摘要:福建省电力公司在配电生产管理地理信息系统(以下简称配电GIS)实用化的基础上,开展名称为“供电可靠性管理信息系统(网络版)在配电GIS中的应用研究”的科技立项,即在配电GIS平台上进行供电可靠性管理信息系统(网络版)的应用研究,以实现双方系统基础数据的信息共享。文章主要介绍了项目系统的结构、功能、特点,以及应用成果。
关键词: 供电可靠性管理信息系统(网络版);配电GIS;基础数据转换;馈线自动分段;XML;Web Services服务
1 研究背景
配电生产管理地理信息系统(以下简称配电GIS)为配电网络运行管理提供了一种基于地理位置空间信息的计算机管理的现代化技术手段,以数字化的方式完整表达了配电网络结构。在这个平台上可以详细了解配电网络的分布构成情况、相关属性信息和监控配电设备运行的实时信息,提高设备管理维护的水平和工作效率,并支持相关的管理与决策过程。
随着供电可靠性管理信息系统(网络版)在全国的推广应用,对可靠性管理提出了更高要求,对基础数据的管理要求做到适时更新,与配电管理相吻合。
福建省电力公司已开发了全省统一平台、统一标准、统一生产业务流程的配电GIS,该系统已在福建省各电业局全面推广应用。配网生产所有业务将依托配电GIS进行,基础数据完善并且异动及时,为可靠性管理信息系统共享基础数据奠定了坚实基础。配电GIS与供电可靠性管理信息系统数据的整合将有利于提高配电管理与可靠性管理工作的效率及水平。
2005年1月,福建省电力有限公司批准了项目名称为“供电可靠性管理信息系统(网络版)在配电GIS中的应用研究”的科技立项,目标是达到配电GIS系统基础数据分析转换应用接口软件和供电可靠性系统(网络版)对接,实现可靠性基础数据共享。同年12月,该项目通过了福建省电力有限公司组织的专家组的验收鉴定。该项目的开发应用,提高了基础数据采集的自动化水平和工作效率,减轻了基础数据录入工作量,提升了供电可靠性管理水平,取得了明显的经济效益和管理效益,在国内同行业具有很好推广价值。
2 项目情况
经过福建省电力有限公司、福州电业局、厦门电业局和合作单位厦门亿力吉奥公司技术人员的共同努力,项目系统在福州电业局、厦门电业局思明分局投入运行。下面就该系统的组成、功能、特点等方面进行介绍。
2.1 系统体系结构
系统体系共分为配电GIS系统馈线信息管理模块、系统GIS客户端与可靠性客户端、Web Services服务端3个部分。其中,馈线信息管理属于基础数据生成部分;GIS客户端属于基础数据转换部分,可靠性客户端属于基础数据校验部分;Web Services服务端属于基础数据传输部分。系统体系结构如图1所示。

图1 系统体系结构
2.2 系统网络结构
配电GIS、供电可靠性系统(网络版)都运行于MIS网络中,配电GIS数据库服务器、供电可靠性系统(网络版)数据库服务器和Web Services服务器均处于防火墙之内。配电GIS系统工作站、供电可靠性系统(网络版)工作站通过防火墙来访问配电GIS数据库服务器、供电可靠性系统(网络版)数据库服务器和Web Services服务器。系统网络结构如图2所示。

图2 系统网络结构
2.3 系统功能
2.3.1 配电GIS馈线信息管理
馈线管理模块主要功能可以分为3大部分:首先,系统实现多种参数条件进行馈线段分段配置;其次,系统提供人工辅助和自动分段2种方式进行馈线分段,生成可靠性基础数据,以及分段后的线段调整功能;最后,系统实现列表统计等多种查询以及馈线段设备定位,将图形和属性紧密结合,为用户分析提供依据。
(1) 馈线分段参数配置。通过设置馈线端点条件、馈线命名条件、分段用户数量、馈线分析条件和分段站房条件等不同参数,灵活地适应各电业局的馈线分段不同需求。
(2) 馈线分段。馈线分段包括了系统自动分段和人工辅助分段2种不同的方式。前者为主要方法,后者作为辅助手段。系统自动分段围绕设备拓扑关系进行搜索,根据用户分段算法自动分析得出合理的分段点设备,并在该点分段。在系统完成所有线路分段之后,完成整个自动分段过程。人工辅助分段从用户人工设定的起始点开始,围绕拓扑关系展开,在不同分支遇到人工设置的各个终止分段点即停止搜索,最终完成馈线分段。用户可以根据需要自行选择分段方式。根据用户数分段算法的思路是:为了方便供电可靠性系统(网络版)停电事件运行数据的录入,系统自动分段保证线路支路独自分成一段、同电源用户分成一段;同时,尽量保证每条馈线段上都有用户,并且馈线段上的用户数量尽量不超过系统设定个数。依据这些原则,由用户点击启动分析之后,系统围绕设备拓扑关系进行搜索,根据用户分段算法计算得出合理的线段分段点,并在该点进行分段。该功能可以有效地减少用户工作量,极大提高工作效率。完成可靠性基础数据生成之后,可以人工调整可靠性基础数据馈线段的信息特征,保持与电网状况一致。
(3) 馈线信息统计查询。通过馈线分段生成配网馈线信息模型,实现对全网馈线、馈线段和用户数据信息的统计查询管理,包括按树形结构查看全网各变电站拥有的馈线、馈线段、用户的信息;根据不同条件查询,并以列表显示各馈线段的信息及其附属用户、线段端点;根据不同条件查询全网馈线段端点,提供导出Excel功能;根据组合条件查询全网馈线、馈线段、用户,按照用户不同需求设置显示详细程度不同的结果。
