中 国 矿 业 大 学
本科生毕业设计
姓 名：学 院：专 业：设计题目：专 题：指导教师：
赵学华 学 号： 04051496 信息与电气工程学院 电气工程与自动化 地理信息系统在电力系统中的应用研究 张建文 职 称： 教授
2009年 6月 徐州
中国矿业大学毕业设计任务书
学院 信电学院 专业年级 电气工程与自动化05-4 学生姓名 赵学华
任务下达日期：2008年 2月16日
毕业设计日期： 2009年2月16日 至 2009年6月20日
毕业设计题目： 地理信息系统在电力系统中的应用研究
毕业设计专题题目：
毕业设计主要内容和要求：
认识、了解地理信息系统（GIS），学习并能初步应用地理信息系统的开发平台ARCGIS或MapInfo进行程序开发；了解地理信息系统在电力系统中的应用状况，设计基于GIS的电力系统管理信息系统的框架结构，并进行一定的程序开发。
另外，翻译与本毕业设计内容相关的、最新的、字数不少于3000的外文资料；参阅中外文参考文献资料不少于40篇，其中外文资料不少于15篇。
院长签字： 指导教师签字：
中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书
指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内
容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：
成 绩： 指导教师签字： 年 月日
中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书
评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解
决实际问题的能力；③工作量的大小；④取得的主要成果及创新点；⑤写作的规范程度；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：
成 绩： 评阅教师签字： 年 月日
中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩
答 辩 情 况 提 出 问 题 回 答 问 题 有一有原正 基本 般性则性确 正确 错误 错误 没有 回答 答辩委员会评语及建议成绩： 答辩委员会主任签字： 年 月 日 学院领导小组综合评定成绩： 学院领导小组负责人： 年 月 日
摘 要
地理信息系统（GIS）作为采集、分析、处理空间数据的计算机信息系统，正在被广泛应用于电力行业中。本文作者深入学习了地理信息系统（GIS）技术，详细了解了地理信息系统在电力系统中的应用状况，分析了GIS在电力行业的应用现状、特点和存在的问题；在了解电力企业运行模式的基础上，针对电力系统的需求和特点，给出了基于GIS的电力系统管理信息系统的框架结构，并运用VB+OLE+MapInfo集成开发技术设计了一个小型的基于GIS的西北超高压输电线路管理信息系统。
本系统采用MapInfo作为后台的服务器来提供应用中的可视化数据和地图，Visual Basic作为前台的开发工具进行实际的编程，负责处理事件的响应和控制MapInfo，并对MapInfo的数据、地图、表格的处理与维护；数据库分为地图图层数据库和属性数据库，两者通过关键字进行联系；系统能够实现对西北超高压750KV电网的可视化查看、漫游、缩放和测距,电网编辑（如添加杆塔、线路等）,电网属性数据存取（如杆塔、线路、变电设备台帐等）,电网定位,电力环境信息，空间查询,统计输出等功能。
关键词：地理信息系统； MapInfo； 电力GIS； 超高压输电线路管理信息系统
ABSTRACT
Geographic Information System (GIS) as the computer information system of collecting, analyzing and handling spatial data is being widely used in electric power industry. This article deeply studied the geographic information system (GIS) technology, learnt a lot about GIS in the power system status, an analysis of GIS applications in the power industry status, and also analyzed the GIS applications, characteristics and problems in the power industry status. As to the demands and the characteristics of electric power system after understanding the running mode of power enterprises, a framework was given based on GIS management information system, and designed a small-scale management information system based on GIS of the Northwest EHV transmission line, using the VB+OLE+MapInfo integrated develop technology.
The system used MapInfo as a background application server to provide the visual data and map, Visual Basic as a front developing tool programmed practically, dealt with the incident response, controlled the MapInfo, processed and maintained the MapInfo data. The database is divided into map layer database and attributes database, and both of the databases link through keywords; the system have the function of visually inquiring, roaming and zooming, grid editing, grid attribute data access, grid position, spatial looking-up and statistics etc on the north-west 750KV power grid.
Keywords：Geographic Information System；MapInfo；Power Geographic Information System ；EHV Transmission Lines Management Information System
目 录
1 绪 论 ........................................................... 1
1.1 论文研究的背景 ..............................................1 1.2 论文研究的意义和价值 ........................................1 1.3 本文主要工作 ................................................2 2 地理信息系统（GIS）与电力系统 ................................... 4
2.1 地理信息系统概述 ............................................4 2.1.1 GIS的定义 ..............................................4 2.1.2 GIS系统组成 ............................................4 2.1.2 GIS功能概述 ............................................4 2.1.3 GIS二次开发功能 ........................................5
2.2 GIS与电力系统 ...............................................5 2.2.1 电力GIS的概念与特点 ....................................5 2.2.2 电力系统中引入GIS的必要性 ..............................6
2.2.3 电力GIS优势 ............................................6 2.2.4 电力GIS基本功能 ........................................7
2.3 GIS在国内外电力系统的发展概况 ...............................7 2.3.1 国外发展状况 ............................................8 2.3.2 国内发展状况 ............................................8
2.4 GIS在电力系统中的应用 ......................................8 2.5电力GIS系统的应用过程中的不足浅析 .........................10 2.6 数字电力与电力GIS应用系统 .................................11 3 基于GIS的电力管理信息系统框架 ................................. 13 3.1基于GIS的电力管理信息系统概述 ..............................13 3.1.1电力企业特点 ...........................................13 3.1.2电力GIS建设思路 .......................................13 3.1.3电力GIS工程建设目标 ...................................14
3.2系统框架 ....................................................14 3.3网络框架 ....................................................16 3.4数据库设计 ..................................................16
3.5 电力GIS功能 ...............................................17 4 基于GIS的超高压输电线路管理信息系统开发 ....................... 21
4.1系统体系结构 ................................................21 4.1.1信息需求分析 ............................................21
4.1.2输电管理的内容 ..........................................23 4.1.3系统属性数据 ............................................24 4.2系统开发介绍 ................................................26 4.2.1 MapInfo功能介绍 .......................................26 4.2.2 VB+OLE+MapInfo的组合 ..................................27
4.3系统数据库设计 .............................................28 4.3.1地图图层数据库设计 ......................................28
4.3.2属性数据库的设计 ........................................30 4.3.3地图图层数据库与属性数据库的关联 ........................31
4.4系统界面及功能 ..............................................32 4.4.1设计流程 ................................................32 4.4.2界面及功能 ..............................................33 4.5部分模块调用程序的设计 ......................................43 4.6遇到的问题及解决 ............................................45 4.6.1电网模型 ................................................45 4.6.2杆塔成线 ................................................45 4.6.3查询 ....................................................45 4.6.4 Visual Basic与MapInfo交互 .............................49 4.6.5属性信息查看 ............................................50 4.7本章小结 ....................................................52 5 总 结 .......................................................... 53 致 谢 ........................................................... 54 参考文献 ......................................................... 55 附录 ............................................................. 57 翻译部分 ......................................................... 63 中文译文 ...................................................... 63 英文原文 ...................................................... 69
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1 绪论
1.1论文研究的背景
随着1998年“数字地球”，21世纪“数字中国”、“数字城市”、“数字电力”及相关概念的提出，地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）作为数字化电网、信息化企业的一个重要技术支撑手段，在国内外电力企业的研究与应用正在迅速增长。
电力系统从发电厂、输电线路(架空线、电缆)、变电站、配电所一直到千家万户电度表,大量各种各样、不同规范的电气设施分布在广阔的地域和空间。面对纵横交织的电网分布、日益复杂的电力设施、时刻变化的电网信息、不断变迁的城市道路与建筑，尤其是电网中许多与空间位置有关的数据，如何充分合理利用目前有限的电力资源，如何在需要的时候迅速准确地提供完整的信息，也就是如何将各种图形、地图、数据属性信息统一管理并达到共享成为一大难题。在电力系统中，输电系统的运行、雷电系统的定位、电力设施的管理、供配电系统的运行和维护、计划检修、故障管理、报装管理、停电管理、电网规划、用电变更、电力营销等, 都与地理信息密切相关。因此，必须采用信息化、图形化手段对电力系统进行管理，而地理信息系统作为支持空间定位信息，数字化获取，图形、属性数据一体化管理和应用的技术体系，为供电企业的现代化管理提供了新的途径和手段。基于GIS技术管理和处理这些信息，对于提高电力系统的生产效率、管理质量和科学决策水平具有十分重要的现实意义。采用基于地理信息系统管理电力系统信息将成为一种趋势。
1996年起，国家电网公司开始引进电力地理信息系统（简称电力GIS）应用，北京、西安、武汉、兰州、上海、重庆、广州、绍兴等地相继开展了电力地理信息系统项目建设。随着国家电网公司集团化运作、集约化发展、精细化管理和标准化建设的“四化”战略的深入推进，截止2007年4月，各省公司及其下属单位共建设电力GIS项目144个，大部分电力GIS应用由地市公司单独建设，也有部分应用是由网省公司建设后推广到地市公司[1]。
目前，电力GIS主要应用于输电、变电、配电三大专业，这些专业应用开始建设时间较早，建设数量很多，其他如营销、调度、通信等GIS的应用最近几年也开始建设。代表性网省公司主要有北京、上海、福建、湖南等。
1.2论文研究的意义和价值
电力系统特别是电网的大量信息和地理环境密切相关，从发、输、配电实际应用环境出发，采用最新的GIS技术，组织、分析和显示电网各项数据，实现电网信息的地图化、运行数据可视化，可促进电网生产、管理现代化，对“数字化电网”、“数字电力”的实现意义重大。
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利用GIS技术可以实现电网的图纸和属性数据统一管理、保证更新的一致性，同时可以将属性数据、图纸存入数据库，进行共享、检索和统计分析，可以有效提高建设、维护工作效率，提高电力企业的经济效益。
