基于UML的電能質(zhì)量管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

林慶程 陳瀚

摘要：該文在研究國(guó)內(nèi)外電能質(zhì)量管理應(yīng)用技術(shù)和項(xiàng)目總體架構(gòu)的基礎(chǔ)上，基于統(tǒng)一建模語(yǔ)言（UML）對(duì)電能質(zhì)量管理系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)與建模，通過(guò)UML分別設(shè)計(jì)系統(tǒng)的用例、靜態(tài)、動(dòng)態(tài)模型，在每個(gè)總體模型基礎(chǔ)上都對(duì)其進(jìn)行細(xì)化。使用UML建?？梢钥s短系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期，增加系統(tǒng)的可移植性。

關(guān)鍵詞：電能質(zhì)量;UML;系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）34-0226-02

電能質(zhì)量管理是電力企業(yè)提高其運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益的重要環(huán)節(jié)，只有及時(shí)有效地對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)才能進(jìn)一步提高用能管理的水平，并且提高供電的質(zhì)量。雖然國(guó)外已經(jīng)研發(fā)出較好的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)，運(yùn)行效果也比較可靠，但是這些產(chǎn)品價(jià)格非常昂貴，加上跨國(guó)維護(hù)服務(wù)問(wèn)題，使得國(guó)內(nèi)用戶難以承受。本系統(tǒng)屬于自主研發(fā)，在價(jià)格和服務(wù)以及應(yīng)用范圍上有一定的優(yōu)勢(shì)。另外，本系統(tǒng)在用戶化服務(wù)上較為突出，通過(guò)對(duì)客戶企業(yè)的用電能系統(tǒng)質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)與分析，協(xié)助企業(yè)進(jìn)行節(jié)能整改，能夠?yàn)橛脩魷p少能耗、并大大提高節(jié)能效益。本文根據(jù)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)功能需求和性能需求，參考和依據(jù)國(guó)家通訊規(guī)約和電能質(zhì)量、能耗計(jì)算等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、管理標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)理論和參考資料，對(duì)電能質(zhì)量管理系統(tǒng)進(jìn)行了分析。

1 總體功能框架

系統(tǒng)的功能框架如圖1，其主要功能包括對(duì)數(shù)據(jù)采集、基本數(shù)據(jù)管理、能源使用管理、能耗分類統(tǒng)計(jì)分析、系統(tǒng)管理等主要功能。其中數(shù)據(jù)采集是對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸和處理;基本數(shù)據(jù)管理是對(duì)車間、監(jiān)測(cè)點(diǎn)、設(shè)備及電表數(shù)據(jù)的管理;能源管理主要是對(duì)能源使用的添加修改、查詢。能耗分類統(tǒng)計(jì)是對(duì)能耗的統(tǒng)計(jì)查詢及審核;系統(tǒng)管理是對(duì)用戶、權(quán)限、日志的管理。

2 數(shù)據(jù)采集終端設(shè)備連接

數(shù)據(jù)采集終端設(shè)備主要包含智能電表、集線器兩種。數(shù)據(jù)傳輸處理過(guò)程中，用ID號(hào)唯一表示一個(gè)終端設(shè)備，每個(gè)設(shè)備連接PNl-PNn多個(gè)電表終端。數(shù)據(jù)采集的連接情況如圖2。

3 基于UML的主要功能設(shè)計(jì)

在系統(tǒng)UML設(shè)計(jì)中主要涉及的功能有添加、修改、刪除、查詢、審核等功能，現(xiàn)以“能源使用管理”模塊為例說(shuō)明，UML用例設(shè)計(jì)過(guò)程。

3.1 業(yè)務(wù)用例

如圖3所示。

3.2 子用例

3.2.1能源使用添加

用例圖

用例描述

用例名稱：能源使用添加。

用例描述：能源管理員進(jìn)入能源使用添加頁(yè)面，添加某日的能源使用情況。

參與者：能源管理員

前置條件：無(wú)

后置條件：能源管理員和企業(yè)管理部門就可以月報(bào)表統(tǒng)計(jì)了。

基本路徑：

1.能源管理員進(jìn)入能源使用添加頁(yè)面;

