電網調度微機開票系統的研究和開發(fā)

針對電網調度微機開票系統研究和開發(fā)基本屬于空白的現狀，本文提出了一種適合于電網調度微機開票系統研究和開發(fā)的新方法。該方法以網絡圖論和坐標定位的設計思想為理論基礎，通過面向對象的編程語言實現軟件系統的功能要求；文中將先后介紹軟件系統的理論基礎及其軟件系統的功能和面向對象語言的編程實現。目前，該系統已經在華東網調投入運行，運行情況良好，體現了該方法的有效性和可推廣性。
關鍵詞：電網調度自動化；命令票；面向對象方法；圖論；坐標定位法

The Researching and Developing of Dispatching Order
Sheet Generating System in Electric Power Load Dispatching System

LIU Wen-ju¹， QIAN Luo-jiang¹， LIU Wen-xian²

(1.Electric Engineering School of Wu Han University Electric Engineering School, 430071, China)
2. Da Tong Power Supply Co., Shan Xi Province, 037008, China)

Abstract： This paper presents a novel method that suits the Researching and Designing of Dispatching Order Sheet Generating System in Electric Power Load Dispatching System.. The theoretical basis of the method is Graph theory and Coordinate orientation, which is explained in detail in this paper. In addition, the realization of software system and programming are introduced. The practical application of the software system proved that this method is effective.
Key words: Power Load Dispatching； OOP(Object Oriented Programming)； Dispatching order sheet； Graph theory；Coordinate Orientation


0 引言
目前,微機開票的軟件研究和開發(fā)多是圍繞著倒閘操作票進行的，針對電網調度命令票的軟件研究和開發(fā)基本屬于空白。
電網調度命令票微機開票系統所完成的功能要比倒閘操作票系統更多，而且該系統更復雜實現難度更大。以往，倒閘操作票微機開票系統主要是由開發(fā)者在開發(fā)軟件的同時對電網系統結構和操作規(guī)則的定義，相對于實際的工作人員這樣難免具有局限性和不專業(yè)性，更不能對實際的運行經驗總結生成新的操作規(guī)則。不能滿足電網調度復雜性和靈活性要求。因而在電網調度命令票微機開票系統中不能再沿用倒閘操作票微機開票系統的開發(fā)思想，必須提出一種新的解決方案。
本文將介紹一種基于圖論和坐標定位的方法以及軟件系統的功能實現和面向對象語言的編程實現。該系統不僅具有以往的倒閘操作票微機開票系統圖形界面生動直觀，操作方便快捷等優(yōu)點，更為突出的是真真實現了面向實際系統用戶的通用性和靈活性。大大提高了電網調度命令票微機開票系統的效率和合格率。

1 軟件系統的理論基礎
調度操作就是切除或投入電氣設備。從圖論的觀點來說，調度操作即改變圖的拓撲結構。在把元件抽象為點的基礎上，將其電氣屬性歸納為位置屬性和狀態(tài)屬性，這時圖就成了點及其屬性關系的集合。圖在計算機中存儲時將傳統矩陣一分為二：一個用來記錄網絡元件設備，另一個用來記錄元件運行狀態(tài)。在進行圖的坐標定位搜索運算時，首先確定被操作元件在整個圖中的位置，再根據這個位置到圖的存儲數據結構中去找到該元件的記錄，進行下一步操作。以上就是坐標定位法的基本思想。
坐標定位法在軟件開發(fā)中的具體實現方法如下：把圖形界面以左上角為原點，以向右、向下的方向為正方向，將整個視圖劃分為50×50個小區(qū)域，每個區(qū)域用來顯示一個設備對象的圖形。這樣，每個設備圖形在界面上的屬性就有x和y坐標，按照設備屬性中的坐標值，就可以確定其對應圖形在視圖上顯示的位置。
1.1 電網拓撲結構數學模型的實現
據圖論原理整個電網拓撲結構可描述為：

式中：G_i(i=1,2^...,N)為電網中的某個變電站，S,P為每個變電站中所有元件的位置屬性和狀態(tài)屬性分別組成的集合。
1.2 圖在計算機中的存儲
設圖G為變電站，將其網絡拓撲劃分為網格，每個網格中最多有一個表示元件的點，則位置矩陣為：

