程，以实现对单线图更新的闭环管理。

15.6 WebGIS浏览

可以在WebGIS中浏览一次图。

16.调度系统图管理

调度系统图主要应用于配电网的运行指挥调度、生技管理、TCM的故障定位、遥信遥测值的显示等。

16.1 自动增量生成

(1)系统提供自动生成功能：即在具有地理背景的实际线路图的基础上，可生成为整个电网结构的电系图。系统图中包含重要的10KV设备，如变电站、开关站、10KV开关、10KV架空线、10KV电缆、配变等。可以根据局方要求具体指定哪些设备需要显示，哪些不需要显示；

(2)单线图的拓扑和地理图保持一致；

(3)同杆线路自动生成；

(4)子站内部图自动生成；

(5)系统还提供增量生成功能：即系统增加新设备后，可以调用增量生成功能在系统图中加入新增设备信息，而不会影响已作的手工调整工作；

(6)系统还提供减量生成功能：即系统删除设备后，可以调用自动生成功能在系统图中删除设备信息，而不会影响已作的手工调整工作。

16.2 简单便捷的调整功能

(1)系统还提供手工调整工具：即对自动调整好的系统图进行位置的局部调整；

(2)系统能保存系统图部调整后的布局。

16.3 与地理图，设备台账资料一体化

(1)可方便的定位到地理图上的对应对象；

(2)可方便的进行图数互查；

16.4 图形打印输出

(1)支持单线图打印输出，支持分页打印，支持区域打印；

(2)支持单线图的bmp、jpg、emf等图形输出；

(3)支持dxf文件输出；

(4)支持svg文件输出。

16.5 系统图分层显示

用户可以自己设定图层，以及哪些图层显示哪些图层不显示

16.6 WebGIS浏览

可以在WebGIS中浏览配电接线图以及调度系统图。

17.图形输入、、输出功能

17.1 多种格式图形导入

系统支持多种格式的图形的导入功能，如：DXF、SHP、MIF等矢量图格式。也支持多种格式的图片的导入，如：遥感图片等。

17.2 DXF导出功能

提供专业的DXF导出功能，DXF导出要按照GIS中的设备情况进行分层，每种设备分属一个层、DXF中设备的样式颜色和GIS中接近，同时，要能够按照指定的范围(框选)、或者馈线的拓扑结构范围来输出。

17.3 图纸打印

支持图文混合输出，支持打印机和绘图等输出设备，支持单幅按比例、按范围打印预览和成图，支持多图幅分割连续打印输出。

17.4 SVG输出

将系统图单线图等图形SVG输出、供与其他系统进行数据交互使用。

18.系统管理

18.1 备份管理

系统提供了一整套完整的数据备方案，利用Smallworld自带的备份方案对Smallworld数据库进行备份。并可以对Oracle以及运行文件提供脚本进行自动备份，保证系统数据库的安全。

18.2 安全管理

提供用户权限的验证，只有授权用户才能够进行相应的操作。对操作本系统的用户及用户所具备的权限进行管理。对各类用户进行分类授权。主要包括系统管理员、操作员及一般用户等。系统管理员可修改使用者密码。对各用户有不同的操作权限，从而提高系统的安全性。在作重要操作时，均要经过用户认证。

18.3 日志管理

系统提供了数据维护以及系统运行相关的日志管理，系统管理员可以根据功能某块进行查询，也可以根据时间或用户进行查询，也可以查询系统在线用户使用情况，并可以踢出某些用户。

如图1所示，本发明一种用于电力系统的地理信息系统的硬件系统包括AM/FM/GIS应用功能、GIS平台GE Smallworld--界面表达、电力业务逻辑、GIS平台GE Smallworld--数据表达、层次模型、拓扑模型、空间模型、其他系统、主控中心、备控中心，主控中心与被控中心通过GIS网交换机通讯连接。

其中主控中心包括实时网交换机、EMS/DMS实时系统、EMS/DMS Web服务器、视频服务器、GIS/MIS服务器、应用服务器、WEB服务器、网络打印机、TCM工作站、MIS/GIS工作站、系统管理员工作站、大屏工作站。

其中备控中心包括实时网交换机、EMS/DMS实时系统、EMS/DMS Web服务器、GIS/MIS服务器、应用服务器、MIS/GIS工作站、系统管理员工作站。

Claims

1.一种用于电力系统的地理信息系统，其特征在于，该系统包括人机界面模块、基础地理数据模块、基本图形操作模块、视图显示模块、电网设备管理模块、配电网设备录入模块、配电网设备属性维护模块、电力网络拓扑维护模块、线路维护模块、地下管网管理模块、查询统计报表模块、杆塔明细表管理模块、网络拓扑维护模块、电网拓扑分析功能模块、单线图管理模块、调度系统图管理模块、图形输入输出功能模块、系统管理模块，所述的人机界面模块与其他各模块相互连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于电力系统的地理信息系统，其特征在于，该系统还包括控制模块，所述的人机界面模块、基础地理数据模块、基本图形操作模块、视图显示模块、电网设备管理模块、配电网设备录入模块、配电网设备属性维护模块、电力网络拓扑维护模块、线路维护模块、地下管网管理模块、查询统计报表模块、杆塔明细表管理模块、网络拓扑维护模块、电网拓扑分析功能模块、单线图管理模块、调度系统图管理模块、图形输入输出功能模块、系统管理模块分别与控制模块连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于电力系统的地理信息系统，其特征在于，所述的控制模块包括系统控制子模块、数据库，该数据库与人机界面模块、基础地理数据模块、基本图形操作模块、视图显示模块、电网设备管理模块、配电网设备录入模块、配电网设备属性维护模块、电力网络拓扑维护模块、线路维护模块、地下管网管理模块、查询统计报表模块、杆塔明细表管理模块、网络拓扑维护模块、电网拓扑分析功能模块、单线图管理模块、调度系统图管理模块、图形输入输出功能模块、系统管理模块连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于电力系统的地理信息系统，其特征在于，所述的人机界面模块采用Smallworld平台提供的magik语言搭建。

5.根据权利要求1所述的一种用于电力系统的地理信息系统，其特征在于，所述的系统管理模块包括备份管理子模块、安全管理子模块、日志管理子模块。