CN103632312A - 一种基于gis的电网资源模型构建方法 - Google Patents

一种基于gis的电网资源模型构建方法 Download PDF

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陈炯聪
刘森
颜璟仪
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高晓静
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Abstract

本发明为解决目前电网资源模型存在数据规范不统一，处理区域的局限性，以及技术手段的单一性等问题。提供一种基于GIS的电网资源模型构建方法，在满足电网资源模型设计原则基础上，采用地理信息系统技术作为主要的数据展示于管理技术，对大范围数据进行规范化处理并生成统一的电网资源模型。一种基于GIS的电网资源模型构建方法，包括如下步骤：（1）电网资源数据采集与整理；（2）电网数据以及GIS空间数据的标准化处理；（3）空间数据库构建；（4）电网数据库构建；（5）构建电网资源模型。

Description

一种基于GIS的电网资源模型构建方法
技术领域
本发明涉及电力、电网资源管理与应用领域，具体来说涉及一种基于GIS的电网资源模型构建方法。
背景技术
智能电网运用先进的自动化和信息通信技术，促进了电网的集成、安全、优化和互动，同时，智能电网的发展需要自动化系统和管理信息化系统更好的协作与融合。然而，目前电网企业的信息系统存在着信息分散管理、数据冗余和不一致、难以形成完整的电网资源信息管理体系等问题，难以为智能电网的发展提供所需的电网资源信息基础。
传统的数据库设计缺乏对输、变、配各种核心数据模型、应用模型及其相互关系认识的总体阐述，电网模型各方面内容较为混杂，关键方面分割模糊，数据库主要集中于台账内容，难以支撑各方面的应用。为解决上述问题，必须设计一个科学的电网资源模型，而这个模型的建立需要考虑到以下基本原则：( 1 ) 综合考虑各相关应用系统的需求；(2)综合考虑各种相关技术方面的要求；(3)基于IEC 61970/61968，根据应用需求扩展；(4)具备良好的架构；(5)反映电力系统资源的本质特征；(6)技术中性；(7)可实现性。设计必须可以实现，考虑到目前已经存在的技术限制。
发明内容
本发明为解决目前电网资源模型存在数据规范不统一，处理区域的局限性，以及技术手段的单一性等问题。提供一种基于GIS的电网资源模型构建方法，在满足电网资源模型设计原则基础上，采用地理信息系统技术作为主要的数据展示于管理技术，对大范围数据进行规范化处理并生成统一的电网资源模型。
 
