配电自动化系统：第八章 配电自动化地理信息系统

第八章

配电自动化地理信息系统

什么是GIS？//

/GIS给我们带来哪些便利？

在电力行业，GIS有什么作用？/pro/3DSolutions7.html思考：2022/11/19第2页沈阳工程学院地理信息系统:一种为了获取、存储、检索、分析和显示空间定位数据而建立的计算机化的数据库管理系统，是介于信息科学、空间科学和地球科学的交叉学科和技术，它将地学空间数据处理与计算机技术相结合，通过系统建立，操作与模型分析，产生所需的有用信息。在计算机软硬件支持下，它可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理、对数据进行有效的管理、研究各种空间实体及相互关系。主要功能：能综合分析与检索空间数据，利用数据库技术可以把空间数据和属性数据一一对应起来。第一节

地理信息系统的基本概念和基本功能2022/11/19第3页沈阳工程学院发展阶段萌芽期（20世纪60年代）：思想和技术方法的探索时期。巩固期（20世纪70年代）：GIS的发展时期。突破期（20世纪80年代）：是GIS在理论、方法和技术上取得突破与趋向成熟的阶段。拓展普及期（20世纪90年代）：GIS更具有开放性和信息资源共享性，并成为可以支持多种计算机硬件平台的高技术产品。应用领域

作为信息技术（InformationTechnologies，IT）的重要组成部分，GIS经过多年发展，在几乎所有与空间信息相关的领域，诸如资源管理、城市规划、环境管理、设施管理等领域中得到了广泛应用，形成了多层次和不同尺度的应用格局，并成为一个快速增长的产业。计算机主机可以是单机，也可以组成计算机网络系统来应用一、地理信息系统的主要结构地理信息系统的主要结构硬件环境计算机主机软件环境数据库

系统使用与管理人员数据输入设备数据存储设备数据输出设备操作系统数据库管理系统GIS开发平台GIS应用软件空间数据属性数据用于将系统所需要的各种数据输入计算机，并能进行相应处理的设备和其他一些可以通过数字接口与计算机相联接的专门设备，如数字化仪、扫描仪、解析测图仪等。主要指存储数据的磁盘、磁带、光盘及相应的驱动设备

包括图形终端显示设备、绘图机、打印机、磁介质硬拷贝机、可擦写光盘、以及多媒体输出装置等，它们将以图形、图像、文件、报表等不同形式显示数据的分析处理结果。操作系统是该系统的核心，如Windows95、WindowsNTUNIX等用于管理GIS中大量的资料数据和实时动态数据

当前我国用户运用较多的两种开发平台有Arc／Info和Map／Info，开发工具一般选用VisualBasic、VisualC++等编程语言。

是利用GIS开发技术实现的具体应用软件系统，如配电网GIS就是一种应用软件。

指在二维或三维坐标下，以一种拓扑结构来描述物理位置的确定、相关位置及逻辑连接，是以地球表面空间位置为参照的

指与地理坐标无直接联系的地理元素的特性和文档的数据，即通常所说的非几何属性，一般是经过抽象的概念，通过分类、命名、量算、统计等方法得到。

2022/11/19第6页沈阳工程学院2022/11/19沈阳工程学院73、GIS开发平台：目前我国常用等开发平台Arc/Info、Map/Info、GROW.2、数据库管理系统：管理GIS系统中大量的资料数据和实时动态数据。常用等有MSSOLServer、Sybase、Oracle、Informix等。1、操作系统：用户工作站一般运用Windows系列，UNIX,LINUX等。二、地理信息系统的研究内容地理信息系统的研究内容数据录入与编辑功能数据的存储与维护

