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ESRI電力輸配電及電力設施管了解決方案

ESRI電力輸配電及電力設施管了解決方案
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ESRI從事AM/FM/GIS理論研究、産品開發及應用拓展已有三十餘年的曆史,遍布全球數以百萬計的使用者,為ESRI的技術進步和自身的壯大提供了巨大的推動力和發展空間。ESRI以其深厚的理論及工程技

術底蘊,加之強大的技術開發力量,在對廣大使用者大量的回報資訊進行分析、整理和發掘的同時,始終積極地對各種主流的IT技術加以廣泛而深入的關注,并對自己的産品體系結構及技術進行及時的優化和重構。進而使ESRI得以長期保持GIS領頭羊的地位,并為GIS界和廣大使用者持續地提供各個不同的發展時期中最新、最好、最強有力的技術、服務和支援。

随着GIS技術在國民經濟建設各領域、各部門的應用日益普及和深入,GIS的潛在價值正在被不斷地發現和挖掘。GIS系統作為國民經濟重要基礎設施之一的重要性和不可替代性正在被廣泛認識和接受。GIS正在逐漸成為各種各樣基于IT的資訊系統和應用系統的公共平台。GIS需要發揮的已不僅僅是其最傳統同時也是最基本的作為空間查詢檢索和專題制圖輔助工具的那些功能和作用,更重要地,GIS正在逐漸成為一種與我們的工作、學習、生産和生活密不可分的重要因素。對于現代IT文明的各個組成部分,如:網絡、計算機、作業系統、資料庫、人機互動、軟體工程以及程式設計語言和方法等,GIS應該采取的是一種積極借鑒、充分融合的思路。

就FM(公共設施管理)而言,一個單純為設施管理而建立的一個獨立的“純FM”系統已遠遠不能滿足要求。設施的前期規劃、工程實施、服務保障、系統維護以及客戶管理等,都必須充分地利用除各種專業設施資料以外的其它空間資料及相關屬性資料,諸如:基礎空間定位資料、行政區劃資料、城市規劃資料、國民經濟産值分布資料、人口統計資料、客戶及潛在客戶分布資料、競争對手勢力及其客戶分布資料等,通過對這些資料的綜合空間分析以得出能夠對FM的規劃、管理和服務等具有科學參考價值的輔助決策資訊,進而在效率和品質兩方面同步提高公共設施的規劃、管理和服務水準。而這些,僅憑單純意義上的設施管理已完全不能涵蓋和滿足。是以,ESRI所強調和追求的是在提供豐富的FM機制和功能的前提下,與GIS充分地結合,利用GIS的強大空間分析功能對FM提供深層的支援和擴充空間。

ESRI在其嶄新的AM/FM/GIS平台系列軟體ArcGIS中,除了繼續保持ESRI産品既有的強大空間資料管理和分析能力外,還全面采用了工業标準的和開放的主流IT技術,主要表現在:

資料管理采用全關系DBMS,在所有主流的工業标準的DBMS中管理空間資料和相關的屬性資料。同時,提供并發、高效和安全的海量空間資料驅動引擎和豐富的用戶端軟體。

設計并實作了面向對象的、全新的空間資料模型:Geodatabase(地理資料庫),使得空間資料對象及其互相之間的關系、使用和連接配接規則等均可以友善地表示、存儲、管理和擴充。

資料模型的定義和架構生成可采用工業标準的CASE(計算機輔助軟體工程)工具完成,友善、準确、快捷并易于維護。

從低端到高端的平台産品均采用共同的、工業标準的體系結構:基于元件對象模型(COM)進行構造,使得ArcGIS系列各産品之間以及ArcGIS與其他廠商的産品或系統之間可以在共同遵守工業标準的前提下,友善而無縫地互連、互嵌和擴充。

全面支援工業标準的開發環境,如:VBA、VB、VC++、Delphi等,為系統的定制和開發提供了自由的選擇空間和有充分保障的人力資源。

ESRI在不斷追求其産品的功能和效率的同時,始終堅持一種系統的觀點,以圖在系統的高度,為廣大使用者和二次開發商提供最好的系統成本效益。這種系統的觀點,可分解為以下幾個方面:

