數(shù)字化電網(wǎng)就是借助遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)、遙視和3S技術(shù)（GPS、GIS、RS）等手段采集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過數(shù)字微波、超短波、光纜、衛(wèi)星等快捷傳輸方式，構(gòu)建數(shù)字化數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)和虛擬環(huán)境，在這一平臺(tái)和環(huán)境中，以系統(tǒng)軟件和數(shù)學(xué)模型對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行方案進(jìn)行模擬、分析和研究，提供決策支持，增強(qiáng)決策的科學(xué)性和預(yù)見性。

　　數(shù)字化電網(wǎng)是面向電網(wǎng)，提供“網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化、實(shí)時(shí)化、專業(yè)化、智能化、個(gè)性化”的全新體系架構(gòu)，是信息技術(shù)、管理科學(xué)、人工智能、電力系統(tǒng)最新研究成果等多學(xué)科綜合的產(chǎn)物，是建設(shè)和管理現(xiàn)代電網(wǎng)不可或缺的必備的基礎(chǔ)條件，是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度科學(xué)化、經(jīng)營(yíng)決策數(shù)字化、客戶服務(wù)專業(yè)化的必備基礎(chǔ)。

　　華北數(shù)字化電網(wǎng)是根據(jù)華北電網(wǎng)有限責(zé)任公司建設(shè)“一強(qiáng)三優(yōu)”現(xiàn)代公司的戰(zhàn)略目標(biāo)，貫徹實(shí)施“以信息化帶動(dòng)生產(chǎn)自動(dòng)化，促進(jìn)企業(yè)管理現(xiàn)代化”戰(zhàn)略思想，分專業(yè)、分階段逐步實(shí)施的。首先實(shí)施的華北數(shù)字化電網(wǎng)500千伏生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)是數(shù)字化電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵試點(diǎn)項(xiàng)目，它覆蓋了華北網(wǎng)公司500千伏生產(chǎn)作業(yè)與管理過程的所有關(guān)鍵業(yè)務(wù)，以“全局化視角、專業(yè)化操作達(dá)到集成化應(yīng)用、智能化決策”，最終達(dá)到“全網(wǎng)可觀測(cè)、全局可掌管、全程可監(jiān)控”的目標(biāo)。

　　2 系統(tǒng)建設(shè)要求

　　華北數(shù)字化電網(wǎng)500千伏生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)是一個(gè)全網(wǎng)統(tǒng)一的、垂直一體化的生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)。建設(shè)過程中遵循“總體規(guī)劃，整合資源；統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，突出重點(diǎn)；安全可靠，務(wù)求實(shí)效”的工作原則，體現(xiàn)“垂直一體化管理理念”和“大集中設(shè)計(jì)思想”：一是從業(yè)務(wù)上進(jìn)行全網(wǎng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)的統(tǒng)一規(guī)范、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一實(shí)施；二是在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上全網(wǎng)共享一套軟硬件平臺(tái)，采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)架構(gòu)；三是業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)集中在網(wǎng)公司統(tǒng)一處理、存儲(chǔ)和管理。

　　該系統(tǒng)覆蓋企業(yè)生產(chǎn)作業(yè)與管理過程的所有關(guān)鍵業(yè)務(wù)，全面實(shí)現(xiàn)無紙化、流程化、網(wǎng)絡(luò)化，以便于加強(qiáng)日常生產(chǎn)運(yùn)行的規(guī)范化管理，滿足企業(yè)提升生產(chǎn)管理水平的需要。

　　華北數(shù)字化電網(wǎng)500千伏生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)由兩部分組成：一是覆蓋所有生產(chǎn)業(yè)務(wù)的管理信息系統(tǒng)-MIS，二是覆蓋三維和二維電網(wǎng)空間信息的地理信息系統(tǒng)-GIS。MIS部分采用Oracle的eBS套裝軟件定制開發(fā)，GIS部分采用ESRI的ArcGIS為基礎(chǔ)平臺(tái)。由于把GIS系統(tǒng)從業(yè)務(wù)系統(tǒng)中剝離出來，使GIS平臺(tái)不僅成為系統(tǒng)應(yīng)用的核心基礎(chǔ)平臺(tái)，同時(shí)也成為系統(tǒng)應(yīng)用的一個(gè)展現(xiàn)和操作的中心。

