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1、第八章 配电自动化地理信息系统地理信息系统地理信息系统:一种为了获取、存储、检索、分析和显示一种为了获取、存储、检索、分析和显示空间定位数据而建立的计算机化的数据库管理系统，是介空间定位数据而建立的计算机化的数据库管理系统，是介于信息科学、空间科学和地球科学的交叉学科和技术，它于信息科学、空间科学和地球科学的交叉学科和技术，它将地学空间数据处理与计算机技术相结合，通过系统建立，将地学空间数据处理与计算机技术相结合，通过系统建立，操作与模型分析，产生所需的有用信息。操作与模型分析，产生所需的有用信息。主要功能：能综合分析与检索空间数据，利用数据库技术主要功能：能综合分析与检索空间数据，利用数据库
2、技术可以把空间数据和属性数据一一对应起来。可以把空间数据和属性数据一一对应起来。第一节 地理信息系统的基本概念和基本功能2022/12/25第2页沈阳工程学院计算机主机可以是单机，也可以组成计算机网络系统来应用计算机主机可以是单机，也可以组成计算机网络系统来应用一、地理信息系统的主要结构地理信息系统的主要结构地理信息系统的主要结构硬件环境硬件环境计计算算机机主主机机软件环境软件环境数据库数据库系统使用与系统使用与管理人员管理人员数数据据输输入入设设备备数数据据存存储储设设备备数数据据输输出出设设备备操操作作系系统统数数据据库库管管理理系统系统GIS开开发发平平台台GIS应应用用软软件件空空间间
3、数数据据属属性性数数据据用用于于将将系系统统所所需需要要的的各各种种数数据据输输入入计计算算机机，并并能能进进行行相相应应处处理理的的设设备备和和其其他他一一些些可可以以通通过过数数字字接接口口与与计计算算机机相相联联接接的的专专门门设设备备，如如数数字字化化仪、扫描仪、解析测图仪等。仪、扫描仪、解析测图仪等。主要指存储数据的磁盘、磁带、光盘及相应的驱动设备主要指存储数据的磁盘、磁带、光盘及相应的驱动设备包包括括图图形形终终端端显显示示设设备备、绘绘图图机机、打打印印机机、磁磁介介质质硬硬拷拷贝贝机机、可可擦擦写写光光盘盘、以以及及多多媒媒体体输输出出装装置置等等，它它们们将将以以图图形形、图
4、图像像、文文件件、报报表表等等不同形式显示数据的分析处理结果。不同形式显示数据的分析处理结果。操作系统是该系统的核心，如操作系统是该系统的核心，如Windows95、WindowsNTUNIX等等用于管理用于管理GIS中大量的资料数据和实时动态数据中大量的资料数据和实时动态数据当当前前我我国国用用户户运运用用较较多多的的两两种种开开发发平平台台有有ArcInfo和和MapInfo，开开发发工工具具一般选用一般选用VisualBasic、VisualC+等编程语言。等编程语言。是是利利用用GIS开开发发技技术术实实现现的的具具体体应应用用软软件件系系统统，如如配配电电网网GIS就就是是一一种种应
5、应用用软软件。件。指指在在二二维维或或三三维维坐坐标标下下，以以一一种种拓拓扑扑结结构构来来描描述述物物理理位位置置的的确确定定、相相关关位位置置及逻辑连接，是以地球表面空间位置为参照的及逻辑连接，是以地球表面空间位置为参照的指指与与地地理理坐坐标标无无直直接接联联系系的的地地理理元元素素的的特特性性和和文文档档的的数数据据，即即通通常常所所说说的的非非几几何属性，一般是经过抽象的概念，通过分类、命名、量算、统计等方法得到。何属性，一般是经过抽象的概念，通过分类、命名、量算、统计等方法得到。2022/12/25第3页沈阳工程学院二、地理信息系统的研究内容地理信息系统的研究内容地理信息系统的研究
