基于GIS的电力系统的设计与实现

目录一.课程设计的目的......................................................................................................3二.课程设计题目描述和要求......................................................................................32.1课程设计题目的描述......................................................................................32.2课程设计的要求..............................................................................................3三.课程设计报告内容..................................................................................................43.1可行性分析.....................................................................................................43.2需求分析………………………………………………………………………………53.2.1选择分析方法.......................................................................................53.2.2定义需求...............................................................................................53.3系统设计..........................................................................................................63.3.1模块和子模块的设计..........................................................................53.3.2系统的组网方案...................................................................................73.3.3硬件配置...............................................................................................73.3.4软件配置...............................................................................................73.3.5系统安全策略..................................................................................................73.3.6用户界面设计..................................................................................................73.4详细设计..........................................................................................................83.4.1详细设计步骤..................................................................................................83.4.2功能详细设计..................................................................................................83.3.6数据库详细设计...........................................................................................123.5应用模型分析.............................................................................................183.6输入输出设计.............................................................................................18四.总结........................................................................................................................18一、课程设计的目的GIS设计与实现课程设计是配合“GIS设计与实现”课程教学而开设的实践环节，目的是让学生深入理解GIS设计与实现课程中讲述的内容，熟悉GIS工程的基本内容和实施GIS应用工程的一般过程；提高学生应用GIS工具分析问题、解决问题的能力。