基于Qt/C++智能化配網(wǎng)設(shè)備命名管理系統(tǒng)設(shè)計

方志輝，任存杰，崔立卿，方 馳，房旭雪

（國網(wǎng)浙江省電力公司岱山縣供電公司，浙江岱山316200）

0 引言

隨著“物聯(lián)網(wǎng)+”發(fā)展模式的不斷推進，人工智能技術(shù)的逐日普及，配網(wǎng)運行管理正在由人工粗放管理模式逐漸向人機協(xié)同智能管理模式轉(zhuǎn)變。微電網(wǎng)、分布式電源以及各類電力設(shè)備的不斷接入，使配電網(wǎng)設(shè)備管理變得更加復(fù)雜，故設(shè)備基礎(chǔ)臺賬直接影響著智能電網(wǎng)建設(shè)的安全。

為適應(yīng)配電網(wǎng)發(fā)展，規(guī)范統(tǒng)一配電網(wǎng)設(shè)備命名，確保電網(wǎng)安全運行，提高配電網(wǎng)調(diào)度運行管理水平[1]，公司發(fā)布了《國網(wǎng)浙江省電力公司配電網(wǎng)設(shè)備調(diào)度命名規(guī)范》。而在制度落地執(zhí)行中，發(fā)現(xiàn)在大量設(shè)備的投運和退役，命名不斷更新變化中，人工記錄經(jīng)常會造成各類紕漏等問題。加之近幾年來公司通過安裝小電流接地故障報警裝置、三遙開關(guān)，改造配網(wǎng)自動化等措施來提升配電網(wǎng)供電可靠性。系統(tǒng)高度集合和智能化大幅度減輕了人工操作的壓力，但對系統(tǒng)基礎(chǔ)臺賬的管理提出了更高要求，必須確保地區(qū)內(nèi)配網(wǎng)設(shè)備不重名。

現(xiàn)新設(shè)備申報流程無系統(tǒng)保障，無良好的閉環(huán)環(huán)節(jié)，導(dǎo)致設(shè)備重命名、不規(guī)范及現(xiàn)場設(shè)備與系統(tǒng)命名不一致等情況時有發(fā)生，臺賬由各部門各自人工存檔，易丟失，難追溯命名源頭，給設(shè)備管理帶來很大不便。

再則，合理安排電力設(shè)備檢修是保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的關(guān)鍵所在，可將檢修成本降至最低[2]，目前雖推行了設(shè)備全壽命周期管理制度，但缺乏自動預(yù)警功能。

本系統(tǒng)已申請了一項計算機軟件著作權(quán)及兩項外觀專利，通過對設(shè)備命名的建檔管理，既做到了對配網(wǎng)設(shè)備命名的統(tǒng)一管理、解決命名重復(fù)性問題，還加入了設(shè)備壽命告警等功能，為配網(wǎng)自動化系統(tǒng)以及AI智慧調(diào)度系統(tǒng)的應(yīng)用提供了有力基礎(chǔ)。

1 配網(wǎng)設(shè)備命名管理系統(tǒng)設(shè)計

1.1 配網(wǎng)設(shè)備命名流程

改進現(xiàn)有設(shè)備命名流程，實現(xiàn)設(shè)備命名閉環(huán)管理。新設(shè)備命名申請人根據(jù)相關(guān)資料上報設(shè)備建議命名，運行單位主管及調(diào)度部門對該命名進行層層審核，經(jīng)確認無誤后，正式下發(fā)設(shè)備命名文件。新設(shè)備正式投運時，由現(xiàn)場人員拍攝完現(xiàn)場命名牌并上傳信息，系統(tǒng)自動進行數(shù)據(jù)核對，完成設(shè)備命名閉環(huán)管理，如圖1所示。

