導(dǎo)語：地區(qū)電網(wǎng)環(huán)境研究分析論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：介紹了一個(gè)適用于地區(qū)電網(wǎng)配電管理系統(tǒng)（DMS）的支撐環(huán)境，該支撐環(huán)境采用了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思想和分布式的體系結(jié)構(gòu)，具有可視化、智能化的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：地區(qū)電網(wǎng)DMS面向?qū)ο箝_放式系統(tǒng)支撐平臺(tái)

1引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)自動(dòng)化水平也在不斷提高。近幾年來，國(guó)內(nèi)電力公司對(duì)供電質(zhì)量以及對(duì)用戶的服務(wù)水平提出了越來越高的要求。目前地區(qū)電網(wǎng)的SCADA系統(tǒng)都己投入運(yùn)行使用，對(duì)保證電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性起到了十分重要的作用。隨著城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)改造的進(jìn)行，配電網(wǎng)的自動(dòng)化水平也有了顯著提高，這為地區(qū)電網(wǎng)配電管理系統(tǒng)（DMS）中高級(jí)應(yīng)用軟件的開發(fā)與應(yīng)用創(chuàng)造了條件。而建立一個(gè)好的支撐環(huán)境對(duì)實(shí)現(xiàn)DMS的各項(xiàng)功能和性能都是至關(guān)重要的。本文設(shè)計(jì)開發(fā)的支撐環(huán)境可以為配電管理系統(tǒng)中的設(shè)備管理、自動(dòng)作圖、用電管理、以及高級(jí)應(yīng)用軟件提供公共信息模型（CIM）和數(shù)據(jù)，以及可視化的操作平臺(tái)。該支撐環(huán)境采用了面向?qū)ο蠛腿斯ぶ悄芗夹g(shù)，具有智能化的分布式體系結(jié)構(gòu)，因此系統(tǒng)的可維護(hù)性、可操作性、可重用性和交互性都得到了提高。

2支撐環(huán)境的設(shè)計(jì)思想

地區(qū)電網(wǎng)在結(jié)構(gòu)和所承擔(dān)的任務(wù)方面與大電網(wǎng)有較大區(qū)別，因此DMS與EMS在功能上也有所不同。配電管理系統(tǒng)的功能可以概括地歸納為三類：電網(wǎng)正常工作管理、事故分析和系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行，而它們當(dāng)中又分別包含了一些完成具體功能的應(yīng)用子模塊。

地區(qū)電網(wǎng)的主干網(wǎng)一般為110kV系統(tǒng)，配電網(wǎng)為10kV，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般為輻射狀。由于地區(qū)電網(wǎng)內(nèi)只裝有小容量的火電廠和水電廠，因此一般不考慮自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）以及穩(wěn)定等問題。配電網(wǎng)的設(shè)備種類多，數(shù)量大，有一部分集中在變電站，大部分則分布在線路上，這些設(shè)備的信息采集較困難，目前還不可能將所有的信息經(jīng)遙測(cè)傳送到控制中心，支撐環(huán)境在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到地區(qū)電網(wǎng)的特點(diǎn)。本文提出的支撐環(huán)境采用了以下設(shè)計(jì)思想：

（1）采用開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)具有開放式的接口，使用戶可以通過系統(tǒng)提供的接口函數(shù)根據(jù)需要增減功能模塊。開放系統(tǒng)具有較好的可移植性、可互操作性，利用事件驅(qū)動(dòng)和封裝的方法為應(yīng)用軟件提供透明的標(biāo)準(zhǔn)接口，因此它是真正面向用戶開放的。

（2）采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)

面向?qū)ο蠹夹g(shù)己在軟件開發(fā)中成為一種趨勢(shì)，與以往的結(jié)構(gòu)化技術(shù)相比，采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思想可以保證系統(tǒng)的一致性、可靠性和擴(kuò)充性，能夠更好地將具體事件抽象化，按功能實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)。這些模塊相互獨(dú)立，可以分別設(shè)計(jì)，分別開發(fā)，分別編譯和調(diào)試，具有較好的可重用性。用戶可以根據(jù)需要選擇功能模塊進(jìn)行組合。

