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摘要：建设电力规划设计GIS 平台，可借助GIS技术实现电力规划设计中的数据、信息和应用的一体化。电力GIS 是我国电网的建筑主要使用的关键技术之一，应用范围广，涉及到电气等多方面建设。GIS 系统的使用提高了电力的科学规划和使用，使相关人员能够及时准确的对电力设备进行浏览、提供高清的地理数据，提高现阶段我国对电网管理的效率和水平。本文对电力规划设计GIS 平台的设计与实现进行分析。
关键词：电力规划设计；GIS 平台；设计
电力规划设计GIS平台是基于网络技术、信息技术及电力技术等应用的基础上开发而来，能够满足电力规划设计对核心业务需求。电力规划设计GIS平台不仅弥补了原来电力规划平台之间缺少衔接和业务工作不连贯的不足，还有效提高了电力规划不同平台之间的协调性、数据集中性和共享性，有效提高了电力规划设计业务质量，促进电力行业及电力规划设计行业发展，足以见得电力规划设计GIS平台对电力发展的重要性。故设计和实现电力规划设计GIS平台是必要的。
一、电力系统的总设计方案
目前，对于GIS 平台的使用方法主要体现在两种方式上。第一种则是在GIS 平台上直接开发出应用在电力配网调度方面的管理系统。这种系统可以直接将所收集到的实时信息和数据直接在GIS 平台显示出来。而第二种方法则是以电力配网管理系统为主体，开发出一种GIS 特性的工具，以此来强化电力配网管理系统，使其具备更为先进和科学的功能，使其可以具备独立的实时图像显示和储存管理能力。而这两种使用方式都存在相应的缺点。以GIS 为主体的管理系统的稳定性不是很好，不能满足电力系统中的二次安全防护的要求。而以管理系统为主体的模式中这种系统设立在总的管理结构当中在获取现场实施情况上存在着一些困难，在时效性方面存在缺点而且在长期维护上也很困难。面对以往的应用模式中存在的优缺点进行整合分析和考量，本文将研究利用商业用途的GIS平台作为整个点力配网调度管理系统的数据平台，利用此为基础设计一中独立于其他模式下的GIS 配电网调度管理系统。其中存在的数据本身都出自于GIS 平台中所储存的数据，而在应用和调取上又独立与GIS 平台，这样就可以实现对于本身的数据信息以根据现场状况和实际数据的展示来进行更改和校验，使得整体的数据库一直处于较为先进和实时的状态下。这种模式体现出系统的灵活性和安全性也表现出其所具备的科学和实时性。如图来显示新系统中电力配网管理和GIS 的关系模式。
这种总体设计方案在理论上可以实现在电力配网调度管理模式当中所应具备的图像数据资源管理的需求，也可以面对实时变化的电网现况进行数据更新和相应的更改，并且在发生故障的时候可以做到实时分析和显示并且提供较为安全和科学的解决方案。也为目前的点力配网调度管理做到了无纸化全计算机管理模式，提高了自动化和先进性，提高了整体的工作效率和人力资源成本。
二、系统的功能设计
1、数据库和建模的设计，将电力网配置的地理图和单线图等相关的数据利用GIS 平台中的文件格式生成功能进行格式的转化，并且以XML 格式储存在数据库当中，利用电力配网调度系统和数据库进行接口模式的连接实现对数据库内部信息的实时提取和分析。再提取后将所得到的数据结果通过管理系统中的图像软件和显示功能直观的显示出来并且智能储存。而且这种接口可以做到管理人员对线路中的各设备运转做出调整和改变的桥梁。
2、实时监控方面的设计功能。这主要是进行电网运行时所需要的状态监控和设备情况的查询工作。利用此系统做到对各设备和环节接线模式的监控和调度工作，并且回报实时状况。通过现场数据的回报来供管理人员分析现场情况以及提供解决方案。网络拓扑结构利用此系统可以进行自行的分析并且生成最为合理的电网线路配置结构。根据电力系统中所有的设备关联和设备的开关状况形成一个电气连通判断，运用这些收集到的信息和数据和判断结果给显示界面层一个显示依据。此外可以自行生成电路配置结构的模型，在进行模擬运行的过程中分析最佳的配置路线，为更高要求的用户和相关单位提供更为科学的电路调配方案。而在软件使用和用户端的设计上应用电网潮流计算和安全分析功能，以及各种负载情况的和故障损坏计算功能。这些可以为调度人员提供一个较为详细和专项的数据支持以此来进行科学调整。不断地进行电路优化和电网配电安全输送。为整个电力配网调度管理工作提供直观的数据支持。而在通过以上的整体系统内部功能开发延伸出将其融入到计算机辅助生成当中，利用计算机网络技术进行各种维修维护和调度工作，保证各个设备间的稳定运行和整个调度管理中的科学安全性质。
三、GIS 平台的设计与实现
1、三维GIS 系统功能架构
基础数据主要由影像数据、DEM高程、矢量数据三部分构成，数据服务根据当前视角范围计算出对应的三维图像数据并供前台使用，它是三维GIS 系统的底层支撑，是影响三维展示效果的关键因素。系统采用免费的30m 影像图及30mDEM高程数据作为三维GIS 系统的粗模，对高精度地图数据的要求是：2.5m 影像图，30mDEM或者0.5m 影像图，5～15mDEM，局部地区采用0.25m 影像图及5mDEM或更高精度。对地图数据的高标准要求是为了在更为清晰、真实的地形地貌上建立电力设备模型。目前，一些GIS 的软件，是一种通用的平台，他们不仅精准度不够，还存在着多种问题，例如，由于精准度不够而导致的数据丢失，无法进行原始数据的还原，影响后续工作的进行；同时在进行使用的过程中，该软件会产生使用延迟，浏览不顺利等情况，甚至严重的会产生软件的崩溃和损害。部分的产品在使用的过程中，不能满足电力的需求，甚至会出现阻碍的情况，这严重的影响了电力行业的工作，甚至影响人民群众的生活和社会的发展和经济的进步。除此之外，由于这些产品保密性和质量不高，因此，在电力的应用中产生了严重的影响。由此可见，研发一套三维的GIS 保证我国电力行业有效发展的重要因素。