数据检索与查询功能

数据分析与处理功能

数据输出功能

将系统外部的原始数据传输到系统内部，并将它们从外部格式转换为系统能够识别和处理的内部格式存储于系统的地理数据库中。主要包括数据文件维护；数据库备份；数据库安全性维护；数据日常管理与帐目登录等子功能。主要实现图形对属性的查询、属性对图形信息的检索与查询等包括对输入的数据进行检查与纠正，对图形数据和属性数据的编辑、图形数据和属性数据之间对应关系的校验、空间数据的误差校正等将用户所需的经GIS处理分析过的图形，数据报表、文字报告、数学数据以用户能够识别的形式灵活地显示出来。2022/11/19第8页沈阳工程学院自动绘图（AM）功能：包括制作、编辑、修改与管理图形，这些图形可以是地图、设计图或各种其它图形。自动绘图是通过扫描仪将地图图形输入计算机。设备管理（FM）功能：包括各种设备的管理和其属性的管理。如在计算机的地理图上标上各种电力设备和线路的符号，并可以检索其坐标位置以及包括实物图片在内的全部有关技术档案。三、GIS系统中的AM/FM功能

2022/11/19第9页沈阳工程学院AM/FM：是英文AutomatedMapping/FacilitiesManagement的缩写第二节GIS系统在配电自动化中的应用2022/11/19第10页1.在我国电力行业所建的地理信息系统存在的问题，主要表现在：总体规划或设计方案不全面。地理信息系统运行所需要的基础数据不全。一体化数据图模解决方案未能解决好地理信息系统与EMS/SCADA、配电自动化系统等生产运行自动化系统的数据图模共享问题。2.用于配电自动化的地理信息系统建设的难点体现在：配电网的资料数据整理输入工作量巨大，数据不稳定。开发的地理信息系统软件功能不全，深度不够。GIS在电力应用存在的问题配电网GIS的功能分析配电网地理信息系统的目标配电网地理信息系统应以站内自动化、馈线自动化、负荷控制与管理、用户抄表与自动计费等四个子系统的地理信息管理为目标，并将相关的MIS（管理信息系统）和实时信息管理融合进来，实现图形和属性的双重管理功能。配电网地理信息系统的主要功能一、数据预处理功能（1）图形数据的录入、转换和编辑。（2）属性数据的录入、转换和编辑。（3）属性数据与图形数据的挂接互访。（4）与配电网SCADA系统的实时数据接口及图形转换。二、图形操作与制图输出三、数据的分析与计算功能配电网GIS的功能分析（1）网络实时分析（2）图表分析（3）网络模拟分析四、信息查询功能（1）条件查询（2）空间查询第二节GIS系统在配电自动化中的应用在SCADA系统中

的应用一、GIS系统在线和离线方面的应用在负荷管理系统中的应用显示DMS应用软件计算结果在故障电话处理系统的应用编制或自动生成地理位置接线图，并在图上，对任意多边形小区的运行工况和设备数据进行统计和分析；显示SCADA实时数据，并在地理位置接线图上实现网络拓扑着色。

判定负荷属于哪一类，并用不同的颜色在地图上渲染，在故障处理，停电修复时根据负荷类型决定处理的优先级．并把优先级高的负荷突出显示于地图。在地理接线图上，对用户的负荷进行统计和分析，实现负荷的调峰、填谷等控制方案及对用户的业务报表、查表收费等。

在G1S上动态显示停电区域、带电区域、供电恢复路径；显示潮流计算结果；预报小区负荷等。

当用户发现停电后，可拨打用电服务中心专线检修电话。此时根据GIS系统提供的最新的设备运行状态信息、故障发生的地点的地理位置等信息，检修人员可以快速、准确地到达故障地区，缩短了停电时间

2022/11/19第15页沈阳工程学院二、GIS系统在配电自动化数据管理中的应用

地理信息用户信息配电设备信息保护信息电话投诉SCADA营业用电供电服务信息负荷管理系统图8-1各数据库关联示意图

负荷管理系统需要供电服务信息、配电设备信息、地理信息营业用电需要供电服务信息、用户信息、地理信息电话投诉需要保护信息、用户信息、地理信息SCADA需要保护信息、地理信息、配电设备信息数据等信息共享优点：1）

