電網(wǎng)調(diào)度微機(jī)開(kāi)票系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)

針對(duì)電網(wǎng)調(diào)度微機(jī)開(kāi)票系統(tǒng)研究和開(kāi)發(fā)基本屬于空白的現(xiàn)狀，本文提出了一種適合于電網(wǎng)調(diào)度微機(jī)開(kāi)票系統(tǒng)研究和開(kāi)發(fā)的新方法。該方法以網(wǎng)絡(luò)圖論和坐標(biāo)定位的設(shè)計(jì)思想為理論基礎(chǔ)，通過(guò)面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)的功能要求；文中將先后介紹軟件系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)及其軟件系統(tǒng)的功能和面向?qū)ο笳Z(yǔ)言的編程實(shí)現(xiàn)。目前，該系統(tǒng)已經(jīng)在華東網(wǎng)調(diào)投入運(yùn)行，運(yùn)行情況良好，體現(xiàn)了該方法的有效性和可推廣性。
關(guān)鍵詞：電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化；命令票；面向?qū)ο蠓椒ǎ粓D論；坐標(biāo)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(jī)開(kāi)票的軟件研究和開(kāi)發(fā)多是圍繞著倒閘操作票進(jìn)行的，針對(duì)電網(wǎng)調(diào)度命令票的軟件研究和開(kāi)發(fā)基本屬于空白。
電網(wǎng)調(diào)度命令票微機(jī)開(kāi)票系統(tǒng)所完成的功能要比倒閘操作票系統(tǒng)更多，而且該系統(tǒng)更復(fù)雜實(shí)現(xiàn)難度更大。以往，倒閘操作票微機(jī)開(kāi)票系統(tǒng)主要是由開(kāi)發(fā)者在開(kāi)發(fā)軟件的同時(shí)對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和操作規(guī)則的定義，相對(duì)于實(shí)際的工作人員這樣難免具有局限性和不專(zhuān)業(yè)性，更不能對(duì)實(shí)際的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)生成新的操作規(guī)則。不能滿足電網(wǎng)調(diào)度復(fù)雜性和靈活性要求。因而在電網(wǎng)調(diào)度命令票微機(jī)開(kāi)票系統(tǒng)中不能再沿用倒閘操作票微機(jī)開(kāi)票系統(tǒng)的開(kāi)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(biāo)定位的方法以及軟件系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)和面向?qū)ο笳Z(yǔ)言的編程實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)不僅具有以往的倒閘操作票微機(jī)開(kāi)票系統(tǒng)圖形界面生動(dòng)直觀，操作方便快捷等優(yōu)點(diǎn)，更為突出的是真真實(shí)現(xiàn)了面向?qū)嶋H系統(tǒng)用戶的通用性和靈活性。大大提高了電網(wǎng)調(diào)度命令票微機(jī)開(kāi)票系統(tǒng)的效率和合格率。

1 軟件系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)
調(diào)度操作就是切除或投入電氣設(shè)備。從圖論的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，調(diào)度操作即改變圖的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在把元件抽象為點(diǎn)的基礎(chǔ)上，將其電氣屬性歸納為位置屬性和狀態(tài)屬性，這時(shí)圖就成了點(diǎn)及其屬性關(guān)系的集合。圖在計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)時(shí)將傳統(tǒng)矩陣一分為二：一個(gè)用來(lái)記錄網(wǎng)絡(luò)元件設(shè)備，另一個(gè)用來(lái)記錄元件運(yùn)行狀態(tài)。在進(jìn)行圖的坐標(biāo)定位搜索運(yùn)算時(shí)，首先確定被操作元件在整個(gè)圖中的位置，再根據(jù)這個(gè)位置到圖的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中去找到該元件的記錄，進(jìn)行下一步操作。以上就是坐標(biāo)定位法的基本思想。
坐標(biāo)定位法在軟件開(kāi)發(fā)中的具體實(shí)現(xiàn)方法如下：把圖形界面以左上角為原點(diǎn)，以向右、向下的方向?yàn)檎较?，將整個(gè)視圖劃分為50×50個(gè)小區(qū)域，每個(gè)區(qū)域用來(lái)顯示一個(gè)設(shè)備對(duì)象的圖形。這樣，每個(gè)設(shè)備圖形在界面上的屬性就有x和y坐標(biāo)，按照設(shè)備屬性中的坐標(biāo)值，就可以確定其對(duì)應(yīng)圖形在視圖上顯示的位置。
1.1 電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)模型的實(shí)現(xiàn)
據(jù)圖論原理整個(gè)電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可描述為：

式中：G_i(i=1,2^...,N)為電網(wǎng)中的某個(gè)變電站，S,P為每個(gè)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(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)
設(shè)圖G為變電站，將其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭澐譃榫W(wǎng)格，每個(gè)網(wǎng)格中最多有一個(gè)表示元件的點(diǎn)，則位置矩陣為：