本发明的方法是通过如下技术方案实现的：
一种基于GIS的电网资源模型构建方法，包括如下步骤：
（1）电网资源数据采集与整理：电网资源数据包括电网空间数据、电网设备数据、以及电网应用的相关业务数据，电网空间数据包括地理空间信息数据、电网资源图形数据、电网资源属性数据、电网资源拓扑数据、GIS平台管理数据及文件数据；业务数据主要包括客户数据、计量数据、工单数据、停电管理数据和故障管理数据。其中空间数据通过相关网络或实地采集获取。电网设备数据以及电网应用的相关业务数据通过和相关部门协调获取。对获取的数据进行整理包括图纸数据的数字化处理以及相关业务数据表的建立。
（2）电网数据以及GIS 空间数据的标准化处理：通过对电网公司已制定的规范对各类型电网数据调整数据格式及内容，以保证数据符合规范中的要求。
（3）空间数据库构建：包括电网所铺盖区域的行政区域地图、地形图数据以及周边相关环境信息数据。
（4）电网数据库构建：对电网资源数据建立视图、表格结构，进而存储电网数据形成电网数据库。
（5）构建电网资源模型：根据电网数据库，实现电网资源模型的构建。电网资源模型具体为：电网空间数据模型、电网设备管理模型、电网拓扑模型以及电网分析模型的集合。上述电网资源模型的构建过程如下：
电网空间数据模型的构建包括建立电网的空间位置与其属性信息的关系，其属性信息包括电网建立日期，维修日期，更改类型。
电网设备管理模型的构建包括按照电力设备的实际分布情况进行空间增加、删除、修改、以及属性操作。利用空间数据以及电网设备数据，建立关联信息表，将电网设备图与空间数据地图进行叠加，实现终端的电网设备管理的展示。
电网拓扑模型：根据空间数据以及电网资源数据构建电网线路的拓扑关系。利用空间数据库(包括实时属性)变电站内进线出线的对应关系以及杆塔上开关或刀闸的分合状态计算网络的拓扑结构，并在展示终端背景图上动态着色显示。电网拓扑结构对于检修、故障隔离、故障恢复、开关操作、潮流分析和负荷转移功能的实施将起很大的作用。
电网分析模型：包括供电可靠性分析，可进行供电可靠率、用户平均停电时间、用户平均停电次数等方面的可靠性分析，在线统计停电时间，辅助分析故障原因及故障影响。
附图说明
图1是本发明电网资源模型构建方法的流程图；
图2是本发明电网资源模型结构框架示意图。
具体实施方式
本发明基于GIS 的大范围标准化电网资源模型构建方法不同于一般的电网管理模型的构建与实施方法，它主要使用GIS技术，对电网数据、以及相关空间数据进行标准化处理，并以地理空间底图（如地形图、行政区划图）作为电网管理展示的背景底图，建立统一的电网资源模型，主要包括空间数据模型，电网设备管理模型，电网拓扑关系建立与检查以及电网分析。
下面结合附图对本发明方法的实施方式做详细说明，基于GIS的电网资源模型构建方法，如图1所示的流程如下：
（1）电网资源数据采集与整理：电网资源数据包括电网空间数据、电网设备数据、以及电网应用的相关业务数据，电网空间数据包括地理空间信息数据、电网资源图形数据、电网资源属性数据、电网资源拓扑数据、GIS平台管理数据及文件数据；业务数据主要包括客户数据、计量数据、工单数据、停电管理数据和故障管理数据。其中空间数据通过相关网络或实地采集获取。电网设备数据以及电网应用的相关业务数据通过和相关部门协调获取。对获取的数据进行整理包括图纸数据的数字化处理以及相关业务数据表的建立。
（2）电网数据以及GIS 空间数据的标准化处理：通过对电网公司已制定的规范对各类型电网数据调整数据格式及内容，以保证数据符合规范中的要求。
（3）空间数据库构建：包括电网所铺盖区域的行政区域地图、地形图数据以及周边相关环境信息数据。
（4）电网数据库构建：对电网资源数据建立视图、表格结构，进而存储电网数据形成电网数据库。
（5）构建电网资源模型：如图2所示，根据电网数据库，实现电网资源模型的构建。电网资源模型具体为：电网空间数据模型、电网设备管理模型、电网拓扑模型以及电网分析模型的集合。上述电网资源模型的构建过程如下：
电网空间数据模型的构建包括建立电网的空间位置与其属性信息的关系，其属性信息包括电网建立日期，维修日期，更改类型。
电网设备管理模型的构建包括按照电力设备的实际分布情况进行空间增加、删除、修改、以及属性操作。利用空间数据以及电网设备数据，建立关联信息表，将电网设备图与空间数据地图进行叠加，实现终端的电网设备管理的展示。
