专利名称：电网设备的数据管理系统及管理方法
技术领域：
本发明涉及电网设备的管理技术，尤其涉及电网设备的数据管理系统及管理方法。
背景技术：
电网公司作为典型的资产密集型企业，提高设备运营水平，延长资产生命周期已经成为降低企业成本，提高企业核心竞争力的重要手段。如何建立起设备实体的有效管理体系是电网企业一直以来思考的问题。现有技术当中，PMS 系统(power production management system，工程生产管理系统)以现代项目管理理论为基础，以投资控制为核心，以合同管理为纽带，以进度控制为主线，根据工程建设管理企业的业务范围和工作流程，实现工程各类数据和工作流程电子化、信息化，是对在建工程项目进行智能管理的信息系统，体现基建项目全过程管理，全方位管理，尤其是进度、质量、安全、造价管理。但是，PMS系统获得的信息不是面向对象的，因其数据来源复杂，数据时效性不一致导致数据管理混乱。现有技术当中，还有一种二维GIS系统(Geographic Information System，地理信息系统)，GIS中一幅地图包含的最基本的信息有两种空间信息和描述信息。前者反映了地理特征的位置和形状及特征间的空间关系，后者则反映了这些地理特征的一些非空间属性。例如，地图上的一个城市，其经纬度坐标属于空间信息，而城市名称、级别、人口等都属于描述性信息。点、线、面作为组成地图的三种基本元件，分别反映了不同的地图特征。 在地图上，一定的地图对象的地理特征及其非空间特性往往是用特定的符号同时反映出来的。但是，这种二维GIS系统中地理对象以抽象的符号表达，故表达能力有限，不能实现模型可视化管理和反映真实世界的情况。另外，二维GIS平台和三维设计成果脱节，不能兼容三维数据的完整、准确的移交。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电网设备的数据管理系统及管理方法，能够实现面向电网设备全生命周期管理，在三维GIS环境中实现电网设备的信息一体
化管理。本发明提供了电网设备的数据管理系统，包括电网设备数据模块，电网三维模型设计模块，与所述电网三维模型设计模块相连的运行环境信息集成模块，与所述运行环境信息集成模块相连的设备空间关系模块，与所述电网设备数据模块、所述电网三维模型设计模块、所述运行环境信息集成模块、所述设备空间关系模块分别相连的电网数据整合模块；
所述电网设备数据模块，用于对电网设备进行分类组织，对支路类、节点类电力设备进行分类识别，并将分类识别后的数据存储在电力设备属性数据库内；
所述电网三维模型设计模块，用于将各个电力设备的三维模型存储在电力设备模型数据库内，所述三维模型是根据真实的电网电力设备物理形态建立的；
所述运行环境信息集成模块，用于通过遥感影像数据、电子地形图数据和地理、地质图件信息对基础空间地理信息集成，获取电网运行环境的空间地理数据库；
所述设备空间关系模块，用于根据所述电网运行环境的空间地理数据库和设定的电网运行环境数学模型来分析所述电网电力设备三维模型的空间拓扑关系及组装方式，获取电网设备组装关系数据库；
电网数据整合模块，用于将所述电力设备属性数据库、所述电力设备模型数据库、所述电网运行环境的空间地理数据库和所述电网设备组装关系数据库进行整合集成，形成面向电网全生命周期管理的数据模型组织系统。相应地，本发明还提供了电网设备的数据管理系统的管理方法，包括
对电网设备进行分类组织，对支路类、节点类电力设备进行分类识别，并将分类识别后的数据存储在电力设备属性数据库内；
将各个电力设备的三维模型存储在电力设备模型数据库内，所述三维模型是根据真实的电网电力设备物理形态建立的；