2.3.2 项目系统客户端功能
为了降低双方系统的耦合程度,充分保证系统的可维护性和可扩充性,以及可靠性基础数据入库的安全性,系统客户端采用XML技术规范描述可靠性基础数据标准格式,通过制定双方基础数据的转换规则进行数据转换,实现双方系统的无缝集成。
(1) 项目系统GIS客户端。项目系统GIS客户端是运行在服务器端的常驻程序,统计分析配电GIS系统馈线段、用户基础数据,并且利用XML技术将这些数据转换生成可靠性系统标准基础数据格式,传输到Web Services服务端上,分为基础数据人工转换和自动转换2种方式。
(2) 可靠性客户端。可靠性客户端在供电可靠性系统(网络版)工作站上运行,实现可靠性基础数据采集、校验和入库功能。可根据不同单位进行数据导入。
2.3.3 系统服务端功能
系统服务端是数据传输部分,将双方的客户端通过Web Services服务紧密联系在一起。Web Services服务端接收由系统GIS客户端传送过来的数据,通过解析整理,在服务器上生成XML文件。之后响应可靠性客户端的接收数据请求,将XML数据发送至可靠性系统。待可靠性客户端进行数据分析并入库后,最终完成整个的数据转换过程。
2.4 系统特点
(1) 采用XML技术和Web Services服务技术,通过标准化的格式将基础数据进行转换,实现配电GIS系统与用户供电可靠性管理系统(网络版)的无缝集成,充分保证了系统的灵活性,并降低了双方系统的耦合程度,方便日后的系统程序维护更新。
(2) 供电可靠性系统(网络版)所使用的基础数据与配电GIS系统基础数据实现共享,通过标准化的接口由系统自动转换生成。基础数据只需在配电GIS系统中进行维护,避免了基础数据的重复录入,同时系统的高度自动化作业,提高了工作效率。
(3) 系统自动判断基础数据的正确性与合理性,避免了用户建立可靠性基础数据的人为错误,可较好地保证供电可靠性系统基础数据的准确。
(4) 利用配电GIS系统设备数据的及时性,通过双方系统接口可及时将变更数据更新到可靠性系统中,减少基础数据的维护环节,保证供电可靠性基础数据及时、准确。
(5) 基于根据用户分段算法进行系统自动馈线分段,无需人工干预。
(6) 通过人工辅助方式的可靠性馈线段端点设置,实现馈线段信息统计分析。
(7) 自动判断配网馈线的主干和支线,并且根据主支的区别赋予线段不同的可靠性馈线段编码。
(8) 根据各局配网电气设备的不同状况,任意配置馈线分段条件参数,满足各局不同的分段习惯需求。
(9) 系统自动分析查找供电可靠性(网络版)用户(即配电GIS系统中的专用变、杆变和配变)的供电电源点设备,并为该用户编制相应可靠性用户编码。
(10) 在地图上直观地反映馈线段、用户的地理位置。
3 系统效益分析
福建省电力公司“供电可靠性系统(网络版)在配电GIS中的应用研究”项目的实施,为全省供电可靠性管理工作带来了巨大的变革。
3.1 提高了工作效率
系统的推广应用,减少了可靠性基础数据的录入工作,加快了配电网基础数据模型的建立。以厦门电业局为例,在使用该系统之前,供电可靠性系统(网络版)所有的基础数据,包括馈线段和用户都需要专责手工录入,数据量庞大,工作繁杂,完成全局基础数据的录入工作需要1个月左右的时间;在使用该系统之后,从基础数据生成,到基础数据校验,再到基础数据最终导入供电可靠性系统(网络版)数据库,只需要半天时间,极大地减少了专责的工作量,提高了工作效率。
3.2 数据及时更新,确保准确性和惟一性
配电网设备异动频繁,使用该系统保证了可靠性系统基础数据能够及时地被更新,降低了对供电可靠性系统(网络版)基础数据的维护量,减少重复劳动,极大地提高了工作效率,实现了可靠性基础数据的动态管理。
项目的推广应用,保证了配电网可靠性基础数据在配电GIS与供电可靠性系统(网络版)的惟一性和准确性,避免了相同设备在不同系统间因为管理差异带来的工作管理上的不便。
3.3 统一数据标准,提高可靠性管理水平
项目的推广应用,可实现配电网可靠性基础数据的统一汇总、综合查询,有利于可靠性专责人员方便、及时地掌握配网建设和馈线设备基础信息,分析配电网存在的主要问题。
建立全省统一规范的配电GIS与供电可靠性系统(网络版)基础数据标准,有利于全省各供电单位之间配电网基础数据、配电网现状的对比分析,有利于对各基层单位供电可靠性基础数据的的监管,实现供电可靠性科学化,提高全省可靠性管理水平。
4 结束语
福建省电力公司“供电可靠性管理信息系统(网络版)在配电GIS中的应用研究”项目系统在福州电业局、厦门电业局正式投入运行后,运行稳定,功能实用,在很大程度上满足了供电可靠性管理工作的需要,使可靠性线段、用户基础数据信息的人工录入转变为通过系统完成,配电GIS系统转换导入供电可靠性系统(网络版),既实现了双方系统基础数据资源共享,保证了基础数据的惟一性,又统一了全省配电GIS系统与可靠性系统数据接口标准与编码标准,提高了供电可靠性管理水平。
2006年福建省电力公司9个电业局将全部实现配电GIS实用化,并将同步实现供电可靠性系统在配电GIS中的应用功能。
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