摘要：隨著某市電網規模持續擴大，電網設計規劃越來越困難。本文針對電網工程的特點及電網設計實際需求，建成電網規劃設計地理信息系統（GIS），并實現了電網設備臺賬管理和信息集成以及輔助設計規劃等功能。
　　關鍵詞：電網設計規劃；GIS應用；
　　0引言
　　電網工程周期長，涉及區域廣，從規劃、設計、施工到運營、管理、維護等都對空間信息有著強烈的需求。電網前期主要工作是路徑優選和桿塔選型設計，傳統電網規劃和設計手段需要大量的現場驗證，導致外業工作量大，工期長，且不易確定最佳方案。為了滿足電網建設和節能降耗的要求，利用地理信息系統（geographicinformationsystem，GIS）強大的空間數據處理和分析功能來處理電網規劃和設計的相關信息。根據電網設計特點和某市電網現狀，構建電網規劃GIS系統，服務于電網工程設計與規劃。
　　1、電力GIS應用現狀
　　GIS作為一個基礎平臺可應用在電力企業各個部門中，滿足電力企業統一管理的需要。歐美電力企業的GIS應用起步較早，應用范圍非常廣泛，電網的規劃、運行、銷售、檢修、客服等各類業務都有GIS支持，而且與企業資源計劃（enterpriseresourseplanning，ERP）等系統的結合也十分緊密。國內電力企業在GIS建設方面做了較多的探索，實現了一些具有實用價值的電力輸變電GIS應用。通過GIS實現了電網空間信息管理、輸電設備臺賬信息管理、輸電網絡專題圖形管理、污區管理等功能，并且實現了與數據采集與監視系統（supervisorycontrolanddataacquisition，SCADA）系統、管理信息系統（managementinformationsystem，MIS）系統等集成。國家電網公司東北分公司輸電網生產管理系統，實現了全超高壓局數據集中處理；華北電網公司GIS系統，實現了華北電網公司輸電線路圖形和數據信息的全面管理；天津電力公司電網圖形輔助生產管理系統，集地理信息和電網數據為一體，實現了全電壓等級電網圖形數據的集中存放和統一管理。電力GIS應用主要集中在運行管理，針對電網設計的大區域GIS系統還很少。
　　2、系統結構設計
　　某市電網規劃GIS系統，以地形圖、遙感影像為基礎，對輸電線路、變電站、骨干電廠信息和項目規劃、設計、勘測資料進行有機融合與管理，指導輸電網的規劃、設計，達到優化電網結構、提高設計工作效率的目的。電網規劃設計GIS系統體系結構如1所示。該系統應用平臺采用C/S結構，基于ArcGISEngine和.NET平臺進行開發；數據庫采用SQLServer2007進行數據的存儲和訪問，管理員應用ArcInfo進行基礎數據的維護。該系統將輸電網設備空間分布、設備臺賬屬性與設計信息等有機結合在一起，實現空間查詢和分析的各項功能。
　　
　　圖1GIS系統體系結構
　　3、系統主要功能 
　　3.1概述
　　某市電網規劃設計GIS系統提供區域內的電網整體信息數據，實現了相關業務數據的圖形化管理及空間數據查詢和分析功能，為電網規劃設計提供各種輔助性工具，提高設計方案的優化程度，減少外業工作量和勞動強度，提升電網的建設和管理水平。GIS系統的主要功能如圖2所示。
　　3.2基礎數據管理
　　系統以某市1∶50000矢量地形圖和2.5m分辨率影像圖作為基礎，覆蓋線路、變電、電源、通信、勘測專業數據，共同構建電網GIS系統。
　　3.3信息多方式檢索