电网空间属性和特征属性的结合，可以进行电网基本信息、状态信息的查询、检索、分析；对电网安全状况及趋势进行预测预报，提供并发布预警信息，从而为采取应急处理措施提供决策依据，把灾害带来的损失减少到最低限度。
1.3本文主要工作
作为一个电力系统自动化专业的本科生，作者此前对GIS的专业知识所知甚少，因此花了较多的精力和时间去学习GIS方面的知识，然而毕业设计时间有限，所以在比较深入了解地理信息系统（GIS）技术基础上，对地理信息系统的开发平台ARCGIS和MapInfo进行学习和选择比较，最终选择了功能强大且比较容易掌握的MapInfo平台，采用VB+OLE+MapInfo的开发组合模式；同时，对地理信息系统在电力系统中的应用状况进行了深入了解，在了解电力企业运行模式的基础上，针对电力系统的需求和特点，给出了基于GIS的电力系统管理信息系统的框架结构，并运用VB+OLE+MapInfo集成开发技术设计了一个小型的基于GIS的西北超高压输电线路管理信息系统。概括起来，本文主要工作如下：
1.学习地理信息系统的概念、本质以及特点和基本功能 2.调研地理信息系统在国内外电力系统的发展概况。
3.在了解地理信息系统在电力系统发展概况的同时分析其具体应用和功能。 4.基于GIS的电力系统管理信息系统框架，包括建设思路、目标；总体框架结构、网络环境下框架结构；数据库设计、基本功能分析。
5.在以上学习的基础上，开发基于GIS的超高压输电线路管理信息系统，系统能够实现对西北超高压750KV电网的可视化查看、漫游、缩放和测距,电网编辑（添加杆塔、线路等）,电网属性数据存取（杆塔、线路、变电设备台帐等）,电网定位,电力环境信息，空间查询,统计输出等功能。
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毕业设计思路如下：
GIS概念、功能等 电力系统及特点 电力地理信息系统（电力GIS） 国内应用 现状 国外应用现状 优势、功能 电力管理信息系统应用框架 ◆电力GIS建设思路、目标 ◆系统框架 ◆系统网络框架 ◆数据库设计 ◆电力GIS功能 基于GIS的超高压输电线路管理信息系统设计 ◆C/S模式 Windows平台 ◆VB+OLE+MapInfo的组合 ◆地图图层数据库、属性数据库设计 ◆功能：漫游、缩放、测距； 添加杆塔、线路；杆塔、线路、变电设备台帐；查询；电力环境信息；输出等 ◆遇到的问题及解决 总结 图1.1 毕业设计思路
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2 地理信息系统GIS与电力系统
2.1地理信息系统概述
2.1.1 GIS的定义
地理信息系统（Geographical Information System，简称GIS）是地理学、计算机科学和信息管理学等多种科学交叉的产物，它把相互联系的各种地理方面的信息抽象为计算机可以表示和描述的数据存储起来，利用计算机强大的数据处理功能对其进行再加工，提取出地理信息系统所关心的各种空间属性以及与之相联系的社会属性，并在此基础上提供实时控制、自动决策与智能分析等功能。所以GIS的本质就是通过研究和分析计算机化的地理信息，在一定空间和时间范围内对地理系统的各种要素进行控制和操作[1，2，4]。 可以从下例不同的角度来理解GIS:
1.面向功能:GIS是采集、存储、检查、操作、分析和显示地理数据的系统。 2.面向应用:根据GIS应用领域的不同，可将GIS分为各类应用系统，例如土地信息系统、城市信息系统、规划信息系统、空间决策支持系统、输电网地理信息系统等。
3.工具箱: GIS是一系列用来采集、存储、查询、变换和显示空间数据的工具的集合。这里要强调的是GIS提供的是用于处理地理数据的工具。
4.基于数据库:GIS是一类数据库系统，它的数据有空间次序，并且提供一个对数据进行操作的操作集合，用来回答对数据库中空间实体的查询[5]。
GIS是一门多学科综合的边缘学科，二十世纪六十年代初诞生，具有代表性的商业化的GIS产品和专业公司有ARCGIS、MapInfo、Genamap和国内的SuperMap、MapBar等。
2.1.2 GIS系统组成
完整的地理信息系统（GIS）主要由四部分构成，即硬件系统、软件系统、地
理空间数据、计算机网络和系统管理操作人员。硬软件系统是GIS的核心部分，空间数据库可以用来表达和组织各种地理数据，计算机网络为实现数据共享、建立网络GIS搭起了桥梁。管理人员和用户决定系统的工作方式和信息表示方式。 2.1.3 GIS功能概述
地理信息系统的主要功能有以下几个方面： 1.地理数据的采集、存储和编辑； 2.空间数据管理； 3.空间数据的查询与分析； 4.制图及图形编辑功能等；
5.数据的获取、编辑、存储、输出。
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2.1.4 GIS二次开发功能
GIS二次开发功能主要包括创建、修改、显示和查询。如图2.1:
开发功能 显示 创建 修改 查询 基本显示 特征对象显示 缩放及漫游 新地图 新图层 空间数据 非空间数据 删除 空间数据 非空间数据 空间位置 信息查空间 捷径查询 图 2.1 GIS二次开发结构图
2.2 GIS与电力系统
2.2.1电力GIS概念及特点 1.电力GIS概念
电力地理信息系统（简称电力GIS）就是利用地理信息系统技术，结合电力系统的运行、维护、管理和电能营销、客户服务等科学技术，实现电网安全运行、维护、管理和经营活动正常运转的一门综合性的科学与技术。
电力GIS将电力企业（我国电力企业从2003年实施厂网分离，此处电力企业均指各网、省电力公司）的电力设备、变电站、输配电网络、电力用户与电力负荷和生产及管理等核心业务连接起来，形成电力信息化的生产管理的综合信息系统。它提供的电力设备设施信息、电网运行状态信息、电力技术信息、生产管理信息、电力市场信息与山川、河流、地势、城镇、公路街道、楼群，以及气象、水文、地质、资源等自然环境信息集中于统一系统中。通过GIS可查询有关数据、图片、图像、地图、技术资料、管理知识等[6]。 2.电力GIS特点
电力GIS除具备GIS的基本特点外还具备如下特点[7]： (1)电力系统运行参数实时性及信息的动态变化性，需要对瞬间信息及时收集、处理和分析。电力GIS对数据处理、存储容量和传输速度均有较高要求。 (2)电网的多属性数据要求GIS具备足够的稳定性和可靠性。根据电力行业技术标准及电力企业业务需求，系统具有良好的可维护性。电力GIS能够实现数据的一次输入和多次输出，以保证数据的一致性操作，实现数据的统一管理和多层
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保护等，构建高可靠性和高准确性的业务系统。
(3)电力系统是一个庞大复杂系统，电力网的广域性和电力设施的分散性及设备的多样性，实时信息量大，系统接口复杂，信息的覆盖面广，电网的各种电压等级及多用户连接等需要GIS具备拓扑分析和转换能力。
(4)电力GIS的单机工作站方式已经落后，且不适合电力企业信息系统实际需要。电力行业目前应用的GIS平台安装在局域网环境下，在网络的应用和开发上整合信息，实现资源共享。
(5)电力GIS具备安全保护的特点，电网设备的高精确度测量的经纬度坐标数据是国家基础信息资源，是国家安全的信息。
(6)电力GIS建设具有长期性，数据库的建立是个很长的过程。 2.2.2 电力系统中引入 GIS 的必要性
电力系统向高度信息化、自动化的方向发展，电网规模的日益扩大，需要管理庞大的电力设备设施数据、用户数据、规划数据等。而科学的决策在某种程度上依赖于决策者所掌握的信息量的大小。发电变电、输电系统均是包含大量信息的复杂系统。而GIS可以最大限度地将有关信息集成起来，从而为电力系统决策人员提供一个多元化的决策依据。
现代电网生产管理工作特点：部门设置“分散运作”而生产活动“集中统筹” 。在传统模式下，设备设施的空间地理分布类信息的载体是图纸、模拟板、报表、语言（如调度命令等），许多没有形成信息数据的电子化，信息共享和传递方式则是物理载体的交换。在这种机制下，信息更新滞后于生产数据的变化，因而容易造成整个供电生产活动的各专业环节中生产信息“不全面、不一致、不及时”的现象。从技术层面看，这是目前阻碍供电企业生产管理水平提高的一个重要问题[8]。 2.2.3电力GIS优势
众所周知，在电力行业中生产与消费同时进行，电能是不易储备的，因此，只有合理地运行发、供、送、用各个业务环节，才能使电力资源得到充分利用。然而面对纵横密织的电网分布、日益复杂的电力设备、时刻变化的电网信息、不断变迁的城市道路与建筑，需要一种技术，能够将各种图形、地图、数据属性信息统一管理并达到共享，从而为电力系统决策人员提供一个多元化的决策依据。
在电力管理信息系统中应用适当的地理信息系统(GIS)技术，可以最大限度地将有关信息集成起来，以适应电力系统的复杂性的特点，使工作人员查询、编辑、分析的效率大大提高，并提供行之有效的辅助决策方法；使用GIS技术能够有效地处理大量的空间数据，并将空间数据和属性数据结合起来，实现二者的互查，使得大量工作可以在有关的图形界面上进行，这一特点带来的不仅仅是直观的好处，而且是效率上的极大的提高；使用GIS技术还可以使现有或即将使用的各种先进技术得以更充分的利用，如监控及数据采集(SCADA)系统、MIS系统等。GIS和SCADA系统结合，可以互相交换运行数据和图形数据，为调度员提供准确的电
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网地理信息。因此，在电力系统中应用GIS技术是非常必要和有作为的。 2.2.4电力GIS基本功能
电力系统中引入GIS能做什么，这是一个很值得关注的问题。电力GIS支持的主要功能如下:
(1)地理背景地图显示
将系统所需要的地图转换成地理信息系统可用的矢量化分层电子地图，如地形图、道路图、房屋图等作为系统的背景图，用来直观的显示地形地物。 (2)线路与设备的查询、统计
在地图终端上显示各电压等级电网及其设备的分布情况和各种属性资料。输入各种设备名称或设备编码，能在地图上准确定位到该设备，查看其属性信息;对某类设备，根据用户需要统计各种数据，如变压器总容量，线路总长度等，根据需要采用专题地图的方式将数据图形化，使数据以更直观的形式在地图上体现出来。显示、无级缩放查询对象、漫游和查询对象的属性显示等。用户能够尽可能地直接从地图中获取对象的信息，如以不同的颜色和形状来区分不同状态和电压等级的设备。
(3)用户查询
包括街区、道路，主要用户的查询，漫游并显示其相应的属性信息。 (4)自动制图
绘制高品质的电力专题图，地图的要素将随着数据库内容的变化而及时改动，更新周期短。 (5)高级应用
将GIS系统作为基础平台，与电力系统各环节各系统集成，例如：与配电网络管理和配电自动化结合，实现基于GIS系统的配电网规划人工智能、空间负荷预测、潮流分析等电力系统的高级应用[1，6，13]。
地理信息系统是使电力系统数据信息管理达到可视化的重要手段。利用GIS可以快速地制定电网故障处理方法，加快电网故障处理速度，缩短停电时间，减小停电范围;可以准确地打印出停电用户名单，通知用户，减少用户损失；可以快速、准确地制定供电方案，缩短报装接电时间；与电网管理结合的高级应用更可大大提高电力系统的自动化水平。电力GIS在降低信息维护成本，提高电网信息共享的灵活性等方面为电力企业带来诸多利益和便利之处，随着应用的逐步深入，供电企业的生产管理对地理信息系统的需求也越来越高。
2.3 GIS在国内外电力系统的发展概况
地理信息系统作为数字化电网、信息化企业的一个重要技术支撑手段，因为其强大的数据分析功能、空间分析功能正在广泛应用于电力系统中与空间信息有密切关系的各个方面。
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2.3.1国外发展状况
国外电力 GIS 应用的发展经历了“CAD+数据库”阶段、“传统 GIS应用”阶段，90 年代初期，进入“AM/FM/GIS应用”阶段。建立“数字电网”及“协同工作环境”为特征的电力 GIS 系统，已成为发达国家电力企业，为增强自身竞争能力（降低生产成本、提高服务水平）而进行生产经营“业务流程重组”工作、提高电网运行科学管理水平的必不可少的工具[13]。 2.3.2国内发展状况
地理信息系统在我国电力行业的应用起步较晚，但发展很快。自1996年起，国家电网公司开始引进电力地理信息系统应用。北京、西安、武汉、兰州、上海、重庆、广州、绍兴等地的供电企业相继开展了电力地理信息系统项目建设，有的项目已经进入初步实用化阶段，有的在20世纪90年代中后期进行了试点工作后，又陆续向全方位应用发展。所建系统已从过去的主要集中应用在配电系统管理方面，向输电系统、客户服务系统、客户管理系统、用电营业系统、配电管理系统以及地理信息系统与能量管理系统/数据采集与监视控制系统（EMS/SCADA）、配电自动化系统相互结合的综合应用发展。一些发电企业也陆续开展了地理信息系统在发电企业中的开发。
随着国家电网公司集团化运作、集约化发展、精细化管理和标准化建设的“四化”战略的深入推进，截止2007年4月，各省公司及其下属单位共建设电力GIS项目144个，大部分电力GIS应用由地市公司单独建设，也有部分应用是由网省公司建设后推广到地市公司[1]。
目前，电力GIS的应用主要应用于输电、变电、配电三大专业，这些专业应用开始建设时间较早，建设数量很多，其他如营销、调度、通信等GIS的应用最近几年也开始建设。代表性网省公司主要有北京、上海、福建、湖南等。
2.4 GIS在电力系统中的应用
GIS在电力系统中的应用主要体现在发电、输变电、配电和电力营销等重要环节，其地域分布广泛、涉及的设备数量庞大、设备设施更改频繁。从实际情况看，电网的各种信息与空间地理环境有着密切联系，利用GIS技术管理和处理这些信息，对于提高电力系统生产效率、管理质量和科学决策水平具有十分重要的现实意义。
1.在发电(电厂)中的应用
电厂的生产管理高度集中统一，整套管理体系是按电力生产特定的规律而建，并逐步发展、健全。根据电厂管理的需要，基于GIS的电厂管理信息系统可以从以下两方面提供各种信息服务: (l)实现类似MSI的管理功能。 (2)实现面向图形信息的管理功能。
中国矿业大学2009届本科生毕业设计 第9页 发电厂企业的监控信息系统（SIS） 发电厂管理信息系统（MIS） 网关 发电厂地理信息系统 图2.2发电厂地理信息系统运行环境
发电厂地理信息系统 发电厂实发电厂计发电厂厂时监控信算机网络区、设备管息系统 管理信息理信息系系统 统 发电厂综合管网管线信息系统
图2.3发电厂地理信息系统结构图
2.在输变电工程中的应用
输变电工程是电力系统中最重要的环节，输电网一般电压等级高，接线简单，跨越距离远，空间地理分布广、范围大。从输变电线路的规划、设计到施工，一般需要5-10年的时间，而投入运行后的维护和管理是一个更长的过程。在这一过程的不同时段里，将涉及成百上千公里线形延长区域内的空间图形及相关的属性数据(如地形地貌、地质、水文、建筑物、输电线路、杆塔等)。它们往往是时空宽广的海量数据，如何进行数据的采集和处理是一项复杂度高的技术工作，需要专门的设备和技术辅以实现。
地理信息系统技术在输变电工程管理方面的应用主要是在地理背景图上对输变电区域内的各种地理信息以及杆塔参数、电力设备设施等进行显示、综合分析和管理的系统，以辅助电网的规划管理、工程设计、工程施工、运行管理和科学决策。
3.在配电系统中的应用
配电系统是电力系统实现优化供电，实现将电能合理分配并供给电力客户的重要环节。配电网一般呈树形辐射状，地理分布广，设备数量巨大，设备变更频率高，增长快等特点。
随着配电网建设改造的实施，配电网越来越复杂，同时电力企业的体制改革也要求电力企业必须加强管理提高效益必须及时响应客户需求提高售电量因此依靠过去传统的人工管理或者传统的信息管理技术，己经不能适应电力企业管理需要，由此利用GIS技术实现配电系统管理就应运而生。它是一个利用地理信息系统技术，结合配电网管理实际，对配电网的配电设备进行综合管理的系统，可以将AM/FM所提供的准确的、最新的设备信息和空间信息与配电网实时运行状态信
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息有机地结合起来，有效地改进电力分配和紧急情况下的调度以及用于日常维护与抢修服务等，提高调度员与设备维护人员了解系统情况与处理故障的能力。GIS的引入使的网络拓扑和配电网信息更直观、更便于运行管理。GIS在配电网中应用主要体现在设备管理、配电网规划及辅助设计、电网拓扑、电网分析、故障报修(TCM)几个方面。
4.在电力客户服务系统中的应用
用电是电力系统建设的最后环节，也是最终目标。随着我国电力系统逐步市场化和电力能源紧张局面的进一步缓解，传统的用电管理模式已满足不了当前客户对电力需求的急剧增长。用电管理是非常复杂的电力负荷及客户业务管理工作，业务流程繁杂，传递环节过多，信息处理量大。提高用电管理工作效率、管理质量、客户服务质量及自动化水平的唯一途径是借助于现代信息处理技术和先进的管理模式，使客户服务管理系统化、制度化、规范化和自动化，真正实现用电管理“一口对外”、“业务一条龙”、“无纸化作业”[10]。
利用GIS技术实现客户服务现代、信息化具有独到的优势。除了能完成常规的业务处理能力，最重要的在于它可以在电子地图上实现更直观、有效的表现形式和空间查询分析等功能。主要表现在客户管理、客户定位、电能计量辅助管理、区域查询、电费收费管理、区域统计、用电监察几个方面。
综上所述，GIS在电力企业的应用是全方位和多角度的,是未来电力系统信息化发展的重要方向之一。
2.5电力GIS系统应用过程中的不足浅析
电力GIS系统应用过程中也存在着不足和有待解决的问题
1.总体规划或设计方案不全面
电力行业的地理信息系统开发实施应紧密结合电力企业生产管理、经营管理、客户服务的需要，对这些应用需求最了解的应该是电力企业中从事这些工作的领导和技术人员，但由于这些人员平时工作紧张，很难抽时间学习或接受地理信息系统知识培训。因此，总体规划或设计方案往往采用外包形式，而外包的公司对电力企业知识的匾乏，使的总体规划或设计方案深度不到位，为今后系统的实施带来了许多困难，要解决好这一问题必须强调“一把手原则”和“发展与技术滚动原则”，重视项目机构建设及人力资源、资金等配置。
2.系统与企业其它信息系统的融合不够