避免数据重复建设。2）避免数据定义的双重性。保证数据安全性，实现系统的同步。3）将各系统有机结合，形成完整的一体化应用。地理信息系统将这些数据结合起来，以设备的安装点、所对应的设备、用户的位置、负荷采集点等空间属性为基础，统一管理，将电力系统的众多数据加以组织，既可以保证数据的统一性、又扩展了数据的空间属性，使得数据更具现实意义，也使得各功能模块紧密联系，从而大大地提高对配电网的管理水平和工作效率2022/11/19第16页沈阳工程学院三、配电自动化GIS系统的功能

图形数据的录入和编辑配电自动化GIS系统功能数据的分析与计算图形的操作与显示信息查询数据的录入和编辑属性数据的录入和编辑属性数据与图形数据互访图形控制和编辑网络实时分析图表分析网络模拟分析显示控制实时信息显示条件查询空间查询图形数据的录入、编辑是将各种地图、图片、规划图等地理信息通过数字化仪、扫描仪等工具输入计算机系统，并转换成计算机可接受的形式。

属性数据包括各电气设备型号等参数，这些数据可以通过GIS系统建立的输入模版输入，也可以通过管理信息网中已有的部分属性数据，通过共享途径直接获取，GIS系统应具有对属性数据结合图形进行录入、转换和编辑功能。

已经数字化的图形数据和录入的属性数据要能相互对应，才能实现基于图形的查询和管理功能地图和配电GIS图按分类分层显示。图形任意缩放、平滑漫游、开窗，显示全图的概貌窗口，不同比例下的图形信息显示内容的自动调整。图层的编辑功能可以编辑图层显示方式，包括符号、颜色、字体、偏移量、比例尺，可以进行新建图层、删除图层、加载等操作。

在当前实时状态下，分析并显示供电路径和供电范围，对供电范围进行负荷统计。对馈线电流、母线电压、变压器温度、用户负荷、潮流、网损等进行分析计算，将状态估计结果等提供给GIS数据库，并定时刷新，使GIS具有实时性。

对各种数据进行图表绘制、显示、分析。可自定义纵横坐标，自选图形模式。

是在地理背景图上对开关进行模拟操作，分析并显示供电路径和供电范围，功能与实时分析相同，不影响实际电网运行。

显示配电系统的设备分布图等注记和文字信息，可分层显示画面，画面可切换、平移、放大，缩小。

可自动访问DSM和SCADA等系统数据库，显示从数据库中获得的状态量和模拟量如：当前状态、功率、电压、跳闸次数等记录。

从数据库查询图形，按设备数据库属性查找设备地理位置，对典型设备可进行查询，显示、列表和统计。

从图形查数据库，在图形上对任意设备进行定点查询和多边形小区查询，并显示、列表和统计。

2022/11/19第17页沈阳工程学院四、WebGIS在配电自动化系统中的应用2022/11/19第18页沈阳工程学院GIS的发展：几乎在开发组件式GIS的同时，出现了Web

GIS，它是Internet技术和GIS相结合的产物。对于组件式GIS和WebGIS的界限越来越模糊，有时可以不加区分。WebGIS是在信息发布、数据共享、交流协作基础之上实现GIS的在线查询和业务处理等功能的，Web分布式交互操作是其工作的重心。WebGIS：WebGIS的基本组成包括：Web服务器Browser浏览器（GIS插件）页面描述语言（如HTML、VRML）Web交互程序（JAVA、CGI、ActiveX）GIS数据库管理器（ARCS-TORM、SDE）与传统的配电自动化GIS相比，WebGIS具有如下优点：2022/11/19第20页沈阳工程学院与传统GIS相比，WebGIS具有如下优点：基于互联网进行信息交换；平台的无关性；良好的可扩展性；使用面广，操作更简单。几个重要的GIS厂商发布的WebGIS产品各具特色，它们在操作系统支持、Web服务器端软件、客户端浏览器、网络传递的图形格式以及支持的数据格式等存在一定的异同。如下表所示：配电网GIS应遵循的标准:

应遵循或制订的标准主要包括：1)国际IEC组织制订的DMS标准。2)1: