【正文】 ；與電網管理結合的高級應用更可大大提高電力系統(tǒng)的自動化水平。 GIS在國內外電力系統(tǒng)的發(fā)展概況地理信息系統(tǒng)作為數(shù)字化電網、信息化企業(yè)的一個重要技術支撐手段，因為其強大的數(shù)據分析功能、空間分析功能正在廣泛應用于電力系統(tǒng)中與空間信息有密切關系的各個方面。建立“數(shù)字電網”及“協(xié)同工作環(huán)境”為特征的電力 GIS 系統(tǒng)，已成為發(fā)達國家電力企業(yè)，為增強自身競爭能力（降低生產成本、提高服務水平）而進行生產經營“業(yè)務流程重組”工作、提高電網運行科學管理水平的必不可少的工具[13]。自1996年起，國家電網公司開始引進電力地理信息系統(tǒng)應用。所建系統(tǒng)已從過去的主要集中應用在配電系統(tǒng)管理方面，向輸電系統(tǒng)、客戶服務系統(tǒng)、客戶管理系統(tǒng)、用電營業(yè)系統(tǒng)、配電管理系統(tǒng)以及地理信息系統(tǒng)與能量管理系統(tǒng)/數(shù)據采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（EMS/SCADA）、配電自動化系統(tǒng)相互結合的綜合應用發(fā)展。 隨著國家電網公司集團化運作、集約化發(fā)展、精細化管理和標準化建設的“四化”戰(zhàn)略的深入推進，截止2007年4月，各省公司及其下屬單位共建設電力GIS項目144個，大部分電力GIS應用由地市公司單獨建設，也有部分應用是由網省公司建設后推廣到地市公司[1]。代表性網省公司主要有北京、上海、福建、湖南等。從實際情況看，電網的各種信息與空間地理環(huán)境有著密切聯(lián)系，利用GIS技術管理和處理這些信息，對于提高電力系統(tǒng)生產效率、管理質量和科學決策水平具有十分重要的現(xiàn)實意義。根據電廠管理的需要，基于GIS的電廠管理信息系統(tǒng)可以從以下兩方面提供各種信息服務:(l)實現(xiàn)類似MSI的管理功能。發(fā)電廠管理信息系統(tǒng)（MIS）網關發(fā)電廠地理信息系統(tǒng)發(fā)電廠企業(yè)的監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）發(fā)電廠地理信息系統(tǒng)發(fā)電廠實時監(jiān)控信息系統(tǒng)發(fā)電廠計算機網絡管理信息系統(tǒng)發(fā)電廠廠區(qū)、設備管理信息系統(tǒng)發(fā)電廠綜合管網管線信息系統(tǒng) 輸變電工程是電力系統(tǒng)中最重要的環(huán)節(jié)，輸電網一般電壓等級高，接線簡單，跨越距離遠，空間地理分布廣、范圍大。在這一過程的不同時段里，將涉及成百上千公里線形延長區(qū)域內的空間圖形及相關的屬性數(shù)據(如地形地貌、地質、水文、建筑物、輸電線路、桿塔等)。 地理信息系統(tǒng)技術在輸變電工程管理方面的應用主要是在地理背景圖上對輸變電區(qū)域內的各種地理信息以及桿塔參數(shù)、電力設備設施等進行顯示、綜合分析和管理的系統(tǒng)，以輔助電網的規(guī)劃管理、工程設計、工程施工、運行管理和科學決策。配電網一般呈樹形輻射狀，地理分布廣，設備數(shù)量巨大，設備變更頻率高，增長快等特點。它是一個利用地理信息系統(tǒng)技術，結合配電網管理實際，對配電網的配電設備進行綜合管理的系統(tǒng)，可以將AM/FM所提供的準確的、最新的設備信息和空間信息與配電網實時運行狀態(tài)信息有機地結合起來，有效地改進電力分配和緊急情況下的調度以及用于日常維護與搶修服務等，提高調度員與設備維護人員了解系統(tǒng)情況與處理故障的能力。GIS在配電網中應用主要體現(xiàn)在設備管理、配電網規(guī)劃及輔助設計、電網拓撲、電網分析、故障報修(TCM)幾個方面。隨著我國電力系統(tǒng)逐步市場化和電力能源緊張局面的進一步緩解，傳統(tǒng)的用電管理模式已滿足不了當前客戶對電力需求的急劇增長。