通过遥感影像数据、电子地形图数据和地理、地质图件信息对基础空间地理信息集成， 获取电网运行环境的空间地理数据库；
根据所述电网运行环境的空间地理数据库和设定的电网运行环境数学模型来分析所述电网电力设备三维模型的空间拓扑关系及组装方式，获取电网设备组装关系数据库；
将所述电力设备属性数据库、所述电力设备模型数据库、所述电网运行环境的空间地理数据库和所述电网设备组装关系数据库进行整合集成，形成面向电网全生命周期管理的数据模型组织系统。实施本发明，具有如下有益效果
本发明为研究和解决设备管理过程中遇到的问题，提出了电网全生命周期的数据管理方法，该方法将电力设备属性的基本数据、电力设备的三维模型、三维GIS环境中实现的空间地理信息数据、远程监控设备、调度运行数据、电网设备组装关系数据的一体化集成管理，解决全生命周期管理中遇到的数据分散、来源多样、规范不一致等问题。另外，本发明实现组件化、可拆分的数据组织方式，以避免建立大而全、大而粗的全生命周期管理系统，为今后建设专业化、小型化的全生命周期管理节点专业系统而打下基础。
发明内容
图1是本发明电网设备的数据管理系统的结构示意图2是本发明电网设备的数据管理系统的电网设备数据模块的示意图； 图3是电网设备数据模块的电力设备属性数据库结构示意图； 图4是本发明电网设备的数据管理系统的电网数据整合模块示意图； 图5是本发明电网设备的数据管理系统的管理方法流程图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。CN 102411764 A
说明书
3/5页图1是本发明电网设备的数据管理系统的结构示意图，包括电网设备数据模块， 电网三维模型设计模块，与所述电网三维模型设计模块相连的运行环境信息集成模块，与所述运行环境信息集成模块相连的设备空间关系模块，与所述电网设备数据模块、所述电网三维模型设计模块、所述运行环境信息集成模块、所述设备空间关系模块分别相连的电网数据整合模块。所述电网设备数据模块，用于对电网设备进行分类组织，对支路类、节点类电力设备进行分类识别，并将分类识别后的数据存储在电力设备属性数据库内。传统的电力设备数据库只记录了对象的属性值，但对于实际中各种电力设备之间存在着的继承、组合等其它关系不能精确进行描述。本发明的工作成果是根据电网设备特性，按相关国家标准和南电标准构建了具有树状结构的电气设备分类方法，采用面向对象程序设计中的类继承机制，实现了一种对具有树状关系的电气设备对象分类设计方案。具体地，所述分类设计方案分为特定种类的电力设备的共同属性和所有电力设备的基类属性，例如一个双绕组变压器类用于描述一个双绕组变压器的共同属性。电网元件类包括三维物理模型、物理参数模型、电气参数模型和操作模拟程序自驱动模块。所有电力设备的基类属性，包含所有的电力设备都具有的参数，如设备名称、设备编号、设备类型和位置。在树状电力设备分类中，由于所有的电力设备类均继承于电力设备基本类，系统可把不同种类的电力设备类对象视为一个电力设备基本类对象处理。所述电网三维模型设计模块，用于将各个电力设备的三维模型存储在电力设备模型数据库内，所述三维模型是根据真实的电网电力设备物理形态建立的。在本发明中，依据电网电力设备的特征，采用现有的方法设计的各个电力设备的三维模型。将各个电网设备设置成三维组件式模型，在电网建设过程中，针对不同研究领域、不同区域、不同项目、不同电网建设阶段的实际建设方案，可按照具体的电网设备属性数据对可视化的高精度三维模型进行实时动态组织。具体地，可采用AUTOCAD或3D-max软件进行绘制。
