地理信息系统在电力设计中的应用探析

【摘 要】加强对地理信息系统在电力设计中的应用的研究，有利于提高电力设计水平。本文笔者对地理信息系统在电力设计中的应用进行了探讨，希望对相关从业人员具有借鉴意义。

【关键词】地理信息系统；电力设计；应用

前言

现阶段，在电力系统的设计中，应用地理信息系统的情况日益普遍，该系统与电网信息数据有机结合，为电力信息系统奠定了基础，对于电网运行在辅助决策上具有一定的帮助。

1 地理信息系统在电力系统中应用的重要性

地理信息系统（geographic informationsystem ，GIS）在电力系统中的应用也可简单的称之为电力 GIS 系统。这种应用模式主要是将地理信息系统的原理与电力系统中的电力设备、变电站、输电网络、电力终端以及电力生产负荷、管理等核心内容想融合形成的一种对于电力系统进行信息化生产管理的综合性智能化信息系统。该信息系统可以直观的提供电力系统中相应电力设备的运行状态信息、电力技术信息、电力生产和管理信息以及电力传输应用过程中途径的山川、河流、城镇、环境等等一系列的电力系统信息与自然地理环境信息集中于一体，通过查询 GIS 系统相关数据、照片、图像和技术参数等信息就可以实时掌握电力系统运行的状态，在电力系统的维护和管理中有着十分重要的作用。

2 地理信息系统系统在电力系统中应用的特点

地理信息系统在电力系统中的应用，除了使电力系统具备GIS的基本特点之外，还拥有了更多的特点，具体的内容以下几个方面：

（1）由于电力系统的运行参数复杂，信息量庞大，对于实时性和动态变化的监测有着更高的要求，因此，在电力GIS系统中如果要达到对电力系统中的瞬时信息进行实时的收集、传输、分析、响应和处理，就需要系统的存储能力传输速度达到较高的要求，GIS系统的开放性和先进性都能满足这方面的要求，可以使电力系统的应用更加高效和快速。

（2）电力系统中的数据量比较大，对于GIS的稳定性和可靠性要求较高，电力企业在电力系统的搭建和维护过程中通常会使系统具有更好的可维护性，结合GIS系统的开放性特点，可以使电力GIS系统实现数据的单次输入和多次输出，再通过进行层次的保护和数据统一管理的方式，从而确保数据信息的一致性，使系统参数的传递和分析更加精确和可靠。

（3）电力系统的传输距离和范围以及使用终端的复杂程度，对于系统的拓扑分析能力和转换能力要求比较严格，GIS系统自身的单机工作模式已经无法满足电力系统多终端、接口类型复杂、信息覆盖面广泛的要求，充分利用GIS系统在局域网环境下的优势，不仅可以提高电力GIS系统的拓扑能力和转换能力，还能够通过计算机技术进行电力信息数据的整合分析工作，并可以实现资源的网络共享。

3. 地理信息系统在电力设计中的应用

3.1 电力设计中，应用地理信息系统的需求分析

地理信息系统在处理数据、分析网络等方面的能力较强，在电网设计中，通过对地理信息系统合理应用，一来有利于对数据在管理上进行更好的规划设计，二来可优化电力设计工作人员的工作效率、劳动强度等，使电力设计的直观性、交互性更为突出，此外，该系统可有效保障电网设计的安全性、可靠性、合理性、科学性，且符合节能降耗与经济环保的要求。

3.2 电力设计中，应用地理信息系统的目标分析

地理信息系统在电网设计中所设计到的工程数据均保存在系统内，并在地图中以直观的方式表现出来，为变电站的选址设计、线路设计、电网规划设计等提供初步设计以及可行性研究报告等，在对新变电站、新通信线、新线路等进行设计时，通过地理信息系统，可达到充分掌握周边地理环境以及电网情况的目标，有效减少了外出考察工作的次数，使电力设计的更为全面，尽可能减少了修改设计方案的次数。

