【正文】 ．． 30 程序設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 30 系統(tǒng)調試．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 33 6 系統(tǒng)維護．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 34 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 5 頁 共 56 頁 系統(tǒng)的基本維護．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 34 系統(tǒng)使用說明書．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 35 結 論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 36 致 謝．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 37 參考文獻．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 38 附錄 A．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 39 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 6 頁 共 56 頁 1 引 言 當今是信息化時代，在社會向信息化進軍的過程中隨著計算機技術的廣泛應用和通信信息網絡技術的不斷完善與擴展，我國的產業(yè)結構發(fā)生了巨大的變化，隨著我國生產力水平的迅猛發(fā)展，在社會向二十一世紀邁進的過程中，高度信息的時代即將到來。 本次論文根據石家莊配電局 10千伏及以下配電網，采用結構化生命周期法設計，通過系統(tǒng)調查、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設計、系統(tǒng)實施、系統(tǒng)維護對石家莊配電信息管理系統(tǒng)的實現進行了設計。傳統(tǒng)的管理模式和管理方法給電力部門的生產技術管理、設備運行分析、資料查詢工作帶來了諸多不便。 河 北 科 技 大 學 畢業(yè)設計說明書 (論文 ) 學生姓名： 學 號： 學 院： 專 業(yè)： 題 目： 指導教師： 評 閱教師： 年 月 畢業(yè)設計說明書（論文）中文摘要 隨著國民經濟的發(fā)展，電力資源需求迅速增長，在不斷提高電力可靠性及電力服務質量的同時，又要盡可能的降低電力運行管理的成本。同時，電業(yè)各部門具有極為緊密的聯系，各部門需及時了解當前設備的狀況、用戶類型、用電量等實時的信息。因而，基于 GIS(地理信息系統(tǒng) )的配電信息管理系統(tǒng) PDGIS 在電力各部門 (包括輸電、變電、配電、業(yè)擴、驗修、用電、營業(yè)等 )逐漸得到應用。從而為整套系統(tǒng)的詳細設計應用奠定了堅實的基礎。在信息化社會發(fā)展的基本潮流中，電力系統(tǒng)需要更深刻地變革以適應社會發(fā)展的迫切要求，迎接新世紀的嚴峻挑戰(zhàn)。信息的查找、統(tǒng)計錄入等采用人工方式，不直觀、不明了，難于達到準確、及時、完整的要求。電力 GIS 綜合管理系統(tǒng)采用最新的計算機圖形圖像處理技術和關系數據庫技術，它不僅可以實現以地理圖為背景對電網設備的屬性和有關信息進行管理，還可以采用矢量圖和柵格圖顯示或切換等功能對配電線路、變電站和輸電線路的電路圖、結構圖、工程圖和掃描輸入的文件和資料進行綜合管理，因此，為 電力系統(tǒng)信息的可視化管理提供了有力的工具。 近年，我國的經濟正處于高速騰飛階段，工業(yè)和民用電力負荷上升都極為迅速，因而電力工業(yè)同樣發(fā)展迅猛。無論大中小城市配電網都是錯綜復雜，舊有的運營管理手段已很難適應當前的需求。因此，石家莊配電局決定開發(fā)配電信息管理系統(tǒng)。到了本世紀人類將進入信息社會，誰擁有信息，誰就主宰世界，稱之為信息經濟。為了實現“數字地球”，需要獲得與空間和地理分布有關的信息，即空間信息。 地理信息系統(tǒng) GIS(Geographic Information System,簡稱 GIS)是計算機科學、地理學、測量學、地圖學等多門學科綜合的技術。