基于GIS的110KV變電站規(guī)劃系統(tǒng)設(shè)計(jì)

賈武軍

（陜煤集團(tuán)榆林化學(xué)有限責(zé)任公司，陜西 榆林 719000）

1 GIS

20世紀(jì)60年代，加拿大地理信息系統(tǒng)（CGIS）的建立，標(biāo)志著地理信息系統(tǒng)作為一門(mén)科學(xué)而誕生。地理信息系統(tǒng)（GIS）是這樣一種空間信息系統(tǒng)，即在計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)支持下，具有對(duì)地球表面（包括大氣層）空間中和地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述等功能。此外，特別在中國(guó)，GIS定義中常常指明是在“計(jì)算機(jī)軟硬件的支持下”。一般由以下幾個(gè)部分構(gòu)成：（1）計(jì)算機(jī)及硬件平臺(tái)；（2）系統(tǒng)軟件；（3）空間數(shù)據(jù)；（4）技術(shù)隊(duì)伍；（5）GIS應(yīng)用模型。目前，電力GIS的應(yīng)用主要應(yīng)用于輸電、變電、配電三大專(zhuān)業(yè)，這些領(lǐng)悟應(yīng)用開(kāi)始建設(shè)時(shí)間較早，建設(shè)規(guī)模較大；其他專(zhuān)業(yè)，如營(yíng)銷(xiāo)、調(diào)度等GIS的應(yīng)用最近一段時(shí)間也開(kāi)始建設(shè)，建設(shè)數(shù)量相對(duì)較少。

2 變電站規(guī)劃

變電站作為城市電網(wǎng)規(guī)劃中必不可少的重要組成部分，它是輸電系統(tǒng)和配電系統(tǒng)的會(huì)合點(diǎn)，是大部分輸配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生根本改變的地方。

一直以來(lái)，世界各個(gè)國(guó)家的專(zhuān)家學(xué)者們對(duì)變電站規(guī)劃做了不少的研究。但大概可以分為兩個(gè)類(lèi)型：一是電力系統(tǒng)規(guī)劃人員根據(jù)自己工作經(jīng)驗(yàn)預(yù)先給出變電站的所有可能的位置，再根據(jù)一些優(yōu)化算法從諸多可能的位置確定出比較良好的結(jié)果。二是電力系統(tǒng)規(guī)劃人員根據(jù)自己的工作經(jīng)驗(yàn)與常識(shí)，提出變電站的數(shù)學(xué)模型。進(jìn)而依據(jù)合適的算法自動(dòng)尋找最優(yōu)的變電站位置。本文采用第二種方法。變電站選址從GIS數(shù)據(jù)庫(kù)讀取任意負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)以及其他特征。根據(jù)各負(fù)荷點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)，通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)變電站的選址，并保存于GIS數(shù)據(jù)庫(kù)所有結(jié)果均在開(kāi)發(fā)平臺(tái)顯示。

變電站進(jìn)行規(guī)劃時(shí)，需要求出負(fù)荷點(diǎn)負(fù)荷中心。本文認(rèn)為該重心就是該區(qū)域規(guī)劃的變電站的站址。解法如下：

其中：x、y為負(fù)荷中心的經(jīng)緯度坐標(biāo)；

XiYi為第i個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)；

Wi為第i個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的負(fù)荷值；

n為負(fù)荷點(diǎn)的個(gè)數(shù)。

3 地圖控件的選擇

地圖API是一種通過(guò)JavaScript將地圖嵌入到網(wǎng)頁(yè)的API。該API提供了大量實(shí)用工具用以處理地圖，并通過(guò)各種服務(wù)向地圖添加內(nèi)容，從而使您能夠在網(wǎng)站上創(chuàng)建功能齊全的地圖應(yīng)用程序。

本次設(shè)計(jì)的GIS系統(tǒng)，主要是基于地圖API的二次開(kāi)發(fā)，對(duì)此變電站GIS選擇百度地圖開(kāi)發(fā)平臺(tái)，進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)工具選擇Delphi。