　　基于以上原因，我們確定了地理信息系統(tǒng)（GIS）部分的建設(shè)目標(biāo)：為打造數(shù)字化電網(wǎng)下的國(guó)內(nèi)一流的生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)提供全面的、直觀的可視化應(yīng)用平臺(tái)；為生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)MIS部分提供高效的全方位GIS服務(wù)，包括二維和三維GIS服務(wù)；為面向生產(chǎn)一線、面向生產(chǎn)管理、面向指揮決策的管理系統(tǒng)提供可視化的分析工具；為今后在GIS平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)高效的事故影響分析、理論線損分析、電網(wǎng)規(guī)劃等輔助決策分析奠定基礎(chǔ)。

　　3 總體設(shè)計(jì)

　　隨著華北電網(wǎng)有限公司改革的深入和新的戰(zhàn)略目標(biāo)的定位，對(duì)原有的業(yè)務(wù)需求和流程都需要適度調(diào)整，統(tǒng)一到新的管理目標(biāo)之下。根據(jù)新的管理理念構(gòu)建管理系統(tǒng)，新的生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)主要體現(xiàn)大集中的思想和垂直一體化管理思路，實(shí)現(xiàn)職能管理向流程管理轉(zhuǎn)變，所有主要業(yè)務(wù)都在監(jiān)管之下。

　　基于此思路，我們提出的總體方案為：

　　1)全網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范業(yè)務(wù)在數(shù)據(jù)中心應(yīng)用服務(wù)主機(jī)集中處理，數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫(kù)集中存儲(chǔ)，建立全網(wǎng)一致、統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)流程處理模型，規(guī)范管理業(yè)務(wù)，增加全系統(tǒng)可維護(hù)性，加強(qiáng)對(duì)宏觀指導(dǎo)和過程控制，實(shí)現(xiàn)一體化、專業(yè)化和集約化管理；

　　2)建立GIS和標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù)處理平臺(tái)關(guān)聯(lián)，在GIS中可以調(diào)用業(yè)務(wù)引擎，進(jìn)行適當(dāng)?shù)臉I(yè)務(wù)流程處理。

　　3)開放中間業(yè)務(wù)接入平臺(tái)，允許各個(gè)超高壓公司和變電站接入自己特殊的需求，特殊的需求通過這個(gè)公用的業(yè)務(wù)接入平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)和數(shù)據(jù)中心的交互。特別是滿足現(xiàn)階段委托運(yùn)行的線路和變電站的管理。
 

　　圖1 大集中模式下總體結(jié)構(gòu)圖

　　這樣的方案主要基于以下的考慮：

　　1)大集中系統(tǒng)連接電網(wǎng)公司和超高壓公司主干網(wǎng)，為信息存儲(chǔ)、交換、共享、處理、分析的基礎(chǔ)平臺(tái)。對(duì)于降低總體成本，增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性都有重要意義。

　　2)數(shù)據(jù)中心的建成，不僅可為電網(wǎng)公司領(lǐng)導(dǎo)決策及時(shí)提供準(zhǔn)確的信息，為總部職能部門實(shí)行扁平化管理提供信息化支撐，加快電網(wǎng)公司總部與各超高壓公司之間、總部職能部門之間的信息交換速度，促進(jìn)信息充分共享，還可高效地滿足電網(wǎng)公司內(nèi)、外各方對(duì)信息的需求。

　　3)實(shí)現(xiàn)大集中建設(shè)，對(duì)于推動(dòng)全網(wǎng)規(guī)范化管理和標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，理順管理流程，提高溝通與協(xié)作，提高公司管理效益，促進(jìn)公司整體目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)有很大的益處。

　　4)GIS平臺(tái)和J2EE標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù)處理平臺(tái)結(jié)合，在GIS地圖中可以進(jìn)行業(yè)務(wù)處理，利用J2EE提供的業(yè)務(wù)流程模型，建設(shè)基于圖形化可視化的業(yè)務(wù)處理。同時(shí)對(duì)某些不包括圖形信息的業(yè)務(wù)直接通過WEB服務(wù)展現(xiàn)。

　　5)由于各個(gè)線路和變電站有自己的特殊性，一些局部業(yè)務(wù)由于不具有普遍性，很難包容在統(tǒng)一的版本中（例如特殊檢測(cè)裝置的接口、不同儀器設(shè)備的接口、目前電網(wǎng)公司直接管理和委托運(yùn)行的不同管理環(huán)節(jié)），這部分業(yè)務(wù)通過中間業(yè)務(wù)平臺(tái)接入，實(shí)現(xiàn)和集中綜合業(yè)務(wù)的集成。

