0  引言

    電力系統(tǒng)包括發(fā)電,、輸電和配電。相對于輸電系統(tǒng)來講,，配電系統(tǒng)包含較多的設(shè)備,，在變電站內(nèi)，除了有集中設(shè)備之外,，在饋線上還分布著像開關(guān),、柱上變壓器等大量的設(shè)備；配電網(wǎng)既有地上的架空線,，也有地下的電纜線,，饋線上往往還接有許多條支路，整體結(jié)構(gòu)多為輻射狀結(jié)構(gòu)^[1],；在配電網(wǎng)中,，不僅所連接的設(shè)備數(shù)量非常多，而且配電網(wǎng)的電壓等級也較多,，其覆蓋區(qū)域也很廣,，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的信息量也非常龐大。配電網(wǎng)是電力網(wǎng)絡(luò)中最接近用戶的部分,，其規(guī)劃將直接影響到社會生產(chǎn)和廣大人民生活,。因此，在建設(shè)配電網(wǎng)工程之前,，為確保工程的建設(shè)質(zhì)量,，配電網(wǎng)的可研管理及審查工作則成為工程建設(shè)非常重要的環(huán)節(jié),。許多文獻在可研評審方面提出了改進^[2-4]，但是,，由于可研評審的信息量大,，加之信息的描述沒有直觀性，從而工作量也很大,，大多數(shù)文獻都論述了配電網(wǎng)規(guī)劃的方法^[5,6],，也有許多文獻提出了將地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于配電網(wǎng)的規(guī)劃^[1,6-12]，但并沒有講述如何應(yīng)用于可研評審,。本文在比較分析配電網(wǎng)規(guī)劃和地理信息系統(tǒng)特征的基礎(chǔ)上,，提出建立一種基于GIS的配電網(wǎng)規(guī)劃可研管理及審查系統(tǒng)，用以提高配電網(wǎng)可研評審的工作效率,。

1  配電網(wǎng)系統(tǒng)的地理屬性

    配電網(wǎng)是指從地區(qū)發(fā)電廠或者輸電網(wǎng)接受電能,，借助相關(guān)的配電設(shè)施，按電壓等級逐級分配或者就地分配給與之相連的用戶的電力網(wǎng),，配電網(wǎng)的設(shè)施組成主要包括：配電變壓器,、桿塔,、架空線,、電纜線、隔離開關(guān),、無功補償器,，以及一些附屬設(shè)施等。

    配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)多采用輻射狀結(jié)構(gòu),，配電網(wǎng)的潮流和規(guī)劃必須要按輻射狀結(jié)構(gòu)來計算,，配電網(wǎng)的線路結(jié)構(gòu)不能隨意改動。

    配電網(wǎng)的設(shè)備類型多樣化,，作業(yè)點多而廣,，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，電壓等級較多,，而且配電網(wǎng)的規(guī)劃往往還是動態(tài)進行的,。

    如上所述，顯然,，配電網(wǎng)是非常具有地理屬性的：配電網(wǎng)中線路走向以及配電設(shè)施（如開關(guān),、桿塔、配電變壓器的位置）和用戶的分布具有明顯的地理特征,，生成管理中的實際操作,，如線路改造、巡線,、停電檢修和用電業(yè)擴展也都依賴于長度,、距離,、范圍、街道分布和相對位置等地理因素^[13],。

2  地理信息系統(tǒng)