各省电力公司在电力信息化建设方面的程度和技术实力参差不齐，各省电力企业都建有不同体系架构的MIS、客户服务等应用系统，如何利用已有MIS系统的数据，如何使新建的GIS系统为已有信息系统服务，如何以GIS系统为核心，为企业各类信息化应用提供空间数据和图形化管理手段，这些都是我们在系统规划过程中应重点考虑的问题。
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3.地理信息系统运行所需要的基础数据不全
目前一些系统虽然在功能设计和开发中表现良好，但许多系统实际是一个演示功能系统，离实用化还有不少差距。分析其原因主要是系统运行所需要的基础数据未建立起来，系统需要的基础数据需要长期的建立才能完善，同时数据的及时更新是系统正常运行的基础。没有完整、正确的基础数据，就没有系统正确的执行结果。
4.企业需求不明确造成GIS平台的多样化
电网管理企业作为电力GIS市场的主体，其价值取向的不成熟，在技术上对电力GIS缺乏透彻的理解，对如何选择电力GIS应用软件，电力GIS系统与其它电力信息系统是什么关系等问题不能回答，造成了我国电力行业所用的GIS软件平台品牌庞杂，这固然表现了电力行业信息化建设的开放性特点，但各GIS平台间存在着较大差异，缺乏互通性，也给今后电力GIS应用和技术交流以及系统的功能延伸开发带来困难。
5.市场发展超前，技术标准滞后
急速增长的应用需求推动着市场迅速发展，而相应的技术标准和应用规范制定工作却未能及时完成。这种现象在近几年的电力GIS应用中凸显。在各电力企业所建的GIS系统中，数据组织方式、接口规则、信息存储和安全等要求均有较大差异，这些差异必将使今后的数据共享、信息交流以及日后的功能扩展带来困难。
6.电网信息安全保密问题
在应用了电力GIS技术后，电网资料集约化的数字是存放，使电网信息安全保密方面面临着新问题。尤其是随着高精度的GPS测量设备的引进，不但电网设备的经纬度坐标数据可以从电力GIS系统中的到，而且城市大比例尺电子地图中敏感地点、地物的精确经纬度坐标数据也极易由系统中直接或间接获取。此时在传统电网资料管理方式下的“隐性”敏感信息，已变成被以“显性”方式存放，传统的电力信息保密机制有可能因此而完全失效。所以在制定电力GIS技术规范时应着重研究建立新的电网资料保密措施和机制[12，19，36]。
因此，开发和建设好电力地理信息系统，必须做到地理信息系统技术、计算机技术与电力生产运行管理及维护管理、客户服务管理、生产过程自动化等系统之间紧密结合，必须领导重视、企业技术人员深入参与，才能使系统真正发挥能效。
2.6“数字电力”与电力GIS系统
数字电力来源于数字地球这一伟大构想，它是实施数字中国战略的主要内容之一。数字电力是指通过宽带多媒体信息网络、GIS等基础平台，充分利用国家空间数据基础设施、政府和各行业的宏观经济数据，整合电力信息资源，建立对
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行业内部人、财、物三大要素和业务进行管理、对发输供配用电全过程实时控制。 数字电力主题内容包括“五大信息基础设施”和“三大信息应用系统体系”。五大信息基础设施是通信传输网基础设施、信息交换网基础设施、信息与网络安全基础设施、输配电网地理与空间数据基础设施和计算机软硬件平台基础设施。三大信息应用体系为:电力生产控制系统体系、电力市场技术支持系统体系和生产经营管理信息系统体系[20]。
“数字电力”概念是对电力信息化整体的形象描述。它是电力生产和管理的全过程的信息化建设。通过网络、计算机等信息技术对电力生产、管理以及相关的人、设备、生产过程以及生产环境、条件、营销业务、客户、电力市场、服务对象等各个环节进行数字化描述。将电网分布、台帐及实体特征信息按其实际空间位置等属性信息建立信息库，实施传递和数字化加工。集空间查询统计、运行维护、分析管理以及决策等功能于一体。GIS将是“数字”电力极好的工具与平台[21]
。
电力地理信息管理系统是获取、存储、检索、分析和显示集于地理空间位置上平台，建立的实体的特征和属性信息以及这些生产管理相关的地形地貌、设备、作业现场等图片和图形建立的多种功能应用的数据库系统。GIS系统可以作为数字电力信息化的重要工具和应用平台。这一应用系统直接融入现代电力生产经营活动之中，其提供的电网分布、电网属性及电网实时信息，并支持业扩报装、事故抢修等业务管理过程，以提高电网维护水平，降低成本，提升电网运行管理水平，为电力企业进一步适应市场化经营、快速应急反应和提高供电服务水平奠定基础[1，13，21]。
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3 基于GIS的电力系统管理信息系统框架
3.1基于GIS的电力管理信息系统概述
随着我国城市经济建设和社会的快速发展，用电负荷日益增长，电网运行的控制及管理工作变的较以往任何时期都更为复杂。由于现在电网运行管理直接面对电力企业和广大的电力用户，网络数据量大，电气接线复杂，动态变化频繁，现有的电网运行管理手段已经难以适应现代化电网生产建设和发展的需要。为了进一步满足电力企业及其广大用户对电网“安全、可靠、优质、高效、经济运行”的现代化要求，需要采用现代化的技术和管理手段来进行规划和管理，以便增强对电网设备的资产管理、运行管理和监管能力，提高供电可靠性和电能质量，从而更加及时地为电力客户提供优质、高效、安全的服务。为此，利用GIS技术进行管理已是大势所趋。
传统模式下，电力管理信息的载体是图纸、报表、语言（如调度指令等），传递方式是手工交接。这种机制下，信息的更新滞后于生产数据的变化，在电力生产管理活动的各专业环节中，导致生产管理信息的“不全面、不一致、不及时、不正确”现象。解决这一严重问题的途径，是在各生产部门之间及部门内各工作岗位之间，建立起信息及时传递和同步更新的共享机制和环境。由于电力生产、规划、管理和经营具有许多天然的空间网络拓扑特征，建立基于GIS技术的电力公共应用平台，将是这种机制和环境的基础。
基于GIS的管理信息系统主要是利用地理信息技术来对电网设备设施空间分布数据、生产运行数据、电网运行状态等信息进行集中化可视化管理，对电网的网络关系进行分析，并能集成已有的信息管理系统，形成以地理信息为支撑的综合可视化电网管理信息系统。 3.1.1电力企业特点
我国电力企业从2003年开始实施厂网分离，各网、省公司又因分工不同，分成许多部门，且各部分基本平行，比如：调度、超高压、输变电、供电、农电、通信、计量、建设、物资等部门。主要业务以电网生产、运行与管理为主，结合规划、调度、通信与车辆、客户服务等。 3.1.2电力GIS建设思路
在进行电力GIS工程建设时必须统一领导、统一规划、统一标准、统一组织实施（可先后）的原则，统一立项研究，试点应用、持续改进，最后全面推广实施[1，10，17]。
比较典型的思路如：首先确定统一的基础软件平台，确定统一电网模型，建设以基于图形的电网设备管理为基础结合生产管理的输变电、配电、检修试验管理信息子系统，可先由地市试点，当各项子系统及数据库形成后，将数据抽取到
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省级电力数据中心，由省级监管部门对各级电网进行统一监管，最终实现网省、地市间纵向的数据贯通、集中，专业系统间横向的数据共享、应用集成。 3.1.3电力GIS系统工程建设的基本目标
充分利用现有的各种资源，建设涵盖输电线路建设和维护管理各阶段的信息系统，全面为电网的建设、运行、维护管理服务.电力GIS建设具体目标主要有以下几方面：
(1)提供统一的数据和管理平台
电力GIS将提供一个科学的管理平台，为包括设计人员、评审专家、施工管理人员、运行维护人员、高层决策人员等用户在内的多种用户服务。
(2)为输电线路的建设提供有效的辅助手段
电力GIS还应设计相应的辅助工具，为规划、设计、评审、运行维护人员的日常工作提供快速有效的辅助手段。
(3)为电网的运行维护提供技术支持
电力GIS的建设，最终将能为电网的运行维护提供一个规范的、数据完善的管理平台，支持电网的运行维护管理。
(4)建设一流的数字化电网
在充分考虑电网建设和维护特点的基础上，特别是有效地整合电网建设中不同用户群体的特殊要求，依靠统一的数基础据，构建统一的信息平台，形成标准化的用户信息管理应用，可以大大提高电网建设维护过程中的管理水平，实现提高管理效率、优化资源配置、减少管理环节、规范管理过程等目标，创建一流的数字化电网[4，10，20，21]。
3.2系统框架
电力企业中，因分工不同，分成许多部门，部门之间既彼此独立，又相互合作。GIS作为一个基础平台，应用在电力企业各个部门中，满足电力企业统一规划、统一管理的需要。GIS以其良好的开发性和可扩展性，集成并融合企业已有的SCADA 、MIS、用电管理等信息系统，并以其丰富直观的表达形式，从GIS分析的角度为电力企业信息系统建设构造新的、具有创新性的应用。
电力企业管理信息系统及各个子系统设计与开发都要从整体和系统的角度考虑其角色和作用，并有效地利用最新的信息技术，如GIS技术、组件技术、WEB技术、数据仓库技术等，实现企业设施资源、人力资源、工作流程、客户关系、规划、设计、运营和维护、市场策略等业务管理与决策的信息化与智能化，构造一个既相互独立、又相互协作、资源共享、可互操作业务综合网络，实现企业经济和社会效益的最大化。因此，电力GIS应用平台本身不应该是孤立和封闭的系统，而应该是能够与电网生产管理的各个环节和已有的各种IT系统如MIS、OA等，更一般地要能够与电力企业地ERP系统进行有机地结合，使之构成一个集成
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的、综合的信息管理和决策支持平台。
电力公司 供电公司、供电分公司 超高压输变电公司 通信调度中心 ... 电缆输配电公司 电力数据通信网 各系统 输配客移雷故集负调配用
变电户动达障抄荷度电电 电服抢定测系控自自管GIS
务修位距统系统系统系统... 系统制、负荷预测动化系统动化系统理其他系统 GIS 外部相关系统 GS GIS... 设备 管理 集 成 中 间 件 软件平台 硬件平台 DBMS 运行 管理 GIS 输入输操作 出控制组件 组件 实时数据库 工程 辅助 设计 GIS平台 基础图形数据、设备数据、线路数据、运行数据、通信数据、用户数据等 图3.1 GIS与电力企业综合信息平台
辅助 行业 移动 决策 高级 …….. 应用 管理 应用 可扩展内核组件群 查询统流程控拓扑分…… 计组件 制组件 析组件 电力GIS基础软件平台 通用GIS基础平台 空间数据引擎 大型空间数据库 设备数据库 文件数据库 数据层 WEBGIS 应用 应用计算组件 应用层 逻辑层 图3.2 电力GIS平台体系结构
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3.3系统网络框架
由于电网分布的区域性，GIS在电力系统中的应用模式主要存在四种类型：主机-终端模式、工作组网络模式、客户机/服务器（Client/Server简称C/S）网络模式、Internet网络模式（Browser/Server简称B/S），目前电力管理信息系统网络应用的最佳模式是Client/Server模式和Browser/Server网络模式的混合应用模式（简称C/S+B/S模式）。
其他相关系统 GIS服务器 WEB服务器 MIS服务器 搞速主干网 各市（地）局 应用网关 ……… 路由器、网关 生产技术部、超高压局等 专项GIS服务器 GIS工作站 移动服务 专项GIS服务器 GIS工作站 GIS工作站 GIS工作站 GIS工作站 GIS工作站 各GIS工作站 县局PDA 移动PC GIS工作站 相关系统网络 服务器
图3.3 电力GIS管理信息系统网络结构
MIS服务器：存放电力MIS数据库；
GIS服务器: GIS支持系统及图形（包括专用数据库）； 专项GIS服务器：如雷电定位GIS等； WEB服务器: WEBGIS服务器支持；
GIS工作站：运行客户端GIS软件，实现客户端应用。
3.4数据库设计
电力GIS的应用系统可根据电力行业的不同企业不同应用，建设不同类型的GIS应用系统。
数据库设计与创建是电力GIS系统开发的主要内容之一,也是系统的基础工
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作。由于运用到了GIS技术,系统的数据包括图形矢量数据、空间属性数据和电网管理数据,因此系统数据库可分为空间(地图图形)数据库和输电网属性数据库两部分[18]。地图图层数据库由GIS软件(如MapInfo)进行管理,属性数据库由数据库软件(如ORACLE、SQL Server或ACCESS（小型系统适用）)管理,两者之间由编程软件(如Visual Basic)实现系统的属性数据库与地图图层数据库之间的连接。采用客户机/服务器(Client/Server)+Internet网络（Browser/Server）混合模式的数据库应用系统,不仅可以实现局域网中管理各部门对线路数据的共享,同时也可以提高数据库的安全度。 建库流程
1.数据源的分析与选择
对于获得的相关纸质以及电子版的数据进行分析，对于纸质数据要选取内容最新的数据，对于以往的存档记录文件要加以校核；对于电子版的数据确定其投影坐标系统，决定是否需要进行投影坐标转换。
2.数据编辑处理与拓扑关系的建立
获得的数据通过软件的编辑功能进行专题处理，制作出电力系统的专题数据，包括电网的开关设备信息。对线路与设备数据利用GIS软件的高级功能建立拓扑关系，方便进行网络分析以及连通性分析。
3.平面坐标的配准、投影参数设置及国家统一坐标之间的转换
对数据进行平面坐标的配准与误差校正，由于获得规划设计院或者购买的数据由于保密的需要大多经过平移，因此在使用时需要变换成国家统一的坐标。
4.属性项的选择、定义和属性文件的建立 对于线路设备数据不仅包括空间信息，同样有属性信息，需要确定其属性项，并且设计出专门的表格来表示设备的属性信息。建立电网线路以及设备数据之间的关系类、子类、拓扑关系，建立几何网络。
5.数据编码、数据字典的设计与建立 对数据按一定的编码规则最好是参照国家统一的编码规则，设计数据字典规定数据各层的数据格式、定义及表格格局结构。
6.数据质量的控制
空间数据的质量直接影响到GIS应用、分析、决策的正确性和可靠性。因此我们从数据的位置精度、属性精度、时域精度、数据完整性和逻辑一致性等方面对数据质量进行控制,尽量减小数据的位置误差,保证数据的精度。
3.5电力GIS功能
GIS 在电力行业应用按子系统大致可以分为：输变电 GIS 系统、配电 GIS 系统、客户服务中心 GIS 系统、移动抢修 GIS 系统、 Web GIS 系统。各个子系统功能如下：
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1.输变电GIS系统 图层管理 输电网查询 统计SCADA 信息显示 故障测距 GIS 定位分析 故障抢修最短路径分析 输电网台帐管理 高压污秽 GIS 空间分析 2.配电GIS系统 电网编辑 图形显示 设备查询与统计 刀闸模拟操作 挂牌操作 供电源分析 供电范围分析 线路负荷转移 最优化停电范围分析 停电管理 电站管理 电缆断面分析 3.客户服务中心GIS系统 故障投诉电话的输入 故障信息统计 抢修和恢复 4.移动抢修GIS系统 地理背景图进行分层显示，方便用户的定位； 提供道路及路口快速定位功能，方便用户依据道路名称进行图形快速定位； 车辆监控； 调度信息向车辆下传； 最佳路径分析； 5. Web GIS系统 图形显示 设备统计 输电网显示 输电网统计 雷击信息 GIS 分析 输电网三维分析 模拟停电范围分析 输电网运行管理 Internet 查询 架空线断面分析 架空线立面分析 用户报装辅助决策 线路阻抗计算 实际线损计算 理论线损计算 负荷监控 负荷密度分析 最佳路径分析 配电工作管理 SCADA 实时变位监控 Internet 查询系统 投诉电话分析处理 停电的确认 报表生成 道路名称动态捕捉； 车辆跟踪； 上传信息的主动推窗； 距离测量； 车辆信息维护与查询； 设备查询 也可按功能分为电网规划管理信息系统、电网综合统计管理系统、输配电GIS生产管理系统、基于GIS的设备管理系统、电缆管理信息系统、线损管理信息系
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统[21，46]。各系统的主要功能可以总结为：
1.电网GIS基本功能
(1)图形显示与基本操作：包括地理背景图和电力网矢量图 及其分层显示；查看漫游缩放等
(2)电网建模：对电力线路、杆塔及其附属设备、变电所及其内部设备的数字描述
(3)设备台帐管理：对电力设备按类进行集中管理，包括输电线路、杆塔、变电站等电力设备的地理数据和属性数据（技术参数）。 (4)综合查询统计：在地图上通过直观的方式查询显示线路和设备的分布资料和属性资料，如显示、无极缩放查询对象
线路查询：一条或多条线路的基本信息、技术参数、施工情况、维修情况、交叉跨越、杆塔信息等。
杆塔查询：杆塔的基本信息、技术参数、结构图、材料表、施工图、维修记录以及相关线路信息等。
设备维修状况查询：设备维修计划、维修记录、事故记录等 (5)设备统计报表 ： 线路基本情况分类统计 杆塔基本情况分类统计 线路运行情况分类统计 线路缺陷情况分类统计 事故分类统计分析 (6)系统管理
系统权限设置及管理 2.电网专题图管理 (1)交叉跨越图
(2)输电三线图 (3)输电相位图
(4)各电压等级线路单路图 (5)各电压等级电缆直配图 (6)沟道横断面图 (7)横道纵断面图 3.电网分析及应用 (1)模拟停电范围：利用杆塔与导线的连接关系、变电站内进线出现的对应关系以及杆塔上开关或刀闸的分合状态计算出网络的拓扑结构。
(2)供电电源分析：任意指定用户或线路，追踪供电电源点。可对用户进行电源点追踪着色，多电源用户显示可行的供电方案。
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(3)供电范围分析：线路供电范围分析，可显示重要用户名单及其运行维护、工程施工备注。
(4)灾害预测分析：通过对特定参数的监测预测电网某点或区域未来一段时间极可能发生灾害，提前解除。 4. 与其他系统接口 (1)与MIS的接口
GIS与MIS结合：在GIS中通过分层与分形技术，将地理位置及空间信息如电网地形图、电网线路分布图层、变电站分布图层等信息分离出来并保存在支持MIS关系数据库（RDBMS）中，以关系数据库来描述带有空间信息的尸体，从而实现GIS与MIS的互动。
(2)与SCADA系统接口及数据交互