圖1 設(shè)備命名流程圖

如小白膠支線C0467開關(guān)需投運，經(jīng)上述流程發(fā)文后，在投運當日，運行人員拍攝完現(xiàn)場命名牌，由客戶端上傳圖片，系統(tǒng)自動將圖片設(shè)備名稱與數(shù)據(jù)庫內(nèi)設(shè)備名稱進行核對，如不一致彈出“錯誤對話框”，提示“現(xiàn)場設(shè)備命名與發(fā)文設(shè)備命名不一致！請核對現(xiàn)場命名牌正確性！”，如一致，則自動填報該設(shè)備的投運日期，如圖2所示。

圖2 現(xiàn)場設(shè)備命名核對圖

1.2 開發(fā)工具簡介

本系統(tǒng)是利用QT Creator和SQlite數(shù)據(jù)庫開發(fā)的一款應(yīng)用程序[3]。

QT Creator是一款輕量級集成開發(fā)環(huán)境，能使開發(fā)人員能夠利用Qt這個應(yīng)用程序框架更加快速及輕易的完成開發(fā)任務(wù)，具有優(yōu)良的跨平臺特性、良好封裝機制、豐富的API、支持2D/3D圖形渲染，支持OpenGL和擁有大量的開發(fā)文檔等優(yōu)勢。

SQLite是一款輕型的嵌入式數(shù)據(jù)庫，是遵守ACID的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，它包含在一個相對小的C庫中，占用資源非常低，能夠支持Windows/Linux/Unix等主流的操作系統(tǒng)，并能跟很多程序語言相結(jié)。

2 設(shè)備命名管理系統(tǒng)簡介

登錄系統(tǒng)后，主界面對6大類設(shè)備進行命名、退役管理維護，分別為開關(guān)、熔斷器、刀閘、環(huán)網(wǎng)單元、開關(guān)站、配電室；用戶設(shè)置項可以切換登錄用戶；幫助文檔可以查看系統(tǒng)使用方法、版本號等相關(guān)信息。單擊設(shè)備管理樹的任一設(shè)備，看到該設(shè)備的基礎(chǔ)信息、管理信息圖，見圖2。

2.1 設(shè)備編號查重功能

設(shè)備編號查重功能是本系統(tǒng)特色之一。一是通過導(dǎo)入歷史數(shù)據(jù)，系統(tǒng)將自動識別是否存在設(shè)備重復(fù)命名的情況，如有，則將列出所有重復(fù)命名或編號的設(shè)備信息。二是新錄入設(shè)備，當客戶端輸入用戶自定義編號時，系統(tǒng)將自動與已有數(shù)據(jù)庫內(nèi)的編號進行校對，如發(fā)現(xiàn)重復(fù)命名，則會提示“該編號已被使用”，無法進行信息錄入。三是可全面查看設(shè)備編號使用情況，紅色的代表已被使用，白色的代表未使用。運行單位可以直接從中選擇需要的編號（實現(xiàn)某一個開關(guān)站、環(huán)網(wǎng)單元或一片區(qū)域內(nèi)設(shè)備保持編號連續(xù)性），如圖3所示。

圖3 編號查重及選擇圖

2.2 設(shè)備使用年限預(yù)警功能

電力設(shè)備在整個使用壽命周期內(nèi)呈浴盆曲線[4]。該曲線是設(shè)備在運行壽命時間內(nèi)，故障發(fā)展的規(guī)律，表現(xiàn)了故障率變化的三個階段:早期故障期，偶然故障期，嚴重故障期。它是以使用時間為橫坐標，以失效率為縱坐標的一條曲線。據(jù)調(diào)查設(shè)備運行狀態(tài)發(fā)現(xiàn)早期故障失效時間比較短，例如油開關(guān)五年內(nèi)設(shè)備運行良好，6~8年開始腐蝕、機械指示故障、開關(guān)拉不開等情況開始出現(xiàn)，大于9年，開關(guān)基本無法使用、屬于危急，通過綠色、橙色、紅色分別表示設(shè)備壽命全過程的三個階段，系統(tǒng)將自動對橙色和紅色設(shè)備進行預(yù)警提示，如圖4所示。

