1.1 解决方案开发背景
随着我国经济建设和社会的快速发展,用电负荷日益增长,电网运行的控制和管理工作变得较以往任何时期都更加复杂。由于现在电网运行管理直接面对电力企业和广大电力用户,网络数据量大,电力接线复杂,动态变化频繁,现有的电网管理手段已经难以适应现代生产建设和发展的需要,为进一步满足电力企业及其广大用户对电网“安全、可靠、优质、高效、经济运行”的现代化要求,需要采用现代化的技术管理手段进行规划和管理,以便增强对电网设备的资产管理、运行管理和监管管理,提高供电可靠性和电能质量,从而更加及时的为电力客户提供优质、高效、安全的服务。
1.2 解决方案技术内容
1.2.1 软件选型
本系统GIS平台采用 SuperMap Objects 进行开发的主要原因:
(1)SuperMap Objects 软件的价格比国外GIS软件的价格要低,用户比较容易接受;
(2)SuperMap Objects 是全组件式软件,设计时可以任意组合和封装,开发方便,容易与MIS、SCADA、调度自动化系统实现一体化集成;
(3)SuperMap Objects 支持 SQL Server 与 Oracle 等关系数据库管理空间数据,SDX 通过有效的空间索引机制能快速高效地管理空间数据库,使系统能较好
地管理电网数据,并具有良好的扩展性,便于管理海量空间数据;
(4)SuperMap Objects 的编辑功能较强,而且提供了强大的编辑捕捉功能,可用通用的编程语言进行定制,适合电力行业的应用;
(5)SuperMap Objects 的多源空间数据无缝集成技术可以支持多种数据的访问,对DWG、DXF、DGN 等 CAD 数据能直接读取,无需进行数据格式转换;
(6)SuperMap Objects 数据组织较为灵活,对电网拓扑图可以采用的 CAD 复合数据集进行组织和管理;
(7) 获取技术支持较为方便,在系统开发过程中可以从软件平台开发层次获取更多的服务。
1.2.2 系统功能概况
“电力综合应用管理系统”采用GIS技术描述电力行政机构地理分布,方便查询相关信息,如电力线路信息、设备设施(水泥杆、塔杆、变压器、环网箱、电缆分支箱等),实现电量分布显示、缺陷分布显示、实时跟踪巡检、考勤管理,从全局把握设备设施的空间分布情况、使用情况等信息,历史信息曲线。主要应用于电力网络的日常运营工作。系统采用无线移动手持终端作为前端信息载体和无线通讯工具,充分利用后台软件的数据挖掘技术,为电力部门提供各种及时的运营信息,加大电力运营的监控力度,降低电力事故的发生频率。实现农电生产管理工作革新,摆脱传统的作业模式,增强系统的可视化程度,提高工作效率和管理效率,提高农电管理素质和劳动生产率,提高供电的可靠性,加强电力市场建设,健全客户服务体系。系统主要功能如下:
1.2.2.1 强大的图形操作功能
提供多种地理视图的操作方法,如放大、缩小、漫游、全幅显示、鹰眼,以及提供不同程度的视图范围,将输配电网络与地理背景结合,并按照系统实际运行状态(停、送电)区分显示。图1所示。
1.2.2.2 设备图形化管理及操作功能
通过手持设备采集各种输配电线路及电力设备的地理信息坐标,无线传回电业局信息中心后台数据库中,从而避免人工繁重的机械劳动,保证设备数据的完整真实性。同时用户以电子地图作为电网的底图,能够添加、删除、修改各种电力对象(包括变电站、输配电线路、变压器、中继站、专用有线信道、主站、母线、开关、刀闸、互感器等)。在电网层中构造出架空线、电力电缆、杆塔、开关、配变等电网设备,并且能够表示线路与杆塔等的连接关系,以及不同的电压等级的表示。
1.2.2.3 输配电线路和配电设备多风格设置
可以按照系统实际运行状态进行动态着色。带电线路和配电设备以红色进行显示,而停电线路则以绿色进行显示。利用风格设置,可根据实时数据动态查询出线路状态,赋予不同的风格。
1.2.2.4 电网分析管理功能
(1) 供/停电范围分析
根据开关的模拟操作,改变电网的状态,在图集上进行动态显示。
(2) 强大的数据连接查询功能
系统可以根据数据库的资料对电子地图中出现的任何物件进行精确及模糊查询,并将查询结果在电子地图中闪烁显示,或将查询资料进行列表打印。
1.2.2.5 电力综合业务管理
(1) 线路巡视管理
供电所线路巡视管理是以线路巡视管理为中心,设置线路巡视的实时在线管理(进度监控、手持监控)、实时抄表、考勤管理、工作助手等部分功能,完成设备的巡视记录和缺陷实时登记。