6、内容数据录入与数据录入与编辑功能编辑功能数据的存储与维护数据的存储与维护数据检索数据检索与查询功能与查询功能数据分析数据分析与处理功能与处理功能数据输出数据输出功能功能将系统外部的原始数据传输到系统将系统外部的原始数据传输到系统内部，并将它们从外部格式转换为内部，并将它们从外部格式转换为系统能够识别和处理的内部格式存系统能够识别和处理的内部格式存储于系统的地理数据库中。储于系统的地理数据库中。主要包括数据文件维护；数据库备主要包括数据文件维护；数据库备份；数据库安全性维护；数据日常份；数据库安全性维护；数据日常管理与帐目登录等子功能。管理与帐目登录等子功能。主要实现图形对属性的查询、属性主要实
7、现图形对属性的查询、属性对图形信息的检索与查询等对图形信息的检索与查询等 包括对输入的数据进行检查与纠正，包括对输入的数据进行检查与纠正，对图形数据和属性数据的编辑、图对图形数据和属性数据的编辑、图形数据和属性数据之间对应关系的形数据和属性数据之间对应关系的校验、空间数据的误差校正等校验、空间数据的误差校正等 将用户所需的经将用户所需的经GISGIS处理分析过的图处理分析过的图形，数据报表、文字报告形，数据报表、文字报告、数学数学数数据以用户能够识别的形式灵活地显据以用户能够识别的形式灵活地显示出来。示出来。2022/12/25第4页沈阳工程学院自动绘图（自动绘图（AMAM）功能：功能：包括制
8、作、编辑、修改与管理图形，这些图形可包括制作、编辑、修改与管理图形，这些图形可以是地图、设计图或各种其它图形。自动绘图是以是地图、设计图或各种其它图形。自动绘图是通过扫描仪将地图图形输入计算机。通过扫描仪将地图图形输入计算机。设备管理（设备管理（FMFM）功能：功能：包括各种设备的管理和其属性的管理。如在计算包括各种设备的管理和其属性的管理。如在计算机的地理图上标上各种电力设备和线路的符号，机的地理图上标上各种电力设备和线路的符号，并可以检索其坐标位置以及包括实物图片在内的并可以检索其坐标位置以及包括实物图片在内的全部有关技术档案。全部有关技术档案。三、GIS系统中的AM/FM功能 2022/
9、12/25第5页沈阳工程学院第二节 GIS系统在配电自动化中的应用 在在SCADA系统中系统中的应用的应用一、一、GISGIS系统在线和系统在线和离线方面的应用离线方面的应用在负荷管理在负荷管理系统中的应用系统中的应用显示显示DMSDMS应用应用软件计算结果软件计算结果 在故障电话处在故障电话处理系统的应用理系统的应用 编制或自动生成地理位置接线图，并在图上，对任意多边形小区编制或自动生成地理位置接线图，并在图上，对任意多边形小区的运行工况和设备数据进行统计和分析；显示的运行工况和设备数据进行统计和分析；显示SCADASCADA实时数据实时数据，并在地理位置接线图上实现网络拓扑着色并在地理位置
10、接线图上实现网络拓扑着色。判判定定负负荷荷属属于于哪哪一一类类，并并用用不不同同的的颜颜色色在在地地图图上上渲渲染染，在在故故障障处处理理，停停电电修修复复时时根根据据负负荷荷类类型型决决定定处处理理的的优优先先级级并并把把优优先先级级高高的的负负荷荷突突出出显显示示于于地地图图。在在地地理理接接线线图图上上，对对用用户户的的负负荷荷进进行行统统计计和和分分析析，实实现现负负荷荷的的调调峰峰、填填谷谷等等控控制制方方案案及及对对用用户户的的业业务务报报表、查表收费等表、查表收费等。在在G1SG1S上上动动态态显显示示停停电电区区域域、带带电电区区域域、供供电电恢恢复复路路径径；显显示示潮潮流计