GIS和SCADA系统是两个相对独立的系统，各自独立维护数据，绘制图形，通过一些数据的访问、共享技术，让系统之间实现动态数据交互。 (3)与其它系统的接口
如雷电定位、负荷控制系统等。
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4 超高压输电线路管理信息系统开发
超高压输电线路管理信息系统主要是利用地理信息技术来对超高压输电线路及电网设备设施空间分布数据、生产运行数据、电网运行状态等信息进行集中化管理，对电网的网络关系进行分析，并能集成已有的信息管理系统，形成以地理信息为支撑的综合可视化电网管理信息系统。还可以将输配电网地理信息系统作为基础平台，集成访问其他已有电力业务系统的数据，并能通过各种数据接口方便后续集成，确保信息的完整性、准确性和及时性。
4.1系统体系结构
超高压输电线路管理信息系统结构图：
超高压输电线路管理信息系数据输入 输出 电网编辑 站所管理 设备信息 查询统计 高级应用 数据输入排版打印添加杆塔添加线路污区编辑电源信息变电站信息杆塔台帐线路台帐设备台帐设录备查询查查询询事故、运行记线路环境专题地图灾害预测SQL 4.1.1信息需求分析
输电网由输电线路和变电站构成，包括送电设备（杆塔，导、地线，绝缘子等）和变电设备（变压器、开关等）。而输电网GIS不但反映以上的设备信息，还
系统管理 图4.1超高压输电管理信息系统结构图
电力用户 主要用户信息用户地理位置供电特殊性MIS 系统接口 污区管接理口接系口统SCADA 雷电定位系统负控系统
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应为应用者提供这些设备直观的、准确的地理信息，包括线路环境，跨越情况（如跨越沙漠、矿区、河流、森林、）、变电站的位置等。信息量需求如下: 1.背景图分层信息
地形图包括如下要素：
行政区界（省、市、县、乡）、铁路、道路、河流、水库、沙漠、森林、建筑物、桥梁等。
由于受知识产权保护，详细矢量地图数据是非免费的，只能通过与版权所有单位购买获得。本毕业设计系统使用矢量化全国简易地图，地图仅能看到各省区分界、省会城市中心点、一级河流，没有地市乡镇等数据。为了弥补以上不足，作者对宁夏地图进行了矢量化编辑，可看到宁夏回族自治区的地级市区划，县、乡（镇）所在点，公路、铁路、河流等信息，所以本系统多数功能均以宁夏回族自治区作为对象示例。以下为本系统背景图分层情况： 系统基础图形数据的分层 图层 层名 省（区） 类型 面 内容 西部五省：陕、甘、宁、青、新 省级行政中心 点、面 各省行政中心 地理基础 地市 线、面 地市区域和边界 县、乡（镇）、村 线、面 各县行政区域和边界 电力企业管辖区线、面 各电力企业及下属局管辖区域和边界 域 交通 电力环境 水系 矿区 沙漠 跨越 发电厂 点、线、铁路、公路 面 线、面 河流、湖泊 面 面 线路相关矿区 线路相关沙漠 线、面 跨域信息 点、面 发电厂所在位置及区域 表4.1系统基础图形数据的分层
2.电网分层信息
电网分层原则[4] (1)发电厂
在小比例尺电子地图上发电厂为一个点状图层，不同类型的发电厂采用不同的图元符号。
在大比例尺电子地图上，发电厂为一个多边形区域图层，不同类型的发电厂填充不同的颜色。 (2)输电网图形
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输电网图形分层和表达原则
输电网设备设施可以按照电压等级进行逻辑分层。
不同电压等级的输电网架空线路和电缆分为不同的逻辑图层，用不同的颜色进行区分。
输电杆塔存放在一个逻辑图层中，不同类型的杆塔用不同的图元符号表示。 不同的输电网设备设施存放在不同的逻辑图层中，不同类型的设备设施用不同的图元符号表示。 (3)输电网图层
各个电压等级的输电网架空线路图层
各个电压等级的输电网电缆图层 输电杆塔图层 输电网设备图层 输电网设施图层 (4）变电站图形
变电站图形分层和表达原则
在小比例尺电子地图上，变电站为一个点状图层，不同类型的变电站采用不同的图元符号。 在大比例尺电子地图上，变电站为一个多边形区域图层，不同类型的变电站填充不同的颜色。
变电站内部设备设施根据类型分为不同的逻辑图层。
变电站内部设备可以按照电压等级分为不同的逻辑图层。 (5)变电站内部图层
变压器 断路器 隔离开关 电压互感器 电流互感器 电容器 电抗器 避雷器 熔断器 阻波器 母线 站内电缆 站内电缆头 隔离柜 接地电阻 放电间隙 接地点 连接线 (6)电力用户图层
高压用户 中压用户 低压用户 4.1.2 输电管理的内容
1.变电站、输电线路管理管理内容
变电站：名称、电压等级、容量、主变台数、调压能力、投运时间、检修日期等 输电线路：名称、电压等级、线路长度、投运时间、起止杆号、检修日期、杆塔使用、并架情况、导线使用、地线使用、绝缘水平、改造记录、关系单位、档间导线（基本参数、交叉跨越、走廊环境）、杆塔台帐、塔基信息、塔附属设备台帐
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（引线、拉线、吊串、塔标志牌、盐密监测点、接地装置等）塔上设备台帐（氧化锌避雷器台帐、地线间隔棒、导线接头、地线接头、导线间隔棒、防震锤、重锤、定型光缆等）等。 2.环境
地形地貌情况：戈壁、沙漠等；
地质水文情况：河流、湖泊、沟渠、滑坡等不良地质形态等； 气象情况：雷电、气温、大风、大雾等；
污区分布：污秽区、易盗区、取土区、雷害区、重冰区、森林区的分布。 3.变电站设备、输电线路设备管理
变电站设备管理内容
设备的生产厂家、铭牌、技术参数、投运日期、保护类型等； 输电线路设备管理内容：
杆塔属性：杆号、杆塔型号、色标、材料、排列方式、高度、投运日期等； 绝缘子：型号、数量、位置、泄露比距、更换日期、重锤数量、重锤位置、生产厂家、出厂日期等；
金具：型号、数量、生产厂家、生产年份、出厂年限一览表等； 拉线：型号、数量、拉线方式等；
相关资料： 图纸、照片、视频监控等。 4.专题图管理 （1）变电站：
全站一次设备平面图；高压室及控制室布置图；一次系统接线图；变压器、开关室所有电气设备铭牌、布置图、结构图等。 （2）输电线路
交叉跨越图、线路相位图、输电三线图、线路平断面图、各电压等级线路单路图、各电压等级电缆直配图等。 5.运行参数管理
线路日常维护记录；电网实时运行参数，可从SCADA系统中获取；事故记录与处理情况。
6.检修试验数据管理
电网设备试验、维修、设备级别数据。如：上次检修时间、下次检修时间、检修报告、设备级别等。 4.1.3 系统属性数据
本系统以750KV电网为例,电网属性数据如下: 杆塔 序号 1 2
属性名称 编号 杆塔型号 类型 INTEGER INTEGER 备注 中国矿业大学2009届本科生毕业设计 第25页 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 序号 1 2 3 4 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
名称 杆质类型 基础类型 电压等级 规格类型 导线排列方式类型 装配图类型 设计弯距 立杆日期 通信 设计荷重 与建筑物距离 与树木距离 与弱电距离 回路数 连接方式 支接 开关 刀闸 电缆 地线根数 地线型号 绝缘子编号 属性名称 编号 绝缘子类型 杆塔号 个数 属性名称 编号 电压等级 起止杆塔编号 所属局 档距 导线规格 长度 投运日期 保护配置 VARCHAR(32) INTEGER INTEGER INTEGER INTEGER INTEGER INTEGER INTEGER DATE VARCHAR(32) DOUBLE VARCHAR(32) VARCHAR(32) VARCHAR(32) INTEGER VARCHAR(20) VARCHAR(20) VARCHAR(20) VARCHAR(20) VARCHAR(20) INTEGER VARCHAR(20) INTEGER 类型 INTEGER VARCHAR(24) VARCHAR(24) INTEGER 类型 INTEGER INTEGER INTEGER VARCHAR(24) DOUBLE INTEGER DOUBLE DATE(4) VARCHAR(64) 备注 备注 绝缘子 架空线路 中国矿业大学2009届本科生毕业设计 第26页 10 备注 属性名称 编号 名称 电压等级类型 容量 主变台数 主变型号 面积 变电站类型 中心经纬度 投运日期 VARCHAR(64) 类型 INTEGER VARCHAR(64) INTEGER DOUBLE INTEGER VARCHAR(64) DOUBLE VARCHAR(24) VARCHAR(24) DATE 备注 变电站 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 表4.2 750KV电网为例,电网属性数据
变电站内部设备参照国家电网公司变电站内设备台帐及《国家电网公司GIS基础公用平台图形数据和属性数据规范》[11]的有关规定。
4.2系统开发介绍
4.2.1 MapInfo软件平台
MapInfo是美国MapInfo公司的桌面地理信息系统软件，是一种数据可视化、信息地图化的桌面解决方案。MapInfo含义是“Mapping+Information（地图+信息）”即：地图对象+属性数据。 MapInfo系列产品有：客户端MapInfo Professional；二次开发平台MapBasic、MapInfo MapX、MapInfo MapX Mobile；服务器产品MapXtreme NT、MapInfo MapXtreme Java、SpatialWare、MapInfo Preserver；集成工具MapMaker、MapGen[12]。
(1)MapInfo ProServer是应用于网络环境下的地图应用服务器，它使得MapInfo Professional运行于服务器端，并能够响应用户的操作请求；而客户端可以使用任何标准的Web浏览器。由于在服务器上可以运行多个MapInfo Professional实例，以满足用户的服务请求，从而节省了投资。
(2)MapInfo MapXtrem是基于Internet/Extranet的地图应用服务器，它可以用于帮助配置企业的Internet。
(3)SpatialWare是在对象-关系数据库环境下基于SQL进行空间查询和分析的空间信息管理系统，在SpatialWare中，支持简单的空间对象，从而支持空间查询，并能产生新的几何对象。在实际应用中，一般使用SpatialWare作为数据服务器，而MapInfo Professional作为客户端，可以提高系统开发效率. 技术特点：MapInfo Professional是一套强大的基于Windows平台的地图化解决
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方案，可以方便地将数据和地理信息的关系直观的展现，其复杂而详细的数据分析能力可帮助用户从地理的角度更好地理解各种信息；可以增强报表和数据表现能力，找出以前无法看到的模式和趋势，创建高质量的地图以便做出高效的决策。 平台应用对象：MapInfo系列软件主要面向部门级以及企业级的大型GIS应用。 ARCINFO平台系列软件非常丰富，是目前功能最为完善、性能最为稳定的专业地理信息系统软件平台之一，也是最庞大的GIS软件。由于功能强大，实际应用中要求用户具有很高的专业知识和背景，对象粒度封装过细，学习和掌握起来相对困难。
比较各开发平台优势，最终选择了MapInfo为本系统的开发平台。 4.2.2 MapInfo+OLE+Visual Basic组合
OLE是“Object Link Embed”的缩写，译为对象连接嵌入，OLE使我们可以从一个编程环境中访问多个应用程序。OLE应用程序能够相互，使最终用户将所需的功能集成起来。它的特点在于，不需要了解太多向其提供服务的应用程序，而只需要知道如何完成任务，以及其操作的属性和方法即可。
MapBasic是MapInfo自带的二次开发语言，它是一种类似Basic的解释性语言，利用MapBasic编程生成的*.mbx文件能在MapInfo软件平台上运行，早期的MapInfo二次开发都是基于MapBasic进行的。MapBasic学起来容易，比较适合用于扩展MapInfo功能。
MapInfo与Visual Basic的结合
MapInfo与Visual Basic的结合使用，就是以MapInfo作为后台的服务器来提供地理信息中应用的数据和地图，并且可以较为直观的展现在用户的面前；Visual Basic作为前台的开发工具，对用户所需要的软件功能进行实际的编程，负责处理事件的响应和控制MapInfo，能够通过一个较为完整的开发平台，实现对MapInfo的数据、地图、表格的处理与维护。二者是通过OLE自动化技术实现集成的，由此能够使得MapInfo处理过的地图能够在Visual Basic中进行调用，而Visual Basic也可以通过此功能对MapInfo的功能进行引用。在MapInfo与Visual Basic这两个平台的集成方面，也有模块可使Visual Basic能够调用MapInfo中的基本功能。MapInfo在后台进程作为本地服务器运行，Visual Basic开发的客户端应用程序OLE嵌入并生成MapInfo对象，利用回调函数（CallBack）进行前后台的信息交换，实现系统的数据管理、分析决策、查询等功能。 （1）Do和Eval方法
在Visual Basic中使用GIS功能，主要通过MapInfo提供的“Do”、“Eval”方法调用MapBasic语句实现。“Do”用于执行MapBasic语句；“Eval”方法用于执行MapBasic函数或地图对象，可得到返回值。“Do”和“Eval”方法是系统集成中调用GIS操作最基本的方法。此外，还可使用“RunMenuCommand”方法，调
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用MapInfo定制的菜单功能。
（2）Visual Basic对MapInfo事件的响应
系统集成要解决的首要问题是Visual Basic如何响应MapInfo的鼠标点击事件。当地图集成Visual Basic界面后，在地图窗口中的操作为MapInfo所控制，Visual Basic不能响应点击事件，因而也就不能以Visual Basic界面的形式显示地图对象的信息。为此，可以采用回调(CallBack)来解决这一问题。所谓回调是指当MapInfo中发生一个事件，如地图窗口的改变等，它自动地通知客户应用程序。使用回调过程时需要在Visual Basic中创建一个类，并在类中定义一个或多个OLE方法，然后使用定义的类创建一个对象，当启动MapInfo后，调用MapInfo的SetCallback方法，这样就可以使用前面创建的对象中的方法处理MapInfo传来的参数，对地图窗口中的事件做出响应。
4.3系统数据库设计
系统利用MapInfo professional作为GIS平台,通过Visual Basic 6.0进行输电线路地理信息系统的集成二次开发,开发时采用OLE自动技术,系统软件构成如图4.2所示。
MapInfo进行信息处理 VB6.0开发工具 图形数据库 关系数据库
图4.2系统软件构成示意图
程序编制时在Visual Basic 6.0环境中进行程序开发,将一个MapInfo地图窗口集成到应用程序中去,这样在Visual Basic开发环境中完成所有的工作。在Visual Basic里集成MapInfo,可以充分利用MapInfo对空间数据库的管理、分析功能,又能充分利用完善的数据库管理、方便的系统界面设计等功能,将地理操作与非地理操作融为一体集成地图应用程序编制中,首先构造代表MapBasic语句的字符串,然后使用OLE技术将该字符串发送给MapInfo,从而控制MapInfo的运行,当采用OLE技术在程序中放置一个MapInfo地图窗口时,不能嵌入它,而是通过发送一系列命令串来重新生成一个窗口,让MapInfo窗口作为应用程序的子窗口,因此存储地图必须使用自动OLE,而不是嵌入式OLE。 4.3.1地图图层数据库的设计
1. 输电线路地理信息的数据模型结构
输电线路地理信息系统的数据管理信息量庞大,涉及到属性数据和空间数据两大类。这两类数据是对输电线路进行描述且相互关联的整体,二者互补存在,通过
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GIS系统的拓扑关系相联系,具体数据模型结构如图4.3：
杆塔信息 线路信息 变电站信息 矢量数据模型 点 线 面 输电线路空间数据 关系数据模型 链表 索引 树 输电线路属性数据 输电线路管理数据
图4.3输电线路地理信息的数据模型结构
其中空间数据可以表示为变电站、杆塔等设备的地理位置和线路所经区域的地形情况等内容,由点、线、面等对象构成,例如点实体用来表示杆塔和变电站,线实体表示输电线路等,这些对象利用MapInfo进行管理。属性数据包括线路运行管理中涉及到的各种非空间数据,它们和地理坐标没有直接的关系,比如杆塔的呼高,线路某档的档距等数据。这些属性数据通过链表、树、索引等结构组成,由关系数据库（SQL Server\\Access\\Oracle等）进行管理。
2.地图图层数据库的设计
地理信息系统的最主要特点是能以电子地图的形式,直观地表现背景地物信息,并可实现图文互查。因此,在系统开发的最初阶段,首要的问题就是准备包括相关地理信息的电子地图。
系统图形矢量数据以MapInfo标准文件格式存储在特定目录下,图形中每个地物均有其对应的唯一的标识(ID号),MapInfo以此为索引建立该地物的图形数据文件。系统的地图图层数据库由与输电线路运行管理相关的电子地图组成,这些图层共同组成输电线路专题地图与背景地图。地图数据采用矢量存储方法来管理,以点、线、面表示输电区域内的物理实体,用一对一的代码或一系列坐标予以描述。在对地图图层进行管理时,MapInfo每打开一个图层都要为其建立一张表,每个表包含地图部分和属性数据两部份。MapInfo通过将空间属性数据记录的关键字设为图形文件中该地物ID号的方法建立起表与地图之间的联系,如图4.4所示。这种联系被称作“空间实体+空间索引”的拓扑关系,基于这种关系的数据模型可以规范为“实体-关系”模型,因此MapInfo属性表中的属性信息可以与外部关系数据库系统结合,在外部关系数据库内实现对空间数据的查询、分析、处理等操作。