通过本项课程设计，加深对地理信息系统数据结构理解，初步掌握地理信息系统空间数据库的设计思路。熟练掌握一个GIS基础平台的使用方法，包括数据的输入、数据的处理、图形的编辑、数据库设计、空间分析和专题地图的输出等。在此基础上，学会如何利用GIS解决空间问题，为今后综合应用GIS或使用专用GIS系统奠定基础。二、课程设计题目描述和要求2.1课程设计题目的描述针对电力系统可靠性和实时性高，电网结构复杂，数据量大等特点，对电力GIS的网络模型进行了深入研究，并根据分析结果设计和实现了电力GIS的网络模型。随着经济建设和社会快速发展，电力建设不断加快，电网结构日趋庞大，输电设施日趋复杂，安全运行管理日趋困难。为便于电网管理数据的采集和更新及多系统间的无缝集成，提高电力企业经济效益，必须采用GIS和MIS相结合的技术。将电力与GIS的结合将完美的结合在一起，图文并茂，简便直观，集中运用地理信息技术、计算机技术、数据库技术、网络技术成果，使管理的数据量更大，分析功能更强。利用GIS进行配电网规划可以实现配网规划的可视化、自动化及地理图形化;使规划的交互性更强;不仅能得出规划网络方案，而且能直接得到网络规划方案的地理接线图;另外，由于地理信息引入规划中，加之GIS的网络分析功能，使得规划过程更有效、规划结果更准确。能大力的提高电力系统在城市中的应用，提高电力企业的工作效率以及市场竞争力，将对电力部门有举足轻重的作用。WebGIS技术的进一步应用ebGIS的广泛的访问范围，平台独立性、系统成本低、更简单的操作等一系列优点，使得WebGIS将得到更广泛的应用。配电网是供电企业进行电能供应的最末端，直接影响到用电户的生产生活。其特点是点多、面广、线长，设备量大而且分散，设备、线路密度大，网架结构复杂，运行方式灵活多变，管理要求高。供电局亟需有效的技术支持手段来管理如此规模庞大、结构复杂的配电网，因此，配网地理信息系统的建设势在必行。电网生产活动所涉及的信息包括：设备属性类信息、设施地理分布类信息、电网逻辑拓扑结构类信息和电网运行类信息，这4类信息之间的模型结构关系如图1所示。2.2课程设计的要求1）通过对某一GIS行业应用进行系统分析，确定基本需求；2）根据需求分析的结果设计相应的数据库，进行行业应用模型分析，描述相应功能实现的方法；3）按着规定的格式书写课程设计报告。三、课程设计报告内容3.1可行性分析可行性分析包括理论分析、技术水平、经费估算、财力状况、社会效益、支持程度、进度预测以及其他。首先，针对项目确定问题域并对问题域进行概要的分析和研究，初步确定项目的规模、约束和限制条件其次，针对问题域中的关键和核心问题进行简要的需求分析，抽象出问题域的逻辑结构，并构建逻辑模型最后，从逻辑模型出发，通过小规模的设计和技术实现论证，探索出若干种可供选择的解决方案，并对每种方案进行可行性方面的论证。3.2需求分析3.2.1选择分析方法选择GIS结构化分析方法，经常采用自顶向下、逐层分解的系统分析来定电力GIS系统的需求。在此基础上，可以作出电力GIS系统的规格说明，并由此建立GIS系统的一个自动向下任务分析模型。它是将电力GIS系统开发的全过程划分为若干阶段，而后分别确定他们的任务，同时把系统的逻辑和物理模型分开。3.2.2定义需求1.面向对象的数据建模，具有建模规则库、电网图的编辑及输出工具。电力GIS平台包括基本构件层、系统环境层、数据库连接层、图形与数据接口工具层、应用系统层等。分层建立各种数据模型，并建立各层的连接关系。建立地理层信息与设备信息的拓扑和映射关系。电力GIS支持多空间同屏显示和多空间关联建模、多空间索引。2.支持多种图形处理与管理，实现数据的多层映射，多维空间映射，提供完整、准确的地图信息、高精度图片、准确的技术参数，标尺准确，高精确度杆塔位置，按用户需要自动生成专用地图。3.数据搜索快捷、线路图表查询准确和统计功能齐全。电力GIS实现电网数字化描述，其目的是能对电网实现快速查询，及时掌握电网运行状态，快速诊断电网故障，提高处理事故能力，保证电网运行质量以及提高用户服务质量。GIS可对图形数据、可执行图形和属性数据的嵌套操作与映射查询关系运算；根据电力系统提供的配电设备的图形、属性信息与地理位置、地形数据、环境数据、线路走向数据、线路设备历史档案和即时信息，对线路设计方案、施工方案、抢修和停电措施提供决策依据及辅助决策。4.电力GIS能够实现与电网调度自动化系统、电力用户关系管理系统、电力营销系统、电力市场管理系统等应用系统共享相关信息。支持多种管理应用系统的连接，其中包括与企业的MIS系统融为一体。GIS系统中的设备管理对其生命周期衽全过程跟踪，包括对设备信息的查询、属性数据的修改、设备的维修信息管理等。5.电力GIS对信息库进行安全保护，制定管理与使用的安全保密措施和机制，包括内外网络的隔离、重要电力设施电子地图和设备信息数据库的保护等。安全措施在系统总体设计与建设中充分考虑，并严格实施，对应用系统的数据实现多层安全保护，设置用户权限以保证系统资源共享下的安全，使系统能在可靠安全的环境下运行。6.GIS应用于配电网规划利用GIS进行配电网规划可以实现配网规划的可视化、自动化及地理图形化；使规划的交互性更强；不仅能得出规划网络方案，而且能直接得到网络规划方案的地理接线图；另外，由于地理信息引入规划中，加之GIS的网络分析功能，使得规划过程更有效、规划结果更准确。7.WebGIS技术的进一步应用WebGIS的广泛的访问范围，平台独立性、系统成本低、更简单的操作等一系列优点，便得WebGIS将得到更广泛的应用。8.GIS的深化应用由于GIS系统中将配电网络的各种设备台帐的铭牌信息、参数信息、运行信息、维护信息等数据集中管理，并将馈线自动化系统的实时信息、调度自动化系统的实时信息、配电变压器的实时信息、低压用户实时信息接入其中，可以实现配电网管理系统中的短路电流计算、最大阻抗计算、各条配电线路的负荷预测、系