输电线路数据库设计与应用分析

输电线路数据库设计与应用分析

王鹏

（陕西省地方电力设计有限公司陕西西安710075）

摘要：本文浅述了输电线路及其数据库设计的重要性，由浅入深介绍了各数据库及其用途，最后重点分析了基于地理信息系统应用的数据库的设计及其应用情况。为地理信息系统及计算机辅助设计系统在输电线路设计运行维护方面提供有力的支持。

关键词：输电线路；数据库；设计；应用

0引言

输电线路是电力系统的重要组成部分，被称为电力工业的大动脉。输电线路的设计是输电线路规划、建设、运行、检修、营销工作的关键一步，起着重要的基础作用。

然而，输电线路设计涉及许多勘察测量数据、气象数据、架空线数据、电缆线数据、杆塔数据绝缘子数据、金具及附件数据，基础形式及有关数据需要人工算，计算量大数据储存量大。

由于输电线路数量及用电负荷的不断增加和电网运行方式的不断变化，利用传统方式来管理输电线路的勘察与设计数据，难以确保输电线路勘察与设计数据，难以确保输电线路信息的准确性，无法获得最精准的设计方案。

地理信息系统（GIS系统）广泛应用于电力系统中，其数据量更是繁多。

因此，需使用计算机数据库技术来管理分析处理这些数据。

1输电线路的数据情况及使用数据库软件的重要性

在输电线路勘察设计中，设计人员会遇到大量的数据计算。随着计算机的普及，数据库技术被广泛应用于数据处理中。

输电线路数据有以下特点：（1）气象条件因素复杂，涉及很多电力导线力学的有关计算，涉及大量的求解状态方程等数值计算，手工计算工作量非常大，因此适合计算机进行计算；（2）功能计算多，且相互之间大量数据关联，少部分的计算比较独立，适宜用数据库和面向对象编程技术进行处理。（3）输电线路设计时，气象数据、导线参数、地线参数等需要大量查询，人工查询很费时费力。计算机数据库的查询功能是很好选择。（4）输电线路设计计算完成后输出大量的数据，包括图形数据，数据的统计和图形绘制是很费时费力，用计算机数据库技术进行处理则是很方便的。（5）输电线路设计完成后，需用一定的计算机前置程序对数据进行管理，从数据库中获取数据，以便更好地为以后运行、维护提供可靠保证。

2数据库与数据库管理系统

数据库是以一定的组织方式储存在计算机内的相互有关的数据整体。数据、数据库、数据库管理系统和数据库系统是与数据库技术密切相关的四个基本概念。

数据库，顾名思义是存放数据的仓库，数据库中的数据具有较少的余度，不同的用户可以使用同一数据库中自己所需要的子集，从而实现了数据共享。

数据库的查询是指将数据库中的表按照他们之间的关系组合而成的具有实际使用意义的表。

查询的创建是通过SQL（结构化查询语言）来完成的。

数据库系统的核心是数据库管理系统，可以建立、使用、修改和维护数据库中数据。

输电线路设计使用的数据库一般为关系型数据库，通常使用的关系型数据库分为两类：一是文件数据库，如Access、Foxpro、Paradox、dBase等，二是客户/服务器数据库，如SQLServer、Oracle、Sybase等。

一般大部分小型的单机使用的都是文件数据库，客户/服务器结构是最典型的分布式应用结构，其应用程序分两部分。

输电线路的设计一般使用基于Windows操作系统的Access数据库，比较普及；而dBase或FoxBase数据库是基于DOS操作系统的。

地理信息系统（GIS系统）应用于输电线路设计与运行维护等领域后，需要存储并处理大量数据，甚至需要多台计算机共同处理。这时需要选择客户/服务器型数据库进行处理。

3输电线路数据库设计与应用

输电线路数据库设计包括基础数据库设计和工程数据库设计两部分。其中，基础数据库是指与具体线路工程无关的线路设计通用数据库，输电线路设计的通用数据一般有架空线路数据、气象数据、杆塔有关数据、绝缘子有关数据、金具及附件数据、基础形式及有关数据，通常组成相应的数据库。

工程数据库是指与某一具体工程有关的设计数据的集合。任何与该工程有关的计算、绘图工作均可利用工程数据库中的数据，工程数据库中的大部分由相应应用软件根据基础数据库生成，特殊情况可以直接录入。例如，根据基础数据库可生成设计用气象条件数据库，根据导线基础数据库生成导线参数库。

输电线路数据库设计数据根据其数据量大小及应用范围，可选用不同的数据库系统作为数据库使用。

3.1Excel数据库

Excel是MicrosoftOffice组件中的一款中文电子表格软件。Excel不仅有强大的数据处理与分析功能，还具有300多个功能函数，函数组合与嵌套使用可实现多种应用。同时，Excel也可以做数据库使用。

Excel提供了12个数据库函数，当需要分析数据清单中的数值是否符合特定条件时，可以使用数据库函数。

使用Excel的数据处理与分析功能和数据库可用于输电线路基础数据的计算，例如，获取基础分坑及根开数据，要根据基础的型式及基础与铁塔的连接方式，然后在Excel中设定相应公式求解。