系統伸縮性:在網絡技術和環境日趨成熟和完善的時代,任何一個資訊系統都不應是孤立存在的,它不應該成為資訊海洋中的一座“孤島”。在設計和規劃系統之初,我們就應該從宏觀、從全局、從長遠的觀點來統籌考慮;但因為經費的投入問題、現階段的應用需求以及其它各種硬軟環境的制約,又往往迫使我們無法“一步到位”。是以,“統籌規劃,分步實施”就不失為一種上佳選擇。而要做到這一點,系統所依賴的平台的“可伸縮性(可擴充性)”則是關鍵。ArcGIS系列産品由于采用了工業标準的、開放的、統一的對象元件庫(ArcObjects)作為其公共的技術基礎,使得從其低端平台産品(如:ArcView 8)到高端産品(如:ArcInfo 8)的過渡和更新可保證資料和應用功能(程式)無須改動和轉換而平滑地進行。進而充分地保護使用者和開發商的前期投資和工作,保證系統的分步實施不會因為平台的提升和系統規模及功能需求的擴充而陷入進退兩難的境地。

系統內建性:GIS系統在實際的應用中往往要跟其它諸如MIS或SCADA等系統結合,方可滿足需求。是以,我們常常會談論到所謂“無縫內建”的問題。對“無縫”的追求其實是因為以往許多軟體系統(包括GIS平台)在與外部系統連接配接時是“有縫”的,甚至是“兩層皮”,無法很好地內建和融合。ArcGIS采用了工業标準的COM體系結構,使得基于ArcGIS平台的系統和其它的系統或第三方的工具、模型等成果之間具有了一種工業标準的“約定”或“接口”,隻要大家遵守這些工業标準的約定,就可以輕松實作真正意義上的“無縫”連接配接或內建。

系統安全性:系統的安全性應具有三個方面的意義:一是系統自身的堅固性,即系統應具備對不同類型和規模的資料和使用對象都不能崩潰的特質,以及靈活而強有力的恢複機制;二是系統應具備完善的權限控制機制以保障系統不被有意或無意地破壞;三是系統應具備在并發響應和互動操作的環境下保障資料安全和一緻性。ArcGIS集ESRI三十年GIS研究、開發和應用經驗之大成,其系統穩定性可以說是千錘百煉;ArcGIS系列中用于空間資料管理引擎的ArcSDE提供了獨特的空間資料版本管理功能,在保證工作效率的前提下,很好地解決了空間資料的并發操作和資料一緻性問題。

針對電力行業,ESRI的技術優勢

GIS又不是一個孤立的系統,随着IT技術日新月異的發展,整個IT行業的新技術和新思想為電力GIS應用系統的建設以及應用系統的平台提出了新的要求。ESRI在對各種主流的IT技術(例如:網絡、計算機、作業系統、資料庫、人機互動、軟體工程以及程式設計語言和方法等)進行跟蹤和廣泛深入了解的同時,對其産品結構及技術進行了優化和重構,推出新一代的GIS平台ArcGIS系列。其特點:

1、可擴充的體系結構

電力企業的資訊系統的最終目的是實作企業資訊化,這種融合多種資訊、多種技術于一體的龐大的企業級資訊系統将曆時很長時間,在實施上必須實行“統籌規劃、分步實施”的方案,在軟體平台的選擇上務必要求具有很好的可擴充性。

ArcGIS系列靈活的C/S、B/S體系結構為使用者今後的系統拓展留有很好自由空間。另外,由于ArcGIS系列采用了工業标準的、開放的、統一的對象元件庫(ArcObjects)作為其公共的技術基礎,使得從其低端平台産品到高端産品的過渡和更新可保證資料和應用功能(程式)無須改動和轉換而平滑地進行。進而充分地保護使用者的前期投資和工作,保證系統的分步實施不會因為平台的提升和系統規模及功能需求的擴充而陷入進退兩難的境地。

2、完全開放的體系結構:

右圖是整個ArcGIS系列軟體的體系結構,可以看得出來,從底層的網絡通信協定,到資料庫的管理,以及資料模型的建立和客戶化手段,ArcGIS軟體采用的都是目前IT界公認的标準技術或主流技術,例如:網絡協定采用TCP/IP、XML(擴充的HTML);資料庫采用标準的SQL資料庫,Oracle、SQL Server、DB2、Informix等;資料模型采用面向對象的技術以及标準的COM元件技術,衆所周知,對象(Object)是對現實世界的邏輯描述,對象技術的引入對于系統建設來說,可維護性、可重用性以及堅固性等各方面都更好;客戶化手段更加豐富,除了内置VBA之外,VB、C++、Delphi、PB等都可以成為開發工具。

每個層面上的開放從技術上保證了GIS與其它資訊系統,如SCADA,EMS/DMS等系統能夠實作完全的融合,實作在全局範圍内最大限度的資訊共享、資源共享,建構真正的電力企業一體化企業應用系統,而不是一個個獨立的資訊孤島。