　　基礎數據和電網數據按圖層進行分類組合和顯示，電網數據按照電壓等級進行分類組合和顯示，系統對整網的信息實現多方式檢索，包括點擊查詢、框選查詢、選擇名稱定位查詢、選擇分類查詢、SQL條件查詢等，可查詢線路的各類技術參數，實現按地區、電壓等級、供電區域、分時段、分專業等要素的檢索。
　　
　　3.4電網設備管理
　　系統將各電壓等級的線路路徑、線路桿塔信息、電網設備的分布、臺賬屬性及運行等信息，按實際地理位置，表現在空間地理背景上，建立起全信息數字化電網模型，增強對電網整體的掌握程度，提高對電網存在問題的分析能力；在足不出戶的情況下就能全面了解電網信息，其中包括電網的概況信息、設備分布地形地貌、污穢區的分布、系統圖、線路斷面圖等，根據這些信息形成電網專題圖、線路剖面圖，指導電網工程設計、規劃與管理。
　　3.5電網輔助設計
　　系統滿足線路設計前期的路徑選擇需求。線路初步設計階段大致分為：現場勘測、路徑選擇、排桿定位與基礎設計、其他電氣設計、材料統計、概算。業務流程環環相扣，設計人員根據地形圖和影像圖，配合電網信息，進行線路路徑的初選和校對，優化線路走廊，并輸出最優路徑圖。系統提供新建線路、切改線路、添加桿塔、修改桿塔、坐標導入、圖紙輸出等功能。同時系統能夠提取交叉跨越物，并輸出道亨格式的平斷面圖。系統提供的數據在精確度和可信度上都能夠符合標準要求，滿足可研、初設要求的深度和精度。
　　3.6電網輔助規劃
　　電網規劃對現有電網信息非常依賴。系統提供了電廠、變電站、各種電壓等級線路的準確地理坐標信息，結合污區圖、重要障礙區、交叉跨越物等要素，加上系統空間分析功能，優化規劃方案，使供電接線更加合理，使電網規劃更加真實，滿足經濟調度要求。通過在現狀圖的基礎上增加已經完成的電網規劃項目，及時了解規劃的實施結果及其影響。
　　3.7權限管理
　　權限管理主要針對各不同專業和部門的用戶，在瀏覽和修改數據時進行分權限管理。系統會對登錄用戶進行權限審核，并根據權限審核的結果，在界面上顯示符合其權限的工具條和菜單，讓用戶在其權限范圍之內對系統進行訪問和操作。
　　3.8與其他系統和軟件的接口
　　（1）與“信息協作平臺”的接口。“信息協作平臺”是電力勘測設計研究院信息交換、辦公自動化和工程圖形庫存放的平臺。規范2個系統的文件格式和管理方式，系統之間可通過規范的工程編號進行鏈接、訪問和下載。
　　（2）與AutoCAD軟件接口，電力設計制圖以CAD圖紙為主，系統保證設計圖紙的輸入輸出。
　　（3）與專業軟件的接口，如道亨軟件。
　　（4）與手持全球定位系統（globalpositioningsystem，GPS）信息采集的接口。將野外手持GPS采集的路徑數據錄入系統，供設計人員參考。
　　3.9數據錄入與維護
　　系統對各個專業都提供專業對象編輯工具，實現便捷地編輯對象、提交和上報各種工程成品數據、整理已入庫的數據、輸出指定范圍的圖紙等功能。系統管理員負責管理元數據（MetaData，描述數據及其環境的數據）、基礎地形圖數據和工程數據鏈接等信息。
　　4、項目建設重點
　　4.1需求的準確把握
　　對電力企業的應用需求最了解的是電力企業從事設計生產、經營管理的領導和技術人員，但是這些人員缺乏GIS相關的知識，加之生產任務繁重，因此，總體規劃或設計方案采用外包形式實行；而外包單位的開發人員缺乏電力企業知識，使得總體規劃或設計方案深度不到位，或者應用覆蓋不全，為系統的實施
