基于WebGIS的数字变电站系统

【作者】 韩潇；

【导师】 杨宛辉；

【作者基本信息】 郑州大学 ， 电力系统及其自动化， 2003， 硕士

【摘要】 本论文是在“基于WebGIS数字变电站系统”项目的基础上完成的，该项目按照“数字豫电”精神，提出“数字变电站”的概念，将目前变电站管理需要的所有信息和功能，在基于WebGIS的平台上，高度集成到一个系统中，在完成日常工作的同时，能够根据系统实时状况，智能地发出专家提示，自动或协助完成更多管理任务。通俗地讲，就是建立所谓的变电站信息管理系统，本项目是河南省电力公司的重点科研项目。 基于WebGIS的数字变电站系统是一个高度集成的综合信息系统，它以变电运行管理为主线，通过与调度SCADA系统，全局MIS系统的连接，在基于WebGIS的图形化平台上，将变电站地理信息、实时信息和设备数据库等集成到基于WebGIS的变电站分布拓扑图和系统图中，在此基础上实现设备空间数据和属性数据的录入、管理、查询、统计、监测及维护。 WebGIS的功能主要表现在对空间地理数据的管理和查询上，调度SCADA中含有设备运行的实时信息，MIS主要是对设备的台帐、属性数据进行管理，变电运行管理中包含了各种信息之间的联系和管理方式。这样，开发本系统的切入点就是根据电力设备特征的分类，用GIS和MIS分别管理空间和属性数据，用调度SCADA显示设备的实际运行状态，并按照变电运行管理的要求将所有信息结合起来，达到全面管理设备的目的。 根据变电站内部电力设施的分布具有明显地理特征的特点，本论文将WebGIS引入了变电站的管理。WebGIS的特征之一是把地图要素与它们的属性联系起来。WebGIS的另一个特征是指要素与属性之间的连接是动态的。利用WebGIS可以同时处理空间和非空间数据的特点，采用了JAVA Applet方法以及ActiveX方法，将空间数据信息(地图)及社会属性信息(数据库)结合起来，实现图形和数据库的共同处理和查询分析。 空间数据是指描述变电站电力设施地理分布的数据，变电站中空间图形数据的主要来源是变电站的电气一、二次纸质图纸。利用扫描仪首先将这些信息数字化，转气丫卜.留郑州大学工学硕士论文摘要换成计算机可以识别的数字信息，利用纸质地图转换为矢量地图的工具一一一材aPinfoProfessional 6.0，经过经纬度定位仪定位以后，生成矢量地图数据文件，将这些信息存储在数据库中，并由WebGIS服务器进行处理，最终以矢量图形的方式呈现在用户面前。 属性数据是指对设备的空间特征以外的目标特征进行描述的数据，包含了对目标类型的描述和目标的具体说明和描述。本系统中的属性数据含有设备的详细描述信息，包括全局MIS系统中的生产运行台帐、调度SCADA系统中的实时遥信量和遥测量、变电站的日常管理中的记录和报表等。对于局MIS系统里的设备台帐数据，通过共享Mis设备库的方式获得;对于调度SCADA系统里的实时运行数据，通过与S以以系统供应商约定接口标准，采用标准接口库方式和调用实时招测函数方式或TCP报文方式获得;对于变电运行管理中的属性数据，系统建成前，是根据变电站往日运行的实际情况，由运行人员采用键盘输入的方式获得的，系统建成后，一部分由运行人员键盘输入，一部分数据通过程序可以做到自动更新。 本论文论述了系统采用的以高级结构化查询语言(SQL)为基础的Orade大型关系数据库。属性数据的组织与管理采用通常的关系型数据库即可，但对空间数据则不是完全适用，这是因为空间数据的空间分布特征、非结构化特征、空间关系特征、海量数据特征所造成的。因此，大部分GIS软件采用文件与关系数据库混合管理的模式进行管理，即:文件系统管理几何图形数据，采用通用关系数据库管理系统管理属性数据，两者之间的联系通过目标标识或内部连接码进行连接。在这种管理模式下中，就几何图形而言，由于GIS系统采用高级语言编程，可以直接操纵数据文件，所以图形用户界面与图形文件处理是一体的，中间没有裂缝。就属性数据而言，通过高级编程语言C的接口，使得地理信息系统可以在C语言的环境下直接操纵属性数据，并通过C语言的对话框或列表框显示属性数据，或通过对话框输入SQL语句，并将该语句通过C语言与数据库的接口，查询属性数据库，并在GIS的用户界面下，显示查询结果。在开放性数据库连接协议(简称ODBC)推出之后，GIS软件商只要开发GIS与ODBC的接口软件，就可以将属性数据与任何一个支持ODBC协议的关系数据库管理系统连接。 论文论述了系统丰富的图形功能，它能够分层显示商丘电网、变电站丰富的地 II郑州大学工学硕士论文摘要理信息，采用操作互动性设计原则，力求更加接近变电站真实场景，在一个直观的可视化环境中实现设备台帐管理、变电运行管理、实时数据显示、操作票自动生成等功能，在设计时考虑多级用户的使用，满足各层次人员的维护、管理、查询需求。 本论文还论述了作者开发的由知识库、电网结构和状态库、电网图形模块、推理机以及人机接口五个部分构成的操作票专家系统。其中，操作规则、系统的领域知识、电网结构等知识的表达都采用框架表示法，以外部数据库的形式进行存储。该系更多还原