3、穩定性和安全性

電力企業在國民經濟發展中起着支柱作用,電力系統是一個實時運作的系統,其安全可靠性是電力企業的管理者首先需要考慮的問題,國家電力公司甚至明文要求,電力企業的安全可靠性要達到99.97%。

ArcSDE軟體作為伺服器端産品,将所有的空間資料和屬性資料都存儲在RDBMS中,充分利用資料庫管理機制,包括雙機熱備、資料影射以及其它安全機制等;ArcSDE的異步緩沖機制能夠處理對多使用者的并發通路以及快速響應;ArcSDE可以運作于UNIX和NT/2000平台上,衆所周知,UNIX伺服器的安全性、連續運轉的可靠性等各方面都要比PC Server強很多。這些都從技術上保障了系統的穩定性以及高可靠性。

另外,ESRI作為全球最大的GIS軟體廠家,其ArcGIS軟體在全球100多個國家和地區有上百萬套系統在運作,其使用者數在全球是最多的,其中在電力、電信、軍事等對安全性以及穩定性都要求很高的部門都得到了廣泛的應用,其安全性和穩定性毫無疑問是經得起考驗和驗證的。

4、面向對象的空間資料模型

資料模型是現實世界的某一部分的邏輯描述。傳統的GIS軟體沒有引入面向對象的概念,隻能對點、線、面等資料進行操作和分析,對這些點、線、面隻能通過屬性來定義,但是在實際操作中,這種方式是非常受局限的。

ArcGIS從設計初期開始,就以建立面向對象的空間資料庫(GeoDatabse)為整個系統設計的核心。通過定義這種面向對象的空間資料模型,電力方面的使用者面對的不再是與電力業務沒有關系,抽象的點、線、面等資料,而是直接操作大家所熟悉的對象,例如電杆、變壓器、刀閘、線路或其它裝置。

5、分布式資料庫

省電力公司與下面的地市局供電局的資料庫之間可以構成分布式的資料庫。由于每個地市局所管轄的區域不同,采用分布式資料庫的方式,各個地市局可以自己管理和維護自己所管轄區域内的資料,并可以通過網絡調用檢視其它地市局的資料(在所賦予的權限範圍内)。這樣,通過分散資料的存儲和管理可以加強資料的管理和維護,保證資料的實時性、安全性以及加強資料的共享。

目前,江蘇省電力公司及其下屬的七個地市供電局,包括:南京、揚州、蘇州、常州、泰州、無錫、徐州就是采用的這種工作模式,并取得了很好的應用效果。

6、采用資料庫來存儲和管理

空間資料資料庫技術給大家帶來的好處不言而喻,其安全機制、資料備份機制、并發操作機制等都是傳統的檔案管理方式無法比拟的。

ArcSDE軟體在整個ArcGIS系列軟體中處于伺服器端的,在系統建設中處于資料中心的位置。通過ArcSDE将所有的空間資料以對象的形式都存儲在RDBMS(如:Oracle、SQL Server、DB2、Informix)中,不僅可以利用這些資料庫強大的管理優勢,ArcSDE獨有的異步緩沖機制以及建立多級索引和R-TREE的檢索方式能夠有效減少網絡負載,迅速定位到查詢目标,在多使用者并發通路時大大提高通路效率。

ESRI作為業界最大的廠商,和資料庫廠家的合作關系也是最密切的,ArcSDE的每一個版本都是ESRI與資料庫廠商基于底層的技術合作開發,進而有效保障其可靠性和穩定性以及通路效率和版本更新的速度。同時ArcGIS也是目前為止,采用面向對象技術支援的資料庫平台最多的GIS軟體,并且是跨平台的,可以運作于任何一種硬體環境:PC、 SUN、Compaq Unix、HP Unix、IBM等。

7、采用工業标準的CASE工具定義資料模型

在定義空間資料模型時,ESRI采用的是工業标準的CASE工具,如Visio、Rational等。友善快捷并且便于維護。電力方面的使用者可以直接通過它直接定義諸如電杆、變壓器、線路、刀閘的資料模型,例如變壓器的門檻值、刀閘的操作規則等等。

8、完全基于工業标準的元件對象模型(COM)

電力GIS發展到今天,已經不再是單純的地理資訊系統,它需要與潛力企業内的其它資訊系統融合,例如SCADA、MIS等,即所謂的“無縫連接配接”。由于ArcGIS系列底層采用的完全符合工業标準的COM技術,使得基于ArcGIS平台的系統和其它的系統或第三方的工具、模型等成果之間具有了一種工業标準的“約定”或“接口”,隻要大家遵守這些工業标準的約定,就可以輕松實作真正意義上的“無縫”連接配接或內建。