（3）采用公共信息模型（CIM）

CIM是一個(gè)抽象模型，它包括了地區(qū)電網(wǎng)DMS中的所有主要對(duì)象類，其中大部分是對(duì)系統(tǒng)元件的描述，如變壓器、線路、開關(guān)、互感器，另外一部分為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)安排表、或動(dòng)態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)等。這些都是DMS應(yīng)用程序所需要的信息和數(shù)據(jù)。CIM運(yùn)用統(tǒng)一的建摸語言（UML）定義每個(gè)類的名稱、屬性，以及該類與其他類相互之間的關(guān)系。它被設(shè)計(jì)成一個(gè)完整的數(shù)據(jù)字典，可以給系統(tǒng)提供一個(gè)全面的邏輯視圖。

3系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

該支撐環(huán)境由四個(gè)子系統(tǒng)組成：系統(tǒng)管理、智能化圖形編輯、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蛿?shù)據(jù)庫(kù)管理。系統(tǒng)管理子系統(tǒng)對(duì)整個(gè)支撐環(huán)境的軟硬件配置和工作進(jìn)程，系統(tǒng)運(yùn)行狀況、網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行管理；圖形編輯子系統(tǒng)用于繪制電網(wǎng)接線圖、地理結(jié)線圖、廠站主接線圖等，并進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入和實(shí)現(xiàn)圖形化管理；網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治鰹楦呒?jí)應(yīng)用軟件提供所需的網(wǎng)絡(luò)模型，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的分析，判斷連通性，并進(jìn)行動(dòng)態(tài)著色；而數(shù)據(jù)庫(kù)管理子系統(tǒng)則是支撐系統(tǒng)的核心，是系統(tǒng)應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)，其質(zhì)量的好壞直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的功能。

3．1系統(tǒng)管理子系統(tǒng)

系統(tǒng)管理的主要作用是：

（1）對(duì)系統(tǒng)軟硬件的分布式配置進(jìn)行管理、對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實(shí)現(xiàn)控制與監(jiān)視、對(duì)系統(tǒng)不正常的工作狀態(tài)、程序的非正常運(yùn)行等產(chǎn)生報(bào)警，以保證了系統(tǒng)的安全和可靠性；

（2）系統(tǒng)運(yùn)行可以分為在線和不在線兩種工作狀態(tài)，實(shí)時(shí)態(tài)和研究態(tài)兩種運(yùn)行方式，系統(tǒng)管理子系統(tǒng)應(yīng)能保證不同狀態(tài)相互之間的安全切換和調(diào)用數(shù)據(jù)的正確性；

（3）保證分布式系統(tǒng)中各結(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)通信的可靠性避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象。

3．2圖形編輯子系統(tǒng)

我們針對(duì)電力系統(tǒng)的特點(diǎn)，如組件種類繁多、接線復(fù)雜、重復(fù)性強(qiáng)等等，開發(fā)出適合電力系統(tǒng)圖形設(shè)計(jì)的圖形編輯系統(tǒng)。由于具有二次開發(fā)功能，因此對(duì)應(yīng)用層的開放性很好，用戶可以將系統(tǒng)提供的控件和功能函數(shù)方便的嵌入到應(yīng)用程序中。

由于圖形與數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了圖形數(shù)據(jù)一體化，為用戶提供了一個(gè)可視化的操作平臺(tái)。在本系統(tǒng)中，電力系統(tǒng)中的每一種設(shè)備對(duì)應(yīng)一個(gè)實(shí)體，不同的實(shí)體屬于不同的圖層，這樣不僅方便管理各種設(shè)備，還可以實(shí)現(xiàn)分圖層顯示，根據(jù)應(yīng)用需要顯示某一個(gè)或幾個(gè)圖層。

其主要功能如下：

（1）能進(jìn)行漫游，漫游自然平滑，具有輔助導(dǎo)航功能，因此在任何時(shí)候都可顯示完整的電網(wǎng)一次接線圖形，并可將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步顯示；

（2）可以任意變焦，并能保持實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與圖形和漢字同步變焦，在變焦放大圖形和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)時(shí)像素不出現(xiàn)錯(cuò)位；

（3）圖形的生成和編輯簡(jiǎn)便、智能化，使用戶能快捷、方便的繪制電網(wǎng)單線圖、廠站一次結(jié)線圖，以及系統(tǒng)地理結(jié)線圖?？梢詫?shí)現(xiàn)各種塊操作、自定義圖形集。系統(tǒng)中存在各種電氣主接線形式的模板，用戶可以根據(jù)自己的需求選擇不同的接線形式，確定特征參數(shù)，如變壓器臺(tái)數(shù)，出線數(shù)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成主接線圖；