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MapInfo表 属性数据处理 地图图层 图形数据处理 MapInfo表 表的联接 属性数据 空间拓扑关系 地图图层 图形数据
图4.4 MapInfo中图形数据与属性数据的联接
4.3.2属性数据库的设计
1.建立输电线路属性数据表的原则
设计建立输电线路属性数据表表时,按以下设计原则对信息进行分类: （1）表间不应该有重复信息,每条信息只保存在一个表内。
（2）每个表应该只包含关于一个主题的信息,这样可以独立于其他主题维护每个主题的信息。
2.输电线路基础数据库与工程数据库
输电线路的属性数据库可分为基础数据库与工程数据库。基础数据库主要用来查询各种杆塔、导线、绝缘子串及常用金具等设备的型号、规格参数。 完整的输电线路基础数据库可以起到有关手册和产品说明书的作用,但使用更方便快捷。工程数据库主要涉及到具体线路的有关原始数据资料,如该线路的编号、电压等级、起止点、导线型号、杆塔、绝缘子串、防振和防腐措施、气象区以及架空线的应力与弧垂等具体工程内容。
输电线路的每一个属性数据都有着标准的电力系统规范,存在着共同的信息,如不同的线路可以用到同一种导线型号,不同线路的杆塔可以用同一种类型的杆塔,而这些信息都来源于系统基础数据库。因此工程信息数据库与基础数据库并不是完全独立的两个部分,设计时将这两个库的数据自动关联,可以被交互查询,这样可以减少数据冗余度。
基础数据库与工程数据库的关联结构如图4.5所示,工程数据库中的线路工程信息库中的线路数据表、杆塔数据表、绝缘子数据表和金具数据表分别与基础数据中的导线基础数据库、杆塔基础数据和设备基础数据库中的各表由不同的关键字进行联系。
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钢芯铝绞线表铝包钢绞线表铝合金绞线表镀锌钢绞线表铝绞线表典型气象区数据表拉线数据表连接金具表基础数据
导线 导线型号变电站数据表 起始变电站 所属线路 杆塔数据表 线路数据表 线路杆塔号 进出线路 图4.5基础数据与工程数据关联结构图 气象区编号拉线编号 杆杆塔塔 塔塔型头 表表 杆塔杆 塔编 号 绝缘子数据表绝缘子串数据绝缘子串零件保护金具表接续金具表耐张金具表悬垂金具表连接金具表 4.3.3地图图层数据库与属性数据库的关联
MapInfo在对地图图层进行管理时,为每张图层建了一张表,通过空间拓扑关系实现地图具体图形数据和相应图层表中属性数据的关联。因此,可以将MapInfo属性表作为中介,通过集成地图开发的方式,建立起地图的图形数据和系统外部属性数据库的关联,实现输电线路数据的复杂查询功能。系统图形数据和属性数据关联的结构原理如图4.6所示。
系统属性数据 图4.6图形数据与属性数据的关联结构图
基础数据库 地图图层 系统图形数据 在对地图信息进行查询时,MapInfo根据空间拓扑关系找到与地图元素所在图层的对应的属性表,同时定位到该表中与地图元素对应的记录。系统利用回调技术获取MapInfo属性表的表名及具体记录信息,并把信息赋值给中间变量。程序根据中间变量在输电线路工程数据库查找相应的属性数据,从而利用Visual Basic强大的界面编程功能和SQL Server或 Access数据库管理功能建立起地图图形属性与系统外部数据库的连接。
绝缘子 绝缘子串编号 金具 金具型号 工程数据 MapInfo 空间拓扑关系 数据库管理工具 输电数据结构 MapInfo属性表 回调技术表名及记录 工程数据库 中国矿业大学2009届本科生毕业设计 第32页
4.4系统界面及功能
4.4.1设计流程图
绘制地图 MapInfo 基本功能 控制图层 地图查看 VB编程软件 MapInfo数据库 地图数据、杆塔、线路、变电站分布 MapInfo （GIS平台） 超高压输电线路管理信息系统设计程序 电网编辑：添加、删除杆塔线路等 关系数 据库 热链接 属性数据：设备、运行维护等电网管理信息 矢量化地图 查询统计 SQL查询 快速定位 预留接口 其他功能 打印 图 4.7设计流程图
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4.4.2系统界面
1.系统主界面
本论文开发的基于GIS的超高压输电线路管理信息系统主界面如图4.8。
图4.8系统主界面
界面主体为将MapInfo的地图窗口集成到用Visual Basic编程语言开发的应用程序中生成西北五省超高压电网分布二维图。左边是Treeview组成的目录树，通过它可以更便捷的操作，直接定位各网省和变电站等。 菜单如图
主要分为：文件、编辑、电网编辑、站所管理、设备管理、运行管理、查询、高级应用、系统接口、退出等。 菜单工具条如下：
菜单下的菜单工具栏可以实现保存、打印、剪切、复制、粘贴、撤销、删除；浏览表、新建窗口、新建统计窗口；选择、漫游、放大、缩小、图层控制、信息显示、测量、刷新等功能。
窗口底部状态栏可以显示当前比例、编辑状态、和系统时间。 2.功能介绍
（1）工具条功能介绍
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选择：选择对象。
矩形选择：拉出一个矩形区域，选择区域内的对象。
半径选择：拉出一个虚拟圆形区域，选择区域内的对象。 边界选择：拉出一个虚拟多边形区域，选择区域内的对象。 全不选：取消已做出的选择。 创建统计窗口：创建统计窗口。
放大：可以将地图的某一区域放大，得到较近的地图区域。 缩小：可以将地图的某一区域缩小，得到较远的地图区域。 改变试图：改变视角。
漫游：按照自己希望的速度和方向查看地图内容。 信息：对象的属性信息。 图层控制：控制显示的内容。
测量标尺：可以测量多点间距离。
绘图工具条：
点：可以在地图上放置点符号（如杆塔、绝缘子等）。 直线：绘制直线。 折线：绘制折线。
圆弧：绘制圆弧。
绘制区域（属性为面的单位，如变电所、污区等）。
整形：使用整形可以通过移动、增加、删除定义线段的节点来编辑区域、折线、直线和点。（如创建、更改污区等） 增加控制点：增加区域、折线和圆弧的节点。
符号样式：在“符号样式”对话框中选择符号并指定其属性。
线样式：在线样式对话框中设置直线、圆弧和折线的线类型、宽度和颜色。 区域样式：在“区域样式”对话框中指定闭合对象的颜色、图案和边线样式。
文本样式：在“文本样式”对话框中选择文本的字体、大小、颜色。 （2）Treeview：目录树，可快速定位西北各省及各省等750KV变电站
图4.9 Treeview目录树
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（3）图层控制：控制显示的内容
图4.10 图层显示控制
（4）电网查看：
可以实现电网图的放大、缩小、漫游；设备属性查看；设备及图层的添加、修改、删除等。图为西北750KV电网整体效果图。
图4.11 系统750KV电网效果图
选择对象查看详细属性：
图4.12 750KV银川东变电站属性信息
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（5）电网编辑
在地图上按需求添加杆塔、添加线路等。
图4.13添加杆塔
添加2个杆塔，系统自动编号为48、49，并根据杆塔布线。
图4.14杆塔布线效果图
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(6)站所管理：
地理图上叠置了电网线路、变电站及设备的实际分布面图，通过与菜单操作的结合，采用多窗口方式一级一级查询线路及变电站设备图形、数据等信息。
图4.15变电站总体信息
变电站一次主接线查看：
图4.16 750KV银川东变电站一次系统示意图
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(7)设备台帐：
台帐数据；选中项为750银川东主变1#示例
图4.17 750KV银川东变电站主变1#数据
点击右下角详细信息按钮：详细信息 获取属性数据库中的数据。如下图
图4.18 750KV银川东变电站主变1#详细数据
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检修试验数据：
图4.19 750KV银川东变电站主变1#检修试验数据
杆塔台帐信息：
图4.20系统杆塔台帐信息
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线路总体信息
图4.21系统线路台帐信息
(8)电力环境
电力环境部分相关图层：
图4.22电力环境相关图层显示控制
打开相关图层效果：
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图4.23局部电力环境图
(9)查询选择
图4.24选择电压等级高于500KV的变电站并高亮显示
图4.25选择电压等级高于660KV的线路并高亮显示
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(10)测量：利用标尺测量一段或多段距离。
图4.26测量效果图
(11)统计分析
图4.27超高压750KV变电站面积统计图
(12)输出：
a.图形显示输出：通过“打印设置”进行设置，可以输出图形，包括原始图形信息的输出和动态分析结果图形输出。 b.数据输出:数据及报表文件输出。
c.分析报告输出:以数据、图形（包括直方图、圆饼图等分析图形）的形式输出分析结果。
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4.5部分模块调用程序的设计
1.建立Visual Basic应用程序与MapInfo的OLE的连接 在Visual Basic应用程序里实现对另一个应用程序MapInfo的访问，利用OLE Automation技术，把MapInfo作为服务器，Visual Basic应用程序作为客户机，可以无缝地实现集成MapInfo对象于Visual Basic应用程序中。具体实现如下： (1)首先定义两个对象：MapInfo与theResponder，即在程序里添加两行: Public MapInfo As 0bject 创立指向MapInfo的对象
Public theResponder As Object 创立本地对象,MapInfo将把信息返回给它 (2)然后再添加一个子程序InitializeMapInfoConnection()，用于实现同MapInfo的通信。该子程序在后台创立一个用于通信的MapInfo实例；一个本地在此Visual Basic应用程序的类MIResponder的对象的实例，即用于接受MapInfo返回应用程序信息的实例。启动MapInfo语句如下：
Set MapInfo=CreateObject(\"MapInfo.Application\") 创立MapInfo对象 初始化MapInfo与Visual Basic的连接
Public Sub InitializeMapInfoConnection() 2. Visual Basic应用程序中集成地图窗口
在Visual Basic应用程序中集成MapInfo地图窗口必须在Visual Basic应用程序中为MapInfo重新设置父窗口。指定一个Picture控件为集成地图窗口的父窗口，使电网的MapInfo地图可以显示其中，同时可以使用OLE自动化对象的Do方法实现一些设置。 3.从MapInfo返回值
对于自动OLE连接，使用Eval OLE方法向MapInfo发送信息： Dim Result As String
Result=MapInfo.Eval\"WindowID(0)\" 使用Eval 方法时，MapInfo解释这个字符串为一个表达式，并以字符串的形式返回表达式的值。 4．定位MapInfo窗口
把MapInfo窗口定位在Visual Basic已改用程序子窗体的Picturebox控件“ PictureMap”中可用下面的语句实现：
MapInfo.Do\"set Next Document Parent\" & PictureMap.hWnd ＆\"Style 1\" 采用\"Set Next Document Parent\"语句，可以重定位文件窗口。 5．集成MapInfo的工具栏按钮
要创建类似MapInfo的工具栏按钮，可以使用MapInfo的RunMenuCommand方法，如：
MapInfo.RunMenuCommand M_FILE_SAVE '保存表
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激活工具号为1705的MapInfo工具，其结果是MapInfo的放大工具变为激活工具。其他按钮可依此创建。
6．Visual Basic与MapInfo的交互
(1)Visual Basic从MapInfo中获取信息 获取当前打开表的名称
N=MapInfo.Eval(\"SelectionInfo(\"& SEL_INFO_TABLENAME & \")\") 获取表N被选中的记录的第一列的属性 Sln =MapInfo.Eval(N & \".coll\") (2)Visual Basic向MapInfo发送命令 选中表N的记录的前一条记录
MapInfo.Do\"Fetch Prev From\" & N 选中表N的记录的下一条记录
MapInfo.Do\"Fetch Next From\" ＆ N 从表N中选择第一列属性为I的记录
MapInfo.Do\"select * from\" ＆ N ＆\"where coll=\" ＆ I 该表当前选中的对象的填充颜色和方式
MapInfo.Do\"obj_colorl 1=\" & N ＆ \".Obj\"
MapInfo.Do\"Alter Object obj_colorl 1 Info\" ＆ OBJ_INFO_BRUSH &\"， MakeBrush(\"＆ 2 ＆\"，\"＆ RED ＆\"，\"＆ RED ＆\")\" 7．Visual Basic访问Access 打开Access数据库
Dim dbase As Database。 Dim rs As Recordset
Set dbase=OpenDatabase(App．Path & \"\\shebei.mdb\") 选择满足条件的记录 关闭记录，关闭数据库 rs.Close
Set rs=Nothing rcoders.Close
Set rcoders=Nothing dbase.Close
Set dbase=Nothing
8．Visual Basic访问SQL OLEDB访问SQL 2000数据库 Dim con As adodb.connection Dim ret As adodb.Recordset
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Set con = New adodb.connection
Set cret = New adodb.Recordset
con.open \"provider=sqloledb.1;password=密码;persist security info=true; user id=用户名（sa）;initial catalog=数据库名；data source=sql数据库服务器名\" Begin transaction Sql=...... „ Commit
con.Close 关闭数据库
4.6遇到的问题及解决
4.6.1电网模型
采用一体化建模语言UML进行电网建模最好，但由于电网建模是一个很大的工程，过程复杂且建模时间长，考虑毕业设计时间有限，本系统在开发时杆塔、线路、变电所等均采用MapInfo元素库中提供的模型。约定如下： 杆塔符号： 铁塔符号
；门型塔符号
；双回线塔符号；750KV在建线路
。
，如
。
。
线路符号：750KV线路符号发电厂符号：发电厂符号
750KV变电站符号：变电站符号
4.6.2杆塔成线 按照分层原则，杆塔和线路应分别存储在不同图层，分析发现采用先添加杆塔，再按杆塔成线较合理。 杆塔成线的设计与实现 架空线总是架设在杆塔上，即架空线是有杆塔点连接而成的，模拟电力部门架线工程的方法，先种杆再架线，先在地图上布置杆塔点，再逐一连接杆塔点生成线路。
在地图上，点反映为坐标（x,y）,而线路则反映为一系列坐标对（X1,Y1）（X2,Y2）„（Xn,Yn）组成的线，因而杆塔成线的实现就是通过逐一获取杆塔的点坐标（Xi,Yj），组成一组坐标对，根据这组坐标对在制定的线路层生成线路。 4.6.3查询 1.简单查询
将地图上的每一物体看作是一个对象，它可以是点、线、面的任何集合形状或符号（例如杆塔可用点表示，线路可用直线或折线表示，变电站用面或点表示），通过用鼠标点取或图形对象而得到其属性信息（包括地理属性、表格属性和多媒
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体信息）
2.属性查询：
根据所给的属性数据查询具有此属性的对象和空间位置数据，如查询杆塔高度大于35米的杆塔。查询时，现在属性数据库中查询，然后利用属性与空间数据的对应或连接关系，进一步查询其所对应的地理空间位置。 属性查询的实现：
MapInfo.do\"select\"&输出属性项&\"From\"& beaming &\"where\"& 属性条件式&\"into\"&新表
含义：使用MapInfo的功能查询某个表中满足属性条件式所给的查询条件的设备及其各种属性值，并将查询结果置于一个新表中。 3.扩展SQL查询
扩展查询时属性查询（SQL查询）和空间拓扑关系查询的结合，即SQL查询的条件中可含有描述地理关系的空间语句及其操作，达到属性查询和空间查询的完美结合。
扩展SQL查询的表达：
SELECT<属性字段列表1>FROM<当前要查询的表>WHERE<扩展SQL查询条件>GROUPBY<属性字段列表2>SORTEDBY<属性字段>INTO<新表>
其中，<扩展SQL查询条件><属性字段列表2><属性字段>h和<新表>均可为空，<属性字段列表1>可用“*”表示选取所有字段。
属性字段列表可以使用聚合和函数来派生出各式各样的派生列。如：Max(CertroidX(杆塔.obj))、SUM（变压器容量）分别表示以杆塔为中心点X坐标的最大值、变压器容量的和作为属性字段表中的一项。
当前要查询的表的形式为：表名1，表名2，表名3，„..
