摘要：介紹國內供電企業GIS建設現狀，分析目前常規GIS設計模式產生的原因，提出建立電網GIS輸配電一體化的設想，重點介紹了其概念及內容，論述了該模式的優勢，供大家參考。
　　關鍵詞：電網GIS；輸配電一體化；
　　
　　0引言
　　
　　近年來，隨著國民經濟的快速發展，電網規模也急劇擴大，不同電壓等級的變電站數量、變電容量和線路長度都在快速增長，電網的運行維護任務日趨繁重，管理難度與成本越來越高。依靠科技進步，不斷提升電網管理水平，成為各級供電企業追求的目標。
　　GIS(地理信息系統，geographicinformationsystem)是電網空間數據的重要載體與管理工具，傳統的設計模式主要依據組織結構與電網管理職能來劃分各系統，每類系統只為相關職能部門服務，如縣局建設配電GIS，地市局建設輸電GIS、通信光纖GIS，幾類系統之間沒有直接的數據聯系，縱向組織問也沒有任何空間數據交換。這種模式不能全面完整地反映地區電網空間分布整體情況，軟硬件資源利用率低，投資成本高，數據分散應用整合困難。
　　電網GIS輸配電一體化模式將改變傳統的分散設計理念，其核心是對電網空間信息資源的統一規劃設計，它通過建設集中的地區級電網空間數據中心，在統一平臺與模型的基礎上，開發各種空間數據服務與GIS應用，解決市地供電企業與所轄縣級供電企業之間空間數據與應用共享問題，從根本上解決傳統GIS模式的諸多弊端，這對于減少企業重復投資，提升軟硬件資源利用率，具有現實的意義。
　　
　　1供電企業GIS建設現狀
　　
　　1．1GIS技術在供電企業應用現狀
　　
　　經過近10年的研究與實踐，電網GIS目前已經走出探索與研究階段，開始步人實用化階段。與前幾年相比，一個明顯的變化是，GIS在功能范圍上有了很大的擴充，除涵蓋傳統的“AM／FM／GIS”之外，更加貼近企業生產業務實際，重視與企業生產業務流程的融合，GIS作為專業化的圖形分析展現工具而得到普遍認可。另外一個較為明顯的是GIS應用方向的轉變，隨著企業級實時數據庫的建設，GIS開始系統地使用存貯在實時數據庫(如OSIsofi公司的PI)中的電網運行數據，在電子地圖上實時模擬電網的運行狀態，分析其歷史變化，預測其發展趨勢。如嘉興電力局利用PI數據庫中的自動化數據，能夠在GIS上在線分析輸電線路的孤垂與負荷、溫度等相關因素的變化關系，并在斷面圖上實時模擬線路孤垂變化情況。從這種角度來看，電網GIS已經由單純的只反映電網拓樸結構的靜態GIS開始轉向既能反映當前電網運行狀況又能預測其發展變化的實時GIS。
　　隨著電力信息化的發展推進，數據整合、應用集成的發展趨勢更加明顯，客觀上要求各系統開放數據資源，輸電GIS與配電GIS之間、通信光纖GIS之間也要求彼此共享不同的空間數據資源，在數據整合的基礎上，對外提供統一的空間數據服務，滿足實際業務對跨系統數據共享的需要，而通過接口與中間件技術打通幾套GIS的方法在實踐中會遇到諸多的問題，如不同系統間的坐標變換、輸配電線路交叉跨越，通信光纖同步輸電線路資源等問題，技術難度較大，難以徹底解決；這就需要重新審視目前的設計模式，圍繞著數據整合、應用集成的思路，探索符合電力業務實際需要的設計模式。
　　
　　1．2電網GIS常規建設模式分析
　　
　　在供電企業GIS建設過程中，常規的設計模式是把配電GIS、輸電GIS、通信光纖GIS分開單獨設計，并不考慮幾套系統問的內在邏輯關系，這主要有以下幾個方面的原因。
　　(1)GIS開發單位業務發展的限制。GIS開發單位最初大多以開發配電網GIS起步，在
　　進行設計時，主要關注的是配電網的管理，對輸電業務、通信業務并沒有深入的認識。除此之外，這幾類系統在開發時間、開發廠商、主管單位、平臺技術、設計理念上也存在很多差異，從而導致了各套系統分離的現狀。