重要功能:
l 目标动态监控
供电所线路巡视管理人员可以通过手持设备实时跟踪现场正在巡视的人员,并且线路巡视管理人员可以与现场巡视人员进行实时交互,并根据巡视人员发送的现场消息发送调度指令,协调巡视工作,协同完成巡视工作。方便管理人员确切知道手持设备准确的地理位置,确保巡视能够顺利进行。
l 轨迹回放
线路巡视管理人员可以按时间段,查询供电所内某一个手持设备经过的地理位置,以确定巡视人员是否按规定进行了线路巡视工作,如图2所示。
(2) 生成操作票和工作票
保留旧式手动输入的方式,同时增加GIS模拟操作自动生成的方式。实现工作票的人机交互生成。
(3) 缺陷管理
可对配电设施的缺陷情况进行管理。
(4) 设备评级管理
通过分析设备的相关信息综合评级。
(5) 线路台帐管理
可自定义查询用户关心的台帐数据。
(6) 线路原理图管理
可随时查看线路原理接线图,并可对图形上可操作设备进行相关操作,如:拉合闸、装拆地线等操作。这对于检修、巡视等业务有辅助决策功能。
(7) 查询统计功能
系统提供多种查询手段,可以实现按线路、变电站和区域进行查询和统计等一系列查询操作。
(8) 人员行为规范
通过手持设备所蕴含的 GPS 技术及 GPRS 技术监控人员行为规范,传送工作指令,从而在电力部门实现客观、科学的管理手段。
(9) 线路负荷统计与预测
系统将快速地统计出任意的指定区域,指定时间段的平均负荷或最高负荷,也可以选择配电网的任意一个节点,由系统计算出该节点以下的负荷水平,并且按负荷的增长率进行负荷预测。
1.2.2.6 GPS车辆监控管理
(1) 车辆管理模块主要用于车辆基本信息的管理、车辆目标的监控、回放、以及下达调度指令等。
(2) 通过车载设备,进行车辆实时监控或回放被记载的任一车辆的行动轨迹、速度、状态等信息,如图3所示。
(3) 用户可手动指定起、末点,系统自动进行路径分析,计算最佳行车路径,为出行、车辆抢险提供参考。
1.3 解决方案应用情况
北京国邮通通信技术有限公司采用北京超图地理信息技术有限公司的全组件式GIS开发平台SuperMap Objects 开发的“GPGR电力综合应用管理系统”,可以实现电力部门巡检、管理、监控,系统控制和数据采集管理等方面的功能,开发语言选用VC,实现了自动监控系统的地理信息完美表示。它的研发成功,将改变基层工作尤其是广大的农村地区的巡检强度,强化并提高基层的电力管理和监控能力。众所周知,我国的电力输送还大量的靠电线杆上架线,并多处在野外,由于资金的原因,众多的线路没有安装自动监测系统,需要人工对线路进行巡检和监控,同时上级部门也无法及时掌握线路的第一手资料而导致对线路维护的滞后,本系统填补了这项空白,它可以将巡检的情况及时传递到电力管理部门,也可以使管理部门对巡检工的工作情况了如指掌,特别适合我国现阶段的实际情况。因此本项目产品具有很好的社会效益。该软件现已广泛应用于山东电力行业。
1.4 解决方案应用经验
经过多方面比较,我们认为国产GIS软件开发平台已经完全能够满足实际负荷管理的需求,因而选用了北京超图公司自主开发的软件系统开发平台——SuperMap Objects,回顾我们的开发过程和开发成果,事实也证明,我们的选择是正确的。
在开发过程中,我们与北京超图公司建立了良好的合作伙伴关系,双方密切配合,发挥各自技术优势,开发人员与应用人员能够根据实际情况对系统设计目标进行不断优化,研究制定出合理、高效的系统建设方案,从而使开发出的GIS系统具有先进实用的特点,同时也具备弹性扩充、滚动发展的条件。由于在图形信息和设备数据资料中加入了地理背景信息,把供电设施、网架结构与地理位置联系起来,使管理单位准确地掌握了配电网的空间分布情况,从而减少了设备检修、用户报装等工作的多次现场勘察工作,工作效率得到大大提高。
我们还将进一步开发“GPGR电力综合应用管理系统”的功能,结合我公司的自主研发的GPGR无线手持终端功能的进一步拓展,将电网设施图形信息和数据库信息与地理信息进一步有机地结合在一起,并不断拓展产品市场,积累了大量的客户。客户群主要包括:电力、移动、电信、邮政、税务、工商、法院、公安、银行、矿业等对质量、服务和信息品质要求极高的行业。目前全国大部分省市均有应用,其中山东、河南、河北电力行业产品在各市县均有安装使用。