本次設(shè)計(jì)我們選擇百度地圖API。百度地圖API的優(yōu)勢(shì)：（1）地圖功能方面：在對(duì)比地圖API的產(chǎn)品功能前第一要了解地圖顯示功能的狀況。從此看來(lái)，百度地圖的衛(wèi)圖和3D圖完全能滿足本次開(kāi)發(fā)的需求，而在地圖的基礎(chǔ)操作、覆蓋物、圖層以及地圖服務(wù)方面，百度地圖有很強(qiáng)大而且完整的API調(diào)用功能；（2）收費(fèi)情況：百度地圖API是免費(fèi)的，而且沒(méi)有訪問(wèn)限制，無(wú)需事先申請(qǐng)key，只有當(dāng)您引用地圖API文件時(shí)，需要使用自己申請(qǐng)的API密鑰；（3）產(chǎn)品使用及學(xué)習(xí)費(fèi)用：使用任何編程工具都需要一個(gè)熟悉和學(xué)習(xí)的過(guò)程，百度無(wú)需事先申請(qǐng)key，且各方面的資料也比較完整，網(wǎng)站操作都相當(dāng)簡(jiǎn)單。網(wǎng)上有很多教程可供下載和使用；地圖的遷移方面：百度地圖終端上都有很方便的遷移工具，而在移動(dòng)終端方面，百度也都可以在Android和IOS上進(jìn)行新舊平臺(tái)的成功過(guò)渡。優(yōu)秀的遷移工具無(wú)疑可以大大降低運(yùn)營(yíng)商新平臺(tái)遷移的運(yùn)營(yíng)成本，同時(shí)讓工作效率事半功倍。

4 構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)

基于GIS的110KV變電站系統(tǒng)規(guī)劃開(kāi)發(fā)需要選擇實(shí)用的地圖API進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。本次選擇的數(shù)據(jù)庫(kù)是由微軟發(fā)布的Microsoft Office Access2010。Microsoft Office Access可以在一個(gè)數(shù)據(jù)表格中嵌入位圖、聲音、Excel表格、Word文檔，還可以建立動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)庫(kù)報(bào)表和窗體等。利用數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)界面對(duì)象生成HTML文件，輕松創(chuàng)建Internet的應(yīng)用。

5 變電站規(guī)劃系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

5.1 基本功能分析

本次設(shè)計(jì)是在Windows 7操作系統(tǒng)下，選用Delphi XE5、javascript語(yǔ)言和百度地圖進(jìn)行變電站的規(guī)劃。其主要功能如下：

自定義圖層繪圖、獲取坐標(biāo)、連接數(shù)據(jù)庫(kù)、定址。

5.2 功能的實(shí)現(xiàn)

通過(guò)對(duì)百度地圖API的二次開(kāi)發(fā)，添加所需的功能函數(shù)，設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的菜單選項(xiàng)，可以實(shí)現(xiàn)本次GIS開(kāi)發(fā)的基本功能。

5.2.1 自定義圖層繪制工具

GIS繪制功能介紹：選定菜單上的按鈕即可實(shí)現(xiàn)GIS的基本功能，本次設(shè)計(jì)以110KV變電站為例使用繪圖功能模擬繪制，繪制結(jié)果如圖1所示。

圖1 繪制負(fù)荷點(diǎn)

5.2.2 數(shù)據(jù)寫(xiě)入

功能介紹：在所描繪的負(fù)荷點(diǎn)上進(jìn)行負(fù)荷值的輸入，并提交保存至數(shù)據(jù)庫(kù)。（圖2）

圖2 數(shù)據(jù)寫(xiě)入

5.2.3 求解變電站位置1）功能介紹

在本次設(shè)計(jì)中，負(fù)荷中心為變電站位置。（圖3）

圖3 變電站顯示

（2）程序及注釋