　　4 系統(tǒng)技術(shù)路線

　　4.1 基于GIS的應(yīng)用平臺(tái)

　　空間數(shù)據(jù)是電力企業(yè)應(yīng)用的核心，在這個(gè)核心的基礎(chǔ)上，能夠方便地搭建新的應(yīng)用、能夠完美地集成和發(fā)展既有的應(yīng)用。因此，作為吞吐海量數(shù)據(jù)信息的GIS系統(tǒng)不僅僅在于使電力企業(yè)擁有一個(gè)用于地圖維護(hù)的GIS配置，更重要的在于能為電力企業(yè)提供一個(gè)基礎(chǔ)應(yīng)用平臺(tái)。GIS應(yīng)用平臺(tái)所具有的良好的開放性和拓展性，不但可以無縫集成現(xiàn)有的SCADA、用電營(yíng)銷系統(tǒng)、MIS、ERP等應(yīng)用，保護(hù)現(xiàn)有的投資和成果，還可以完美集成電力企業(yè)可能不斷涌現(xiàn)出的新的應(yīng)用。

　　在華北數(shù)字化電網(wǎng)500千伏生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)中，GIS平臺(tái)不僅是系統(tǒng)應(yīng)用的核心基礎(chǔ)平臺(tái)，同時(shí)也是系統(tǒng)應(yīng)用的一個(gè)展現(xiàn)和操作的中心，貫穿了整個(gè)應(yīng)用層。在J2EE企業(yè)應(yīng)用框架下，基于SOA架構(gòu)實(shí)現(xiàn)GIS系統(tǒng)與MIS系統(tǒng)和其它應(yīng)用系統(tǒng)的完美集成。
 

　　圖2 二維GIS界面
 

　　圖3 三維線路
 

　　圖4 三維變電站

　　4.2 GIS與MIS的應(yīng)用集成

　　1)華北數(shù)字化電網(wǎng)500千伏生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)采用GIS與MIS融合的建設(shè)模式；

　　2)整個(gè)系統(tǒng)（GIS與MIS）基于J2EE企業(yè)應(yīng)用平臺(tái)，在華北電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)資源的基礎(chǔ)上，采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)（Oracle），通過GIS與MIS圖數(shù)一體化的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了硬件平臺(tái)與數(shù)據(jù)的集成；

　　3)整個(gè)系統(tǒng)基于SOA架構(gòu)，通過Web服務(wù)的方式實(shí)現(xiàn)GIS與MIS應(yīng)用接口和業(yè)務(wù)的集成；

　　4)通過企業(yè)門戶實(shí)現(xiàn)GIS與MIS界面集成。
 

　　圖5 關(guān)聯(lián)MIS信息

　　4.3 GIS與其它系統(tǒng)的應(yīng)用集成

　　1)與GIS相關(guān)的其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)包括：雷電定位系統(tǒng)、污區(qū)分布監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；

　　2)如果目前遺留業(yè)務(wù)系統(tǒng)對(duì)外也暴露基于SOA的Web服務(wù)，則GIS可以通過Web服務(wù)的方式方便的調(diào)用。

　　3)考慮到目前遺留業(yè)務(wù)系統(tǒng)部分還是基于C/S兩層結(jié)構(gòu)，業(yè)務(wù)邏輯分散在客戶端和數(shù)據(jù)服務(wù)端，首先需要?jiǎng)冸x業(yè)務(wù)邏輯（即抽取業(yè)務(wù)接口模型或定義），并對(duì)該業(yè)務(wù)邏輯或接口進(jìn)行封裝，并提供網(wǎng)絡(luò)訪問接口；然后根據(jù)遺留業(yè)務(wù)系統(tǒng)展現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)訪問接口，GIS系統(tǒng)通過構(gòu)建JCA Adapter，實(shí)現(xiàn)與遺留系統(tǒng)的連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等相關(guān)業(yè)務(wù)操作。

　　5 總結(jié)與展望

　　華北數(shù)字化500千伏生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)是三維GIS在電網(wǎng)中較成功應(yīng)用的案例之一，ArcGIS的二維、三維解決方案為系統(tǒng)了一個(gè)優(yōu)秀的可視化的應(yīng)用平臺(tái)，隨著華北數(shù)字化電網(wǎng)建設(shè)的深入，GIS的平臺(tái)性將更加凸現(xiàn)。