②面向應用的定義 :這種方式根據 GIS 應用領域的不同，將 GIS分為各類應用系統(tǒng)，例如土地信息系統(tǒng)、城市信息系統(tǒng)、規(guī)劃信息系統(tǒng)、空間決策支持系統(tǒng)等。這種定義強調 GIS提供的用于處理地理數據的工具。雖然 GIS 是一門多學科綜合的邊緣學科，但其核心是計算機科學，基本技術是數據庫、地圖可視化及空間分析 )； 配電信息管理 GIS 系統(tǒng)將工程設備的圖形信息、數據信息與地理、地貌信息結合在一起，其突出技術特征是實現了全部”電網生產信息表述空間”，并支持各個空間之間的映射操作。 地理信息系統(tǒng)在國內外應用現狀 作為信息技術 (Information Technologies 的重要組成部分，地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System， GIS 經過三十多年的發(fā)展，在幾乎所有與空間信息 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 8 頁 共 56 頁 相關的，諸如資源管理、城市規(guī)劃、環(huán)境管理、設施管理等領域得到了廣泛應用，形成了多層次和不同尺度的應用格局，并成為一個快速增長的產業(yè)。 圖 GIS發(fā)展歷程 從發(fā)展歷程看， GIS 軟件技術體系可以劃分為六個階段，即 :GIS 模塊、集成式 GIS、模塊化 GIS、核心式 GIS、組件式 GIS、和萬維網 GIS。一是利用 GIS 系統(tǒng)來處理用戶的數據；二是在 GIS 的基礎上，利用它二次開發(fā)出用戶專用的地理信息系統(tǒng)軟件。在美國及發(fā)達國家，地理信息系統(tǒng)的應用遍及環(huán)境保護、資源保護、災害預測、投資評價、城市規(guī)劃建設、政府管理等眾多領域；如海灣戰(zhàn)爭期間，美國國防制圖局 GIS實時服務 ，為戰(zhàn)爭需要在工作站上建立了 GIS 與遙感的集成系統(tǒng)，它能用自動影像匹配和自動目標識別技術處理，處理衛(wèi)星和高低偵察機實時獲得戰(zhàn)場數字影像，及時地將反映戰(zhàn)場現狀的正射影影像疊加到數字地圖上，數據直接傳送到海灣前線指揮部和五角大樓，為軍事決策提供 24 小時的實時服務。如北京某測繪部門以北京市大比例尺地形圖為基礎圖形數據，在此基礎上綜合疊加地下及地面 的八大類管線包括上水、污水、通訊、燃氣、工程管線 )以及測量控制網，規(guī)劃路等基礎測繪信息，形成一個測繪數據的城市地下管線信息系統(tǒng)。為城市規(guī)劃設計與管理部門、市政工程設計與管理部門、城市交通部門與道路建設部門等提供地下管線及其它測繪部門的查詢服務。國外的電力行業(yè)技術部門早在 20 世紀 80年代，就采用 GIS 技術來改善電力生產信息管理工作；美國、加拿大等國的電力公司也已經成功地開發(fā)運用了電力 GIS。北京供電局經過五年多的艱苦努力，完成了”北京城區(qū)配電網信息管理系統(tǒng)”一、二、三期的工程建設，開發(fā)并實現了與配電網生產和管理相關的 22 項功能，將用電營業(yè)、配網規(guī)劃、線路設計、運行管理、調度指揮、用戶報修和技術管理等信息進行技術集成，為全面進行配電網管理并制定配電網的改造和建設方案奠定了堅實的技術基礎；利用 GIS 使配網生產信息管理工作從傳統(tǒng)的手工操作方式 進入了數字化的管理模式，并達到了實用化應用的水平。再如國家電力公司華中公司 2021 年利用地理信息系統(tǒng)完成第一步規(guī)劃的高電壓輸變電計算機管理系統(tǒng) — 華中主網管理信息系統(tǒng)”，涵蓋了華中四省的 500千伏輸電線路、變電站和 220千伏省間聯絡線，使得華中數字化電網初具雛形。 石家莊配電局配電現狀 企業(yè)概況 石家莊配電局是國家特大型企業(yè)，石家莊電網是河北省南部電網的重要組成部分之一，擔負著河北省會石 家莊市區(qū)及所轄 17 個縣 (市 )及礦區(qū)的供電任務。截至 2021 年上半年，該公司橋東、橋西、開發(fā)區(qū)三分局總共管理維護市區(qū)供電變電站 22 座，配電線路總長 14400 公里，其中 10kv 架空線路 200 余條，總長 600 多公里， 6~10kV 電纜 1000余條總長 600 多公里， 10kV 變壓器 1200 多臺，總容量 300,000kVA，電桿約 30,000 多根。如何對配電網進行高效的生產管理己成為當前企業(yè)發(fā)展的一個重要課題。 圖 石家莊配電局組織結構圖 需求分析 國外在 80 年代就開始了地理信息系統(tǒng)在電網管理中的應用試點工作，目前地理信息系統(tǒng)己 成為一種成熟的輔助管理工具。