　　(2)供電企業認識水平的限制。雖然電力系統在很早就認識到統一規劃、分步實施的
　　重要性，但在實際建設時，還有很多不到位的地方，導致各類GIS系統問互不關聯。
　　(3)GIS平臺技術與設計理念的限制。在電網GIS建設過程中，GIS平臺選取主要聚焦
　　在ArcGIS、GESmallWorld等大型的GIS平臺上，這些平臺均有自己的鮮明特點，但這些
　　平臺還在發展，還在不斷地融合新的信息技術與設計理念。而早期的配電GIS、輸電GIS通信光纖GIS不可避免地受GIS平臺設計技術的限制，從而在一定程度上造成了相互分離的現狀。
　　2電網GIS輸配電一體化技術特點
　　電網GIS輸配電一體化基于數據整合、應用集成的設計模式，在地區級電網空間數據
　　集中的基礎上，統一開發各類GIS應用，滿足地市局、縣局的實際需要，它主要具有以下
　　技術特點。
　　
　　2．I模型一體化
　　
　　輸電網絡、配電網絡、通信光纖網絡之間聯系非常密切，它們不僅在網絡結構上相似，而且在電氣(拓撲)上緊密相連，在空間位置存在著交叉重疊，是一個密不可分的整體。GIS是對電網的真實模擬與抽象，GIS空間中的“電網”也應像現實世界中的電網一樣，是一個有機的整體，是企業各部門都需要共享的公共信息資源。在設計電網GIS時，要有系統觀念，從整體上對電網模型進行一體化的設計，避免人為地產生新的信息孤島。
　　在進行一體化建模時，應采用流行的面向對象的設計方法進行全信息建模，模型既包括輸電、變電、配電領域內的不同電壓等級的電力設備，又包括與輸配電緊密相關的通信光纖網絡設備，不僅包括了設備模型的文本屬性信息，而且包含設備模型的圖形及空間拓撲信息，形成全網一致描述，使圖形和數據一體化集成，從而徹底解決傳統生產管理應用中靜態圖形和數據關系割裂的問題。模型一體化設計的實質是在傳統的輸電GIS與配電GIS間建立對電網對象的一致定義與管理，在具體設計時，除考慮GIS平臺設計技術之外，可以適當參考IEC61970／61968中的CIM模型標準。
　　
　　2．2數據集中部署
　　
　　數據集中部署是實現電網GIS輸配電一體化的前提，在地區統一平臺基礎上建立集中
　　的空間數據中心，實現地區局輸電數據、通信光纖數據與縣局配電數據的物理集中存貯，一體化的模型設計使各類型空間數據邏輯集中成為可能。以SmallWorldGIS平臺為例，空間數據可以集中部署在地區局統一的GIS主機上，通過Smallworld的SOC(SpatialObjectController)技術實現空間數據的統一控制，通過SIAS(SmallworldInternetApplicationServer)提供一致的基于B／S模式的空間數據服務。
　　
　　
　　2．3輸配電同圖顯示
　　
　　輸配電同圖顯示即在同一張電子地圖上既能夠顯示區域內所有的配網數據，又能夠
　　顯示輸電網絡、通信光纖網絡數據，滿足跨專業綜合統計與分析的需要。要實現輸配同圖顯示，首先需要統一電子地圖資源，在統一坐標體系的基礎上，確定合適的坐標原點，實現不同比例尺電子地圖(如1：10000與1：500)的無縫拼接與校正，統一坐標體系與坐標原點也是實現電網設備在電子地圖上準備定位的基礎。其次需要統一設備編碼，建立能夠涵蓋各電壓等級設備的編碼體系，規范設備命名。編碼在設計時要充分結合現有的標準，避免重復工作。
　　
　　2．4統一權限管理
　　
　　統一的權限管理是“應用集成”的保障。考慮到使用對象的業務差異性與管理目標的不同，在具體開發電網GIS各子系統時，要從整體上規劃權限體系，不僅要支持現有的組織模式與業務模式，能夠滿足地、縣兩級企業內所有專業、部門對電網的不同維護需要，而且要具有靈活性與擴充性，能適應組織結構的調整。