9、全面支援工業标準的開發環境,如:VBA、VB、VC++、Delphi等

可以看到我們多次提到“工業标準”,如工業标準的CASE工具、工業标準的COM、工業标準的開發環境等等,由于采用了完全工業标準的東西,為系統的定制和開發提供了自由的選擇空間和有充分保障的人力資源。

10、版本管理的功能

在電力線路規劃、資料編輯時常常會發生沖突的時候,為了解決并發操作中的沖突問題,保證全局資料的一緻性、安全性,在ArcGIS軟體裡提供了版本管理的功能。

11、規則庫的建立

在定義空間資料模型的同時,我們還定義了這些對象的規則,包括顯示規則、操作規則等等。例如線路的顯示規則:帶電為綠色,不帶電為紅色。下次變化時隻需更改規則庫即可,而無需更改應用程式,操作規則:故障檢修時不能進行帶電操作;使用者不能直接接到高壓線路上,中間必須通過變壓器裝置。這些規則庫的建立便于我們快速建立應用系統以及便于我們進行日常的系統維護和管理。

12、靈活硬體配置

衆所周知,Unix工作站在性能以及安全性等方面都優于PC,但是PC價格要比Unix工作站低很多,為了使系統能夠達到最佳的性能價格比,一方面充分發揮Unix工作站的性能優勢,在伺服器端配置Unix工作站;一方面通過PC降低系統的硬體投資,在用戶端配置PC。ArcGIS支援多平台從根本上保障了這一點。ArcSDE作為伺服器端軟體,運作于多種環境,可以是Windows NT/2000,也可以是SUN OS、Compaq Tru64、IBM AIX、HP UNIX等。ArcIMS作為Web伺服器端的軟體,也可以運作于PC以及Unix等多種環境。

13、Intranet/Internet GIS資料釋出

現在的電力企業大部分都有很好的企業内部網,通過企業内部網可以使很多資訊資源都能夠達到共享。

ArcIMS是ArcGIS系列軟體裡用于Internet/Intranet GIS應用分發的軟體,在整個系統建設中處于網絡中心的位置。ArcIMS支援多種前端資料浏覽的方式:HTML View(影象資料傳輸)、Java View(矢量資料傳輸)、ActiveX View。采用ArcIMS可以幾乎不用開發,隻需要簡單的定制就可以達到資料釋出的目的,并且還提供服務功能的擴充。

ArcIMS支援PC和Unix多種運作環境。

14、免費的資料模型提供

ESRI與衆多使用者和開發商合作,定義了許多基于行業的資料模型。

Miner & Miner是ESRI在電力行業重要的合作夥伴,從事電力資訊系統的應用與開發,成立于1946年,從1986年開始基于ESRI産品進行AM/FM/GIS應用系統的開發,其應用遍布北美,包括Boulder, Colorado; Yankton, South Dakota; Athens, GA, and Washington, D.C等80多個電力企業使用者。Miner & Miner結合自己幾十年對電力資訊系統的認識和了解,對輸電管理(Transimission)和配電管理(Distribution) 通過Visio模組化工具建立了兩個對象資料模型,在模型中不僅定義了很多電力裝置,還定義了這些裝置的規則,包括顯示規則以及操作規則,以及這些裝置之間的關系。并且,這些模型都是通過Internet免費向使用者提供,使用者不需要任何費用就可以擁有一套完整的電力資料模型,可以直接用于系統應用開發,也可以作為系統建設的借鑒和參考。

GIS與電力企業資訊系統建設

正确、全面、及時地擷取電力企業的各種資源資訊,并加以提煉、分析,為電力企業的管理者和決策者提供輔助決策的依據,進而保障電力網絡安全、高效地運作,以及為更多使用者提供更加完善周到的服務,這是在電力企業内建設資訊系統的根本出發點。

在電力企業,根據不同的分工,分成很多垂直部門,比如:排程、用電、輸變電等等,這些部門之間既彼此獨立,又互相合作。GIS作為一個基礎平台,應用在電力企業各個部門中,滿足電力企業統一管理、統一規劃的需要。GIS以其良好的開發性和可擴充性,內建并融合企業内已有的SCADA、MIS、用電管理等資訊系統,并以其豐富直覺的表達形式,從GIS分析的角度為電力企業資訊系統建設構造新的,具有創新性的應用。

利用GIS軟體構件電力企業資訊系統,可以完成如下功能:

1.基本功能

圖形顯示:系統能将各電壓等級的輸配電線路圖、線路上的各種裝置圖、變配電站 圖、開關站圖以及基礎地形圖進行分層綜合顯示,具體功能如下:系統能将各電壓等級的輸配電線路圖、線路上的各種裝置圖、變配電站 圖、開關站圖以及基礎地形圖進行分層綜合顯示,具體功能如下:

圖形無級縮放:能對圖形進行開窗、中心放大、中心縮小、中心移動、任意中心放大、任意中心縮小、傳回前狀态和全景顯示等功能。

圖形平滑漫遊:系統為使用者提供平滑的漫遊功能,并實作無縫、無重新整理的視覺效果,便于使用者遊覽及快速定位。

圖形顯示“鷹眼”功能:系統可同時顯示全景圖視窗、在全景圖上可移動目前視窗所處的地理位置,而在局部區域圖上進行縮放及移動又可以在全景圖上得以反映,使用者可友善地了解全局和局部的關系。

圖形資訊疏密效果協同校正功能:系統在進行無級縮放時,可自動根據目前視窗的比例尺,調整顯示圖層數和某一圖層中資訊量的疏密關系及效果,保證最佳的視覺效果和最快的顯示速度。

空間查詢:可對輸配電GIS系統中的圖形資訊和屬性資訊(資料庫資訊)進行靈活多樣的雙向空間查詢。

通過圖形資訊查詢台帳資訊:可用單目标圖形、多目标圖形、任意拉矩形框選取、任意多邊形選取等方式,進行該區域内的裝置台帳查詢。

通過屬性資訊查詢圖形資訊:可用關系符号、邏輯符号、算是符号的任意組合,進行滿足條件的屬性資訊和圖形資訊的查詢。

圖----數、數----圖交叉檢索:系統可靈活交叉使用圖形查資料和資料查圖形的方法進行繁雜要求的空間查詢和檢索。

空間統計:對輸配電網絡中的各種資訊進行多種方式的空間統計。對輸配電網絡中的各種資訊進行多種方式的空間統計。

按線路統計:可按線路對線路上各種裝置、容量、負荷等進行統計

按區域統計:可按行政區、開發區等區域對裝置、容量、負荷等進行統計。

列印輸出:列印標明線路圖列印標明線路圖

列印標明範圍的施工圖

列印統計及查詢結果

制作圖例、指北針等與結果一起列印

2. 輸變電管理、配電管理

在電力系統中,輸、變、配電系統中功能有很多相似之處,是以在此處,關于其功能描述可以一起來考慮。同樣,除了上面所描述的基本功能以外,還可以利用ArcGIS軟體開發出如下應用:

線路操作及空間分析:在模拟方式和線上方式兩種狀态下,對輸配電線路進行多種操作及空間分析在模拟方式和線上方式兩種狀态下,對輸配電線路進行多種操作及空間分析

開關、閘刀、熔絲操作及停電範圍分析:系統能對各電壓等級線路上的任意開關、閘刀、熔絲進行拉開和閉和的操作,并實時顯示運作方式改變後電網中線路和裝置供停電狀态,進行供停電範圍的分析。

供電電源分析:在電網圖上任意選取一條線路,通過網絡拓撲追蹤功能,自動追蹤到該條線路的供電電源點,如變電站的某條出線或某個區域的供電電源點

配變供電範圍分析:在電網圖上選中變個配變,系統自動将該配變的供電範圍進行顯示,并列出該配變所帶來的全部使用者資訊。

線路阻抗分析:系統能對系統電網中的各種線路進行線路阻抗的自動計算,并進行線路阻抗的查詢和分析工作。

線路挂牌操作:在停電停役、運作方式變更等實際電網運作中,可利用本系統進行線路挂牌操作,标挂各種提示辨別及警示銘牌,同時記載挂牌時間、操作人及挂牌原因等。系統具有防止挂牌誤操作的隻能判斷功能,保證電網安全。

限電/停電通知管理:系統能自動根據選中的變配電站、開關站的某一條出線或線路上某一段線進行限電通知單或停電通知單的自動生成和自動列印。

變配電站、開關站操作及空間分析:對電網中各變配電站、開關站内接線圖上各種裝置進行多種操作和空間分析,并提供模拟操作和線上操作兩種運作方式。對電網中各變配電站、開關站内接線圖上各種裝置進行多種操作和空間分析,并提供模拟操作和線上操作兩種運作方式。

站内刀閘操作及空間分析:可對站内任意開關、閘刀、分斷自切等裝置進行拉開和閉合操作,并顯示操作後站内各種線路和裝置的帶電狀态,同時可進行站内操作引起的電網供停電範圍的分析。