式中：當網格(i，j)處存在元件時；P_ij、s_ij 有記錄；當網格(i，j)處不存在元件時,P_ij、s_ij 空。
1.3 圖的坐標定位法
對于某一變電站G(S，P)，有一站內元件w，建立網絡拓撲圖時，首先要在位置矩陣中定義該元件的位置：

對元件進行操作時，首先在P矩陣中找出與該元件位置屬性相匹配的元素p(w)，再將該元件的狀態(tài)屬性按操作要求變位。
對元件進行的操作，首先要滿足規(guī)則設置的限制。在本系統的拓撲圖數據結構中，就是要使被操作元件，以及與其相關的若干元件的狀態(tài)，要與規(guī)則中對這些元件的狀態(tài)限制相符。用邏輯關系來實現這些規(guī)則。對元件w進行操作，首先根據位置矩陣在狀態(tài)矩陣中找到該元件的狀態(tài)：
s(w)=[s_ij]_v×vw
然后用同樣的方法找到與其相關的其他元件的狀態(tài)，再根據調度規(guī)則的邏輯來進行判斷，當邏輯關系成立時，操作可以進行，即將矩陣中的狀態(tài)替換為新的狀態(tài)；邏輯關系不成立，則不能進行操作。

2 軟件系統的功能分析
2.1 電網調度命令票的特點
(1)電網調度每一項調度指令都有可能涉及不止一個變電站，而倒閘操作僅針對某一特定的變電站。
(2)電網調度涉及的可操作元件較多。倒閘操作主要涉及開關、刀閘、地刀這三種雙態(tài)元件。
(3)電網調度中元件狀態(tài)不再像倒閘操作按分、合兩個狀態(tài)定義，而是按檢修、冷備用、熱備用、運行四個狀態(tài)定義。
(4)電網調度中線路以及變電站的每一個元件狀態(tài)的定義通常都與其自身以及多個相關的元件有關，必須考慮多重的邏輯關系。
(5)電網調度規(guī)程較倒閘操作規(guī)程更復雜。它不僅要考慮國家有關部門制訂的規(guī)程而且還要綜合考慮各地區(qū)實際情況根據安全高效原則自行制訂。
基于以上的分析，電網調度命令票微機開票系統應具有以下功能。
2.2 軟件系統的功能要求
2.2.1 具有電網結構可編輯功能
電網的結構(如接線圖等)可由用戶自己構造形成。而且當電網結構發(fā)生變化(如增減變電站或設備)，用戶可以自行對電網結構和電站結構進行編輯和修改。
2.2.2 具有操作邏輯規(guī)則庫用戶可編輯功能
用戶不僅可以根據實際的電網結構進行邏輯規(guī)則的設置，而且還要求用戶能夠據實際電網結構增減和定義新的邏輯規(guī)則。之所以強調用戶可編輯，因為用戶對規(guī)則的理解和對本單位運行經驗的掌握，是任何其他人無法比擬的。只有用戶本身才有能力制訂出既符合統一安全原則，又適合本地特殊情況的操作順序法則，同時也只有用戶本身，才有能力判別一份命令票正確與否，并對命令票的合格性負責。
2.2.3 具有邏輯規(guī)則自動檢測和判斷功能
根據電網結構和用戶設置的邏輯規(guī)則，能夠自動對每一項操作進行檢查、判斷和功能實現。
2.2.4 具有生動直觀操作仿真平臺和模擬操作功能
開票工作應在生動直觀圖形界面上進行，相關的被操作元件圖形能夠隨著開票過程而自動變位，這就將操作人員的開票方式轉化成了模擬操作預演，實現了每項操作步驟都受到規(guī)則檢驗，如果規(guī)則制定無誤的話，那么所開操作票的合格性就完全能得到保證。
2.2.5 具有操作票分級管理的功能
操作票要采用分級管理，管理人員和操作人員要具有不同的操作和編輯權限。
以上的幾點是對該系統的主要功能要求。如圖1所示是該系統的總體結構功能框圖。