其次，运用Excel应用功能调用Excel数据库内数据实现应用可简化输电线路常用测量数据计算，大大提高工作效率，简化计算过程和方法，便于操作人员使用。

Excel还可以计算交叉跨越测量、弧垂测量、导线数据、横担数据、绝缘子数据、悬垂线夹耐张线夹数据、防振锤数据等。各计算相对比较独立，有一定的灵活性，与专业的数据库相比，显得简单、直观，具有一定的灵活性。特别是输电线路工程材料计算与统计。当储存或计算数据量比较大时，必须使用专业的数据库，以便实现更高级的应用。

3.2使用VB6.0与Access数据库

Access是MicrosoftOffice组件中的一款数据库应用软件，是一种关系型数据库，由一系列表组成，表又由一系列行和列组成。表与表之间可以建立关联，以便查询相关联的信息。Access数据库以文件形式保存，由表、查询、窗体、报表、宏和模块6种对象组成。

使用Access数据库进行输电线路设计还需要使用VisualBasic6.0（VB6.0）作为前台控制程序。VB6.0中数据库编程的实质是追寻数据访问对象。

使用Access可以无需编写程序代码，仅通过直观的可视化操作即可完成大部分数据的管理工作。Access数据库提供许多可视化操作工具（如表格生成器、查询设计器、窗体设计器、报表设计器）和向导。

应用VB6.0强大的菜单、窗口功能建立用户界面，结合Access数据库强大的功能设计输电线路数据库应用。大大提高输电线路设计与运行水平。

Access数据库储存的输电线路数据可借助VB6.0的ADO数据库访问技术获取，转换为Excel数据，或转换为Oracle、SQLServer等大型数据库格式，实现数据交换与共享。是成熟的输电线路数据库设计软件。

Access数据库表可以单独建立，也可以将上述Excel数据库中的各输电线路基础数据表和参数数据表转换为Access数据库表，因为Excel具有快速的数据填充与输入功能，可直接进行一般数据处理与分析，这一点是其他数据库软件无法与之相比的。

3.3基于地理信息系统应用的数据库设计

GPS、RS、GIS（简称三S）系统应用于输电线路设计与运行中，其中，地理信息系统（GIS系统）在输电线路设计及应用，确保输电线路勘察与设计数据的准确性，提高了输电线路设计与运行效率。

输电线路设计、运行管理过程中涉及大量数据，且数据关系复杂，类别繁多。

基于GIS系统的输电线路设计与运行系统有以下特点：（1）涉及面广，数据量大；（2）数据参数繁多；（3）设备参数有多；（4）各类数据间存在大量交叉调用。

GIS系统的一般流程是：信息输入、数据处理、数据库管理、空间分析（查询）、可视化表达（地图、三维地图、多媒体）。

基于GIS系统的输电线路设计与运行系统应建立相关数据库及数据库管理系统。GIS系统涉及的数据大致分为空间数据和非空间数据；其中，非空间数据包括前面提到的基础数据和工程数据。

空间数据库设计主要是对背景地图和输电专用地图的更新和修改。背景地图与输电专用地图按需要分为多个层次，实现统一。

属性数据库设计分空间属性数据库设计和非空间属性数据库设计。非空间属性数据内容相当繁多，主要涉及以下数据：线路设计有关气象条件、导地线参数、各种比载、使用应力、临界档距、弧垂、金具、接地装置、杆塔、拉线等有关数据；线路运行有关数据；线路检修有关数据；图形数据；还有其他包括备品备件、运行人员等数据。

关系数据库选用目前常用的SQLServer数据库，它具有强大的数据库管理功能，几乎可以在所有计算机平台上运行，采用了一系列新技术。

SQLServer数据库功能完善，操作简单，安全性好，适合查询系统数据库开发。并且它可以储存海量的数据。

工程数据库一般需要相关的管理和计算程序生成，可采用VB6.0等可视化语言编写。VB6.0不仅具有良好的用户开发界面，而且带有强大的数据库设计功能，在VB6.0环境下，结合ADO技术可方便地实现数据库访问，操作SQLServer数据库。SQL语言是数据库的通用语言，实现各数据库之间的数据转换。可将SQLServer数据库的数据转换为Excel、Access数据库实现输电线路工程设计与预算等多方面的应用。

最后，在GIS系统应用的基础上可以尝试与电力系统其他应用数据库实现数据连接，实现数据共享。为基于网络编程的安全生产管理系统和输电线路运行管理提供更大的数据支持。

4结束语

输电线路设计、运行维护因其数据储存量大、计算量大而需计算机进行管理，结合当今数据库管理系统与应用技术，根据实际情况设计选用各类数据库及数据库管理系统进行输电线路数据管理是十分必要的。不断完善地理信息系统及计算机辅助设计系统，使其在电力系统各个领域等到更加广泛的应用。为实现电网安全、稳定、可靠运行做出贡献！

参考文献:

1、《架空输电线路设计》，中国电力出版社，孟遂民，孔伟，2007年。

2、《35-110kV输电线路设计》，水利水电出版社，许建安，2007年。

3、《Excel数据处理与分析》，北京：清华大学出版社，杨诚杨阳，2014年。

4、《VisualBasic6.0程序设计教程》，西北工业大学出版社，杜春玲郭施炜，2009年。

作者简介：王鹏（1976-），男，大学本科学历，主要从事35—110kV输电线路勘察设计等工作；电子邮箱——

研究方向：电网规划及输电线路勘察设计。