數(shù)字化電網就是借助遙測、遙信、遙控、遙調、遙視和3S技術（GPS、GIS、RS）等手段采集基礎數(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，構建數(shù)字化數(shù)據(jù)庫平臺和虛擬環(huán)境，在這一平臺和環(huán)境中，以系統(tǒng)軟件和數(shù)學模型對電力系統(tǒng)運行方案進行模擬、分析和研究，提供決策支持，增強決策的科學性和預見性。

　　數(shù)字化電網是面向電網，提供“網絡化、系統(tǒng)化、實時化、專業(yè)化、智能化、個性化”的全新體系架構，是信息技術、管理科學、人工智能、電力系統(tǒng)最新研究成果等多學科綜合的產物，是建設和管理現(xiàn)代電網不可或缺的必備的基礎條件，是實現(xiàn)生產調度科學化、經營決策數(shù)字化、客戶服務專業(yè)化的必備基礎。

　　華北數(shù)字化電網是根據(jù)華北電網有限責任公司建設“一強三優(yōu)”現(xiàn)代公司的戰(zhàn)略目標，貫徹實施“以信息化帶動生產自動化，促進企業(yè)管理現(xiàn)代化”戰(zhàn)略思想，分專業(yè)、分階段逐步實施的。首先實施的華北數(shù)字化電網500千伏生產管理信息系統(tǒng)是數(shù)字化電網建設的關鍵試點項目，它覆蓋了華北網公司500千伏生產作業(yè)與管理過程的所有關鍵業(yè)務，以“全局化視角、專業(yè)化操作達到集成化應用、智能化決策”，最終達到“全網可觀測、全局可掌管、全程可監(jiān)控”的目標。

　　2 系統(tǒng)建設要求

　　華北數(shù)字化電網500千伏生產管理信息系統(tǒng)是一個全網統(tǒng)一的、垂直一體化的生產管理信息系統(tǒng)。建設過程中遵循“總體規(guī)劃，整合資源；統(tǒng)一標準，突出重點；安全可靠，務求實效”的工作原則，體現(xiàn)“垂直一體化管理理念”和“大集中設計思想”：一是從業(yè)務上進行全網生產管理系統(tǒng)的統(tǒng)一規(guī)范、統(tǒng)一標準和統(tǒng)一實施；二是在系統(tǒng)結構上全網共享一套軟硬件平臺，采用統(tǒng)一標準的技術架構；三是業(yè)務數(shù)據(jù)集中在網公司統(tǒng)一處理、存儲和管理。

　　該系統(tǒng)覆蓋企業(yè)生產作業(yè)與管理過程的所有關鍵業(yè)務，全面實現(xiàn)無紙化、流程化、網絡化，以便于加強日常生產運行的規(guī)范化管理，滿足企業(yè)提升生產管理水平的需要。

　　華北數(shù)字化電網500千伏生產管理信息系統(tǒng)由兩部分組成：一是覆蓋所有生產業(yè)務的管理信息系統(tǒng)-MIS，二是覆蓋三維和二維電網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為基礎平臺。由于把GIS系統(tǒng)從業(yè)務系統(tǒng)中剝離出來，使GIS平臺不僅成為系統(tǒng)應用的核心基礎平臺，同時也成為系統(tǒng)應用的一個展現(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）部分的建設目標：為打造數(shù)字化電網下的國內一流的生產管理信息系統(tǒng)提供全面的、直觀的可視化應用平臺；為生產管理信息系統(tǒng)MIS部分提供高效的全方位GIS服務，包括二維和三維GIS服務；為面向生產一線、面向生產管理、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平臺上實現(xiàn)高效的事故影響分析、理論線損分析、電網規(guī)劃等輔助決策分析奠定基礎。

　　3 總體設計

　　隨著華北電網有限公司改革的深入和新的戰(zhàn)略目標的定位，對原有的業(yè)務需求和流程都需要適度調整，統(tǒng)一到新的管理目標之下。根據(jù)新的管理理念構建管理系統(tǒng)，新的生產管理信息系統(tǒng)主要體現(xiàn)大集中的思想和垂直一體化管理思路，實現(xiàn)職能管理向流程管理轉變，所有主要業(yè)務都在監(jiān)管之下。

