新时期电力GIS系统建设方案

新时期电力GIS系统建设方案编写：李国勇日期：2006-11-7版本：0.1北京恒华伟业科技发展有限公司北京恒华伟业科技发展有限公司共15页第2页摘要：本文着重阐述了新时期电力GIS系统的建设模式，提出了新时期电力GIS系统的总体结构、功能结构、技术路线及实施步骤，同时对电力GIS系统的发展历程及现状进行了简单的描述。关键词：电力GIS输电配电SG186标准IEC61970/IEC61968资产管理电网状态名词解释：BAP：BusinessApplicationPlatformSG186之安全生产管理之业务应用平台GAP：GeographicApplicationPlatformSG186之安全生产管理之图形应用平台IEC61970：IEC制定的EMS（能量管理系统）接口标准IEC61968：IEC制定的配电管理系统的应用集成标准第一章电力GIS系统的发展历程目前GIS在电力行业已得到广泛而且深入的运用，为电力行业的信息化建设发挥了重要推动的作用，GIS技术已经深入到输电、变电、配电，甚至用电管理领域。但是，GIS技术在电力行业信息化建设中的作用和地位确立也经历了一个漫长而又曲折的过程，这一发展历程可分为三个阶段：启蒙阶段、发展阶段和规范阶段。1.1启蒙阶段这一阶段始于上世纪90年代初，终于1998年（是年，国电公司启动了城乡电网改造工程）。这一时期的主要关注的问题是GIS是什么、GIS能否应用于电力行业、GIS能为电力信息化建设做什么等。当时在电力行业引入GIS存在诸多困难，首先，电力企业多数决策人员对GIS技术认识不够，只有少数人能够正确认识GIS的用途和作用；其次，国内IT技术尤其是软件技术的应用尚处于刚起步阶段，故管理信息系统的建设也同样处于起步阶段。1996年上海电力公司沪西供电所（现为沪西供电分公司）率先将GIS技术引入到其配电管理信息系统，并将GIS系统和MIS系统合并为一个系统进行建设，该模式一直沿用至今。之后，其它少数几个电力公司也建立了输配电GIS系统。在这一阶段，基本的AM/FM功能都已实现，同时输配电运行管理的部分功能也与GIS系统实现了集成，一些辅助决策功能也已经有了初步的尝试，如：故障抢修分析、电话报修分析等。需要说明的是，很多电力公司已经在该阶段建立了生产MIS系统。这对后续阶段GIS系统的建设模式产生了深远的影响。1.2发展阶段该阶段始于1998年（国电公司城乡电网改造工程开始），终于2005年（“十五计划”结束，“十一五计划”即将开始）。随着国电公司城乡电网改造工程的启动和推进，电力行业信息化建设的号角也随之吹响，本次改造工程在信息化建设方面的重点是信息网络系统、调度SCADA系统及配电自动化系统（DMS）的建设，管理信息系统的建设也得到了很大推进。而GIS系统的建设成为当时电力公司“创一流”工作的“必修课”，因此在本次电网改造工程期间，电力GIS得到广泛的应用和很大的发展。而且，在这一期间，多采用全省统一GIS平台的模式，以地市级输配电GIS市场为主导，网省级的电力GIS市场较小，北京、上海、天津、重庆及其它新时期电力GIS系统建设方案共15页第3页省会城市的输配电GIS系统均建立于该时期。城乡电网改造结束后至2005年，电力行业GIS系统市场以网省级的输电GIS系统为主，很多网省级电力公司的输电GIS系统都是在这一时期建立起来的，如华中电网公司、华北电网公司、东北电网公司、华东电网公司、西北电网公司、山西省、贵州省、甘肃省、江西省、云南省等。“技术推动”（TechnologyPush）是这一阶段电力GIS发展的主要特征。同时，又具有“市场发展超前，技术标准滞后”的特征。虽然，全国各地的电力公司都在建设电力GIS系统，建设模式大都接近，系统功能结构也比较接近，只是具体细节不同，但当时并未制定一个统一的行业标准，各电力公司及各开发商均自行其事。