    地理信息系統(tǒng)（GIS）,，它是集計算機科學、地理學,、測繪學,、環(huán)境學、經(jīng)濟學,、城市學,、空間學于一體的交叉學科^[6]。已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在不同的領(lǐng)域,，作為計算機空間或者時空信息系統(tǒng),，它主要對地理空間實體和現(xiàn)象的特征要素進行表示、采集,、管理,、分析、處理與應(yīng)用,。在計算機軟硬件和各種通信設(shè)備的支持之下,，地理信息系統(tǒng)（GIS）以地理空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對空間數(shù)據(jù)進行獲取,、存儲,、分析、統(tǒng)計,、查詢及顯示^[6],。在地理信息系統(tǒng)（GIS）中，空間實體以空間圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)來描述^[6],?？臻g數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有兩大類：一類是柵格結(jié)構(gòu)，二是矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)^[6],。矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的空間實體與現(xiàn)實世界中的空間實體具有一定的對應(yīng)關(guān)系,，并支持拓撲應(yīng)用；而柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與實際中的空間實體并無直接的對應(yīng)關(guān)系,，也不支持拓撲應(yīng)用,，但是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示簡單。一個成熟完整的地理信息系統(tǒng)（GIS）可以通過模擬與預(yù)測的功能為人類解決現(xiàn)實世界中的規(guī)劃和重大決策問題提供支持,。拓撲關(guān)系在配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)中作為大多數(shù)應(yīng)用算法的基礎(chǔ),，因此，在配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)中矢量模型得到了非常廣的應(yīng)用,。

3  配電網(wǎng)規(guī)劃系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)的相似性比較分析

    配電網(wǎng)是地球上的實體網(wǎng)絡(luò),，這本身也就具備了與地理信息系統(tǒng)（GIS）的相關(guān)性,。

    在地理信息系統(tǒng)（GIS）中，其空間數(shù)據(jù)的表達方式包括各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),，主要表現(xiàn)為點,、線、面等各種圖形符號信息[14],，配電網(wǎng)設(shè)備的位置信息與地理信息系統(tǒng)（GIS）中的空間數(shù)據(jù)相對應(yīng),，地理信息系統(tǒng)（GIS）中的點正好對應(yīng)配電網(wǎng)中的變電站、桿塔等設(shè)備,，地理信息系統(tǒng)（GIS）中的線對應(yīng)配電網(wǎng)中的線路,，地理信息系統(tǒng)（GIS）中的面對應(yīng)于配電網(wǎng)中的規(guī)劃區(qū)域。

    地理信息系統(tǒng)（GIS）中的屬性數(shù)據(jù)則與配電網(wǎng)中的線路編號,、線路長度等信息相對應(yīng),，屬性數(shù)據(jù)是對圖形相關(guān)要素信息的描述，如配電網(wǎng)中線路的編號,、線路的長度,、配變型號、電纜型號,、編號,、名稱、安裝位置,、額定電流,，投運時間、檢修情況,、實驗報告等^[12]。在地理信息系統(tǒng)（GIS）中,，這些屬性數(shù)據(jù)的用途主要是為結(jié)合圖形進行查詢檔案資料提供具體的信息依據(jù),。

    在地理信息系統(tǒng)（GIS）中，只有通過建立屬性數(shù)據(jù)的表格表達與空間特征數(shù)據(jù)的圖形符號表達之間的聯(lián)系,，才能使得地理信息系統(tǒng)（GIS）具備強大的空間分析能力^[1],。

4  構(gòu)建基于地理信息的配電網(wǎng)可研管理及審查系統(tǒng)

    基于配電網(wǎng)系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)的特征,，以及二者相似性的比較分析,。提出將地理信息系統(tǒng)（GIS）應(yīng)用于配電網(wǎng)規(guī)劃的可研管理及審查工作中，構(gòu)建基于地理信息系統(tǒng)（GIS）的配電網(wǎng)規(guī)劃可研管理及審查系統(tǒng),，充分發(fā)揮地理信息系統(tǒng)的地圖形象優(yōu)勢,，提高配電網(wǎng)可研管理及審查的工作效率。

4.1  系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

    配電網(wǎng)可研管理及審查系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)和工作特點決定系統(tǒng)是一個三層結(jié)構(gòu)的系統(tǒng),，其目的是為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享,，使各個機構(gòu)能夠有效地協(xié)作聯(lián)動,，提高各個機構(gòu)的工作效率。