遙測信号實時顯示:系統能與SCADA系統聯網運作,在變配電站的圖形上實時顯示遙測信号的負荷、電流等資訊,實作實時監控功能

遙信信号對站内裝置實時變位:系統與SCADA系統聯網後,利用接收到的遙信信号對變配電站内的開關等裝置進行自動變位,并根據變位後的運作狀态對電網自動進行供停電範圍的分析。

站内挂牌操作:在停電停役和運作方式變更時,可在站内标挂各種提示辨別及警示銘牌,同時記載挂牌時間、操作人及挂牌原因,并具有防止誤操作的隻能判斷功能,保證電網安全。

最優化停電隔離點決策:當接收到故障停電報警信号或需某個裝置及某條線路要檢修時,可利用ArcGIS決策模型,自動決策出最曉停電範圍的最優化停電隔離點,給開具搶修操作票提供依據,并保證人能夠最優的供電可靠性名額。

配電潮流分析:系統根據配電網中實時負荷的采集情況,對開環配電網和閉環配電網,進行配電網的實時潮流分析,為平衡網絡負荷和網絡重構等進階應用提供科學依據。

負荷轉移決策:當故障停電或需檢修停電時,都要将部分負荷轉移到其它變配電站或本站的其它出線上,系統種建立了負荷轉移決策模型,提供排程人員或搶修人員最優化的負荷轉移方案。當故障停電或需檢修停電時,都要将部分負荷轉移到其它變配電站或本站的其它出線上,系統種建立了負荷轉移決策模型,提供排程人員或搶修人員最優化的負荷轉移方案。

供電可靠性分析:電力部規定了供電可靠性名額必須大于99.97%,在系統種可進行供電可靠率、使用者平均停電時間、使用者平均停電次數等方面的可靠性分析,在系統中各相關子產品運作時都與供電可靠性分析緊密結合,為科學制定各種方案服務。

停電管理:

計劃停電:在制定停電計劃時進行供電可靠性分析,在執行計劃停電時進行最佳停電隔離點決策和負荷轉移決策,并對制定計劃、執行計劃和恢複供電的流程進行管理。為業擴流程等工程管理提供科學依據。

故障停電:在自動收到SCADA故障停電資訊或在圖上選取故障停電位置後,系統進行最佳停電隔離點決策和負荷轉移決策,并将發生故障到恢複供電的整個流程資訊記載在故障停電表中,作為供電可靠性分析的依據。

運作維護:

巡視:包括裝置巡視、缺陷标注、巡視計劃等子產品,能利用GIS電網圖完成裝置巡視、缺陷标注等工作,并采用自動和互動兩種方式制定巡視計劃。

檢測:包括負荷測量、接地測量、交跨測量等子產品,在GIS電網圖上完成負荷測量、接地測量、交跨測量等資訊的登入和管理。

裝置維護:對裝置維護所包括的大修、小修、清掃、消缺等工作,利用GIS工具進行有效的管理。

使用者電話報警輔助決策:在系統中建立了使用者電話報警的隻是庫和模型庫,當在一個區域内收到二個以上報警電話後,系統自動判斷出配變故障或某類線路故障,并能實時顯示報警位置,幫助搶修人員排除故障。在系統中建立了使用者電話報警的隻是庫和模型庫,當在一個區域内收到二個以上報警電話後,系統自動判斷出配變故障或某類線路故障,并能實時顯示報警位置,幫助搶修人員排除故障。

利用GPS跟蹤定位:當接到報警通知後,能夠根據搶修車上的GPS精确定位搶修車所在位置,并在指揮中心地圖上進行顯示,立即制訂搶修方案,及時排除故障,恢複供電。

使用者報裝輔助決策:在系統中建立了使用者報裝的知識庫和模型庫,當接收到營業系統使用者報裝資訊後,系統根據路徑追蹤模型和負荷平衡模型,自動決策出新使用者可接最近的配變或杆木,并自動尋找最優布線路徑(或通過互動操作),同時給出工程概算資訊。在系統中建立了使用者報裝的知識庫和模型庫,當接收到營業系統使用者報裝資訊後,系統根據路徑追蹤模型和負荷平衡模型,自動決策出新使用者可接最近的配變或杆木,并自動尋找最優布線路徑(或通過互動操作),同時給出工程概算資訊。

負荷現狀分析:在電網規劃中建立多種空間分析模型,對電網負荷密度進行空間分析,包括區域負荷密度分析、線路和裝置負荷強度分析、線路和裝置負荷滿載率分析等。在電網規劃中建立多種空間分析模型,對電網負荷密度進行空間分析,包括區域負荷密度分析、線路和裝置負荷強度分析、線路和裝置負荷滿載率分析等。