所述运行环境信息集成模块，用于通过遥感影像数据、电子地形图数据和地理、地质图件信息对基础空间地理信息集成，获取电网运行环境的空间地理数据库。所述设备空间关系模块，用于根据所述电网运行环境的空间地理数据库和设定的电网运行环境数学模型来分析所述电网电力设备三维模型的空间拓扑关系及组装方式，获取电网设备组装关系数据库。所述电网设备组装关系数据库具体包括组装、网络拓扑、线性参考、卷宗管理和时间序列等关系对象。组装建立电网、设备、模型文件之间的对应关系，存储设备安装基本信息；网络拓扑建立电网线路与结点、道路线路与结点之间的关系；线性参考建立电网线路与结点、借点、交叉跨越、走廊离线事件的关系；卷宗管理建立项目、资料、电网之间的关系；时间序列建立不同时间跨度内，电网与项目、项目不同阶段之间的序列关系。本发明集成管理电力设备的几何图形、三维模型、资料、设备属性和设备运行、设备检测信息，同时能够实现对复杂电力设备的多级组装关系的管理。将不同的电力设备抽象为不同的对象，将与之相关的图形、设备属性、资料进行一体化管理，集成管理电网设备的不同表现方式、组装方法、多维度属性信息。电网数据整合模块，用于将所述电力设备属性数据库、所述电力设备模型数据库、所述电网运行环境的空间地理数据库和所述电网设备组装关系数据库进行整合集成，形成面向电网全生命周期管理的数据模型组织系统。图2是本发明电网设备的数据管理系统的电网设备数据模块的示意图，图2是图 1中所述电网设备数据模块的具体示意图，包括
物理属性单元，用于存储电网设备的基本物理属性，所述基本物理属性包括空间位置、 设备型号、生产厂商、供应商、使用寿命；
显示属性单元，用于存储所述电网设备在运行过程中的显示特征，所述显示特征包括高亮、闪烁；
运行状态单元，用于记录所述电网设备目前的运行状况，包括正常投运、停运检修； 关联属性单元，用于记录所述电网设备与其它电力设备之间的关联、组装关系。图3是电网设备数据模块的电力设备属性数据库结构示意图，下面结合图3具体阐明电力设备属性数据库。与传统的电力数据库不同的是，本发明的电力设备属性数据库除了记录了空间位置、设备型号等物理属性之外，还整合了设备与设备之间的关联关系、组装关系等关联属性的数据，从而实现了对电网设备的空间立体化统一管理。另外，为了达到实时管理的目的， 在本电力设备属性数据库中还加入了运行状态的数据信息，及时更新数据，为决策者提供一手的资料信息。最后，该数据库是开放式的，可以允许扩展其他相关属性，为以后的系统升级产品优化做好准备。图4是本发明电网设备的数据管理系统的电网数据整合模块示意图，图4是图1 中所述电网数据整合模块的具体结构示意图，包括
展示单元，用于按照具体的电网设备属性数据对可视化的高精度三维模型进行实时动态分类组合，在三维场景下实现电网电力设备的三维可视化渲染过程中，将所述电力设备属性数据库和所述电力设备模型数据库内的数据结合起来，进行展示；
与所述展示单元相连的编辑单元，用于编辑所展示的电力设备属性模型和三维模型； 与所述编辑单元相连的数据移交单元，用于在电网设备维护的过程中，传输所述电力设备属性模型和所述三维模型给各方电网管理者。在本发明中，依据电网电力设备的特征，采用面向对象方法设计的三维模型包含了各种不同属性特征的三维组件式模型。在电网建设过程中，针对不同研究领域、不同区域、不同项目、不同电网建设阶段的实际建设方案，可按照具体的电网设备属性数据对可视化的高精度三维模型进行实时动态分类组合，在三维场景下实现电网电力设备的三维可视化渲染过程中，将电力设备属性模型和三维模型结合起来，同时进行数据的展示和编辑操作，并支持对编辑后的电网电力设备属性模型数据库和三维模型数据库进行一体化的数据移交。在电网设备维护的过程中，传输所述电力设备属性模型和所述三维模型给各方电网管理者，有利于各方电网管理者对该数据模型组织系统进一步完善，并借助该数据模型组织系统对电网设备进行全方位、有效的管理。图5是本发明电网设备的数据管理系统的管理方法流程图，包括