    同時,，系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)還提高了系統(tǒng)的可擴展性,、系統(tǒng)的安全性和系統(tǒng)的可維護性，即在客戶端和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器之間設(shè)置應(yīng)用程序服務(wù)器,，為客戶端提供業(yè)務(wù)邏輯應(yīng)用服務(wù),。第一層為表示層，是用戶直接使用層,，為用戶提供交互操作,；第二層是業(yè)務(wù)邏輯層，為客戶端提供業(yè)務(wù)邏輯應(yīng)用服務(wù),，各客戶端通過業(yè)務(wù)邏輯層訪問數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上的數(shù)據(jù),；第三層是數(shù)據(jù)服務(wù)層，提供數(shù)據(jù)的存取管理,。三層結(jié)構(gòu)降低了耦合性,，提高了內(nèi)聚性。如圖1所示,。

4.2  系統(tǒng)的功能模塊設(shè)計

    系統(tǒng)主要有以下模塊組成的（如圖2）：規(guī)劃項目管理模塊,、可研管理模塊、投資管理模塊,、項目匯總模塊,、地圖顯示模塊、系統(tǒng)配置模塊和參數(shù)管理模塊,。

    規(guī)劃項目管理模塊包括：現(xiàn)狀問題,、規(guī)劃項目審批、項目監(jiān)控,、規(guī)劃項目庫,、批次項目查詢、任務(wù)管理,；

    可研管理模塊包括：可研編制,、可研評審、可研核準,、可研批復(fù)庫,；

    投資管理模塊包括：錄入資金、經(jīng)費統(tǒng)計,、項目批次查詢,；

    項目匯總模塊包括：電網(wǎng)規(guī)劃執(zhí)行、工程量統(tǒng)計、項目統(tǒng)計,；

    系統(tǒng)設(shè)置模塊包括：角色模塊,、權(quán)限模塊、部門管理,、人員管理,、賬號管理、操作管理,；

    參數(shù)管理模塊包括：設(shè)備參數(shù)配置和區(qū)域指標配置,。

4.3  系統(tǒng)的實現(xiàn)

    系統(tǒng)會自動根據(jù)請求的客戶數(shù)目，采用通過Apache或Nginx將客戶請求均衡地分配給多個Tomcat去作相應(yīng)的處理,，采用Oscache實現(xiàn)頁面緩存,，采用Memcached實現(xiàn)數(shù)據(jù)緩存。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)采用了大型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)Oracle11g,，根據(jù)用戶對信息的使用情況以及系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)狀況,，配電網(wǎng)規(guī)劃的數(shù)據(jù)將被采用集中管理的模式。系統(tǒng)將諸多主流技術(shù)融合在一起,，構(gòu)成了一個全面并可以伸縮擴展的集成系統(tǒng),。該系統(tǒng)主要使用QT、Visual C++和Java進行主要開發(fā),，建立了三層架構(gòu)的應(yīng)用體系結(jié)構(gòu),。由于軟件采用了組件開發(fā)技術(shù)，所以本系統(tǒng)具有獨立性,、靈活性和重用性強等特點,。

5  結(jié)束語

    基于地理信息系統(tǒng)（GIS）的配電網(wǎng)可研管理及審查系統(tǒng)從試運行以來，就已經(jīng)表現(xiàn)出良好的可靠性和穩(wěn)定性,。在配電網(wǎng)的可研管理及評審工作中發(fā)揮了極其重要作用,，取得了良好的社會效益。

    本系統(tǒng)的研發(fā)充分考慮了系統(tǒng)規(guī)范化與標準化,，今后,，為其它地市供電公司的經(jīng)研所工作提供了非常好的參考，并且,，考慮到配電網(wǎng)規(guī)劃的業(yè)務(wù)需求，建立了地理信息數(shù)據(jù)庫和相關(guān)專題數(shù)據(jù)庫,，實現(xiàn)了地圖展示與可研管理的交互查詢,。

    本系統(tǒng)功能強大，是一個綜合應(yīng)用系統(tǒng),，有著十分廣闊的實用前景,。

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作者信息:

李啟昌,，肖云東，宋  強,，李光肖,，王  琳

（國網(wǎng)濟寧供電公司，山東  濟寧 272000）