陈昌伟 张瑛 窦华斌 陕西西安供电局 （710032）

摘要：该文首先简述配网GIS系统以及它们之间的关系，进而探讨了实现GIS和SCADA系统一体化的几种方式。

关键词：配网；GIS；SCADA；一体化

中图分类号：TM632+.2　　文献标志码：A　　　　文章编号：1003-0867(2005)12-0035-02

本文讨论的目的在于从配电网管理实际需要出发，分析GIS和SCADA系统的功能特点，探讨两者进行结合的方式和途径，建立一个集GIS和SCADA系统为一体的、动静结合、图文并茂的完整信息电网模型，实现配电网的自动化管理。

1 GIS和SCADA的起源

SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）系统，全名为数据采集与监视控制系统。早期用于电力行业的输电网系统中。在输电网中，主网的特点：网络结构简单、建设较难、管理较容易。

由于配电网的特点：网络结构复杂、电网分布广泛、与地理背景密切相关、建设较易、管理较难。因此利用地理信息系统进行配网设备图形化的查询、编辑。统计等项管理是十分必要的。

2 系统运行的方式

在DMS系统中，GIS系统和SCADA系统是这个大系统的两个子系统，它们相互协作共同服务于配网生产。SCADA系统用于控制设备（如RTU、FTU），而GIS系统用于管理设备（如电杆、变压器、架空线等相关电力设备）。

在配网生产管理中SCADA系统需向GIS系统实时传送其最新的遥测数据，GIS系统需向SCADA系统传送最新、最及时的电网有关资料。

对于GIS系统和SCADA系统可以这样来描述，GIS系统用来描述配网网架设备信息（如用户投运日期、位置），而SCADA系统用来描述与网架设备有关的动态信息，主要是描述电网图的现状（如开关的闭合状态、用户电压），这两个系统协同工作能达到一个全信息电网模型。

3 集成的必要性

在SCADA系统中，我们可以及时了解到电网的实时数据，但是这些电网设备的拓朴关系及相关信息（如地理位置，生产厂家等）无法表达清楚，并且诸如线损理论计算、故障报警触发机制等这些高级功能必须通过GIS系统明确电网设备的相关信息，如导线长度、导线截面、设备容量、额定电压等数据。由此可见，SCADA系统要良好的运行是离不开GIS系统。

在GIS系统中已经有了地理背景图及在地理背景基础上的配网图、电网资料、设备等信息。用GIS系统是可以直观的看到配网现状并实现一定的配网管理、分析功能。但是在线实时的设备负荷、电网潮流只有通过SCADA系统实时数据提供。由此可见，GIS系统要良好的运行也需要SCADA系统。只有这两个系统相辅相成才能实现对电网有效的科学管理。

4 GIS和SCADA一体化的几种方式

4.1 SCADA和GIS建立各自的应用，它们之间通过标准接口方式或调用实时函数来实现系统的一体化

标准接口库方式主要指SCADA系统将实时遥测数据、遥信数据写入数据库，GIS系统通过调用数据库获取SCADA历史数据，通过调用SCADA动态链接库获取SCADA实时数据（如果通过调用数据库获取SCADA历史数据，将会造成GIS系统显示的SCADA数据刷新慢，与SCADA系统的实时数据不同步）。

采用这种方式，SCADA系统通过调用数据库获取GIS系统相关设备的属性信息，GIS系统无法向SCADA系统传递电网图形信息。在GIS系统每当电网图形发生变化时，需定期将其图形转换成为SCADA系统能识别的格式，供SCADA系统调用。多数SCADA集成开发商都各自采用自己的格式，SCADA系统必须让其开发商开发其接口来支持GIS系统转换的格式，并且对于SCADA系统，其电网的更新速度较慢。

4.2 组件化方式，即应用ActiveX技术，将GIS功能作为一个ActiveX控件对象嵌入SCADA中

在SCADA和GIS独立应用的基础上，采用ActiveX控件技术，将GIS平台的相应控件嵌入到SCADA系统中（如MapInfo平台的Mapx控件，Arcinfo平台的MapObjects控件），嵌入的控件为SCADA系统提供电网背景信息的显示。至于GIS的其它功能，如AM/FM（自动制图／设备管理）、地理图形的编辑维护，仍由专门的GIS应用来实现，SCADA系统自定义拓朴关系，与GIS系统共享台账数据库。

采用这一模式，较好的实现了配网SCADA系统和GIS系统配网图形显示的一体化问题，使得它们无需图形格式的转换，避免了图形转换造成的损失以及SCADA系统电网更新的延迟。

4.3 SCADA和GIS完全一体化的设计，通过同一平台选型方式

完全一体化的设计是指在基于企业级应用的电力AM/FM/GIS平台上，发挥AM/FM/GIS的开放图形界面和成熟电网模型的优势，集成SCADA系统的设计思想，保留其动态实时数据库的特点，通过同一平台选型方式，实现SCADA系统和GIS系统完全一体化的设计。

由于两者公用统一系统平台，不存在图形转换问题；以SCADA的设计思想，用GIS平台的电网建模工具，建立公用统一电网模型，避免了两者电网拓扑关系不一致的问题，导致在GIS环境下生成的电网，可直接转换成SCADA所需的系统接线图；由于两者拓扑关系的一致性，基于地理背景电网发生的变化，直接映射到SCADA所需的系统接线图上反映出来，解决了需多个运行班组同时维护的较大规模的配电网上基于地理背景电网发生的变化，而不能及时、自动的反映到SCADA状态下的问题；

综上所述，在此种方式下，已不存在完全意义上的GIS系统和SCADA系统，两者已完全融合的方式形成了具有配网自动化功能的配网设备管理系统。

5 结束语

本文首先简述了GIS系统和SCADA系统以及它们之间的关系。由GIS系统和SCADA系统的关系可知，只有SCADA系统与GIS系统的完全一体化才能实现一个静/动结合、图数并茂的完整全信息电网模型，并探讨了实现GIS系统和SCADA系统一体化的几种方式。