　　基于此思路，我們提出的總體方案為：

　　1)全網標準規(guī)范業(yè)務在數(shù)據(jù)中心應用服務主機集中處理，數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫集中存儲，建立全網一致、統(tǒng)一的標準流程處理模型，規(guī)范管理業(yè)務，增加全系統(tǒng)可維護性，加強對宏觀指導和過程控制，實現(xiàn)一體化、專業(yè)化和集約化管理；

　　2)建立GIS和標準業(yè)務處理平臺關聯(lián)，在GIS中可以調用業(yè)務引擎，進行適當?shù)臉I(yè)務流程處理。

　　3)開放中間業(yè)務接入平臺，允許各個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公用的業(yè)務接入平臺，實現(xiàn)和數(shù)據(jù)中心的交互。特別是滿足現(xiàn)階段委托運行的線路和變電站的管理。
 

　　圖1 大集中模式下總體結構圖

　　這樣的方案主要基于以下的考慮：

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

　　2)數(shù)據(jù)中心的建成，不僅可為電網公司領導決策及時提供準確的信息，為總部職能部門實行扁平化管理提供信息化支撐，加快電網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，促進信息充分共享，還可高效地滿足電網公司內、外各方對信息的需求。

　　3)實現(xiàn)大集中建設，對于推動全網規(guī)范化管理和標準化作業(yè)，理順管理流程，提高溝通與協(xié)作，提高公司管理效益，促進公司整體目標的實現(xiàn)有很大的益處。

　　4)GIS平臺和J2EE標準業(yè)務處理平臺結合，在GIS地圖中可以進行業(yè)務處理，利用J2EE提供的業(yè)務流程模型，建設基于圖形化可視化的業(yè)務處理。同時對某些不包括圖形信息的業(yè)務直接通過WEB服務展現(xiàn)。

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

　　4 系統(tǒng)技術路線

　　4.1 基于GIS的應用平臺

　　空間數(shù)據(jù)是電力企業(yè)應用的核心，在這個核心的基礎上，能夠方便地搭建新的應用、能夠完美地集成和發(fā)展既有的應用。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)擁有一個用于地圖維護的GIS配置，更重要的在于能為電力企業(yè)提供一個基礎應用平臺。GIS應用平臺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、用電營銷系統(tǒng)、MIS、ERP等應用，保護現(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)出的新的應用。

　　在華北數(shù)字化電網500千伏生產管理信息系統(tǒng)中，GIS平臺不僅是系統(tǒng)應用的核心基礎平臺，同時也是系統(tǒng)應用的一個展現(xiàn)和操作的中心，貫穿了整個應用層。在J2EE企業(yè)應用框架下，基于SOA架構實現(xiàn)GIS系統(tǒng)與MIS系統(tǒng)和其它應用系統(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的應用集成

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

　　2)整個系統(tǒng)（GIS與MIS）基于J2EE企業(yè)應用平臺，在華北電網網絡資源的基礎上，采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫平臺（Oracle），通過GIS與MIS圖數(shù)一體化的設計，實現(xiàn)了硬件平臺與數(shù)據(jù)的集成；

　　3)整個系統(tǒng)基于SOA架構，通過Web服務的方式實現(xiàn)GIS與MIS應用接口和業(yè)務的集成；

　　4)通過企業(yè)門戶實現(xiàn)GIS與MIS界面集成。
 

　　圖5 關聯(lián)MIS信息

　　4.3 GIS與其它系統(tǒng)的應用集成

　　1)與GIS相關的其他業(yè)務系統(tǒng)包括：雷電定位系統(tǒng)、污區(qū)分布監(jiān)測系統(tǒng)；

　　2)如果目前遺留業(yè)務系統(tǒng)對外也暴露基于SOA的Web服務，則GIS可以通過Web服務的方式方便的調用。

　　3)考慮到目前遺留業(yè)務系統(tǒng)部分還是基于C/S兩層結構，業(yè)務邏輯分散在客戶端和數(shù)據(jù)服務端，首先需要剝離業(yè)務邏輯（即抽取業(yè)務接口模型或定義），并對該業(yè)務邏輯或接口進行封裝，并提供網絡訪問接口；然后根據(jù)遺留業(yè)務系統(tǒng)展現(xiàn)的網絡訪問接口，GIS系統(tǒng)通過構建JCA Adapter，實現(xiàn)與遺留系統(tǒng)的連接，進行數(shù)據(jù)轉換等相關業(yè)務操作。

　　5 總結與展望

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