電網(wǎng)規(guī)劃管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的研究與實(shí)現(xiàn)

傅強(qiáng)

摘要：我國正處于高速的發(fā)展階段中，在電網(wǎng)的發(fā)展過程中，電網(wǎng)規(guī)劃占有極為重要的地位，電網(wǎng)規(guī)劃的質(zhì)量高低直接對(duì)電網(wǎng)供電的質(zhì)量產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響供電的安全性與可靠性，甚至影響供電的經(jīng)濟(jì)性水平。在完成數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，開發(fā)了集成管理平臺(tái)，該平臺(tái)主要提供了數(shù)據(jù)管理與維護(hù)功能以及電力系統(tǒng)元件模型自定義和電網(wǎng)運(yùn)行方式管理功能。該設(shè)計(jì)方案已在南方電網(wǎng)得以實(shí)現(xiàn)，并作為后續(xù)各類高級(jí)應(yīng)用的數(shù)據(jù)支撐和集成管理平臺(tái)。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)規(guī)劃;可視化;百度地圖

引言

電力是國民經(jīng)濟(jì)的命脈。隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)的建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的歷史發(fā)展階段，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)電力供應(yīng)的可靠性要求越來越高。電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定對(duì)國家發(fā)展和人民生活起著至關(guān)重要的作用。 城市是電力系統(tǒng)的主要負(fù)荷中心，城市電網(wǎng)運(yùn)作是否良好取決于城市電網(wǎng)的規(guī)劃與建設(shè)是否科學(xué)，是否經(jīng)濟(jì)合理。對(duì)于固定資產(chǎn)額巨大的供電企業(yè)而言，城網(wǎng)規(guī)劃工作在供電企業(yè)的生存與發(fā)展中始終起著決定性的作用。

1背景

隨著現(xiàn)代微電網(wǎng)、智能電網(wǎng)的發(fā)展，很多具有創(chuàng)新意義的配電網(wǎng)規(guī)劃方法和監(jiān)測(cè)技術(shù)不斷被提出。本文基于網(wǎng)絡(luò)化的配電網(wǎng)規(guī)劃管理體系優(yōu)化設(shè)計(jì)研究，運(yùn)用了精益化管理的理念，差異化的制定所屬德州市的每個(gè)區(qū)域的電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展目標(biāo)，開發(fā)了一套B/S架構(gòu)的配電網(wǎng)規(guī)劃質(zhì)量指標(biāo)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。并設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)，開發(fā)了系統(tǒng)的各功能模塊，同時(shí)系統(tǒng)采用的規(guī)劃成果量化評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)可以有效管理規(guī)劃質(zhì)量，制定的規(guī)劃執(zhí)行管理策略，確保規(guī)劃落地。同時(shí)針對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行過程中各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)不斷出現(xiàn)，而電網(wǎng)中各項(xiàng)指標(biāo)均進(jìn)行可視化也不現(xiàn)實(shí)，需根據(jù)各自的目標(biāo)選取相應(yīng)的指標(biāo)進(jìn)行展示，以《配電網(wǎng)規(guī)劃質(zhì)量指標(biāo)實(shí)時(shí)監(jiān)控平臺(tái)研究》項(xiàng)目為基礎(chǔ)，來評(píng)價(jià)供電企業(yè)能長期、穩(wěn)定、安全地向用戶供出的最大負(fù)載能力的高低。

2軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)建方案

系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)是應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)成的骨架和設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，配電網(wǎng)規(guī)劃質(zhì)量指標(biāo)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)通過分布式智能設(shè)備、通信系統(tǒng)，對(duì)數(shù)據(jù)收集、整合和分析，從而對(duì)配網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)警。

2.2系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

B/S架構(gòu)的配電網(wǎng)智能監(jiān)控系統(tǒng)的硬件主要包括三個(gè)層次結(jié)構(gòu)：縣級(jí)公司現(xiàn)場測(cè)控層、網(wǎng)絡(luò)通信層和系統(tǒng)監(jiān)控管理層。