　　GIS中的權限體系配置時要根據各專業管理范圍確定，如高壓輸電線路編輯與輸人權限在市局主管輸電線路的業務部門(如線路工區)，只能通過專業的輸電GIS子系統來維護，而通信管理部門要利用線路資源時，只能通過通信光纖GIS子系統獲取，通信光纖GIS子系統中對線路資源不具有任何更改與編輯權限，但具有對通信線路的編碼與更改權限，這與實際的業務管理模式是相符合的。
　　3電網GIS輸配電一體化優勢
　　
　　與傳統的GI設計模式相比較，電網GIS輸配電一體化的設計模式具有以下優點。
　　
　　3．1投資少、維護成本低
　　
　　電網GIS輸配電一體化模式，只需地市局購買一套硬件設備與GIS軟件平臺，就能夠滿足管理需要，而且軟件統一開發實施，可節省大量的投資，可以更加充分利用服務器資源，性價比得到極大提高。
　　新的設計模式在部署與日常維護時能夠有效節省人力與成本支出。由于數據集中在地市局，只需要一套班子就能對整個地區內的所有輸配電數據進行13常備份維護工作，而且系統升級時能夠加快部署速度，減少IT運維人員工作量。
　　
　　3．2深化應用，提升業務管理
　　
　　從功能覆蓋范圍來看，除傳統的輸電GIS、配電GIS、通信光纖GIS功能有所增強之外，一些涉及到多系統的邊界問題也得到有效解決如按照傳統的分散建設模式，由于輸電GIS與配電GIS沒有數據聯系，很難同時從兩套系統中獲取全面的輸配電線路交叉跨越數據，而交跨點是運行巡視的重點部位，需要特別關注；而輸配一體化設計模式則能有效解決這些問題；除此之外，跨各類GIS系統間的數據同步更新也是傳統模式難以解決的障礙，如通信部門在管理光纖網絡時，需要及時獲取最新的輸電架空線路最新數據，傳統模式下的輸電GIS與光纖通信GIS很難有效解決。新的設計模式不僅能有效解決類似問題，深化了GIS應用，而且能提升各專業的管理水平。
　　
　　4可行性分析
　　
　　(1)經過近些年的發展，以GIS二次開發商為代表的開發單位，在供電企業的GIS開發中已經占據了主導地位，它們在與電力系統不斷接觸過程中，逐步熟悉電力業務，解決了影響其發展的關鍵問題；業務范圍也不斷擴大，在配電GIS開發成功后，又將產品體系延伸到輸電GIS、光纖通信GIS等各個領域，輸電GIS與配電GIS、通信光纖GIS從設計技術上來看，本身并沒有太大的差異，只是業務目標與服務對象不同而已。因此，隨著開發商實施項目的增多與業務積累，客觀上已經具備了對電網GIS空間數據資源進行統一規劃開發的能力。
　　(2)供電企業認識與管理水平提高。隨著電力信息化應用的推進，傳統分散GIS設計
　　模式逐漸暴露出很多問題，企業經常面臨著數據整合的困惑，因為數據整合對原有的系統沖擊很大，原有的系統難以滿足數據共享的要求。通過對GIS應用的深入，對GIS及統規劃有了更加深入的認識與體驗，從而能夠更加客觀地看待一體化的GIS設計模式。
　　(3)GIS平臺技術的提升與設計理念的更新。隨著大型GIS平臺的不斷更新與技術升級，除傳統的功能之外，大型的GIS平臺本身為電力業務提供更多的支持。很多GIS平臺本身就提供了豐富的電力設備模型，開發技術也在不斷升級，融入了主流的開發與設計技術，為電網GIS輸配一體化設計創造了技術條件。
　　
　　5結語
　　
　　電網GIS輸配電一體化旨在解決長期以來困擾地市供電企業與縣級供電企業電網空間信息共享問題，該模式將輸電GIS、配電GIS、通信光纖GIS所涉及的空間信息資源進行有效整合與統一設計，與現有的組織架構與業務管理職能有效結合，擴展了傳統的GIS系統，為縣級供電企業、地市供電企業對電網空間信息的充分獲取創造技術條件，在地市供電企業具有廣闊的應用推廣前景。目前深圳電業局已經按照此設計理念，完成了深圳地區電網空間數據與應用的統一規劃，并按照輸配一體化的設計模式有條不紊地推進電網GIS的建設工作。