2.能源管理員需要選擇能源種類、選擇能源單位、輸入新水、軟水、除氧水、壓縮空氣、鼓風(fēng)、氧氣、氮?dú)猓ㄗ龈碑a(chǎn)品時(shí)）、氮?dú)猓ㄗ鲋鳟a(chǎn)品時(shí)）、二氧化碳?xì)?、乙炔、電石、輸入累?jì)數(shù)量、輸入折標(biāo)煤/噸、選擇年份與月份（作為統(tǒng)計(jì)的月份必須），額外的擴(kuò)展字段;

3.能源管理員將添加信息進(jìn)行提交;

4.系統(tǒng)對(duì)提交的信息進(jìn)行有效性檢查;

5.系統(tǒng)顯示系統(tǒng)管理員是否添加成功。

3.2.2 能源使用查詢用例

用例圖

用例描述

用例名稱：能源使用源查詢

用例描述：能源管理員進(jìn)入能源使用源查詢頁(yè)面。

參與者：能源管理員。

前置條件：無(wú)

后置條件：能源管理員如果查詢成功后，可以查看詳細(xì)信息、修改能源使用源、刪除能源使用源信息。

基本路徑：

1.能源管理員進(jìn)入能源使用源查詢頁(yè)面;

2.能源管理員選擇年份與月份，選擇能源種類;

3.系統(tǒng)管理員進(jìn)行提交;

4.系統(tǒng)對(duì)提交的信息進(jìn)行處理;

5.系統(tǒng)顯示查詢結(jié)果，顯示內(nèi)容如下：年份與月份、能源種類、能源單位、水加工、累計(jì)數(shù)量、折標(biāo)煤/噸、添加日期。

3.2.3 能源使用修改用例

用例圖

用例描述

用例名稱：能源使用修改

用例描述：能源管理員進(jìn)入能源使用修改頁(yè)面，修改錯(cuò)誤信息。

參與者：能源管理員

前置條件：無(wú)

后置條件：無(wú)

基本路徑：

1.能源管理員進(jìn)入能源使用修改頁(yè)面;

2.能源管理員輸入修改信息;

3.能源管理員將修改信息進(jìn)行提交;

4.系統(tǒng)對(duì)提交的信息進(jìn)行有效性檢查;

5.系統(tǒng)顯示能源管理員是否修改成功。

3.2.4 能源使用審核用例

用例圖

用例描述

用例名稱：能源使用審核

用例描述：企業(yè)管理部門進(jìn)入能源使用審核頁(yè)面。

參與者：企業(yè)管理部門。

前置條件：無(wú)

后置條件：無(wú)

基本路徑：

1.企業(yè)管理部門進(jìn)入能源使用審核頁(yè)面;

2.月報(bào)表統(tǒng)計(jì)：企業(yè)管理部門選擇年份與月份;審核數(shù)據(jù)：企業(yè)管理部門選擇某年某月，顯示凍結(jié)數(shù)據(jù)按鈕f如果已經(jīng)凍結(jié)則不需要凍結(jié)）;

3.企業(yè)管理部門進(jìn)行提交;

4.系統(tǒng)對(duì)提交的信息進(jìn)行處理;

5.系統(tǒng)顯示查詢結(jié)果，顯示內(nèi)容如下：年份與月份、能源種類、能源單位、水加工、累計(jì)數(shù)量、折標(biāo)煤/噸、額外字段信息（多個(gè)列），在最后一欄為合計(jì)項(xiàng)和占總比例;如果是凍結(jié)數(shù)據(jù)，則提示凍結(jié)是否成功。

4 結(jié)論

本文基于UML設(shè)計(jì)電能質(zhì)量管理系統(tǒng)，并以主要功能能源使用管理模塊為例，詳細(xì)說(shuō)明UML用例設(shè)計(jì)過(guò)程，其他模塊中添加、修改、刪除、審核功能的UML設(shè)計(jì)與之類似。通過(guò)UML設(shè)計(jì)，系統(tǒng)模塊增強(qiáng)了可移植性，便于程序人員擴(kuò)展，大大縮短了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期。

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【通聯(lián)編輯：朱寶貴】

收稿日期：2019 -10 -15

作者簡(jiǎn)介：林慶程（1972-），男，福建莆田人，工程師，主要研究方向?yàn)殡娏νㄐ偶夹g(shù);陳瀚，工程師，碩士。