2.3系統(tǒng)軟件邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.3.1表示層表示層即客戶層，用于與德州市級(jí)和縣級(jí)用戶交互。包括Web瀏覽器、客戶應(yīng)用程序和客戶端應(yīng)用小程序，即用戶登錄頁面，主頁面等。表示層由Web窗體和代碼隱藏文件組成。Web窗體是由HTML提供用戶操作，代碼隱藏文件實(shí)現(xiàn)各種控件的事件處理。

2.3.2業(yè)務(wù)邏輯層業(yè)務(wù)邏輯層負(fù)責(zé)為配電網(wǎng)規(guī)劃用戶界面層提供功能調(diào)用，同時(shí)它又調(diào)用數(shù)據(jù)層所提供的功能來訪問數(shù)據(jù)庫，包括JSP，Servlet及EJB等組件。該層包括Web服務(wù)部分，負(fù)責(zé)向用戶提供實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)指標(biāo)的顯示、歷史數(shù)據(jù)查詢、各級(jí)市/縣公司用戶登錄驗(yàn)證等服務(wù)，整個(gè)流程如下：1）WWW瀏覽器根據(jù)用戶輸入的URL連接至相應(yīng)遠(yuǎn)端WWW服務(wù)器;2）取得指定的Web文檔;3）斷開與遠(yuǎn)端WWW服務(wù)的連接。

2.3.3系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)管理本層包括數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)處理等服務(wù)，同時(shí)在該層上提供與外部系統(tǒng)的接口。終端采集上來的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)需要存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫以供規(guī)劃指標(biāo)計(jì)算和實(shí)時(shí)預(yù)警等功能模塊提取分析，主要存儲(chǔ)數(shù)據(jù)包括供電能力、供電質(zhì)量、電網(wǎng)效率、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和裝備水平的信息、各種歷史運(yùn)行記錄數(shù)據(jù)、高層應(yīng)用軟件分析結(jié)果數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)管理實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的整理，包括基本報(bào)表功能，簡單的數(shù)據(jù)指標(biāo)查詢、顯示、修改等。

3系統(tǒng)主要功能實(shí)現(xiàn)

3.1實(shí)時(shí)監(jiān)控

實(shí)時(shí)監(jiān)控通過對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行審核和計(jì)算，是軟件監(jiān)控功能的集中體現(xiàn)。主要包括對(duì)德州市公司所轄范圍各個(gè)地區(qū)供電企業(yè)能長期、穩(wěn)定、安全地向用戶供出的最大負(fù)載能力的高低的監(jiān)測(cè);監(jiān)控電網(wǎng)對(duì)于用戶的供電服務(wù)質(zhì)量的好壞;掌握電壓等級(jí)組合、各級(jí)變電所的供電范圍、各級(jí)變壓器的容量配置和網(wǎng)絡(luò)布局;了解電網(wǎng)設(shè)備的先進(jìn)性和使用情況;衡量電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和利潤水平。

3.1.1實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)縣級(jí)公司登錄系統(tǒng)后填報(bào)配電網(wǎng)規(guī)劃質(zhì)量指標(biāo)數(shù)據(jù)。該模塊以表格的形式顯示出所有監(jiān)控指標(biāo)的最新數(shù)據(jù)，包括供電能力、供電質(zhì)量、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、裝備水平、電網(wǎng)效率等物理量。

3.1.2指標(biāo)審核與計(jì)算為了對(duì)各單項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，本系統(tǒng)采用德爾菲專家咨詢與魚骨圖結(jié)合構(gòu)建的指標(biāo)首先進(jìn)行了評(píng)估判據(jù)，即底層指標(biāo)數(shù)值是否在合理范圍。最后，對(duì)配電網(wǎng)規(guī)劃審核通過的各項(xiàng)指標(biāo)賦權(quán)進(jìn)行百分制計(jì)算評(píng)級(jí)。

3.2指標(biāo)展示

對(duì)審核通過的配電網(wǎng)規(guī)劃質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算后結(jié)合百度地圖動(dòng)態(tài)著色軟件模塊以不同顏色顯示線路的運(yùn)行狀態(tài)。