負荷資訊分析:能與各種負控系統聯網,在GIS 網上直覺顯示各負控點分布,查詢和分析各負控點的負荷資訊,查詢負控裝置台帳和負控使用者檔案,并能對異常情況進行分析。

配網設計:根據設計規程,在GIS圖上輸入線路類型、起始點等邊界條件後,系統進行自動布線,并生成線路縱橫面圖等,完成配電輔助設計工作。

最短路徑分析:在巡視和工程搶修中都要進行最短路徑(或最短時間)的分析,系統提供了巡視或搶修車輛一點到多點和多點到一點的最優化路徑分析,在圖形顯示同時還能給出排程路徑表。在巡視和工程搶修中都要進行最短路徑(或最短時間)的分析,系統提供了巡視或搶修車輛一點到多點和多點到一點的最優化路徑分析,在圖形顯示同時還能給出排程路徑表。

系統管理:

運作方式管理:使用者可任意設定模拟運作和線上運作兩種運作方式

使用者權限管理:系統管理者可增加使用者名單,并對每個使用者設定不同子產品的使用權限,提高系統的安全性。該功能由伺服器端的ArcSDE軟體完成。

運作日志管理:線上方式運作時,系統自動記錄某人、某時進行過何種改變電網運作凡是的操作和操作對象,并可進行查詢,便于進行安全責任的管理。

3. 用電管理

用電管理主要是用電市場的管理。查詢和統計功能主要展現在用電市場占有率的分析,并且能夠以多種形式表達查詢和統計的結果,例如:餅圖、直方圖、點狀圖等。同樣可以和配電管理系統構成應用上的C/S方式,調用輸變電管理和配電管理系統中的分析結果,例如供電範圍分析、停電範圍分析、使用者報裝等。可以與負控系統關聯,在圖上反映負控資訊。

在資料準備充分的情況下,可以與地形資料、水系資料、道路資訊等進行疊加分析,進而對高壓杆塔的選址等提供輔助決策的依據。

建議配置方案

電力企業建立GIS應用系統是一個循序漸進、分布實施的過程,GIS的配置情況根據電力企業GIS的應用規模,應用模式以及功能要求不同而不同。我們根據電力企業的規模以及投資情況,建議如下兩種配置,僅供大家參考。

ESRI電力輸配電及電力設施管了解決方案
方案一、适合地區級供電局
ESRI電力輸配電及電力設施管了解決方案

說明:

伺服器是整個系統的核心,從系統的穩定性和可靠性考慮,建議采用UNIX 伺服器。

對于伺服器軟體,ArcSDE是建立在通用工業标準商用資料庫基礎之上的空間資料庫引擎。如果局裡已有了類似于ORACLE等關系型資料庫可以繼續使用該資料庫,如果沒有資料庫,建議采用ORACLE、DB2、SQL Server、Informix等關系型資料庫。

由于配電管理部門要大量用到GIS的網絡分析功能,是以在該配置中建議采用NT ArcInfo 8.1作為應用平台。

用電管理和輸電管理部門以及其它部門在日常業務中,大部分隻需要對圖形進行顯示、查詢、統計、圖形輸出等操作,是以建議采用ArcView 8.1和MapObjects軟體。如果在需要類似于停電範圍分析、負荷轉移分析等網絡分析時。

該方案采用的是C/S方式,ArcInfo8.1、ArcEditor 8.1、ArcView8.1和MapObjects都是作為ArcSDE的用戶端,實作全局資料共享。

該系統具有很好的可擴充性,可以增加客戶的數量,可以增加用戶端的應用,還可以通過ArcIMS将所有的這些應用釋出到WEB上,形成三層體系結構。

系統功能描述

1、伺服器:在市局中心,由系統管理者來對其進行管理和維護。配置ArcSDE軟體,資料庫可以任意選擇。主要功能是實作全局資料的存儲與共享,利用ArcSDE軟體與以下其他部分構成C/S方式,能夠很好地解決并發操作、快速響應、權限管理等一系列問題。

2、配電管理和用電管理:在該建議方案中,我們采用了NT ArcInfo及其擴充子產品來構造配電管理和用電管理系統的應用。配電管理和用電管理系統是整個系統應用最複雜的部分,要大量地用到網絡拓撲分析功能。作為ArcSDE的用戶端,同樣也可以共享伺服器上的資料,構造自己的應用,例如可以完成最短路徑分析,變電裝置運作管理,挂牌操作,停電範圍分析等。另外在輸變電管理部門内部還可以配置一些PC機運作ArcView 8.1 或ArcEditor 8.1、MapObjects應用,可以構成ArcInfo 8.1的用戶端應用。

