摘要：介紹了一個適用于地區(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?開放式系統(tǒng) 支撐平臺

1引言

隨著計算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)自動化水平也在不斷提高。近幾年來，國內(nèi)電力公司對供電質(zhì)量以及對用戶的服務(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)中高級應(yīng)用軟件的開發(fā)與應(yīng)用創(chuàng)造了條件。而建立一個好的支撐環(huán)境對實(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、自動作圖、用電管理、以及高級應(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。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)遙測傳送到控制中心，支撐環(huán)境在設(shè)計時應(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，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。這些模塊相互獨(dú)立，可以分別設(shè)計，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是一個抽象模型，它包括了地區(qū)電網(wǎng)DMS中的所有主要對象類，其中大部分是對系統(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、或動態(tài)測量數(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)計成一個完整的數(shù)據(jù)字典，可以給系統(tǒng)提供一個全面的邏輯視圖。

3系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計

該支撐環(huán)境由四個子系統(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)庫管理。系統(tǒng)管理子系統(tǒng)對整個支撐環(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)浞治鰹楦呒墤?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)行動態(tài)著色;而數(shù)據(jù)庫管理子系統(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)對系統(tǒng)軟硬件的分布式配置進(jìn)行管理、對計算機(jī)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實(shí)現(xiàn)控制與監(jiān)視、對系統(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)計的圖形編輯系統(tǒng)。由于具有二次開發(fā)功能，因此對應(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，為用戶提供了一個可視化的操作平臺。在本系統(tǒng)中，電力系統(tǒng)中的每一種設(shè)備對應(yīng)一個實(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)用需要顯示某一個或幾個圖層。

其主要功能

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

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

(3)圖形的生成和編輯簡便、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。可以實(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)，如變壓器臺數(shù)，出線數(shù)，系統(tǒng)會自動生成主接線圖;

(4)具有動態(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，由信息框輸入數(shù)據(jù)。圖中的設(shè)備與數(shù)據(jù)庫中的記錄通過實(shí)體編號自動建立關(guān)聯(lián)關(guān)系。即添加、刪除或更改某個設(shè)備都會更新數(shù)據(jù)庫中的相應(yīng)數(shù)據(jù)。對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;

(6)利用空間測量資料，可測量點(diǎn)和點(diǎn)之間的距離，線路長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。