3.3可視化實(shí)現(xiàn)程序設(shè)置

為達(dá)到可視化目的，本文對(duì)可視化設(shè)計(jì)的技術(shù)問題主要有數(shù)據(jù)庫、前端展示、服務(wù)器的采用、開發(fā)軟件和數(shù)據(jù)庫工具，由于用圖形顯示運(yùn)行狀況比數(shù)據(jù)比較更能直觀反映不同區(qū)縣電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的級(jí)別差異，因此決定運(yùn)用百度地圖的熱力圖接口對(duì)不同區(qū)縣的電力情況進(jìn)行顯示，增強(qiáng)可視化效果。

3.3.1接口百度地圖提供了專業(yè)穩(wěn)定的可開發(fā)的地圖服務(wù)，其API接口基于JavaScript語言的接口，JavaScript簡單易學(xué)可供第三方進(jìn)行快捷高效的開發(fā)，因?yàn)槠涫菫g覽器的一部分，所以方便的支持移動(dòng)端和PC端，具有良好的可移植性，百度地圖API的簡單性使其在各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，并且自帶定位，軌跡，分析功能，在后期的數(shù)據(jù)分析中起到了一定的作用。引入地圖的具體編碼為：Varmap=newBMap.Map（“container”）;

3.3.2熱力圖從熱力圖中可以明顯看到各個(gè)區(qū)縣的用電情況和差異，不同顏色對(duì)應(yīng)不同的電量，用電量越大顏色越深，反之越淺：//是否顯示熱力圖functionopenHeatmap{Heatma1pOverlay.show;}結(jié)合百度地圖，將數(shù)據(jù)更加直觀清晰的顯示出級(jí)別，進(jìn)而區(qū)分出不同時(shí)間段內(nèi)各縣的運(yùn)行狀況的級(jí)別，通過varpoints={"lng"：116.418261，"lat"：39.921984，"count"：50}，加載地圖中用電量的顏色效果。顏色越深，”count”后的數(shù)字越大，反之越小。

3.3.3數(shù)據(jù)導(dǎo)入使用javaweb工具將百度地圖嵌入到web界面中，方便系統(tǒng)調(diào)用，具體來說：使用了servlet技術(shù)，servlet接口運(yùn)行在WEB服務(wù)器上的Java程序，此程序?qū)俣鹊貓DAPI實(shí)例化，用以主程序中xml調(diào)用。熱力圖可以實(shí)時(shí)顯示不同地區(qū)的用電量，用以電網(wǎng)人員調(diào)度調(diào)配電量。其功能實(shí)現(xiàn)部分在service中調(diào)用，通過xml工具進(jìn)行先后順序的調(diào)整。

3.3.4數(shù)據(jù)級(jí)別的區(qū)分從五個(gè)主要影響配電網(wǎng)規(guī)劃質(zhì)量的方面包括供電能力、供電質(zhì)量、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、裝備水平、電網(wǎng)效率，對(duì)具體指標(biāo)賦予不同的權(quán)重，根據(jù)最終的得分結(jié)果，將數(shù)據(jù)進(jìn)行級(jí)別劃分，數(shù)值大的顏色深，數(shù)值小的顏色淺，以此更加直觀的顯示不同區(qū)域數(shù)據(jù)的級(jí)別差異。通過對(duì)不同區(qū)縣填報(bào)的數(shù)據(jù)，經(jīng)過指標(biāo)的審核計(jì)算，得出不同區(qū)縣的電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量級(jí)別，以顏色的深淺來表示級(jí)別的差異，其中最亮的代表所選指標(biāo)運(yùn)行狀況最佳，以此類推，最暗的地區(qū)運(yùn)行狀況相對(duì)較差。及寧津運(yùn)行狀況最佳，陵城區(qū)最差。

4結(jié)束語

科學(xué)開展配網(wǎng)規(guī)劃，可以滿足區(qū)域經(jīng)濟(jì)對(duì)電力的需求，可以對(duì)配網(wǎng)項(xiàng)目安排、建設(shè)時(shí)序選取、投資分配等工作進(jìn)行合理的指導(dǎo)，是確保配網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要手段，也是電網(wǎng)企業(yè)取得最大社會(huì)效益的根本保障。

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