11、算结果；预报小区负荷等。流计算结果；预报小区负荷等。当当用用户户发发现现停停电电后后，可可拨拨打打用用电电服服务务中中心心专专线线检检修修电电话话。此此时时根根据据GISGIS系系统统提提供供的的最最新新的的设设备备运运行行状状态态信信息息、故故障障发发生生的的地地点点的的地地理理位位置置等等信信息息，检检修修人人员员可可以以快快速速、准准确确地地到到达达故故障障地地区区，缩缩短短了停电时间了停电时间2022/12/25第6页沈阳工程学院二、GIS系统在配电自动化数据管理中的应用 地理地理信息信息用户用户信息信息配电设配电设备信息备信息保护信息保护信息电话投诉电话投诉SCADA营业用电营业用电
12、供电服务信息供电服务信息负荷管理系统负荷管理系统 图图8-1各数据库关联示意图各数据库关联示意图负荷管理系统负荷管理系统需要供电服务需要供电服务信息、配电设信息、配电设备信息、地理备信息、地理信息信息营业用电需要营业用电需要供电服务信息、供电服务信息、用户信息、地用户信息、地理信息理信息电话投诉需要电话投诉需要保护信息、用保护信息、用户信息、地理户信息、地理信息信息SCADA需要需要保护信息、地保护信息、地理信息、配电理信息、配电设备信息设备信息数据等信息共享优点：数据等信息共享优点：1 1）避避免免数数据据重重复复建建设设。2 2）避避免免数数据据定定义义的的双双重重性性。保保证证数数据据安
13、安全全性性，实实现现系系统统的的同同步步。3 3）将将各各系系统统有有机机结结合合，形形成成完完整的一体化应用。整的一体化应用。地地理理信信息息系系统统将将这这些些数数据据结结合合起起来来，以以设设备备的的安安装装点点、所所对对应应的的设设备备、用用户户的的位位置置、负负荷荷采采集集点点等等空空间间属属性性为为基基础础，统统一一管管理理，将将电电力力系系统统的的众众多多数数据据加加以以组组织织，既既可可以以保保证证数数据据的的统统一一性性、又又扩扩展展了了数数据据的的空空间间属属性性，使使得得数数据据更更具具现现实实意意义义，也也使使得得各各功功能能模模块块紧紧密密联联系系，从从而大大地提高对
14、配电网的管理水平和工作效率而大大地提高对配电网的管理水平和工作效率 2022/12/25第7页沈阳工程学院三、配电自动化GIS系统的功能 图形图形数据数据的录的录入和入和编辑编辑配电自动化配电自动化GISGIS系统功能系统功能数据的分析与计算数据的分析与计算图形的操作与显示图形的操作与显示 信息查询信息查询 数据的录入和编辑数据的录入和编辑属性属性数据数据的录的录入和入和编辑编辑属性属性数据数据与图与图形数形数据互据互访访图形图形控制控制和编和编辑辑网络网络实时实时分析分析图表图表分析分析网络网络模拟模拟分析分析显示显示控制控制实时实时信息信息显示显示条件条件查询查询空间空间查询查询图形数据的
15、录入、编辑是将各种地图、图片、规划图等地理信息通过数字化仪、图形数据的录入、编辑是将各种地图、图片、规划图等地理信息通过数字化仪、扫描仪等工具输入计算机系统，并转换成计算机可接受的形式。扫描仪等工具输入计算机系统，并转换成计算机可接受的形式。属性数据包括各电气设备型号等参数，属性数据包括各电气设备型号等参数，这些数据可以通过这些数据可以通过GIS系统建立的输入模版输入，也可以通过管理信息网中已系统建立的输入模版输入，也可以通过管理信息网中已有的部分属性数据有的部分属性数据，通过共享途径直接获取，通过共享途径直接获取，GIS系统应具系统应具有对属性数据结合图形进行录入、转换和编辑功能。有对属性数