（4）具有動(dòng)態(tài)著色功能，根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，或根據(jù)用戶定義，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)跟蹤，以不同的顏色顯示出不同的運(yùn)行狀態(tài)；

（5）圖形中的元件屬性與系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián)，用戶可以在圖形上直接點(diǎn)擊電力設(shè)備的圖形符號(hào)，由信息框輸入數(shù)據(jù)。圖中的設(shè)備與數(shù)據(jù)庫(kù)中的記錄通過實(shí)體編號(hào)自動(dòng)建立關(guān)聯(lián)關(guān)系。即添加、刪除或更改某個(gè)設(shè)備都會(huì)更新數(shù)據(jù)庫(kù)中的相應(yīng)數(shù)據(jù)。對(duì)于大批量的資料錄入，也可通過表格形式直接輸入到數(shù)據(jù)庫(kù)；

（6）利用空間測(cè)量資料，可測(cè)量點(diǎn)和點(diǎn)之間的距離，線路長(zhǎng)度以及面狀圖的面積；

（7）具有操作是否合理的檢驗(yàn)功能，若違反操作規(guī)程，則禁止操作，并給出相應(yīng)的提示。

3．3網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?a href="http://www.dias-ktv.com/lunwen/dianzilunwen/wdzlw/200906/216678.html" target="_blank">分析子系統(tǒng)

在本系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治雠c圖形編輯、數(shù)據(jù)庫(kù)都有著直接的關(guān)聯(lián)，為各種高級(jí)應(yīng)用軟件提供了基本的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)資料。在電力系統(tǒng)中，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)比較大，節(jié)點(diǎn)比較多時(shí)，電力網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)量就非常大，節(jié)點(diǎn)編號(hào)也變得復(fù)雜繁瑣，容易出現(xiàn)人為錯(cuò)誤?；趫D形的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥酉到y(tǒng)的特點(diǎn)是當(dāng)開關(guān)狀態(tài)變化時(shí)可以自動(dòng)調(diào)用拓?fù)涑绦?，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)結(jié)線分析，自動(dòng)進(jìn)行節(jié)電編號(hào)，更新拓?fù)浣Y(jié)果資料。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)跟蹤功能，可以實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)接線圖上進(jìn)行開關(guān)的分、合，以及線路、變壓器等電氣設(shè)備的投、切操作，并自動(dòng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的帶電狀態(tài)分析、動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)著色、區(qū)域分割等。本系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渌惴ㄡ槍?duì)配電網(wǎng)多為輻射狀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，對(duì)每一個(gè)開關(guān)變位，首先檢查該開關(guān)是變電站開關(guān)還是饋線開關(guān)。如果是變電站開關(guān)變位，則在變電站內(nèi)執(zhí)行寬度優(yōu)先搜索，以確定站內(nèi)是否發(fā)生節(jié)點(diǎn)變化。如果是饋線開關(guān)斷開，則為該開關(guān)一側(cè)的節(jié)點(diǎn)分配一條新母線，如果饋線開關(guān)閉合，則將該開關(guān)兩側(cè)節(jié)電的母線合并為一條母線。這樣可大大提高網(wǎng)絡(luò)接線分析的速度和效率。

3．4數(shù)據(jù)庫(kù)管理子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫(kù)是配電網(wǎng)管理系統(tǒng)的核心，建立一個(gè)開放的、共享的、高效率的數(shù)據(jù)平臺(tái)是非常關(guān)鍵的，其質(zhì)量的好壞直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的功能，它是系統(tǒng)應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)庫(kù)模式有多種，如網(wǎng)絡(luò)型、層次型、關(guān)系型、面向?qū)ο笮偷?。采用面向?qū)ο蟮乃枷肱c方法來改善關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)，可稱為面向?qū)ο蟮年P(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。其特點(diǎn)是，便于實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο缶幊蹋∣OP），數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)清晰、簡(jiǎn)單、具有獨(dú)立性、自治性、維護(hù)方便、數(shù)據(jù)的重用率高。數(shù)據(jù)庫(kù)模式是否支持應(yīng)用系統(tǒng)的對(duì)象模型可以作為判斷其是否為面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)的基本出發(fā)點(diǎn)。因此應(yīng)用程序?qū)ο竽Ｐ拖驍?shù)據(jù)庫(kù)模式的映射是面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)鍵。