电网拓扑模型：根据空间数据以及电网资源数据构建电网线路的拓扑关系。利用空间数据库(包括实时属性)变电站内进线出线的对应关系以及杆塔上开关或刀闸的分合状态计算网络的拓扑结构，并在展示终端背景图上动态着色显示。电网拓扑结构对于检修、故障隔离、故障恢复、开关操作、潮流分析和负荷转移功能的实施将起很大的作用。
电网分析模型：包括供电可靠性分析，可进行供电可靠率、用户平均停电时间、用户平均停电次数等方面的可靠性分析，在线统计停电时间，辅助分析故障原因及故障影响。
电网资源是指组成电网的部件(如断路器、变 压器、保护装置等)以及由电网部件组成的功能集合 (如变电站、线路等)。电网资源包括电网企业生产、 调度、营销等业务域的基础管理对象，即电网设备、 客户和网络拓扑等描述事物或概念的相对静态的对象，而不是事务性业务数据所表示的过程对象。不同的业务应用领域根据其自身的目标，通常关注电网资源的不同特征。本发明面向电网管理各个领域，设计的电网资源除以上资源以外，包括电网的空间数据以及属性数据。
电网资源模型是具有高适应电力企业业务需求，实现电网资源面向结构的描述，是电网设备、电网设施检漏以及电网应用等各种模型的集合。
本发明针对以往电网资源模型构建中数据不规范、模型不够全面等不足，提供一种基于GIS 的电网资源模型的构建方法。本方法基于地理信息系统（GIS）作为电网资源管理的技术基础，对整个广东省的大范围电网数据以及空间位置属性数据进行标准化处理，生成电网资源模型。
本发明的实施方式不限于此，在本发明上述基本技术思想前提下，按照本领域的普通技术知识和惯用手段对本发明内容所做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于GIS的电网资源模型构建方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）电网资源数据采集与整理：采集的电网资源数据包括电网空间数据、电网设备数据、以及电网应用的相关业务数据，对获取的数据进行整理包括图纸数据的数字化处理以及相关业务数据表的建立；
（2）电网数据以及GIS 空间数据的标准化处理：通过电网公司已制定的规范对各类型电网数据调整数据格式及内容，以保证数据符合规范中的要求；
（3）空间数据库构建：包括电网所铺盖区域的行政区域地图、地形图数据以及周边相关环境信息数据；
（4）电网数据库构建：对电网资源数据建立视图、表格结构，进而存储电网数据形成电网数据库；
（5）构建电网资源模型：根据电网数据库，实现电网资源模型的构建。
2.根据权利要求1所述的基于GIS的电网资源模型构建方法，其特征在于：所述电网空间数据包括地理空间信息数据、电网资源图形数据、电网资源属性数据、电网资源拓扑数据、GIS平台管理数据及文件数据；所述业务数据主要包括客户数据、计量数据、工单数据、停电管理数据和故障管理数据。
3.根据权利要求1所述的基于GIS的电网资源模型构建方法，其特征在于：所述空间数据通过相关网络或实地采集获取；所述电网设备数据以及电网应用的相关业务数据通过和相关部门协调获取。
4.根据权利要求1所述的基于GIS的电网资源模型构建方法，其特征在于：所述电网资源模型包括：电网空间数据模型、电网设备管理模型、电网拓扑模型以及电网分析模型。
5.根据权利要求1所述的基于GIS的电网资源模型构建方法，其特征在于：所述电网空间数据模型的构建包括建立电网的空间位置与其属性信息的关系，其属性信息包括电网建立日期，维修日期，更改类型。
6.根据权利要求1所述的基于GIS的电网资源模型构建方法，其特征在于：所述电网设备管理模型的构建包括按照电力设备的实际分布情况进行空间增加、删除、修改、以及属性操作，以及，利用空间数据以及电网设备数据，建立关联信息表，将电网设备图与空间数据地图进行叠加，实现终端的电网设备管理的展示。
7.根据权利要求1所述的基于GIS的电网资源模型构建方法，其特征在于：所述电网拓扑模型的构建是根据空间数据以及电网资源数据构建电网线路的拓扑关系；利用空间数据库变电站内进线出线的对应关系以及杆塔上开关或刀闸的分合状态计算网络的拓扑结构，并在展示终端背景图上动态着色显示。
8.根据权利要求1所述的基于GIS的电网资源模型构建方法，其特征在于：所述电网分析模型的构建包括供电可靠性分析，可进行供电可靠率、用户平均停电时间、用户平均停电次数方面的可靠性分析，在线统计停电时间，辅助分析故障原因及故障影响。
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