【Abstract】 Works stated in this thesis are completed with a practical project "Digital Substation System Based on WebGIS", which are brought forward the concept of the ’’Digital Substation" according to the "Digital Power of Henan" spirit. It accumulated all informations and functions for substation management to a high degree system based on the WebGIS platform. It can send out the expert hint or help to complete more management work while complete the daily tasks based on the Real-Time sirutation. Popularly speak, work is to establish the so-called substation information management system. This thesis is the important scientific project of the Henan Power Company.The Digital Substation System(for shorts DSS) is a high degree integrated information system based on WebGIS, which take the substation management information as masterstroke by connect to SCADA system and MIS system. It intergrated substation geography information, Real-Time data and equipment database as a whole system, as a result, place data and attribute data can be record, manage, inquire, inspect and maintain through the system.WebGIS can manage place data. SCADA system has Real-Time information. MIS can manage attribute data, substation management hint the connection of different data. Therefore, DSS joint all information of substation according to the management request of running system in order to completely manage the equipments.Based on the characteristics of the obvious geographic distributing characteristics of substation, the subject introduce the conception of WebGIS. WebGIS can not only connect map factor and attribute factor but also dynamic the connection. The system connect graph with database to realize data inquiry, management and analysis by adopt the JAVA Applet method and ActiveX method.Electric paper drawing is the main source of space data which can decribe thegeography distribute of substation in the system. First, paper drawings are scanned and turned to digital information by the software tool- Mapinfo Professional 6.0. Second, the data are orientated by orientation instrument. Thirdly, they are handle from WebGIS server and present as a vectorgraph.Attribute data can describe style and explain the substation equipment which contain the attribute information. Attribute data of the system involve the substation equipment information, equipment account from Real-Time information of SCADA system and note or report forms of substation daily management. Substation equipment information can be obtained by shareing MIS equipment store room, Real-Time information of SCADA system can be obtained by meeting mode, transfering Real-Time function mode or TCP report text mode after promise the same meeting standard. Attribute data that substation manage need can be obtained by keyboard input or auto programme update.The system adopt the large database system of Oracle, which based on the advanced structural Single Query Language( SQL). Attribute data is manage by relationship database, which is not exactly suitable for space data because of its characteristic of space distribution non-structural, space relation, mass-capacity. Therefore, GIS systems mostly adopt mix management mode of document and relation database in space data and attribute data, that is, document system manage geometrical graph data, database management system manage attribute data, they are linked by target mark or inner code. Graph interface and file manipulation can be dealed as a whole because the GIS is programmed by high programme language and can directly manipulate the data document under this kind of management mode. GIS can directly control attribute data through high programme language C, then, attribute data can be display or inquire by SQL sentence. After the detrusion of Openning Database Connect Agreement(brief name ODBC), attribute data can be connect with database management system under the meeting software of GIS and ODBC.The system has the abundant graph function, it can display geography scene of shangqiu power substation by layer through m更多还原