2、图像引擎
目前电力GIS 的应用，极大的满足了现阶段社会和人民发展的要求。随着经济全球化的深入发展，各国之间的联系逐渐的密切，国际之间的竞争也逐渐的加剧。我国电力行业的发展已经取得了重要的效果，但是与发达国家相比还有一定的发展差距。因此，在电力GIS 使用的过程中还应该积极的引进先进的技术，结合电力行业发展的实际情况进行简要的分析，制定适合我电力行业发展的设计使用方案，才能促进电力行业的的发展和进步。
1）大规模地形渲染。GIS 应用广泛，其地形以及影响的数据都十分的庞大，我国各个省份GIS 技术的应用所占的比例越来越大，尤其是经济发展水平较高的身份，GIS 技术的应用就越全面。再使用GIS 技术的同时，还应该配置一个相关的动态调配机制，使其能够将GIS 视野范围内的数据快速的导入和呈现，并且将超出GIS 视野范围内的数据进行释放。三维的GIS 技术具有明显的透视效果，其精准度高，在观看到远处的景象的同时能够使其精确的展现在屏幕上，满足了电力行业的需要，其以视点为中心，向周围的进行有效的扩散，并且可以随着视点的移动来进行相关的调整，满足电力管理的不同的需求。GeometryClipmap 算法是现阶段GIS 系统所使用的总要的算法之一，其在二维GIS 技术的基础上，对其进行新的调整和使用。在进行地形的渲染的过程中，其利用了GPU 的o 批量算法和能力，能够对其进行有效地储存，并根据地形的大小和具体的情况进行分块管理和储存，对信息进行有效的整理，并且直接储存在显存中，在采样的过程中能够直接利用GPU 来进行。在进行地形渲染的过程中，对其进行分类的储存，除了对数据进行有效的分类储存之外还能够实现海量数据的存储和查询，并且能够对其进行简化的处理，使相关的人员在进行数据的查询的过程中，能够快速的找到自己需要的信息，保证电力行业的顺利发展和完善。在电力规划设计中，GIS 技术的使用能够满足电力规划的基本要求，在方便了电力规划的同时还能够提高规划的效率和电力施工的手段。首先，GIS 技术能够为电力施工提供有效的技术保障，在进行电力规划的过程中，对地形的勘测是进行电力规划的重要因毒之一，GIS 射程范围广、精准度高在提供地势地形的模拟图像时，能够保障图像的精准度，为电力行业的规划提供有效的帮主。其次，电力规划过程中，还应该注重电力的管理和先关过程的监督，GIS 技术能够满足电力行业的这方面的需求，使其能够保证电力行业的健康发展和有效的进步，提高电力规划的质量和水平。最后，在进行电力规划的过程中，GIS 技术的使用能够有效的提高电力行业的管理效率和水平，提高电力行业的质量进而促进我国电力行业的健康发展和进步。GIS 平台设计在电力规划中的应用，不仅提高了电力行业的发展水平，还促进了社会的进步，满足了现阶段社会和人民发展的需要。
2）数据。数据分为栅格数据和矢量数据两种[2]。引擎支持IMG，GTiff 等国际通用的GIS 栅格数据格式。而数据接口采用GDAL 开源GIS 开发接口[1]，是目前国际上兼容性最好，支持格式最广，运行最稳定，效率最高的开源GIS 数据存取代码库。平台直接使用测绘部门提供的原始影像文件，无需做任何后期处理，只要将文件路径加入地形数据源队列，即可高效地展示地形地貌。由于是直接访问原始影像文件，所以数据以文件形式保存，无需进入常规数据库；这样节省空间，同时具有最高的访问效率，为Clipmap 技术的动态更新提供了性能保障。
电力规划设计GIS平台是电力行业及科学技术快速发展的产物，能够有效推动电力规划设计行业及电力行业信息化发展，从而促进我国社会信息建设。电力规划设计GIS平台能够通过信息技术将传统的电力规划设计方法融入到新规划设计技术中来，使电力规划设计中的各种资源得到了充分利用和共享，并有效完善了电力规划设计方法及数字化工作流程，使电力规划设计数字化及信息化专业水平越来越高，实现电网规划与设计等业务之间的相互贯通和协同，主要体现在数据、内容及流程等与信息化的贯通，从而提高电力规划设计的效率及质量，进而促进电力规划设计行业发展。
参考文献
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[2]王博，王成山.城市高、中压电网综合规划信息平台[J].供用电，2013，25(4):21-24.
[3]余贻鑫，王成山，肖峻.城网规划计算机辅助决策系统[J].电力系统自动化，2012，(15):59-62.
[4]刘永生，孙珂.基于GIS的配电网可视化管理信息系统的开发[J].电气应用，2014，30(1):30-33.
论文作者:杨少勇,彭飞,窦全
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/30
标签：电力论文; 数据论文; 规划设计论文; 平台论文; 电力行业论文; 系统论文; 电网论文; 《电力设备》2018年第2期论文;