國家電力公司及時總結了該方面的經驗，在國電發(fā)輸電部 [2021]74 號文和 [2021]75 文中對電網地理信息系統(tǒng)的規(guī)劃建設提出了若干意見，認為電網地理信息系統(tǒng)是“一種基于地理位置空間信息的計算機管理的現代化技術手段，利用這種手段可隨時了解電網分布及相關屬性和實時信息，以提高電網規(guī)劃、運行維護、設備管理的水平 和工作效率。 石家莊配電局信息中心深知地理信息對配 電工作的重要性，并為實現企業(yè)創(chuàng)新管理，提高配網運行管理水平，改善供電服務質量，降低運行成本，提高企業(yè)經濟效益；實現信息實時采集、集成、共享的信息管理機制，增強企業(yè)的綜合競爭能力。 系統(tǒng)目標 本系統(tǒng)將作為生產部門的重要組成部分，是石家莊配電局生產大量基礎數據信息的共享及綜合分析決策平臺，科學合理地規(guī)劃和建設配電 GIS 系統(tǒng)，是提高配電管理 水平及供電可靠性關鍵。 石家莊配電局配電 GIS 信息管理系統(tǒng)是基于石家莊配電局計算機城域網絡、覆蓋所有生產運行基層單位的大型生產運行管理計算機應用系統(tǒng)。 b) 通過與 SCADA 系統(tǒng)、負控系統(tǒng)、配電自動化系統(tǒng)聯網，將電網運行狀態(tài)在地圖上直觀地顯示，進行故障分析、負荷分析、線損分析和配網計算，并模擬配網重組，反映配網調控的效果，為配電運行和生產指揮提供決策依據。 d) 促進和優(yōu)化組織和管 理，改變一些傳統(tǒng)的工作模式，特別是適應營配合一、加強低壓的管理和為近幾年大量投入資金的城網改造服務，其目的是提高企業(yè)管理的科學 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 12 頁 共 56 頁 化、規(guī)范化、現代化水平。 實施配電信息管理系統(tǒng)的必要性 a) 電網覆蓋范圍擴大，供電密度急劇加重 隨著城市電網建設與改造，配電網絡以由樹型向著分段聯絡網絡過渡。然而，開關增多，倒閘頻繁，線路重組，僅靠簡易的圖版，調度指揮生產，極易引起 不安全現象發(fā)生。隨著電力系統(tǒng)的企業(yè)化改革，在市場經濟條件下，如何創(chuàng)新管理，提高配網運行管理水平，改善供電服務質量，降低運行成本以迫在眉睫。通過它可便捷的了解電網分布，相關屬性及實時信息，并支持業(yè)擴報裝，事故搶修，負荷管理與調度，可靠性分析等管理 過程，且保證安全、提高效益，降低成本，提升電網運行管理水平，為電力企業(yè)進一步適應市場化經營和提高品質服務奠定基礎。 系統(tǒng)可行性分析 經濟可行性分析 經濟上可行性主要指費用和收益兩方面，費用又包括設備費用、開發(fā)費用、運行費用、培訓費用等。 對于現代的中小城市配電局來說，基本上都擁有運行配電 GIS信息管理系統(tǒng)所需要的基礎設施，即計算機及相關軟件。但是當系統(tǒng)運行后將會給企業(yè)帶來巨大的效益。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 13 頁 共 56 頁 技術可行性分析 配電 GIS 信息管理系統(tǒng)所需硬件設備，如服務器、 PC機、打印機及網絡配件，這些設備在性能上已經有了很大提高，價格又相對較低，能滿足系統(tǒng)功能要求。 Mapinfo 軟件技術上比較成熟，因此技術上是可行的。 b) 管理基礎工作 為了提高企業(yè)管理水平，適應配電 GIS 管理信息系統(tǒng)的要求，對企業(yè)的管理人員進行了全面的培訓，提高認識，進一步加強了企業(yè)管理工作基礎工作。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 14 頁 共 56 頁 3 系統(tǒng)分析 研究新的計算機管理系統(tǒng)，期望解決現行系統(tǒng)中存在的問題，提高信息采集的迅速性和準確性，減少乃至取消各科室之間的報表、電話、口頭等信息傳遞，利用計算機所具有的特殊功能處理管理系統(tǒng)中 的大量繁雜的數據，及時輸出各種管理信息和業(yè)務信息，為各級人員有效的管理和決策提供有力的依據，最終極大提高工作效率和經濟效益。 系統(tǒng)總體分析的任務是在全面調查的基礎上，通過對現行管理的分析，提出系統(tǒng)的目標要求和功能分析的總體邏輯描述。它是建立新系統(tǒng)的前期工作，也是進行系統(tǒng)分析和設計的重要基礎工作。具體采用直接面談和專門訪問并參加業(yè)務實踐，與工作人員