圖4 設(shè)備年限預(yù)警圖

運行單位根據(jù)設(shè)備預(yù)警合理安排設(shè)備檢修計劃，降低設(shè)備故障率，提高供電可靠性。

2.3 其他功能

除了上述功能外，還具有新增、修改、刪除和統(tǒng)計功能。對精益化配網(wǎng)業(yè)務(wù)起了支撐作用，每一項操作都應(yīng)事出有因，都能“追本溯源”。為相關(guān)部門統(tǒng)計新設(shè)備投運情況、設(shè)備狀態(tài)分析等提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)來源。

3 設(shè)備命名管理系統(tǒng)技術(shù)分析

本系統(tǒng)基于Qt Creator環(huán)境下進行發(fā)開，它提供了完善的窗口模板，QMainWindow具有有菜單欄、工具欄、按鈕、滾動條、框架等控件[5-6]。如圖5為系統(tǒng)開發(fā)調(diào)試時的界面。

圖5 系統(tǒng)開發(fā)調(diào)試界面圖

main（）主函數(shù)實現(xiàn)系統(tǒng)初始化，用戶信息存儲，調(diào)用QDialog::LoginWindow（登錄界面）對話框，正確輸入用戶名及密碼，則login.exec（）為0，退出登錄界面，顯示MainWindow（主界面）對象，它繼承QMainWindow類，最后等待各類事件發(fā)生。主函數(shù)代碼如下：

int main（int argc，char*argv[]）

{ //設(shè)置程序崩潰處理回調(diào)函數(shù)

SetUnhandledExceptionFilter（exceptionFilter）；

QApplication a（argc，argv）；

SQLiteControl::instance（）；//初始化

UserInfo::instance（）；//用戶信息存儲實例

LoginWindow login；

if（!login.exec（））return 0；

MainWindow w；

w.show（）；

return a.exec（）；

}

輸入用戶名及密碼錯誤，顯示錯誤信息對話框，在登錄按鈕的單擊信號槽添加代碼：

errordlg->setWinowTitle（“錯誤信息對話框”）；

errordlg->showMessage（“請檢查用戶名或密碼!”）；

MainWindow窗口是核心部分，完成創(chuàng)建界面頭部、左側(cè)菜單欄及右側(cè)頁面內(nèi)容三方面工作。

void loadSetting（）； //從數(shù)據(jù)庫加載數(shù)據(jù)

void onUpdateSetting（）；//用戶變更刷新

1）界面頭部設(shè)計

調(diào)用 void initHeader（）函數(shù)，設(shè)置 QMenuBar、QTitleBar窗口部件，顯示窗體的菜單欄、標題欄具體效果。

2）左側(cè)菜單欄設(shè)計

調(diào)用void initMenu（）函數(shù)，顯示設(shè)備管理樹下的開關(guān)、跌落式熔斷器、刀閘、環(huán)網(wǎng)單元、開關(guān)站、配電室6類設(shè)備，及用戶設(shè)置、幫助文檔。部分代碼如下：

QStringList listItem；

listItem.append（QStringLiteral（"開關(guān)"））；

listItem.append（QStringLiteral（"熔斷器"））；

listItem.append（QStringLiteral（"刀閘"））；

listItem.append（QStringLiteral（"環(huán)網(wǎng)單元"））；

listItem.append（QStringLiteral（"開關(guān)站"））；

listItem.append（QStringLiteral（"配電室"））；

listItem.append（QStringLiteral（"用戶切換"））；

listItem.append（QStringLiteral（"幫助文檔"））；

d->menu->setData（listItem）；

3）右側(cè)頁面內(nèi)容設(shè)計

當單擊左側(cè)菜單欄的選項按鈕，調(diào)用void init-Body（）函數(shù)，顯示右側(cè)頁面內(nèi)容，右上方四個功能按鈕指向一容器類：

QStringList names={QStringLiteral（"新增"），QStringLiteral（"修改"），QStringLiteral（"刪除"），QStringLiteral（"編號"）}；