在该阶段的电力GIS的建设中，几乎所有可以在GIS系统上实现的与输配电生产管理有关的功能都已经实现了，AM/FM在该阶段成为电力GIS系统的“最小功能集合”，制图及各种图纸管理功能得到加强，实用化程度得到提高；电网网络分析功能成为必需实现的功能，如：电源追踪、供电范围分析、最佳抢修路径分析；其它辅助决策分析功能也有不同程度的实现，如：最优停电方案分析、负荷转移分析、供电可靠率计算及线损/网损分析等，个别电力GIS系统甚至有电网规划辅助决策分析的尝试；多数电力GIS系统都实现了与SCADA、DMS、EMS及负控系统的接口，将这些系统的数据反映到GIS图上，并为这些系统提供图形数据访问服务。在该阶段，两种类型的电力GIS系统的建设模式得以确定，融合模式和分立模式。在融合模式中，GIS系统和MIS系统是一个系统，实现两个系统的统一设计、统一开发、统一部署，该模式以上海电力公司输配电生产管理系统为典型代表，其它采用该模式的系统还有北京电力公司配电生产管理系统（后期）、西北电网公司输电生产管理系统等。在分立模式中，GIS和MIS各自建设，由电力公司统一领导，不同开发商设计、开发和实施，两个系统间通过接口交换数据，并实现部分功能的集成，该模式以北京电力公司的配电GIS系统（早期）为典型代表，其它采用该模式的电力公司包括：天津、重庆、大连、武汉等，由于在上一阶段，很多电力公司都已不同程度地建立了输配电MIS系统，因此，这些电力公司在本阶段建设GIS系统时多采用该模式。在该阶段的后期，电力GIS新的建设模式已经初露端倪，即GIS与MIS系统的有效集成，而且正在逐步过渡到应用牵引阶段（ApplicationPull）。1.3规范阶段该阶段为从2005年底至今。经过10余年电力GIS系统的建设，各大电力公司及国电公司都开始着手总结经验，重新思索电力GIS系统的建设模式，走出技术推动阶段的电力GIS进入以应用牵引为主导，建立相应规范和和标准的规范阶段。这一阶段中需要重点强调的是国电公司正在实施的SG186工程，该工程不但要建立电力GIS系统建设的规范和标准，同时也要建立整个电力管理信息系统的规范和标准，这标志着这电力信息系统建设已经进入成熟期，以往各行其事的格局将彻底改变。另外，值得一提的是，上海电力公司早在2003就已开始着手开展这一阶段的工作，制定了上海电力公司输配电生产管理系统的建设规范，并且已经实现了全市各分公司的输配电生产管理系统的统一，仍然采用的是GIS和MIS融合的模式。北京恒华伟业科技发展有限公司共15页第4页第二章电力GIS系统的现状分析经过10余年的建设和发展，绝大多数网省级电力公司和地市级电力公司都已经建立了电力GIS系统，输电和配电是电力GIS的“主战场”，同时也已延伸到了用电领域。总体来说，现有电力GIS在系统架构方面多数为C/S和B/S架构相结合的架构。C/S结构的子系统用于实现GIS图形编辑及高级应用功能，B/S结构的系统用于实现设备管理及其它MIS类功能。从发展的角度来看，电力GIS正处于规范阶段，电力GIS系统建设的相关标准正在制定过程中，因此，现有的电力GIS系统都没有遵循某一建设规范。2.1输电GIS现状目前，各电力公司输电GIS建设的规模和实现的功能都不尽相同，但从总体上来说，多数输电GIS系统都实现了输电网地理接线图、变电站一次接线图、单线图、交叉跨越图、输电线路相序图的管理；部分系统实现了输电网联络图、输电线路立面图、特殊区域（如雷害区、鸟害区、重污区等）的管理；部分系统实现了局部区域内的3维输电GIS功能，个别系统甚至建立了变电站内设备的3维模型；多数系统都实现了输变电设备查询统计功能，但多数未按全生命周期的资产管理的理念实现设备管理功能；部分系统在GIS系统中实现了输变电运行管理的部分功能，如设备轮换管理、巡视管理、缺陷管理和检修管理等；部分系统实现了与EMS/SCADA系统、雷电系统的集成；部分系统实现了基于移动GIS技术和GPS技术的野外迅检及数据采集功能。两种类型建设模式的系统都存在，在分立模式中，GIS系统和MIS多数在数据层面集成，功能各自开发，因此存在部分功能的重复建设。