SlOl 对电网设备进行分类组织，对支路类、节点类电力设备进行分类识别，并将分类识别后的数据存储在电力设备属性数据库内；
S102:将各个电力设备的三维模型存储在电力设备模型数据库内，所述三维模型是根据真实的电网电力设备物理形态建立的；
S103 通过遥感影像数据、电子地形图数据和地理、地质图件信息对基础空间地理信息集成，获取电网运行环境的空间地理数据库；
S104:根据所述电网运行环境的空间地理数据库和设定的电网运行环境数学模型来分析所述电网电力设备三维模型的空间拓扑关系及组装方式，获取电网设备组装关系数据库；
S105:将所述电力设备属性数据库、所述电力设备模型数据库、所述电网运行环境的空间地理数据库和所述电网设备组装关系数据库进行整合集成，形成面向电网全生命周期管理的数据模型组织系统。如图5所示的电网设备的数据管理系统的管理方法，其中步骤SlOl具体包括 将电网设备的基本物理属性存储到所述电力设备属性数据库内；
将所述电网设备在运行过程中的显示特征存储到所述电力设备属性数据库内； 将所述电网设备目前的运行状况记录到所述电力设备属性数据库内； 将所述电网设备与其它电力设备之间的关联、组装关系记录到所述电力设备属性数据库内。如图5所示的电网设备的数据管理系统的管理方法，其中步骤S105之后还包括 按照具体的电网设备属性数据对可视化的高精度三维模型进行实时动态分类组合，在
三维场景下实现电网电力设备的三维可视化渲染过程中，将所述电力设备属性数据库和所述电力设备模型数据库内的数据结合起来，进行展示； 编辑所展示的电力设备属性模型和三维模型；
在电网设备维护的过程中，传输所述电力设备属性模型和所述三维模型给各方电网管理者。以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
权利要求
1.一种电网设备的数据管理系统，包括电网设备数据模块，电网三维模型设计模块，与所述电网三维模型设计模块相连的运行环境信息集成模块，与所述运行环境信息集成模块相连的设备空间关系模块，与所述电网设备数据模块、所述电网三维模型设计模块、所述运行环境信息集成模块、所述设备空间关系模块分别相连的电网数据整合模块；所述电网设备数据模块，用于对电网设备进行分类组织，对支路类、节点类电力设备进行分类识别，并将分类识别后的数据存储在电力设备属性数据库内；所述电网三维模型设计模块，用于将各个电力设备的三维模型存储在电力设备模型数据库内，所述三维模型是根据真实的电网电力设备物理形态建立的；所述运行环境信息集成模块，用于通过遥感影像数据、电子地形图数据和地理、地质图件信息对基础空间地理信息集成，获取电网运行环境的空间地理数据库；所述设备空间关系模块，用于根据所述电网运行环境的空间地理数据库和设定的电网运行环境数学模型来分析所述电网电力设备三维模型的空间拓扑关系及组装方式，获取电网设备组装关系数据库；电网数据整合模块，用于将所述电力设备属性数据库、所述电力设备模型数据库、所述电网运行环境的空间地理数据库和所述电网设备组装关系数据库进行整合集成，形成面向电网全生命周期管理的数据模型组织系统。
2.根据权利要求1所述的电网设备的数据管理系统，其特征在于，所述电网设备数据模块具体包括物理属性单元，用于存储电网设备的基本物理属性，所述基本物理属性包括空间位置、 设备型号、生产厂商、供应商、使用寿命；显示属性单元，用于存储所述电网设备在运行过程中的显示特征，所述显示特征包括高亮、闪烁；运行状态单元，用于记录所述电网设备目前的运行状况，包括正常投运、停运检修； 关联属性单元，用于记录所述电网设备与其它电力设备之间的关联、组装关系。