扩展SQL查询条件式可以使用运算符、聚合和函数进行任意语法正确的组合。 如：线路.电压>500KV And 线路.obj Intersects 杆塔.obj And杆塔.高度>Avg(杆塔.高度)表示的条件为：线路电压大于500 KV、与杆塔相交的线路，并且杆塔高度大于平均高度。 4.空间查询功能
因为本系统是基于GIS的开发流程，选用的GIS开发软件是MapInfo,在查询的过程中就必不可少的需要对MapInfo表进行调用，因为软件的开发语言是VB，就需要通过VB对MapInfo进行数据库式的搜索和查询。在这里用到了VB与MapInfo的互调问题。
流程图：
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输入查询名 表中查找信息 是否存在 是 查找结果 否 不存在 地图上显示位置
图4.28 查询流程图
功能代码：
查询MapInfo表中信息，将找到的信息转换为数值型
MapInfo.Do\"Select * From \" & Tablet & \" where InStr(1,查询名,\"\"\" & Name & \"\"\")>0 into Selection\"
N=Val(MapInfo.Eval(\"SelectionInfo(3)\")) 查找表中信息： If (N = 0) Then
NameSM = \"没有找到\" NameXM = Name TEL = \"没有\" Else
ReDim NameSt(1 To N),NameXt(1 To N),NameJt(1 To N),TELt(1 To N),NameLatT(1 To N),NameLonT(1 To N)
For J = 1 To N
MapInfo.Do \"Fetch Rec \" & J & \" From Selection\" NameJt(J) = MapInfo.Eval(\"Selection.col3\") NameJX = Trim(NameJt(J))
If (StrML = Trim(NameJX)) Then 找MapInfo表中“查询名”的信息 NameSt(J) = MapInfo.Eval(\"Selection.Col1\") NameS = Trim(NameSMt(J))
NameXt(J) = MapInfo.Eval(\"Selection.col2\")
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NameX = Trim(NameXMt(J))
TELt(J) = MapInfo.Eval(\"Selection.Col4\") TEL = Trim(TELt(J))
NameLonT(J)=Val(MapInfo.Eval(\"ObjectGeography(Selection.obj,1)\")) fBaseX = Trim(NameLonT(J))
NameLatT(J)=Val(MapInfo.Eval(\"ObjectGeography(Selection.obj,2)\")) fBaseY = Trim(NameLatT(J))
MapInfo.Do \"Set Map Layer 0 Editable ON\"
MapInfo.Do \"Set Style Symbol MakeSymbol(34,16711680,16)\"
MapInfo.Do\"Insert Into Cosmetic1(Object)values(CreatePoint(\"&fBaseX&\
MapInfo.Do \"Set CoordSys Earth Projection 1,0\"
MapInfo.Do \"OBJ_Temp=CreatePoint(\" & fBaseX & \
MapInfo.Do \"Set Map Center (\" & fBaseX & \
MapInfo.Do \"set map redraw on\" End If Next J
If (NameSM = \"\") Then For J = 1 To N
MapInfo.Do \"Fetch Rec \" & J & \" From Selection\" NameXt(J) = MapInfo.Eval(\"Selection.col2\") NameX = Trim(NameXt(J)) If (Name = NameX) Then
NameSt(J) = MapInfo.Eval(\"Selection.Col1\") NameS = Trim(NameSt(J))
NameXt(J) = MapInfo.Eval(\"Selection.col2\") NameX = Trim(NameXt(J))
TELt(J) = MapInfo.Eval(\"Selection.Col4\") TEL = Trim(TELt(J)) StrML = \"没找到该信息\" End If Next J End If
5.应用MapInfo的查询功能
因为MapInfo就是一款地理信息的应用软件，自带了一些查询功能，开发的系统可以直接引用定义好的查询功能实现对表的基本查询。
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代码： MapInfo.runmenucommand M_ANALYZE_SELECT
图4.29图表的查询
代码： MapInfo.runmenucommand M_ANALYZE_FIND
图4.30查找点在地图上的位置
4.6.4 Visual Basic与MapInfo交互
Visual Basic开发环境中对MapInfo中变量的定义： 例：MapInfo.Do \"Dim TableName1 as string\" Visual Basic开发环境中向MapInfo发送命令： 例：MapInfo.Do \"Close All\"
Visual Basic开发环境中读取MapInfo返回值： 例：MapInfo.Eval(\"_750KV杆塔.经度\")
Visual Basic开发环境中调用MapInfo菜单及功能： 例：MapInfo.RunMenuCommand M_MAP_LAYER_CONTROL
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系统中用到的主要菜单调用和实现代码如下： 菜单 新建表 打开表 转入表 保存表 另存表 关闭表 功能描述 新建一个的表 打开已经存在的表 转入表 主要代码 Call OpenNewTable MapInfo.runmenucommand 101 MapInfo.runmenucommand M_TABLE_IMPORT 保存新建或修改过的表 MapInfo.runmenucommand M_FILE_SAVE 已存表另存或改名称 关闭指定表 MapInfo.runmenucommand M_FILE_SAVE_COPY_AS MapInfo.runmenucommand M_FILE_CLOSE MapInfo.runmenucommand M_FILE_SAVE_WORKSPACE MapInfo.runmenucommand M_FILE_CLOSE_ALL MapInfo.runmenucommand M_FILE_PAGE_SETUP 保存工作空间 保存工作空间 全部关闭 打印设置 打印 撤销 复制 剪切 粘贴 清除 图层控制 将工作空间全部关闭 设置打印属性 打印输出设置好的数据 MapInfo.runmenucommand M_FILE_PRINT 撤销操作 复制已选中对象 剪切已选中对象 已复制对象粘贴 清除对象 控制图层的显示 MapInfo.runmenucommand M_EDIT_UNDO MapInfo.runmenucommand M_EDIT_COPY MapInfo.runmenucommand M_EDIT_CUT MapInfo.runmenucommand M_EDIT_PASTE MapInfo.runmenucommand M_EDIT_CLEAR MapInfo.runmenucommand M_MAP_LAYER_CONTROL MapInfo.runmenucommand M_MAP_ENTIRE_LAYER MapInfo.runmenucommand M_EDIT_GETINFO MapInfo.Do\"Close All\" MapInfo.RunMenuCommand M_FILE_CLOSE_ALL 退出系统 MapInfo.SetCallback Nothing Set theResponder = Nothing Unload Me 表4.3 系统中用到的主要菜单调用和实现代码
显示所有图层 显示所有图层 获取信息 获取选中对象信息 退出 释放对MapInfo的控制 Set MapInfo = Nothing 4.6.5属性信息查看
选择地图上希望查看属性信息的对象，点击属性信息按钮即可弹出属性信息窗口，效果如图4.12，实现程序如下：
调用代码：Call HotLinkDLL(MapInfo, TheInstallPath)
Public Sub HotLinkDLL(MapInfoT As Object, TheInstallPathT As String) Dim i As Integer, J As Integer
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Dim Row As Integer, Col As Integer Dim DirFile As String, FileName As String Set MapInfo = MapInfoT TheInstallPath = TheInstallPathT nRow = MapInfo.Eval(\"SelectionInfo(3)\") If (nRow < 1) Then
MsgBox \"无选择信息!\关于热链接\" Exit Sub End If
TableName = MapInfo.Eval(\"SelectionInfo(1)\") i = InStr(TableName, Chr(0))
If (i > 0) Then TableName = Left(TableName, i - 1) If (TableName = \"Cosmetic1\") Then Screen.MousePointer = 0
MsgBox \"不能热链接分析！ \关于热链接分析 \" Exit Sub End If
nCol = Val(MapInfo.Eval(\"TableInfo(\" & TableName & \ nListFile = 1
ReDim ListFile(1 To 100) For Row = 1 To nRow
MapInfo.Do \"Fetch Rec \" & Row & \" From Selection\" For Col = 1 To nCol
FileName = UCase(Trims(MapInfo.Eval(TableName & \".Col\" & Col))) J = InStr(FileName, \":\\\") If (J > 0) Then
DirFile = Dir(FileName) If (DirFile <> \"\") Then nListFile = nListFile + 1 ListFile(nListFile) = FileName Else
J = InStr(FileName, \"C:\\MAPSIS\\\") If (J > 0) Then
FileName = TheInstallPath + Right(FileName, Len(FileName) - 10) DirFile = Dir(FileName) If (DirFile <> \"\") Then
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nListFile = nListFile + 1 ListFile(nListFile) = FileName End If End If End If End If Next Col Next Row
If (nListFile > 0) Then '文件存在，热链接其它程序调用 Information.Show 1 End If
Information.Show 1 Erase ListFile End Sub
4.7本章小结
由于本毕业设计涉及了较多的地理信息专业的知识，系统的开发过程遇到了很多困难，设计初期都在学习地理信息系统的相关知识，软件编程涉及两个平台结合开发和两种语言的交互使用，这都是以前未曾遇到过的，作者在平台基本功能上花了大量精力，也学到了很好知识。由于受时间限制，系统的好多功能还没有实现，但基本框架清晰，基本达到了预期的效果。
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5 总 结
本毕业设计完全按照毕业设计任务书的具体要求，通过查阅大量的相关文献和地理信息系统（GIS）方面的专业书籍，学习了地理信息系统的基本知识和开发平台，比较系统地了解了GIS在电力系统的应用现状、基本特点和功能优势等。在此基础上，进行了基于GIS的超高压输电线路管理信息系统的基本功能模块程序开发。毕业设计的具体工作内容和成果如下：
1．在毕业设计前期，自学了地理信息系统的基本知识和开发平台，为后续的开发平台选择、具体的程序开发等工作奠定了良好基础。
2.比较系统地了解了地理信息系统在电力系统中的具体应用情况，通过分析和比较，确定采用VB+OLE+MapInfo、结合ACCESS数据库的基于C/S模式的开发模式，进行基于GIS的超高压输电线路管理信息系统的开发，并以本人即将工作的西北电网750kV超高压输电线路为开发背景和应用对象。具体采用MapInfo作为后台的服务器来提供应用中的可视化数据和地图，Visual Basic作为前台的开发工具进行实际的编程，负责处理事件的响应和控制MapInfo，并负责对MapInfo的数据、地图、表格等进行处理与维护；数据库分为地图数据库和属性数据库，两者通过关键字进行联系,以达到地图数据与属性数据的完美结合；同时与C/S+B/S模式的大型商用数据库之间具有兼容性和扩展性。
3．开发的基于GIS的超高压输电线路管理信息系统包含编辑、站所管理、设备管理、查询统计、系统接口等功能模块。能够实现电网的可视化查看、漫游、缩放和测距,电网编辑（如添加杆塔、线路等）,电网属性数据存取（如杆塔、线路、变电设备台帐管理等）,电网定位,电力环境信息，空间查询,统计输出等。
地理信息系统的开发是一项系统化的程序开发过程，本文所开发的系统只是利用毕业设计有限的4个多月时间，进行了其基本功能模块的初步开发，距离工程实用的系统尚有相当差距，比如：电网拓扑分析、负荷密度分析、供电电源分析、系统接口等高级功能，以及与综合自动化系统中的监控及数据采集(SCADA)系统的对接等，都没有涉及到，有待于在今后的工作中继续学习。
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致 谢
本文是在导师张建文教授的悉心指导下完成的，在这短短四个月的时间里导师严谨求实的治学作风，兢兢业业的学术风格，勤奋敬业的科研精神，一直激励着我努力拼搏、刻苦学习，这将是我今后从事工作最大的财富。导师在学习和工作上给予了作者许多关心和帮助，使本文的以顺利完成，至此谨向我的导师表示深深的敬意和由衷的感谢!
