[发明专利]输变电工程三维辅助初步设计系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及三维地理信息系统（3DGIS，Geographic Information System），具体涉及一种应用于电力系统的输变电工程三维辅助初步设计系统及方法。

背景技术

在电网建设中，输电线路路径选择和变电站站址规选是输变电工程初步设计阶段的重要内容，直接关系到工程的经济技术指标，影响工程建设投资和运维效益。

高压输电线路设计是按照一定的设计原则选择一条从电厂到变电站之间的最优输电线路。按照输电线路设计要求，在设计最优线路时往往要求设计人员对线路跨区内的地形、地貌、地物、地质情况和已投运的输电线路非常了解。传统的设计方法很难解决这个问题，目前初步设计阶段进行选线和排杆的传统作业模式一般由3 步组成：

（1）室内选择路径方案。设计人员根据可研文件拟定的线路路径方案，收集路径沿线地区的1:10000 或1:50000 地形图、城镇规划图等资料，然后在地图上选择出线路路径方案，并生成线路路径方案地图。

（2）现场选择路径方案。利用内业形成的路径方案地图对沿线进行踏勘，重点是对影响路径方案的规划区、协议区、拥挤地段、大档距、重要交叉跨越及地形、地质复杂地段进行踏勘，发现对路径有影响的地物(房屋、道路、工矿区、军事设施等)、地貌与地图不符时，进行调绘、修改和补测。根据踏勘成果对线路路径方案进行调整修改，或重新选择新的路径方案。

（3）室内预排杆位。根据杆塔的使用条件、沿线的地形地质条件，规划区或协议区的要求等，在线路路径图上预排出杆塔位置、杆塔类型、杆塔高度。

这种做法存在着明显的不足之处：①地形图现势性差，由于成图年代较早，已不能真实反应地貌现状；②地形图的可视性差，传统图纸以等高线及高程点来表示三维信息，不能够直观判读；③搜集到的各种地图资料在文件格式、坐标系统等方面不统一，为综合使用带来不便；④现场踏勘主要采用精度较低的目测，在一些关键地段、重要地物处容易留下路径隐患；⑤因无断面数据，设计人员只能靠经验在地图上进行排杆，设计的深度和质量难以保证。

专利号为201010278704.7，发明名称为“应用于电力系统的地理信息系统及提高显示效率的方法”，该专利通过可定制化的组件提供一种可定制化、可灵活扩展的地理信息系统，提高GIS图形的显示效果及显示效率，并没有涉及到输电线路设计方面的内容，而本发明的目的是为了解决当前输电线路初步设计方法的不足而建设的，两者有本质的不同。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于电力系统的可以提高输电线路路径选择和变电站站址规选效率的三维软件系统及方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种输变电工程三维辅助设计系统，它包括：

数据存储单元，用于存储和管理各类型的输变电工程设计所需参考的空间数据和非空间数据；

输变电工程典型模型库单元，结合实际输变电工程设计，存储具有代表意义的各类型输变电设备三维模型；

数据交换接口，用于输入输出输电线路设计杆塔优化排位软件数据格式；

三维渲染引擎单元，用于创建、加载和渲染三维场景；

空间分析单元，用于提供空间量测与空间分析功能。

所述数据存储单元包括：海量数据存储组件，结合面向对象数据库技术，存储各类型空间数据与非空间数据；数据动态调度组件：将空间数据与非空间数据建立索引，根据三维场景地理范围快速查询各类信息。

所述空间数据与非空间数据包括：空间数据存储组件：包括高分辨率影像、DEM、电网专题图，路网、行政区划、水系和地名库；非空间信息存储组件：包括与空间数据关联的属性信息及其对接关系信息。

所述输变电工程典型模型库单元包括：输电线路设备三维模型：按电压等级进行分类，包括铁塔模型、绝缘子串模型、金具模型和间隔棒模型；变电设备三维模型：按电压等级进行分类，包括主要一次设备，主变压器、断路器、隔断开关和避雷器。

所述数据交换接口包括：道亨杆塔优化排位软件接口及文件、和TL杆塔优化排位软件接口及文件。

所述三维渲染引擎单元包括大范围三维地理环境创建模块、和输变电设备三维模型加载、渲染模块。

所述空间分析单元包括距离量算模块、面积量算模块、淹没分析模块、路网分析模块和填土挖方分析模块。