3.根据权利要求1或2所述的电网设备的数据管理系统，其特征在于，所述电网数据整合模块具体包括展示单元，用于按照具体的电网设备属性数据对可视化的高精度三维模型进行实时动态分类组合，在三维场景下实现电网电力设备的三维可视化渲染过程中，将所述电力设备属性数据库和所述电力设备模型数据库内的数据结合起来，进行展示；与所述展示单元相连的编辑单元，用于编辑所展示的电力设备属性模型和三维模型； 与所述编辑单元相连的数据移交单元，用于在电网设备维护的过程中，传输所述电力设备属性模型和所述三维模型给各方电网管理者。
4.一种电网设备的数据管理系统的管理方法，其特征在于，包括对电网设备进行分类组织，对支路类、节点类电力设备进行分类识别，并将分类识别后的数据存储在电力设备属性数据库内；将各个电力设备的三维模型存储在电力设备模型数据库内，所述三维模型是根据真实的电网电力设备物理形态建立的；通过遥感影像数据、电子地形图数据和地理、地质图件信息对基础空间地理信息集成， 获取电网运行环境的空间地理数据库；根据所述电网运行环境的空间地理数据库和设定的电网运行环境数学模型来分析所述电网电力设备三维模型的空间拓扑关系及组装方式，获取电网设备组装关系数据库；将所述电力设备属性数据库、所述电力设备模型数据库、所述电网运行环境的空间地理数据库和所述电网设备组装关系数据库进行整合集成，形成面向电网全生命周期管理的数据模型组织系统。
5.根据权利要求4所述的电网设备的数据管理系统的管理方法，其特征在于，所述对电网设备进行分类组织，对支路类、节点类电力设备进行分类识别，并将分类识别后的数据存储在电力设备属性数据库内的步骤，具体包括将电网设备的基本物理属性存储到所述电力设备属性数据库内； 将所述电网设备在运行过程中的显示特征存储到所述电力设备属性数据库内； 将所述电网设备目前的运行状况记录到所述电力设备属性数据库内； 将所述电网设备与其它电力设备之间的关联、组装关系记录到所述电力设备属性数据库内。
6.根据权利要求4或5所述的电网设备的数据管理系统的管理方法，其特征在于，在所述形成面向电网全生命周期管理的数据模型组织体系的步骤之后，还包括按照具体的电网设备属性数据对可视化的高精度三维模型进行实时动态分类组合，在三维场景下实现电网电力设备的三维可视化渲染过程中，将所述电力设备属性数据库和所述电力设备模型数据库内的数据结合起来，进行展示； 编辑所展示的电力设备属性模型和三维模型；在电网设备维护的过程中，传输所述电力设备属性模型和所述三维模型给各方电网管理者。
全文摘要
本发明公开了电网设备的数据管理系统及管理方法。该系统包括电网设备数据模块，电网三维模型设计模块，与所述电网三维模型设计模块相连的运行环境信息集成模块，与所述运行环境信息集成模块相连的设备空间关系模块，与所述电网设备数据模块、所述电网三维模型设计模块、所述运行环境信息集成模块、所述设备空间关系模块分别相连的电网数据整合模块。采用本发明，提出了电网全生命周期的数据管理方法，解决全生命周期管理中遇到的数据分散、来源多样、规范不一致等问题。电网全生命周期管理对电网全过程信息进行智能化管理，贯穿系统规划、勘测设计、施工建设、运营维护及设备报废各阶段。
文档编号G06Q50/06GK102411764SQ20111023195
公开日2012年4月11日 申请日期2011年8月15日 优先权日2011年8月15日
发明者曾强, 李小稳, 李行义, 汤坚, 潘屹峰, 王东甫, 王庭松, 苗璘, 许少淦, 赵阅兵, 雷伟刚, 马海毅, 黄旭丹, 黄春晖 申请人:广东省电力设计研究院