最后，感谢母校为我们提供了这么好的学习平台，感谢四年来教过我的每一位老师。对四年来和我一起学习、共同奋斗的各位同学给予我的帮助和理解表示深深的谢意!
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参考文献
[1] 李功新.基于GIS的电网生产管理系统建设与应用.北京：科学出版社,2008 [2] 承继成.数字中国导论.北京：电子工业出版社,2009
[3] 陈琼.地理信息系统在电网中应用优势的探讨.青海电力,2005-03，24（1） [4] 杨丽.地理信息系统在电力系统中的应用研究.徐州:中国矿业大学,2008-06 [5] 黄杏元,马劲松.地理信息系统概论.北京.高等教育出版社,2008 [6] 倪建立.电力地理信息系统.北京：中国电力出版社.2004 [7] 电力行业GIS特点.德阳汇川科技有限公司.2008-04
[8] 卢佳.基于GIS的供电企业输电生产管理地理信息系统的构建.科学之友，2008-04 [9] 林向军,田锋.宁夏电力网地理信息系统.现代测绘，2008-01,31(1)：47-48
[10]于钦刚,郭志广,秦小平.数字化线路的研究与应用.中国电力发展和技术创新院士论坛.
中国北京2008-10：33-38
[11]国家电网公司GIS基础公用平台图形数据和属性数据规范.2006-09 [12]原健菲.基于MapInfo的城市商业地产跨平台管理信息系统.徐州：中国矿业大学2008-06 [13]江新清.地理信息系统在电力行业中的应用综述.湖北电力，2006-06，30（3）：42-44 [14]孙晓慧,周家启,黄智强.开发基于Internet/Intranet的电网管理信息系统.2008 [15]沈立勇.电力地理信息系统的设计与实现.地矿测绘,2008,24(1)：19-22 [16]地理信息系统技术在电力系统自动化中的应用.电力系统自动化,2008，（20） [17]王洪生,孟庆梅.地理信息系统在电力系统中的应用.东北电力技术，2006，（Ⅱ） [18]林创根.GIS系统与电力生产应用系统的集成.广东省汕头供电分公司,2005 [19]周非.基于MapInfo的GIS技术在电力系统中的应用.西安交通大学，2003 [20]田丽丽，杨静.数字化电网在输电网公司的应用.中国电力教育,2007,（6）：61-64 [21]辜体仁.开发GIS信息系统，提升电力信息化应用水平.中国科协2004年学术年会电力分
会场暨中国电机工程学会2004年学术年会论文集.2004:789-802
[22]胡晓倩.电力地理信息系统的数据库结构原理和应用研究.重庆大学,2001
[23]唐波,孟遂民,黄俊杰.输电线路运行管理地理信息系统研究与开发.三峡大学学报自然科
学版,2004-08,26（4）
[24]李洪江.输电网地理信息系统的设计.华北电力大学，2006-05
[25]唐波,孟遂民,秦红玲.输电线路地理信息系统数据库的研究与设计.三峡大学学报(自然
科学版).2006-04,28（2）
[26]王蓓.基于GIS的内蒙输变电网地理信息系统的设计与研究.内蒙古科技与经济,
2008-07,167（13）
[27]鲍艳,梁明,王青乐.基于GIS的超高压输变电信息系统的建立.西安科技大学学报.
2005-09,25（23）
[28]杨艳骅.基于GIS的输电线路管理信息系统的设计与实现.昆明：云南大学，2004
[29]单民瑜.基于MapInfo的GIS技术在电信系统中的应用[硕士学位论文].南京理工大学，
2004
[30]杨雷.基于MapInfo的移动通信网络管理系统的研究开发.哈尔滨工程大学,2004
[31]王占全,赵斯思,徐慧编.地理信息系统(GIS)开发工程案例精选,北京:人民邮电出版社,
2005
中国矿业大学2009届本科生毕业设计 第56页
[32]谢民.输电线路地理信息系统.电子技术.2005-10
[33]卢强.数字电力系统(DPS)—新世纪电力系统科技发展方向.中科院院士.维普2000 [34]余虎,姚建刚,葛亮.数字电力系统基础架构平台技术研究. V01.35,No.4 Apr.2008.
[35]高翔,尹凡.GIS技术在500kV架空输电线路信息化管理中的应用.华东电力.2006.34(8) [36]罗云启,罗毅.数字化地理信息系统MapInfo应用大全.编程高手成长之路4,2001
[37]卢玉宝,孟京京,李正强.基于MapInfo的配电网地理信息系统的开发.华北电力大学，电
力情报研究与分析，1998
[38]杨凡,丰卫平.GIS 在输电系统中的应用.云南电力技术2004-03，（32）
[39]刘凯.输变电地理信息系统设计与实现[硕士学位论文].西安交通大学，2002
[40]孔峥嵘.基于GIS的供电局信息整合管理信息系统的开发与实现[硕士学位论文].华北电
力大学(北京),2005
[41]李胜乐.MapInfo地理信息系统二次开发实例.电子工业出版社，2004 [42]明日科技.Visual basic开发技术大全：人民邮电出版社，2006
[43]Rakosh Das Begamudre.超高压交流输电工程.机械工业出版社：2009-01:4-6 [44]刘丽,张丽荣.电力配网GIS信息管理系统的设计及应用.宁夏电力,2007(3) [45]http://www.gisempire.com/bbs/index.asp GIS帝国论坛---地理信息系 [46]http://code.knowsky.com/down/6336.html GIS课程设计代码 [47]http://www.MapInfo.com.cn MapInfo主页
[48]JIAN Xing Qing. Application of Geographical Information System to Electric Power
Industry，Wuhan Electric Power Technical College, Vol.30№3 Jun.2006 [49]M.Sforna.Data mining in a power company customer database.Electric power systems
research，2000,55(3)：201～209
[50]ESRI.GIS Solutions for Power Generation and Transmission Services. www.esri.com/
electricgas [51]PakChungWong,KevinSchneider,SeniorMember.A Novel Visualization Technique for
Electric Power Grid Analytics. IEEE Transactions On Visualization And Computer Graphics, Vol.15, No.3, May/June.2009
[52]Zhang Ke，Zhang Shijun.Research on Integration Technology Between Distribution
Automation System and Geographical Information System. Power and Energy Engineering Conference,2009. [53]Yuan Rongxiang; Xiang Yang.The Research on 3D GIS for Power Transmission Grid Based
on VR Technology. Power System Technology, 2006. [54]Monteiro, C.; Ramirez-Rosado, I.J.; Miranda, V.; Sousa, M.; Lara-Santillan, P.; Zorzano-Alba,
E.; Zorzano-Santamaria, P.;Spatial analysis tool to evaluate spatial incremental costs on electric distribution.Power Tech Proceedings, 2001 IEEE [55]Sekhar, A.N.; Rajan, K.S.; Jain, A.;Spatial informatics and Geographical Information Systems:
Tools to transform Electric Power and Energy Systems. TENCON 2008 - 2008, TENCON 2008. IEEE Region 10 Conference [56]A.Nagaraja Sekhar,K.S.Rajan,and Amit Jain. Member IEEE. Application of Geographical
Information System and Spatial Informatics to Electric Power Systems.Fifteenth National Power Systems Conference (NPSC).December 2008
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附录：
1.电网基础设备信息结构表设计（管理的属性数据）: 杆塔 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 序号 1 2 3 4 5 序号
属性名称 编号 杆塔型号 名称 杆质类型 基础类型 电压等级 规格类型 导线排列方式类型 装配图类型 设计弯距 立杆日期 通信 设计荷重 与建筑物距离 与树木距离 与弱电距离 回路数 连接方式 支接 开关 刀闸 电缆 地线 地线型号 绝缘子编号 环境 备注 属性名称 编号 绝缘子类型 杆塔号 个数 污秽 属性名称 类型 INTEGER VARCHAR(32) VARCHAR(32) VARCHAR(32) VARCHAR(32) INTEGER VARCHAR(32) VARCHAR(32) VARCHAR(32) VARCHAR(32) DATE（4） VARCHAR(32) DOUBLE VARCHAR(32) VARCHAR(32) VARCHAR(32) INTEGER VARCHAR(32) VARCHAR(32) VARCHAR(32) VARCHAR(32) VARCHAR(32) VARCHAR(32) VARCHAR(32) INTEGER VARCHAR(64) VARCHAR(64) 类型 INTEGER VARCHAR(32) VARCHAR(32) INTEGER VARCHAR(32) 类型 备注 备注 备注 绝缘子 架空线路 中国矿业大学2009届本科生毕业设计 第58页 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 编号 电压等级 起止杆塔编号 所属局 档距 导线规格 长度 投运日期 保护配置 线路环境 污秽 雷电 备注 INTEGER INTEGER INTEGER VARCHAR(32) DOUBLE INTEGER DOUBLE DATE(4) VARCHAR(64) VARCHAR(64) VARCHAR(64) VARCHAR(64) VARCHAR(64) 变电站 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 序号 1 2 3 4 5 6 7 8
属性名称 变电所编号 变电所名称 电压等级 投产日期 建筑面积 占地面积 建筑结构 通讯方式 采暖方式 消防方式 运行管理单位 施工安装单位 设备变动情况 备注 属性名称 主变编号 设备名称 所属变电站 电压等级 运行编号 型号 容量 电压_高压 类型 INTEGER VARCHAR(32) Integer DATE(4) DOUBLE DOUBLE VARCHAR(64) VARCHAR(64) VARCHAR(64) VARCHAR(64) VARCHAR(32) VARCHAR(32) VARCHAR(64) VARCHAR(64) 类型 Integer VARCHAR(32) VARCHAR(32) VARCHAR(32) Integer VARCHAR(32) VARCHAR(32) DOUBLE 备注 备注 主变压器 中国矿业大学2009届本科生毕业设计 第59页 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
电压_中压 电压_低压 电流_高压 电流_中压 电流_低压 接线组别 阻抗电压 空载损耗 短路损耗 空载电流 重量一器身 重量一油身 重量一总重 重量一运输 冷却方式 投运日期 制造厂 出厂日期 出厂序号 运行状态 检修维护单位 备注 属性名称 设备编号 设备名称 所属变电所 电压等级 运行编号 型号 容量 电压一高压 电压一低压 电流一高压 电流一低压 接线组别 阻杭电压 空载损耗 短路损耗 空载电流 DOUBLE DOUBLE DOUBLE DOUBLE DOUBLE VARCHAR(32) DOUBLE DOUBLE DOUBLE DOUBLE DOUBLE DOUBLE DOUBLE DOUBLE VARCHAR(32) DATE(4) VARCHAR(32) DATE(4) VARCHAR(32) VARCHAR(32) VARCHAR(32) VARCHAR(64) 类型 Integer VARCHAR(32) VARCHAR(32) Integer Integer VARCHAR(32) VARCHAR(32) DOUBLE DOUBLE DOUBLE DOUBLE VARCHAR(32) DOUBLE DOUBLE DOUBLE DOUBLE 备注 所用变压器 中国矿业大学2009届本科生毕业设计 第60页 17 18 19 20 21 22 23 24 25 重量一油重 重量一总重 投运日期 制造厂 出厂日期 出厂序号 运行状态 检修维护单位 备注 属性名称 设备编号 设备名称 所属变电所 运行编号 型号 开断电流 额定电压 额定电流 投运日期 制造厂 出厂日期 出厂序号 运行状态 检修维护单位 备注 属性名称 设备编号 所属变电所 运行编号 型号 额定电压 额定电流 投运日期 制造厂 出厂日期 出厂序号 运行状态 检修维护单位 DOUBLE DOUBLE DATE(4) VARCHAR(32) DATE(4) VARCHAR(32) VARCHAR(32) VARCHAR(32) VARCHAR(64) 类型 Integer VARCHAR(32) VARCHAR(32) Integer VARCHAR(32) Integer Integer Integer DATE(4) VARCHAR(32) DATE(4) VARCHAR(32) VARCHAR(32) VARCHAR(32) VARCHAR(64) 类型 Integer VARCHAR(32) Integer VARCHAR(32) DOUBLE DOUBLE DATE(4) VARCHAR(32) DATE(4) VARCHAR(32) VARCHAR(32) VARCHAR(32) 备注 备注 断路器 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 刀闸 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
中国矿业大学2009届本科生毕业设计 第61页 13 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 备注 属性名称 设备编号 设备名称 所属变电所 运行编号 型号 额定电流 额定电压 变比 运行变比 投运日期 制造厂 出厂日期 出厂序号 运行状态 检修维护单位 备注 VARCHAR(64) 类型 Integer ARCHAR(32) ARCHAR(32) Integer ARCHAR(32) DOUBLE DOUBLE ARCHAR(32) ARCHAR(32) DATE(4) ARCHAR(32) DATE(4) ARCHAR(32) ARCHAR(32) ARCHAR(32) ARCHAR(64) 备注 电压互感器 避雷器 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 属性名称 设备编号 所属变电所 型号 额定电压 残压 投运日期 制造厂 出厂日期 出厂序号 运行状态 检修维护单位 备注 属性名称 设备编号 设备名称 所属变电所 型号 类型 Integer ARCHAR(32) ARCHAR(32) DOUBLE DOUBLE DATE(4) ARCHAR(32) DATE(4) ARCHAR(32) ARCHAR(32) ARCHAR(32) ARCHAR(64) 类型 Integer ARCHAR(32) ARCHAR(32) ARCHAR(32) 备注 备注 电抗器 序号 1 2 3 4