3、對于其它科室和部門來說,其需求更多的是圖形資料的顯示、查詢、統計、報表輸出等功能,ArcView 8.1和MapObjects從資料庫中讀取資料,可以完成分層顯示、以不同的符号和顔色來表示電力裝置的狀态等各種實時資訊。同時還可以調用ArcInfo的功能來完成一些特殊的分析功能進行在前端的顯示。

4、用電管理:用電管理主要功能集中展現在對目前用電市場管理方面,例如用電市場的占有率分析、客戶服務管理、抄表等。是以展現在GIS方面主要功能有查詢、統計、列印輸出等。是以在此方案中,配置一些MapObjects的應用或ArcView 8.1的應用,一方面,這兩個軟體本身能夠靈活便捷地構造這些功能,并能夠将查詢、統計的結果以多種形式表現出來,甚至可以直接嵌入到OFFICE文檔裡。

方案二、适合縣市級供電局

ESRI電力輸配電及電力設施管了解決方案

說明:

由于縣級供電局相對于地區級供電局來說,規模要小,資料量也少,是以建議采用基于ArcEditor8.1、ArcView 8.1和MapObjects作為整個系統應用開發平台,放在配電管理部門。可以對圖形進行顯示、查詢、統計、報表制作、圖形輸出等。同時,ArcEditor 8.1可以連接配接數字化儀,在系統建設的初期,還可以作為資料錄入的工具。

該系統還可以通過IMS軟體将GIS資料和應用釋出到Internet/Intranet上,網絡使用者隻需要使用浏覽器。

系統功能描述:

方案二适用于縣級市中等規模的城市。縣級市供電局資料量相對來說要較地區級城市要少,并且并發通路和操作的人數也少,但是業務需求與其它市局的需求基本上一樣,包括配電、用電、輸變電等,是以,建議采用NT ArcInfo作為伺服器,一方面作為資料伺服器,可以存儲與空間資訊相關的所有資料,同時還可以與其它資料庫進行關聯;另一方面,除了完成配電管理外,還可以作為全局的應用伺服器,局裡其它科室采用ArcView8.1或MapObjects除了完成顯示、查詢、統計、輸出等分析以外,還可以調用ArcInfo8.1的分析功能完成某些指定的分析,并将結果在前端進行顯示。

兩種方案的共同優點為:

開放性:電力系統由于資訊化程度較高,相信在省各供電局大部分已有或正準備建設MIS、SCADA或其它資訊系統,由于在該方案中采用的NT ArcInfo 8.1、ArcEditor 8.1、ArcView 8.1和MapObjects軟體都采用了COM技術,能夠直接将GIS嵌入到這些系統裡去,很好地與其融合。

可擴充性:該配置具有很好的可擴充性。每一個子系統:輸變電管理、配電管理、用電管理、通訊管理以及各個縣局的應用都可以在目前配置的基礎上進行擴充。例如縣局可以根據縣局的經濟情況來進行适當的調整,配置可以從ArcEditor 8.1、ArcView8.1或MapObjects起步,對于資金比較充裕的縣局,可以考慮配置NT ArcInfo軟體,能夠将功能完成得更加充分和完善;還可以通過ArcIMS将GIS資料釋出出去,形成三層體系結構。這一優點也符合工程逐漸進行的特點。

資料:資料來源可以多樣。ArcInfo 8.1軟體可以接受近百種不同格式資料之間轉換的能力,除了能夠直接讀取符合工業标準的DXF、DWG等格式的資料以外,還可以轉換MIF、DGN等格式的資料,大大減少工作量,提高工程進度,并避免了資料轉換過程中資料資訊的丢失。

前端産品的多樣化:前端産品根據不同的應用需求配置不同的軟體,靈活性強,并能夠減少投資。:前端産品根據不同的應用需求配置不同的軟體,靈活性強,并能夠減少投資。

由于在方案一中采用了ArcSDE技術,具有如下特點:

保證全局資料的一緻性

支援超大型資料集

高性能的空間資料提取

靈活、高性能的空間資料搜尋

解決多使用者,分布式并發操作

邏輯上的無縫、連續的資料

兩階段事物送出控制

支援多種硬體平台

有力而靈活的應用開發環境

完整靈活的安全控制機制

多使用者并發查詢的快速響應

AM/FM/GIS:ESRI豐富的前端産品能夠适應各種不同部門不同層次的需求,使得采用ESRI産品構造的此系統應用到電力業務的每一個環節,自動生成工作票、操作票,自動列印停電/限電通知單,電力設施和裝置的空間管理等。

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