16、据结合图形进行录入、转换和编辑功能。已经数字化的图形数据和录入的属性数据要能相互对应，才能实已经数字化的图形数据和录入的属性数据要能相互对应，才能实现基于图形的查询和管理功能现基于图形的查询和管理功能 地图和配电地图和配电GIS图按分类分层显示。图形任意缩放、平滑漫图按分类分层显示。图形任意缩放、平滑漫游、开窗，显示全图的概貌窗口，不同比例下的图形信息显游、开窗，显示全图的概貌窗口，不同比例下的图形信息显示内容的自动调整示内容的自动调整。图层的编辑功能可以编辑图层显示方式，图层的编辑功能可以编辑图层显示方式，包括符号、颜色、字体、偏移量、比例尺，可以包括符号、颜色、字体、偏移量、比例尺，可以进
17、行进行新建图新建图层、删除图层、加载等操作。层、删除图层、加载等操作。在当前实时状态下，分析并显示供电路径和供电范围，对供在当前实时状态下，分析并显示供电路径和供电范围，对供电范围进行负荷统计。电范围进行负荷统计。对馈线电流、母线电压、变压器温度、对馈线电流、母线电压、变压器温度、用户负荷、潮流、网损等进行分析计算，将状态估计结果等用户负荷、潮流、网损等进行分析计算，将状态估计结果等提供给提供给GIS数据库，并定时刷新，使数据库，并定时刷新，使GIS具有实时性。具有实时性。对各种数据进行图表绘制、显示、分析。可自对各种数据进行图表绘制、显示、分析。可自定义纵横坐标，自选图形模式。定义纵横坐标，
18、自选图形模式。是在地理背景图上对开关进行模拟操作，是在地理背景图上对开关进行模拟操作，分析并显示供电路径和供电范围，功能与分析并显示供电路径和供电范围，功能与实时分析相同，不影响实际电网运行。实时分析相同，不影响实际电网运行。显示配电系统的设备分布图等注记和显示配电系统的设备分布图等注记和文字信息，可分层显示画面，画面可文字信息，可分层显示画面，画面可切换、平移、放大，缩小。切换、平移、放大，缩小。可自动访问可自动访问DSMDSM和和SCADASCADA等系统数据库，显示等系统数据库，显示从数据库中获得的状态量和模拟量如：当前从数据库中获得的状态量和模拟量如：当前状态、功率、电压、跳闸次数等记
19、录。状态、功率、电压、跳闸次数等记录。从数据库查询图形，按设备数据库属性查找从数据库查询图形，按设备数据库属性查找设备地理位置，对典型设备可进行查询，显设备地理位置，对典型设备可进行查询，显示、列表和统计。示、列表和统计。从图形查数据库，在图形上对任意设备进行从图形查数据库，在图形上对任意设备进行定点查询和多边形小区查询，并显示、列表定点查询和多边形小区查询，并显示、列表和统计。和统计。2022/12/25第8页沈阳工程学院Web GISWeb GIS是地理信息系统在万维网（是地理信息系统在万维网（WebWeb）上的实现，是在上的实现，是在信息发布、数据共享、交流协作基础之上实现信息发布、数据
20、共享、交流协作基础之上实现GISGIS的在线的在线查询和业务处理等功能的，查询和业务处理等功能的，WebWeb分布式交互操作是其工作分布式交互操作是其工作的重心。的重心。Web GISWeb GIS的基本组成：的基本组成：WebWeb服务器、服务器、BrowserBrowser浏览器（浏览器（GIS GIS 插件）、页面描述语言（如插件）、页面描述语言（如HTMLHTML、VRMLVRML）、）、WebWeb交互程序交互程序（JAVAJAVA、CGI ActiveXCGI ActiveX）、）、GIS GIS数据库管理器（数据库管理器（ARCSTORMARCSTORM、SDESDE）等等 四、Web GIS在配电自动化系统中的应用 2022/12/25第9页沈阳工程学院（1 1）基于互联网进行信息交换）基于互联网进行信息交换（2 2）平台的无关性）平台的无关性 （3 3）良好的可扩展性）良好的可扩展性 （4 4）使用面广，操作更简单）使用面广，操作更简单 与传统的配电自动化GIS相比，Web GIS具有如下优点：2022/12/25第10页沈阳工程学院