　　帶來了許多困難。要解決好這一問題必須重視項目機構建設及人力資源、資金等配置。電網規劃設計GIS系統的建設注重專業人員和開發人員的溝通，成立數字電網研發組，由線路、變電、勘測等系統建設相關專業抽調人員組成，負責項目的過程管理和協調工作，包括制定總體方案、確定專業需求、配合開發人員落實方案、檢驗成果實現、進行系統培訓及系統維護等，解決了專業人員不懂軟件開發，軟件開發人員不懂專業問題。
　　4.2數據的可持續更新
　　GIS系統的正常、良好運行，并能夠在應用中發揮作用，數據的及時更新是關鍵。在地理信息系統的構成中，硬件、軟件和數據的建設投資比通常為1∶2∶7，其中數據處于核心地位。GIS系統運行所需要的基礎數據（如地形圖數據、設備臺賬、電網地理接線數據、設備位置數據等）有效地建立起來并持續更新，才能保證系統正常運轉。確定更新的數據來源和可靠的數據入庫手段，是系統成敗的最關鍵因素。電網規劃設計GIS系統數據的來源確定為電網設計的竣工圖。GIS數據更新由專業人員進行，給用戶提供更新接口，統一審批入庫，保證數據的一致性。
　　5、系統特點
　　（1）電網規劃設計GIS系統是為輸電網設計、規劃研發的應用軟件平臺。系統構建緊密結合電網工程設計，集成電網設計功能和完善的電網信息，滿足工程前期階段的規劃、設計需求。
　　（2）基礎矢量數據為1∶50000全要素數據，信息量大（包括街區、道路、村鎮、河流、植被等40多個圖層），時效性強。以近2年的衛星影像為基礎，對基礎矢量數據進行了更新，實現了矢量圖、影像圖、數字高程模型（digitalelevationmode，DEM）數據、污區圖、電網數據的無縫疊合，解決了不同數據源的基礎地理數據疊加問題。
　　（3）電網專題數據管理。電網專題數據準確、全面、信息量大，系統管理電網35kV以上線路、變電、電廠等全方位數據，包括：線路的長度、導線型式、投運時間、地形比例、絕緣配置等；桿塔的準確坐標、塔型、基礎、呼高等；變電站、電源的平面布置圖、建設概況、設備臺賬等；通信、勘測專業的設計資料詳細信息。系統信息根據工程進行管理，每個工程均可以文字、圖表、附件等形式錄入。所有電網信息在基礎地理數據中準確定位，高精度的電網數據通過GPS采集坐標入庫，統一采用北京1954坐標，不同坐標系預留7個參數轉換接口。
　　（4）數據維護的版本管理。數據的更新是由使用系統的各個專業進行的，數據更新人員和審批人員分散，數據更新容易產生沖突。為了使更新的數據準確完整，采用ArcGIS的版本管理（visions）模式。“版本”是記錄修改數據的增量，將更新數據和已有數據分離為不同版本，更新數據作為新的任務版本經過審批后
　　才能入庫。這種方式解決了空間數據分散更新的難題，既保證了專業人員可以分散地進行數據更新，又保證數據入庫的可靠性。
　　6、結語
　　某市電網GIS系統的建設，即構建基于地理空間的電網數據信息共享平臺，是整合線路、變電、系統、發電、勘測、通信等多個專業資源的“協同工作平臺”，
　　實現了更大范圍的數據共享、綜合以及多維、動態的應用分析；充分利用各專業的數據資源，形成了全新的高效工作模式，在室內就可以完成新線路的初選，配合外業對所選線路進行有針對性的驗證，大幅減少可研和初設外業工作量。實現了電網資源管理的信息化和規范化，為增強電網設計水平、服務電網建設、加強電網監督管理等方面提供了重要的技術手段。
　　參考文獻
　　[1]李功新.基于GIS的電網生產管理系統建設與應用[M].北京：科學出版社，2008.
　　[2]龔健雅.地理信息系統基礎[M].北京：科學出版社，2001.
　　[3]黃瑞.地理信息系統[M].北京：測繪出版社，2009.