由于配電網(wǎng)系統(tǒng)模型是用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)來描述的，因此采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)象模型是由二維表及表間關(guān)系來實(shí)現(xiàn)的。也就是說，在建立了配電網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)象模型的基礎(chǔ)上采用了關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，而數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)采用了面向?qū)ο蟮募夹g(shù)。以配電網(wǎng)系統(tǒng)為例，配電設(shè)備多，對(duì)一個(gè)設(shè)備來說在不同的應(yīng)用中需要的信息也不同，有時(shí)還需要知道這個(gè)設(shè)備與其他設(shè)備的聯(lián)系?？梢詫⑴潆娫O(shè)備信息分為三級(jí)類別。第一級(jí)為配電設(shè)備的基本信息，提供的信息如設(shè)備名稱、編號(hào)、安裝地點(diǎn)等；第二級(jí)對(duì)各類設(shè)備再進(jìn)一步細(xì)分，如開關(guān)設(shè)備可進(jìn)一步細(xì)分為斷路器、熔斷器、重合器等，在這一級(jí)將分別描述它們更具體的信息，以及各類元件之間的相互聯(lián)系；第三級(jí)為設(shè)備的狀態(tài)信息，如開關(guān)設(shè)備有“斷開”、“閉合”狀態(tài)，變壓器、電容器組可分為“投入”、“切除”狀態(tài)等。

在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，不但要分析數(shù)據(jù)的基本屬性，還要分析數(shù)據(jù)的來源，如何使用，在那些應(yīng)用程序中使用，數(shù)據(jù)是全局的還是局部的，數(shù)據(jù)是穩(wěn)定的還是變化的等等。在地區(qū)電網(wǎng)，配電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量龐大，數(shù)據(jù)種類多，應(yīng)在對(duì)數(shù)據(jù)的屬性了解清楚的基礎(chǔ)上，把數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、組織。例如在實(shí)際應(yīng)用中，有些數(shù)據(jù)應(yīng)用范圍較小，相對(duì)獨(dú)立，可以稱之為局部數(shù)據(jù)，有些數(shù)據(jù)要被多個(gè)應(yīng)用程序使用，可稱為全局性數(shù)據(jù)，它們構(gòu)成了數(shù)據(jù)庫(kù)的主題結(jié)構(gòu)。

支撐系統(tǒng)要能為各種應(yīng)用程序提供所需要的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)用層是開放的，通用的。如在設(shè)備管理子系統(tǒng)中可以查詢到設(shè)備的臺(tái)帳和運(yùn)行、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)于潮流計(jì)算、短路電流計(jì)算、負(fù)荷預(yù)測(cè)、無功電壓優(yōu)化等高級(jí)應(yīng)用軟件，在網(wǎng)絡(luò)模型的基礎(chǔ)上由數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)根據(jù)不同的需求提供數(shù)據(jù)。

為了滿足電力網(wǎng)絡(luò)模型數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和應(yīng)用，本系統(tǒng)采用了性能優(yōu)越的的SQLSERVER大型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，它是一個(gè)多用戶的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，是一個(gè)安全的、可擴(kuò)展的、易管理、高性能的商用數(shù)據(jù)庫(kù)。

4結(jié)論

本文設(shè)計(jì)開發(fā)了一個(gè)適用于地區(qū)電網(wǎng)DMS的支撐系統(tǒng)，該系統(tǒng)由系統(tǒng)管理、圖形編輯、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治?、?shù)據(jù)庫(kù)管理四個(gè)子系統(tǒng)組成。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)為WindowsNT或Windows2000。該系統(tǒng)為應(yīng)用程序提供了一個(gè)開放的，可視化的、智能化的操作與數(shù)據(jù)平臺(tái)，用戶可以根據(jù)需要在該平臺(tái)上增減應(yīng)用程序。本系統(tǒng)的突出特點(diǎn)是：人機(jī)界面友好、操作簡(jiǎn)單方便、系統(tǒng)功能強(qiáng)大、模塊接口適用性強(qiáng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理方便。

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