提高用電管理工作效率、管理質量、客戶服務質量及自動化水平的唯一途徑是借助于現(xiàn)代信息處理技術和先進的管理模式，使客戶服務管理系統(tǒng)化、制度化、規(guī)范化和自動化，真正實現(xiàn)用電管理“一口對外”、“業(yè)務一條龍”、“無紙化作業(yè)”[10]。除了能完成常規(guī)的業(yè)務處理能力，最重要的在于它可以在電子地圖上實現(xiàn)更直觀、有效的表現(xiàn)形式和空間查詢分析等功能。 綜上所述，GIS在電力企業(yè)的應用是全方位和多角度的,是未來電力系統(tǒng)信息化發(fā)展的重要方向之一。因此，總體規(guī)劃或設計方案往往采用外包形式，而外包的公司對電力企業(yè)知識的匾乏，使的總體規(guī)劃或設計方案深度不到位，為今后系統(tǒng)的實施帶來了許多困難，要解決好這一問題必須強調“一把手原則”和“發(fā)展與技術滾動原則”，重視項目機構建設及人力資源、資金等配置。目前一些系統(tǒng)雖然在功能設計和開發(fā)中表現(xiàn)良好，但許多系統(tǒng)實際是一個演示功能系統(tǒng)，離實用化還有不少差距。沒有完整、正確的基礎數(shù)據，就沒有系統(tǒng)正確的執(zhí)行結果。，技術標準滯后急速增長的應用需求推動著市場迅速發(fā)展，而相應的技術標準和應用規(guī)范制定工作卻未能及時完成。在各電力企業(yè)所建的GIS系統(tǒng)中，數(shù)據組織方式、接口規(guī)則、信息存儲和安全等要求均有較大差異，這些差異必將使今后的數(shù)據共享、信息交流以及日后的功能擴展帶來困難。尤其是隨著高精度的GPS測量設備的引進，不但電網設備的經緯度坐標數(shù)據可以從電力GIS系統(tǒng)中的到，而且城市大比例尺電子地圖中敏感地點、地物的精確經緯度坐標數(shù)據也極易由系統(tǒng)中直接或間接獲取。所以在制定電力GIS技術規(guī)范時應著重研究建立新的電網資料保密措施和機制[12，19，36]?！皵?shù)字電力”與電力GIS系統(tǒng)數(shù)字電力來源于數(shù)字地球這一偉大構想，它是實施數(shù)字中國戰(zhàn)略的主要內容之一。 數(shù)字電力主題內容包括“五大信息基礎設施”和“三大信息應用系統(tǒng)體系”。三大信息應用體系為:電力生產控制系統(tǒng)體系、電力市場技術支持系統(tǒng)體系和生產經營管理信息系統(tǒng)體系[20]。它是電力生產和管理的全過程的信息化建設。將電網分布、臺帳及實體特征信息按其實際空間位置等屬性信息建立信息庫，實施傳遞和數(shù)字化加工。GIS將是“數(shù)字”電力極好的工具與平臺[21]。GIS系統(tǒng)可以作為數(shù)字電力信息化的重要工具和應用平臺。 3 基于GIS的電力系統(tǒng)管理信息系統(tǒng)框架 隨著我國城市經濟建設和社會的快速發(fā)展，用電負荷日益增長，電網運行的控制及管理工作變的較以往任何時期都更為復雜。為了進一步滿足電力企業(yè)及其廣大用戶對電網“安全、可靠、優(yōu)質、高效、經濟運行”的現(xiàn)代化要求，需要采用現(xiàn)代化的技術和管理手段來進行規(guī)劃和管理，以便增強對電網設備的資產管理、運行管理和監(jiān)管能力，提高供電可靠性和電能質量，從而更加及時地為電力客戶提供優(yōu)質、高效、安全的服務。傳統(tǒng)模式下，電力管理信息的載體是圖紙、報表、語言（如調度指令等），傳遞方式是手工交接。解決這一嚴重問題的途徑，是在各生產部門之間及部門內各工作崗位之間，建立起信息及時傳遞和同步更新的共享機制和環(huán)境。 基于GIS的管理信息系統(tǒng)主要是利用地理信息技術來對電網設備設施空間分布數(shù)據、生產運行數(shù)據、電網運行狀態(tài)等信息進行集中化可視化管理，對電網的網絡關系進行分析，并能集成已有的信息管理系統(tǒng)，形成以地理信息為支撐的綜合可視化電網管理信息系統(tǒng)。主要業(yè)務以電網生產、運行與管理為主，結合規(guī)劃、調度、通信與車輛、客戶服務等。