2.2配电GIS现状目前，各地市电力公司的配电GIS系统建设的差异还比较大，有的仅实现了基本的AM/FM功能，而有的已经渗入配电生产管理的方方面面，如：电网运行状态管理、杆变运行管理、用户接线图管理等。多数配电GIS系统都已实现10kV及以上配电网地理接线图管理、配电站一次接线图管理、配电线路设备查询统计；部分系统实现了电缆沟剖面图、配电网逻辑接线图、专线用户接线图的管理；部分系统实现了配电运行管理的部分功能，如：线路巡视、缺陷、检修及计划管理；多数系统实现了电源分析、供电范围分析功能，少数系统实现了最优停电分析、停电模拟分析、负荷转移分析等电网分析功能；部分系统实现了与EMS/SCADA系统、DMS系统、用电MIS及负控系统的集成；个别系统实现了与视频监控系统的集成；部分系统实现了基于移动GIS技术和GPS技术的户外迅检及数据采集功能。2.3用电GIS现状目前，电力GIS已经渗透到用电领域，但是建立用电GIS的电力公司远不及建立输配电GIS系统的多，所以，用电GIS的发展潜力还比较大。用电GIS系统主要实现了各类用户GIS数据管理、用户报修、用户报装、用电稽查、新时期电力GIS系统建设方案共15页第5页用电迅检及抢修车辆调度等功能。部分用电GIS和客服中心的CallCenter系统进行集成，实现快速相应用户报修功能和用户投诉功能。目前，只有少数几个电力公司建立了此系统，因此用电GIS具有一定的市场潜力。2.4电力通信网络GIS现状其功能需求与电信行业通信网络资源GIS系统相同，与输配电GIS需求差异较大。目前建立该系统的电力公司不多，是一个没有充分开发的市场。第三章新时期生产管理系统的特征SG186工程的号角已然吹响，而这一响亮的声音明示着电力GIS系统建设新时期的开始，电力GIS系统的建设即将或正在变得与以前大不一样。3.1新时期概述国电公司“十一五”规划中明确提出：要强化集约化发展、集约化管理和集约化经营，建设“一强三优”现代公司；大力推进公司信息化建设，加速公司各个环节的信息化进程，以信息化带动生产自动化和管理现代化，是实现公司发展目标的重要举措。同时，该规划又指出：信息化要依托现代管理理念，面向流程优化和应用整合，提供一体化解决方案，将信息系统从目前所起的基本辅助作用，提升到企业级的应用。从上面描述中，我们不难发现，国电公司已经宣布过去“重硬轻软”的信息化建设时代的结束，信息系统不再处于“辅助”地位，已经提升到企业级的应用层面。“十一五”规划制定后不久，国电公司随即提出了国家电网公司信息化建设技术路线--“SG186工程”。SG186工程对电力GIS系统的建设提出了明确的要求，并给出了相应的建设规范。另外，部分新技术日渐成熟，这对企业级信息系统的建设，同时也对SG186工程，产生了深远的影响。SOA（面向服务的架构）设计理念使得极度异构的系统的集成成为可能，同时也使极度复杂的分布式的Web计算成为可能；EAI（企业应用集成）已成为企业级信息系统建设的核心理念；IBM倡导的“随需而变”的理念成为信息系统建设梦寐以求的目标，而平台化的软件开发理念成为实现该目标有力保障。所以，新时期已经开始。新时期就是“十一五”时期。3.2SG186概述“SG186”工程是国电公司提出的信息化建设技术路线，其目标是：一，建成“纵向贯通、横向集成”的一体化企业级信息集成平台，实现公司上下信息畅通和数据共享；二，建成适应公司管理需求的八大业务应用，提高公司各项业务的管理能力；三，建立健全规范有效的六个信息化保障体系，推动信息化健康、快速、可持续发展；四，力争到“十一五”末，公司的信息化水平达到国内领先、国际先进，初步建成数字化电网、信息化企业。“SG186”工程的八大业务应用是：财务（资金）管理、营销管理、安全生产管理、协同办公管理、人力资源管理、物资管理、项目管理、综合管理。北京恒华伟业科技发展有限公司共15页第6页“SG186”工程的六个保障体