摘要：介紹了一個適用于地區(qū)電網配電管理系統(tǒng)(DMS)的支撐環(huán)境，該支撐環(huán)境采用了面向對象的設計思想和分布式的體系結構，具有可視化、智能化的特點。

關鍵詞：地區(qū)電網 DMS 面向對象 開放式系統(tǒng) 支撐平臺

1引言

隨著計算機技術和信息技術的發(fā)展，電力系統(tǒng)自動化水平也在不斷提高。近幾年來，國內電力公司對供電質量以及對用戶的服務水平提出了越來越高的要求。目前地區(qū)電網的SCADA系統(tǒng)都己投入運行使用，對保證電網運行的安全性、可靠性、經濟性起到了十分重要的作用。隨著城網和農網改造的進行，配電網的自動化水平也有了顯著提高，這為地區(qū)電網配電管理系統(tǒng)(DMS)中高級應用軟件的開發(fā)與應用創(chuàng)造了條件。而建立一個好的支撐環(huán)境對實現(xiàn)DMS的各項功能和性能都是至關重要的。本文設計開發(fā)的支撐環(huán)境可以為配電管理系統(tǒng)中的設備管理、自動作圖、用電管理、以及高級應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)境采用了面向對象和人工智能技術，具有智能化的分布式體系結構，因此系統(tǒng)的可維護性、可操作性、可重用性和交互性都得到了提高。

2支撐環(huán)境的設計思想

地區(qū)電網在結構和所承擔的任務方面與大電網有較大區(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：電網正常工作管理、事故分析和系統(tǒng)優(yōu)化運行，而它們當中又分別包含了一些完成具體功能的應用子模塊。

地區(qū)電網的主干網一般為110kV系統(tǒng)，配電網為10kV，網絡結構一般為輻射狀。由于地區(qū)電網內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。配電網的設備種類多，數(shù)量大，有一部分集中在變電站，大部分則分布在線路上，這些設備的信息采集較困難，目前還不可能將所有的信息經遙測傳送到控制中心，支撐環(huán)境在設計時應考慮到地區(qū)電網的特點。本文提出的支撐環(huán)境采用了以下設計思想：

(1)采用開放式系統(tǒng)結構

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，利用事件驅動和封裝的方法為應用軟件提供透明的標準接口，因此它是真正面向用戶開放的。

(2)采用面向對象的技術

面向對象技術己在軟件開發(fā)中成為一種趨勢，與以往的結構化技術相比，采用面向對象的設計思想可以保證系統(tǒng)的一致性、可靠性和擴充性，能夠更好地將具體事件抽象化，按功能實現(xiàn)模塊化設計。這些模塊相互獨立，可以分別設計，分別開發(fā)，分別編譯和調試，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、互感器，另外一部分為數(shù)據(jù)結構安排表、或動態(tài)測量數(shù)據(jù)等。這些都是DMS應用程序所需要的信息和數(shù)據(jù)。CIM運用統(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系。它被設計成一個完整的數(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)的基本結構設計

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、網絡拓撲和數(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程，系統(tǒng)運行狀況、網絡安全、數(shù)據(jù)傳輸進行管理;圖形編輯子系統(tǒng)用于繪制電網接線圖、地理結線圖、廠站主接線圖等，并進行數(shù)據(jù)錄入和實現(xiàn)圖形化管理;網絡拓撲分析為高級應用軟件提供所需的網絡模型，進行網絡結構的分析，判斷連通性，并進行動態(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)應用軟件的基礎，其質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行管理、對計算機系統(tǒng)、網絡設備實現(xiàn)控制與監(jiān)視、對系統(tǒng)不正常的工作狀態(tài)、程序的非正常運行等產生報警，以保證了系統(tǒng)的安全和可靠性;

(2)系統(tǒng)運行可以分為在線和不在線兩種工作狀態(tài)，實時態(tài)和研究態(tài)兩種運行方式，系統(tǒng)管理子系統(tǒng)應能保證不同狀態(tài)相互之間的安全切換和調用數(shù)據(jù)的正確性;

(3)保證分布式系統(tǒng)中各結點之間數(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，如組件種類繁多、接線復雜、重復性強等等，開發(fā)出適合電力系統(tǒng)圖形設計的圖形編輯系統(tǒng)。由于具有二次開發(fā)功能，因此對應用層的開放性很好，用戶可以將系統(tǒng)提供的控件和功能函數(shù)方便的嵌入到應用程序中。

由于圖形與數(shù)據(jù)庫關聯(lián)，實現(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)中的每一種設備對應一個實體，不同的實體屬于不同的圖層，這樣不僅方便管理各種設備，還可以實現(xiàn)分圖層顯示，根據(jù)應用需要顯示某一個或幾個圖層。

其主要功能

(1)能進行漫游，漫游自然平滑，具有輔助導航功能，因此在任何時候都可顯示完整的電網一次接線圖形，并可將實時數(shù)據(jù)同步顯示;

(2)可以任意變焦，并能保持實時數(shù)據(jù)與圖形和漢字同步變焦，在變焦放大圖形和實時數(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、方便的繪制電網單線圖、廠站一次結線圖，以及系統(tǒng)地理結線圖。可以實現(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)實際系統(tǒng)的運行狀況，或根據(jù)用戶定義，進行網絡跟蹤，以不同的顏色顯示出不同的運行狀態(tài);

(5)圖形中的元件屬性與系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫關聯(lián)，用戶可以在圖形上直接點擊電力設備的圖形符號，由信息框輸入數(shù)據(jù)。圖中的設備與數(shù)據(jù)庫中的記錄通過實體編號自動建立關聯(lián)關系。即添加、刪除或更改某個設備都會更新數(shù)據(jù)庫中的相應數(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，可測量點和點之間的距離，線路長度以及面狀圖的面積;

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