比較典型的思路如：首先確定統(tǒng)一的基礎軟件平臺，確定統(tǒng)一電網模型，建設以基于圖形的電網設備管理為基礎結合生產管理的輸變電、配電、檢修試驗管理信息子系統(tǒng)，可先由地市試點，當各項子系統(tǒng)及數(shù)據庫形成后，將數(shù)據抽取到省級電力數(shù)據中心，由省級監(jiān)管部門對各級電網進行統(tǒng)一監(jiān)管，最終實現(xiàn)網省、地市間縱向的數(shù)據貫通、集中，專業(yè)系統(tǒng)間橫向的數(shù)據共享、應用集成。(2)為輸電線路的建設提供有效的輔助手段電力GIS還應設計相應的輔助工具，為規(guī)劃、設計、評審、運行維護人員的日常工作提供快速有效的輔助手段。(4)建設一流的數(shù)字化電網 在充分考慮電網建設和維護特點的基礎上，特別是有效地整合電網建設中不同用戶群體的特殊要求，依靠統(tǒng)一的數(shù)基礎據，構建統(tǒng)一的信息平臺，形成標準化的用戶信息管理應用，可以大大提高電網建設維護過程中的管理水平，實現(xiàn)提高管理效率、優(yōu)化資源配置、減少管理環(huán)節(jié)、規(guī)范管理過程等目標，創(chuàng)建一流的數(shù)字化電網[4，10，20，21]。GIS作為一個基礎平臺，應用在電力企業(yè)各個部門中，滿足電力企業(yè)統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一管理的需要。電力企業(yè)管理信息系統(tǒng)及各個子系統(tǒng)設計與開發(fā)都要從整體和系統(tǒng)的角度考慮其角色和作用，并有效地利用最新的信息技術，如GIS技術、組件技術、WEB技術、數(shù)據倉庫技術等，實現(xiàn)企業(yè)設施資源、人力資源、工作流程、客戶關系、規(guī)劃、設計、運營和維護、市場策略等業(yè)務管理與決策的信息化與智能化，構造一個既相互獨立、又相互協(xié)作、資源共享、可互操作業(yè)務綜合網絡，實現(xiàn)企業(yè)經濟和社會效益的最大化。......電力數(shù)據通信網各系統(tǒng)...電力公司供電公司、供電分公司超高壓輸變電公司通信調度中心電纜輸配電公司軟件平臺硬件平臺GIS平臺輸變電GIS系統(tǒng)配電GIS系統(tǒng)客戶服務GS系統(tǒng)雷達定位故障測距集抄系統(tǒng)移動搶修GIS系統(tǒng)負荷控制、負荷預測調度自動化系統(tǒng)配電自動化系統(tǒng)用電管理DBMS其他系統(tǒng)基礎圖形數(shù)據、設備數(shù)據、線路數(shù)據、運行數(shù)據、通信數(shù)據、用戶數(shù)據等 GIS與電力企業(yè)綜合信息平臺集成中間件…… 通用GIS基礎平臺文件數(shù)據庫大型空間數(shù)據庫設備數(shù)據庫實時數(shù)據庫電力GIS基礎軟件平臺查詢統(tǒng)計組件……..空間數(shù)據引擎GIS操作組件輸入輸出控制組件流程控制組件拓撲分析組件應用計算組件可擴展內核組件群WEBGIS應用移動應用行業(yè)高級應用輔助決策管理工程輔助設計運行管理設備管理應用層邏輯層數(shù)據層外部相關系統(tǒng) 電力GIS平臺體系結構由于電網分布的區(qū)域性，GIS在電力系統(tǒng)中的應用模式主要存在四種類型：主機終端模式、工作組網絡模式、客戶機/服務器（Client/Server簡稱C/S）網絡模式、Internet網絡模式（Browser/Server簡稱B/S），目前電力管理信息系統(tǒng)網絡應用的最佳模式是Client/Server模式和Browser/Server網絡模式的混合應用模式（簡稱C/S+B/S模式）。電力GIS的應用系統(tǒng)可根據電力行業(yè)的不同企業(yè)不同應用，建設不同類型的GIS應用系統(tǒng)。由于運用到了GIS技術,系統(tǒng)的數(shù)據包括圖形矢量數(shù)據、空間屬性數(shù)據和電網管理數(shù)據,因此系統(tǒng)數(shù)據庫可分為空間(地圖圖形)數(shù)據庫和輸電網屬性數(shù)據庫兩部分[18]。