4. 电力设计中，应用地理信息系统的思路分析

4.1 数据分析

基础的地理数据属于电力设计的前提条件。就数据的采集手段而言，可通过多种途径获得地理数据，例如工程测量方法、激光雷达方法、航测方法、卫星遥感方法等。此外，数据的形式也可以有多种，例如矢量电子地图形式、数字栅格图形式、数字高程模型形式以及数字正射影像形式等。地理数据在更新方面的效率为地理信息系统达到实用性功能的重要因素。电网工程所涉及到的数据有多项，其中包括了设计资料、勘测、骨干电厂信息、变电站、电网中不低于 110KV 的线路等。而电网工程的数据主要是用来对电网的基本属性与地理属性等进行管理。此外，在供电局原工程资料的管理系统处、设计院处等也可获取细节方面的属性资料，例如电源厂站所有设备的相关资料、变电站所有设备的相关资料以及线路各个杆塔的相关资料。

4.2 地理信息系统开发平台型号的选择

地理信息属于地理信息系统的基础所在，对于电力设计而言，地理信息系统所应用的开发平台是否合适将会对项目的结果产生非常关键的影响。由于一个地区的地理数据十分放大，并且设计单位、供电局、电网公司等单位的相关人员在电网规划中均是应用该系统，这一现伏要求了地理信息系统的开发平台在可靠性、运行速度、数据容量等方面均需具备过硬的能力。通过对比发现，在多种地理信息的开发平台中，以 Arc 地理信息系统平台（来自美国的 ESRI公司）最为适合，该开发平台可使多个用户通过网络在平台上实现数据共享。

4.3 地理信息系统大致结构的分析

地理信息系统在基于遥感航测影像以及地形图的情况下，对电网工程中所涉及到的多项数据进行管理及融合，其中包括了设计资料、勘测、骨干电厂信息、变电站、电网中不低于 330KV 的线路等。通过空间数据上的查询功能、分析功能等，从而给予输电网中的设计工作、勘测工作以及规划工作等提供指导，使电网结构最优化。如此一来，不汉可提高已有数据资源的共享程度，且还是外业的工作量实现最小化，有效提升了内部的工作效率。地理信息系统所应用的模式为 C/S 的模式，其中 C 代表的是客户端，S 代表的是服务器，该模式支持局域网的访问。通过标准、统一的数据平台，可达到输变电接人相关专业系统这一目标，并且为处理、分析以及储存地理信息系统中输变电设备相关信息打好了基础。 4.4 地理信息系统地理信息系统中的主要功能分析

4.4.1 电网规划与设计该功能是通过地理信息系统并结合现有的电网信息而实现的，从而在地理信息系统中规划出电网的主框架。

4.4.2 线路规划在地理信息系统中对不低于 110KV 的线路进行初步设计，可掌握线路的多项信息，例如主要跨越物、线路缓冲带、转角坐标以及转角等。

4.4.3 数据管理在对数据的管理上，主要包括了：①导出或导人电网工程的数据；②基础地理数据；③管理元数据；④导出在系统中不同专业初步设计的成果；

4.4.4 变电站选址的规划通过地理信息系统绘制出变电站的站址，并从中获取四周坐标，可根据导出的坐标而计算着变电站在一定高程下的土石方需求量。

5. 应用地理信息系统的关键技术分析

5.1 在开发基础地理数据的维护平台中，结合多种类型（空间参照系具有差异）的数据，进而实现编辑元数据、修改数据、数据配置以及导人（导出）数据的作用。

5.2 在开发元数据的服务系统期间，许多多项性能进行考虑，例如互操作性、专用性、通用性等。并在系统中为用户提供下载元数据、浏览元数据以及查询元数据的功能，通过图形化地图载体，使用户可更为直观的对数据进行处理与操作。

5.3 在线路设计期间，需实时显示线路的缓冲区、坐标以及转角度数等，并预先将输电线在平台管理中设计到保密性问题时，需对权限严格控制。因此需设计相应的审批流程，但审批流程应尽可能简洁，从而便于设计人员的工作。比如：输电线路建模，系统采用坐标录入、手工调整、以及文件导入等多种方式，对线路进行编辑维护。实现在地理图上添加输电杆塔、架空导线，并显示出用户指定的文字标注信息（线路名称、塔号等）。同时提供便捷的工具处理设备的拓扑连接关系及电缆进站。

结束语：

综上所述，经过调查资料显示和实践证明电力 GIS 系统既能够充分发挥 GIS 系统的全部优势，同时还能够结合电力系统的特点和要求，进行整合优化，实现了电力系统控制管理的智能化和人性化，对于实现电力系统的现代化有着十分重要的应用意义。

参考文献：

[2]李小明.地理信息系统在电力设计中的应用[J].科技风.2011（19）：89.