式中：當(dāng)網(wǎng)格(i，j)處存在元件時(shí)；P_ij、s_ij 有記錄；當(dāng)網(wǎng)格(i，j)處不存在元件時(shí),P_ij、s_ij 空。
1.3 圖的坐標(biāo)定位法
對(duì)于某一變電站G(S，P)，有一站內(nèi)元件w，建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D時(shí)，首先要在位置矩陣中定義該元件的位置：

對(duì)元件進(jìn)行操作時(shí)，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(duì)元件進(jìn)行的操作，首先要滿足規(guī)則設(shè)置的限制。在本系統(tǒng)的拓?fù)鋱D數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，就是要使被操作元件，以及與其相關(guān)的若干元件的狀態(tài)，要與規(guī)則中對(duì)這些元件的狀態(tài)限制相符。用邏輯關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)這些規(guī)則。對(duì)元件w進(jìn)行操作，首先根據(jù)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(guān)的其他元件的狀態(tài)，再根據(jù)調(diào)度規(guī)則的邏輯來(lái)進(jìn)行判斷，當(dāng)邏輯關(guān)系成立時(shí)，操作可以進(jìn)行，即將矩陣中的狀態(tài)替換為新的狀態(tài)；邏輯關(guān)系不成立，則不能進(jìn)行操作。

2 軟件系統(tǒng)的功能分析
2.1 電網(wǎng)調(diào)度命令票的特點(diǎn)
(1)電網(wǎng)調(diào)度每一項(xiàng)調(diào)度指令都有可能涉及不止一個(gè)變電站，而倒閘操作僅針對(duì)某一特定的變電站。
(2)電網(wǎng)調(diào)度涉及的可操作元件較多。倒閘操作主要涉及開(kāi)關(guān)、刀閘、地刀這三種雙態(tài)元件。
(3)電網(wǎng)調(diào)度中元件狀態(tài)不再像倒閘操作按分、合兩個(gè)狀態(tài)定義，而是按檢修、冷備用、熱備用、運(yùn)行四個(gè)狀態(tài)定義。
(4)電網(wǎng)調(diào)度中線路以及變電站的每一個(gè)元件狀態(tài)的定義通常都與其自身以及多個(gè)相關(guān)的元件有關(guān)，必須考慮多重的邏輯關(guān)系。
(5)電網(wǎng)調(diào)度規(guī)程較倒閘操作規(guī)程更復(fù)雜。它不僅要考慮國(guó)家有關(guān)部門(mén)制訂的規(guī)程而且還要綜合考慮各地區(qū)實(shí)際情況根據(jù)安全高效原則自行制訂。
基于以上的分析，電網(wǎng)調(diào)度命令票微機(jī)開(kāi)票系統(tǒng)應(yīng)具有以下功能。
2.2 軟件系統(tǒng)的功能要求
2.2.1 具有電網(wǎng)結(jié)構(gòu)可編輯功能
電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)(如接線圖等)可由用戶自己構(gòu)造形成。而且當(dāng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化(如增減變電站或設(shè)備)，用戶可以自行對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和電站結(jié)構(gòu)進(jìn)行編輯和修改。
2.2.2 具有操作邏輯規(guī)則庫(kù)用戶可編輯功能
用戶不僅可以根據(jù)實(shí)際的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行邏輯規(guī)則的設(shè)置，而且還要求用戶能夠據(jù)實(shí)際電網(wǎng)結(jié)構(gòu)增減和定義新的邏輯規(guī)則。之所以強(qiáng)調(diào)用戶可編輯，因?yàn)橛脩魧?duì)規(guī)則的理解和對(duì)本單位運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的掌握，是任何其他人無(wú)法比擬的。只有用戶本身才有能力制訂出既符合統(tǒng)一安全原則，又適合本地特殊情況的操作順序法則，同時(shí)也只有用戶本身，才有能力判別一份命令票正確與否，并對(duì)命令票的合格性負(fù)責(zé)。
2.2.3 具有邏輯規(guī)則自動(dòng)檢測(cè)和判斷功能
根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和用戶設(shè)置的邏輯規(guī)則，能夠自動(dòng)對(duì)每一項(xiàng)操作進(jìn)行檢查、判斷和功能實(shí)現(xiàn)。
2.2.4 具有生動(dòng)直觀操作仿真平臺(tái)和模擬操作功能
開(kāi)票工作應(yīng)在生動(dòng)直觀圖形界面上進(jìn)行，相關(guān)的被操作元件圖形能夠隨著開(kāi)票過(guò)程而自動(dòng)變位，這就將操作人員的開(kāi)票方式轉(zhuǎn)化成了模擬操作預(yù)演，實(shí)現(xiàn)了每項(xiàng)操作步驟都受到規(guī)則檢驗(yàn)，如果規(guī)則制定無(wú)誤的話，那么所開(kāi)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(jí)管理的功能
操作票要采用分級(jí)管理，管理人員和操作人員要具有不同的操作和編輯權(quán)限。
以上的幾點(diǎn)是對(duì)該系統(tǒng)的主要功能要求。如圖1所示是該系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)功能框圖。