采用客戶機/服務器(Client/Server)+Internet網絡（Browser/Server）混合模式的數(shù)據庫應用系統(tǒng),不僅可以實現(xiàn)局域網中管理各部門對線路數(shù)據的共享,同時也可以提高數(shù)據庫的安全度。獲得的數(shù)據通過軟件的編輯功能進行專題處理，制作出電力系統(tǒng)的專題數(shù)據，包括電網的開關設備信息。、投影參數(shù)設置及國家統(tǒng)一坐標之間的轉換對數(shù)據進行平面坐標的配準與誤差校正，由于獲得規(guī)劃設計院或者購買的數(shù)據由于保密的需要大多經過平移，因此在使用時需要變換成國家統(tǒng)一的坐標。建立電網線路以及設備數(shù)據之間的關系類、子類、拓撲關系，建立幾何網絡?？臻g數(shù)據的質量直接影響到GIS應用、分析、決策的正確性和可靠性。 GIS 在電力行業(yè)應用按子系統(tǒng)大致可以分為：輸變電 GIS 系統(tǒng)、配電 GIS 系統(tǒng)、客戶服務中心 GIS 系統(tǒng)、移動搶修 GIS 系統(tǒng)、 Web GIS 系統(tǒng)。各系統(tǒng)的主要功能可以總結為： (1)圖形顯示與基本操作：包括地理背景圖和電力網矢量圖 及其分層顯示；查看漫游縮放等(2)電網建模：對電力線路、桿塔及其附屬設備、變電所及其內部設備的數(shù)字描述(3)設備臺帳管理：對電力設備按類進行集中管理，包括輸電線路、桿塔、變電站等電力設備的地理數(shù)據和屬性數(shù)據（技術參數(shù)）。桿塔查詢：桿塔的基本信息、技術參數(shù)、結構圖、材料表、施工圖、維修記錄以及相關線路信息等。(2)供電電源分析：任意指定用戶或線路，追蹤供電電源點。(3)供電范圍分析：線路供電范圍分析，可顯示重要用戶名單及其運行維護、工程施工備注。4. 與其他系統(tǒng)接口 (1)與MIS的接口 GIS與MIS結合：在GIS中通過分層與分形技術，將地理位置及空間信息如電網地形圖、電網線路分布圖層、變電站分布圖層等信息分離出來并保存在支持MIS關系數(shù)據庫（RDBMS）中，以關系數(shù)據庫來描述帶有空間信息的尸體，從而實現(xiàn)GIS與MIS的互動。 (3)與其它系統(tǒng)的接口如雷電定位、負荷控制系統(tǒng)等。還可以將輸配電網地理信息系統(tǒng)作為基礎平臺，集成訪問其他已有電力業(yè)務系統(tǒng)的數(shù)據，并能通過各種數(shù)據接口方便后續(xù)集成，確保信息的完整性、準確性和及時性。而輸電網GIS不但反映以上的設備信息，還應為應用者提供這些設備直觀的、準確的地理信息，包括線路環(huán)境，跨越情況（如跨越沙漠、礦區(qū)、河流、森林、）、變電站的位置等。由于受知識產權保護，詳細矢量地圖數(shù)據是非免費的，只能通過與版權所有單位購買獲得。為了彌補以上不足，作者對寧夏地圖進行了矢量化編輯，可看到寧夏回族自治區(qū)的地級市區(qū)劃，縣、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）所在點，公路、鐵路、河流等信息，所以本系統(tǒng)多數(shù)功能均以寧夏回族自治區(qū)作為對象示例。 在大比例尺電子地圖上，發(fā)電廠為一個多邊形區(qū)域圖層，不同類型的發(fā)電廠填充不同的顏色。 輸電網設備設施可以按照電壓等級進行邏輯分層。 不同電壓等級的輸電網架空線路和電纜分為不同的邏輯圖層，用不同的顏色進行區(qū)分。 輸電桿塔存放在一個邏輯圖層中，不同類型的桿塔用不同的圖元符號表示。 不同的輸電網設備設施存放在不同的邏輯圖層中，不同類型的設備設施用不同的圖元符號表示。 各個電壓等級的輸電網架空線路圖層 168。 輸電桿塔圖層 168。 輸電網設施圖層 (4）變電站圖形 變電站圖形分層和表達原則 168。 168。 168。 168。 (5)變電站內部圖層 變壓器 斷路器 隔離開關 電壓互感器 電流互感器 電容器 電抗器 避雷器 熔斷器 阻波器 母線 站內電纜 站內電纜頭 隔離柜 接地電阻 放電間隙 接地點 連接線 (6)電力用戶圖層 高壓用戶 中壓用戶 低壓用戶 輸電管理的內容、輸電