并設(shè)置按鈕樣式、固定高度、圖標：

btn->setToolButtonStyle（Qt::ToolButtonTextBesideIcon）；//設(shè)置按鈕樣式

btn->setFixedSize（100，35）；//設(shè)置固定高度

btn->setIcon（QIcon（iconsNames[id]））；//設(shè)置圖標

右其余部分為自定義風格表格模板：

StyledTableView::StyledTableView（QWidget*parent） :QTableView（parent）

該類用來顯示每一類設(shè)備的基礎(chǔ)信息。

4）信號與槽機制

信號與槽實現(xiàn)Qt組件對象之間的通信。當某個事件發(fā)生之后，如按鈕檢測到被點擊，發(fā)出signal。如果有對象對此信號感興趣，就會使用connect函數(shù)，將要處理的信號和自己的一個slot槽函數(shù)綁定，實現(xiàn)線程間的通信。系統(tǒng)中各按鈕與窗口均用到了信號與槽機制，實行互相切換。登錄界面，有一登錄按鈕QPushButton*login，被按下時，調(diào)用下面該按鈕的connect函數(shù)：

connect（d->login，&QPushButton::clicked，this，&LoginWindow::check）；

登錄界面的登錄按鈕發(fā)出信息，登錄界面接受到信息，調(diào)用槽函數(shù)LoginWindow::check，判斷賬號與密碼是否正確。

5）防程序崩潰機制

建立了防程序崩潰機制，在系統(tǒng)調(diào)試運行時，如遇突發(fā)情況導(dǎo)致程序奔潰，會彈出CrashDialog對話框，并執(zhí)行內(nèi)部函數(shù)，關(guān)閉原程序，重新打開登錄界面，并發(fā)送導(dǎo)致程序奔潰的消息，根據(jù)收到的消息不斷改正完善系統(tǒng)。部分代碼如下：

QLabel*msg=new QLabel（this）；

msg->setText（QStringLiteral（"抱歉!應(yīng)用程序崩潰. 請點擊[奔潰文件路徑]并把文件發(fā)送給我們 以幫助我們找到錯誤 謝謝 "））；

const QString email="***********@qq.com"；

emailaddr->setText（QStringLiteral（"聯(lián)系我們-電子郵件："）+email）；

emailaddr->setAlignment（Qt::AlignCenter）；

restartButton->setText（QStringLiteral（"重啟"））；

closeButton->setText（QStringLiteral（"關(guān)閉"））；

gotoButton->setText（QStringLiteral（"奔潰文件路徑"））；//重啟程序

void CrashDialog::restartApp（）

{

qApp->closeAllWindows（）；Process::startDetached（qApp->applicationFilePath（），QStringList（））；

}

4 結(jié)語

本系統(tǒng)具有很強的實際應(yīng)用功能。2017年至2019年，岱山公司調(diào)度員累計發(fā)現(xiàn)重復(fù)命名及設(shè)備不規(guī)則30起。使用系統(tǒng)后，又發(fā)現(xiàn)歷史重復(fù)命名28起，避免了設(shè)備重復(fù)命名4起，設(shè)備命名編號不一致3起，有效避免了誤操作誤調(diào)度，大大提高配網(wǎng)安全性與可靠性。系統(tǒng)目前已經(jīng)集成了《國網(wǎng)浙江省電力公司配電網(wǎng)設(shè)備調(diào)度命名規(guī)范》，可實現(xiàn)該文件要求的功能，將人工執(zhí)行規(guī)范變?yōu)橛嬎銠C自動執(zhí)行規(guī)范，杜絕了人工記錄經(jīng)常會造成各類紕漏等問題。設(shè)備名稱與編號重復(fù)性、配網(wǎng)管理粗略的問題不僅在舟山市內(nèi)存在，其他省市也存在，尤其落后地區(qū)，有的設(shè)備甚至還沒有編號及名稱，故具有推廣性。下一步將繼續(xù)開發(fā)一些實用功能，如改善目前純年限預(yù)警功能，結(jié)合開關(guān)承受負荷大小、地理環(huán)境、絕緣接地、開關(guān)操作次數(shù)及已使用時間，利用數(shù)據(jù)融合手段，自動設(shè)置安全與危險不同標志，增強設(shè)備運維管理水平與電網(wǎng)安全性。