中国矿业大学2009届本科生毕业设计 第62页 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 容量 额定电压 额定电流 投运日期 制造厂 出厂日期 出厂序号 运行状态 检修维护单位 备注 属性名称 设备编号 设备名称 所属变电所 制造厂 出厂日期 出厂序号 备注 ARCHAR(32) DOUBLE DOUBLE DATE(4) ARCHAR(32) DATE(4) ARCHAR(32) ARCHAR(32) ARCHAR(32) ARCHAR(64) 类型 Integer ARCHAR(32) ARCHAR(32) ARCHAR(32) DATE(4) ARCHAR(32) ARCHAR(64) 备注 RTU 序号 1 2 3 4 5 6 7
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翻译部分
中文译文
地理信息系统和空间信息学在电力系统中的应用
A.Nagaraja Sekhar,K.S.Rajan,and Amit Jain,Member IEEE；2008
摘要:在发展中国家，电力是发展的主要动力。电力短缺是阻碍这些国家全面发展，引起社会差距的主要原因。地理信息系统和空间信息技术已经用来解决电力系统许多问题，如人口统计和地理分布引起的问题。
本文旨在提供一般看法:地理信息系统和空间信息技术及其可能在电力系统中具体的使用，在不断变化的商业环境下，客户满意度直接影响利润和价值。 地理信息系统中整合地理背景图和电力网的地图，从单线图叠加的电力网络简图升级到了客户、测量、网络系统规划、数据分析和报告。地理信息系统可以实现能源审计，资产管理，网络分析，客户管理。地理信息系统还提供准确的应用环境，如瞬稳定性分析，负荷流量，短路系统分析和负载预测。 索引词：地理信息系统，全球定位系统(GPS)，空间信息，空间能量管理系统(SEMS） 1.引言
地理信息系统（GIS）是一种自动化信息系统,能够编辑，存储，检索，分析和显示对应的图形数据[1]。地理信息系统综合了多个图层[图1]的信息为更好地理解，并根据其目的，不同图层结合在一起可以更好的分析。
那个要求，包括不同层次，寻找最佳地点为新的存储，分析环境破坏，在城市查看类似罪行以探索典型模式，总览电网结构等。电力地理信息系统优于纸质地图的能力，选择那些信息取决于应用的需要。
地理信息系统的特点引入电力系统能更好地为各方面发展服务：比如故障定位、拓扑结构分析与故障隔离、需求分析、资源分配---工具，劳动力等、生成工作票、系统恢复。 文献表明，一个设计良好的基础地理信息系统的输电和配电网络可能有助于最大限度地减少电能损失，能够集中在供应和需求，最大限度地发挥电力系统的效率和减少发电对环境的影响。
地理信息系统地图数据可以收集现有的地图，航拍照片，卫星和其他来源。一种数字式的设备可以用来把地图数据转换到数字形式，以便使计算机兼容使用。这个转变设备能存储，检索与分析电脑的映射绘制地图数据计划。通过地理信息系统制作的地图，通常显示在计算机显示器或打印在纸上。地理信息系统的优势在于它比任何其他传统系统更具有数据分析和显示更有意义的信息的能力。
GIS数据库包含地图数据（空间数据描绘的地域位置的对象）和属性数据（非空间数据描述的物理特性对象）图2a和图2b。在地理信息系统的分析，位置（地图）数据与属性数据一一映射。正是这种联系，使得地理信息系统具备了通过地理信息系统软件自动完成分析的能力。其次，地理信息系统提供了与全球定位系统的接口，从而避免了需要派出一个调查人员去查找公用设施设备，然后将其标注到地图上。
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图1.地理信息系统中的层图 2a ：空间数据
编号 1 2 3 4 5 名字 Jammu Kashmir Himachal Pradesh Punjab Haryana Uttaranchal 人口 10069917 6077248 24289296 21082989 8479562 （ 222236 55673 50362 44212 53484 45.3118 109.16 482.294 476.861 158.544
人口密度(PER SQ.KM) 图2b ：非空间数据
2.全球定位系统（GPS）
[2][3]
全球定位系统（GPS）是帮助建立任何地理信息系统主要构建模块。它是一个基于大约24绕地球运行的卫星组成的定位系统，高度约11万英里。全球定位系统卫星的运行轨道足够高以避免与陆地基站系统通信问题，可以提供准确的定位，每天24小时中世界的任何地方。全球定位系统由三部分组成：卫星轨道地球;地面监测控制站和用户拥有的全球定位系统接收器所。GPS卫星广播信号来自空间，由GPS接收器接受。然后每个GPS接收机提供三维位置（纬度，经度和高度），加上时间。全球定位系统可提供地球上任何一点一个唯一的地址(其确切位置）。GIS基本上是描述地球（或地球特定的一部分)的数据库。全球定位系统告诉你，你在点X和Y、Z坐标，而地理信息系统告诉你，X和Y，Z是一个橡树，或流出的液体的pH值5.4。全球定位系统告诉我们“where”。地理信息系统告诉我们“what”。在“内容”是物体或物体将被映射。这些对象被称为“功能”，用于建立一个地理信息系统。全球定位系统精确定位增加了地理信息系统许多的实用性功能。另一方面，无特征的数据，坐标位置是没有什么价值。 目前GPS设备的准确性各异,在20米左右的水平，这取决于配置这些系统。GLOSNAS，GALILEO(伽利略系统)，GAGAN（印度航海卫星系统）和其他全球导航卫星系统在今后几年中，高精度等级的实用绘图预计将实现。 3.空间驱动问题的分析 空间的一个关键问题，使考试的问题奠定了基础的要求和发展的地理信息系统应用。以下是常见的问题：于某一特定地点存在什么(地点分析)？当时在特定的空间条件满意吗？空间里有什么随时间变化？地理数据什么样的形式呈现？会发生什么，如果某些现象是进入预定的情景？ 当试图回答一个地理学问题，用户确定哪些现象进行审查，以及如何分析将着
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手。地理信息系统提供了一套“工具”或计算机程序，使用户能够执行特定一套行动地图和属性数据。这些工具正在作业的形式命令，允许空间查询，操纵和分析(空间和网络分析）。
其中一个非常强大的空间概念是所谓的缓冲，它是一个工序用来确定区域内的连接关系。鉴于任何的对象，其可能包括点，线或地区，一个缓冲区操作建立一个新的对象或通过在距原始对象特定距离确定物体的所有对象。在地理信息系统中，各单位缓冲的是点，线和多边形。缓冲区操作的结果是一个特定距离的区域。 空间数据通常由不同类型的对象组成。对象类型包括：点，线，多边形。点数据的缓冲是最简单的形式，它是通过缓冲建立一个个半径相等的圆形多边形缓冲区。缓冲距离或缓冲半径需要用户指定在同一层所有对象。如果有多个点，在同层缓冲，缓冲算法将检查重叠，在点缓冲和消除重叠的部分。
对于网络，如电力网和公路网，他们有许多规格参数表，这些网络在规划和实施阶段需要了解、分析、管理和维护。通径分析可以执行的确定最不累计成本的路径，其中成本是由一组参数，基于位置和/或功能/网络基于要么帮助或阻碍旅行/传输这些网络。网络中建立的地理信息系统通常包括信息的链接，链接阻抗，节点阻抗，限制/有条件路径方向(针对某些链接)和其他相关信息。此外，网络分析技术在客户报告的动力供应中断可以搜索最近的变压器从而帮助确定它是否有故障还是地区性的问题时非常有用。 4.地理信息系统空间在电力系统中的应用 作为地理信息系统操作者：(1)将数据从外部来源导入(2)更新和修改数据，以及(3）查询数据有关的问题(或查询）数据库。数据库管理系统（DBMS）软件提供的这些能力，是一个典型地理信息系统的组成部分。
地理信息系统(GIS)的系统中工程应用的优势可以提高性能，因为地理信息系统的投入需要的空间和非空间数据，监测和分析，空间和时间方面具有较高的可靠性。地理信息系统可用于绘制完整的电网图其中包括通过卫星图像或测量地图绘制低压系统和客户的供应点。这些地图包含多层次的信息。第一层可代表的配电网覆盖区域。第二层可用于土地背景载道路，地标，建筑物，河流，铁路口岸等。下一层可包含的设备，杆塔，输电导体及变压器等的信息。大部分电力网/设备都与一个地理位置有关，不论网络任何更改只要进行工作在地域范围内。如网络规划工序，维修和保养方面的行动必须根据各地的网络模型。甚至当一些相对简单的增加比如一个新的服务连接;重要的是要知道，现有的用户系统不会受到这一添加影响。地理信息系统结合与系统的分析工具可以帮助做到这些。 地理信息系统与SCADA结合起来时可以通信网络发出正确的信号。可以比派遣维护人员更快地获得重要信息包括位置和故障。
地理信息系统可用于分配系统管理：故障管理、日常维护规划、网络的扩展和优化、网络重构、改进企业管理、SCADA系统与地理信息系统结合、通行权和补偿 A：输配电规划
地理信息系统超越了简单的单线布图网络更新成客户，测量，网络分布规划，数据分析和报告。输电和配电损失在印度约35-40%。这些可以通过使用空间数据和地理信息系统减少，GIS可以改善能源利用效率在以下方面[4]：
•100%的消费者测量，准确的计量抄表即安装测量仪表在所有的变电环节和消费
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的场所。
•直属和配电变压器计量：安装电子测量表在所有馈线和DT端。
图4.一个典型的地理信息系统应用快照电网
•馈线和DT端记录有功功率，功率因子和负载信息。资料可以下载到电脑网络，以建立有效的管理信息系统快速决策和改进分配系统。
•每一个变电站和对外馈线能源，在每个直配变和DT的能量帐单和T&D损耗可以真实的解释总能量。
在上述领域地理信息系统可以投入运营，建立消费者数据库和消费者索引。消费者可以利用地理信息系统技术绘制记录空间和非空间数据可确定一个唯一的地址，这个地址叫做消费者索引号。
同样，配电网络的所有变电站，馈线，DT和低压馈线可以映射到地理参照中并唯一的识别，从而创造了一个数据库。所有的现有的连接和消费者详细资料可以生动地显示在地理信息系统的地图上并与数据库简历连接。
对于每一个变电站的要素，输入数据库和可在地图上显示的是：1.变电站名称2.母线编号3.变电站类型4.变压器数据5.电容器组6.负荷需求数据。同样，传输线[5]包括：1.线路类型2.线路长度3.电气数据，如电阻、电抗、和Succeptance 4.其他信息，如材料特性等
B.输电线路地理信息系统的使用
地理信息系统在输电线路应用中的路径问题，我们正在深入了解更多的电力的问题，例如如何更好地利用地理信息系统帮助解决看不见的问题，这是不容易解决的，除非我们整合空间概念传统/常规/可路由的解决办法。 该输电线路的路由是非常复杂的，因为输电线路不是美观，人民关注健康问题，引起这个问题的原因是震动和磁场，特别是高压输电线。地理信息系统是用于输电线路的路由技术工具。 在选线的输电线路，直航线最低曲线是可取的，因为它提供了最好的工程和经济的解决方案-通常基于欧氏距离。为了实现这一路线可能要通过某些地方，已经有人居住的地区，不适用于定位杆塔。无论是社会搬迁或路线的输电线路需要改变，取决于人口密度和其他因素。
地理信息系统可以用来分析选择合适的面积输电线路，达到最少的环境破坏，如尽量减少树木的砍伐，因为树木的数量正在减少，输电线路将被定位跨越森林区，在执行阶段实施最优路由算法取决于电气及材料性能和位置特性，可视化的网络地图上，可帮助果断推测和降低成本（由于重新路由等）。 电磁场（电磁场）发生依赖于另一频率为50Hz的输电线路产生的电场和磁场，
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二者都是由电荷造成的。这些电荷不移动时电场存在。电荷移动时产生磁场。电场、磁场的幅度从源头开始随距离迅速地增加（正比于逆距离的平方）。典型220kV输电电线生产平均场强度在30和60米时如下： 线电压 220千伏 电场（在30/60米） 磁场（在30/60米） 0.3 / 0.05 mill gauss 7.1/1.8 mill gauss 估计最大领域，将计算完成中跨在导体的位置上最低点之间的结构（估计最大凹陷点）。磁场计算在地面1米以上。
缓冲区的概念来自于空间信息技术，可以帮助选择的高压输电线路附近的一个居民区地区，空间缓冲区将保护居民从强电场和磁场的受到的影响。
另一个例子是利用缓冲区的概念在电力系统可以显示在变压器安装计划到扩容的所有信息。如果工程师需要知道安装一个变压器的日期和所有信息，他需要做的是点击地图上的变压器标志，该变压器的详细说明和所有信息将出现的。如果他想知道有多少变压器安装在某一区域，地理信息系统将处理该区域内的数据缓冲区并提供结果。 C.资产管理
资产管理工作需要的信息从多个内部和外部来源。这可能包括信息权利的方式和通行权或订阅关于气候区，气候与交通环境，土地的地形和环境数据。在结合知识的位置各自的资产，地理信息系统有助于建立一种及时的反应机制来解决这些问题的修复，恢复和更换这些资产，从而提供了一个不间断的和可靠的供应。 D.收支增减模式分析
电力公司主要收入来源是计量计费活动。利用地理信息系统为基础的地图和绘制个人客户可以帮助确定创收模式和任何改变他们的地方或地区的基础上，然后可以用于其他资料库的位置贫民窟一样，人口稠密和其他地方的社会经济形态，以确定机会，收入流失。一旦发生偷盗和篡改[7]，此信息的提供可以有效地确定这种不法行为。此外，时间序列分析的收入模式可以帮助客户识别负载的突然增加或减少，以引起警觉检查是否是由于该地址电力系统的组成部分或一个新的系统成员投入。
E.灾害管理和故障定位
GIS(地理信息系统)加强可视化电力系统空间数据和输电资产关联，使他们成为吸引力的平台，如等值线和视频，显示地理参照电力系统实时数据，如电压和线路负荷。地理信息系统的信息存储在地理图层并很容易存储输电网络条件及与其相关信息，如天气，草木生长及公路网，负载或代概况可用于可视化的全系统的运行条件，如超负荷的组成部分，并帮助运营商在网格中确定故障点，只需在屏幕上一目了然。基于快速定位，更详细的数字可进一步调查显示网络的异常情况和可能的解决办法。在等高线图，颜色表明了威胁的严重程度和等高线图问题地点区域对应的地理位置。一旦一个麻烦不断的地方已位于等高线图，操作员可以采取预防性行动，以确保不正常的情况不会发展到全系统停电。 5.其他潜在的应用
在地理信息系统还有其他各种工具和技术可用于有效地管理，监测和改进电力系统的性能。优化资源将需要了解电气性能和其他社会经济信息，了解和分析了大量的各种空间和非空间数据，才能更好地提供服务。随着城市的迅速发展也将
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面临越来越多的商业客户和新的住宅领域的建立的挑战。在这种情况下，改造配电网络，或增加新的配电网络/内容是一个不断需要。除了技术讨论了上述两部时空性地理信息系统的方法可以帮助确定和找到这些新扩建。鉴于地理信息系统与数据库系统的联系，一个变化的分析也可以做追踪需要维修，系统升级，并进行了改进某一网络的目标和愿望。例如，Hyderabad的Cyberabad地区的大城市在过去十年中出现了快速增长，最近国家政府的一项研究IIIT-H技术[6]表明，预计在未来几年(2007-2012年)劳动人口增长30万，并从目前的5.2万增加了一倍以上的住宅单位(约11.5万)。
如果整个网络信息可在一个空间参照系统，建模与仿真电网便存在可能性，基于GIS的电力系统模型可以开发和推广用于了解气候的影响和可能改变/影响输电网络的其他因素。此外，系统考虑到客户类型的空间分布，通过负载平衡，任意负荷容量的开关，切负荷，负荷预测满足他们各自在一天不同时间的需要和其他参数，从而提高各个层次的网络管理者的决策能力。
有一些地理信息系统技术在印度和国外被采用的例子[5][7]，但处在初级阶段，主要是侧重于客户层面分析检测盗窃，功率泄漏，测量仪器篡改等。这些应用还主要是用在建立电线杆，变压器，变电站等的数据库系统，以便进行管理的故障检修和维护。 6. 结论
地理信息系统的能力在于显示和分析各种渠道信息，并提供了一个强大的接口多方面的理解问题，从而提供一个框架，制订适当的合适的解决办案。以电力系统为例，地理信息系统增强传输设施和其他设备空间数据可视化交互。为了采取正确的决策，必须充分的收集和分析信息。设施的状况和它们的连接关系是很重要的控制决策信息。利用地理信息系统，电力公司可以收集和储存了大量的数据，可随时查阅和分析。因此，地理信息系统和其应用在现代电力系统规划，分析和控制发挥重要作用。
从本质上讲，这将有助于改善能量管理系统(EMS)的空间特性使其发展为一个空间决策支持系统(SDSS)和EMS结合的空间能量管理系统(SEMS)。
本文表明，并强调电力系统中引入地理信息系统和空间信息学将改变电力部门，对于任何一个快速成长的人口众多的发展中国家，如印度和中国这是极为重要的。 7.参考文献
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英文原文:
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