电网调度微机开票系统的研究与开发

针对电网调度微机开票系统研究和开发基本属于空白的现状，本文提出了一种适合于电网调度微机开票系统研究和开发的新方法。该方法以网络图论和坐标定位的设计思想为理论基础，通过面向对象的编程语言实现软件系统的功能要求；文中将先后介绍软件系统的理论基础及其软件系统的功能和面向对象语言的编程实现。目前，该系统已经在华东网调投入运行，运行情况良好，体现了该方法的有效性和可推广性。
关键词：电网调度自动化；命令票；面向对象方法；图论；坐标定位法

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,微机开票的软件研究和开发多是围绕着倒闸操作票进行的，针对电网调度命令票的软件研究和开发基本属于空白。
电网调度命令票微机开票系统所完成的功能要比倒闸操作票系统更多，而且该系统更复杂实现难度更大。以往，倒闸操作票微机开票系统主要是由开发者在开发软件的同时对电网系统结构和操作规则的定义，相对于实际的工作人员这样难免具有局限性和不专业性，更不能对实际的运行经验总结生成新的操作规则。不能满足电网调度复杂性和灵活性要求。因而在电网调度命令票微机开票系统中不能再沿用倒闸操作票微机开票系统的开发思想，必须提出一种新的解决方案。
本文将介绍一种基于图论和坐标定位的方法以及软件系统的功能实现和面向对象语言的编程实现。该系统不仅具有以往的倒闸操作票微机开票系统图形界面生动直观，操作方便快捷等优点，更为突出的是真真实现了面向实际系统用户的通用性和灵活性。大大提高了电网调度命令票微机开票系统的效率和合格率。

1 软件系统的理论基础
调度操作就是切除或投入电气设备。从图论的观点来说，调度操作即改变图的拓扑结构。在把元件抽象为点的基础上，将其电气属性归纳为位置属性和状态属性，这时图就成了点及其属性关系的集合。图在计算机中存储时将传统矩阵一分为二：一个用来记录网络元件设备，另一个用来记录元件运行状态。在进行图的坐标定位搜索运算时，首先确定被操作元件在整个图中的位置，再根据这个位置到图的存储数据结构中去找到该元件的记录，进行下一步操作。以上就是坐标定位法的基本思想。
坐标定位法在软件开发中的具体实现方法如下：把图形界面以左上角为原点，以向右、向下的方向为正方向，将整个视图划分为50×50个小区域，每个区域用来显示一个设备对象的图形。这样，每个设备图形在界面上的属性就有x和y坐标，按照设备属性中的坐标值，就可以确定其对应图形在视图上显示的位置。
1.1 电网拓扑结构数学模型的实现
据图论原理整个电网拓扑结构可描述为：

式中：G_i(i=1,2^...,N)为电网中的某个变电站，S,P为每个变电站中所有元件的位置属性和状态属性分别组成的集合。
1.2 图在计算机中的存储
设图G为变电站，将其网络拓扑划分为网格，每个网格中最多有一个表示元件的点，则位置矩阵为：

式中：当网格(i，j)处存在元件时；P_ij、s_ij 有记录；当网格(i，j)处不存在元件时,P_ij、s_ij 空。
1.3 图的坐标定位法
对于某一变电站G(S，P)，有一站内元件w，建立网络拓扑图时，首先要在位置矩阵中定义该元件的位置：

对元件进行操作时，首先在P矩阵中找出与该元件位置属性相匹配的元素p(w)，再将该元件的状态属性按操作要求变位。
对元件进行的操作，首先要满足规则设置的限制。在本系统的拓扑图数据结构中，就是要使被操作元件，以及与其相关的若干元件的状态，要与规则中对这些元件的状态限制相符。用逻辑关系来实现这些规则。对元件w进行操作，首先根据位置矩阵在状态矩阵中找到该元件的状态：
s(w)=[s_ij]_v×vw
然后用同样的方法找到与其相关的其他元件的状态，再根据调度规则的逻辑来进行判断，当逻辑关系成立时，操作可以进行，即将矩阵中的状态替换为新的状态；逻辑关系不成立，则不能进行操作。

2 软件系统的功能分析
2.1 电网调度命令票的特点
(1)电网调度每一项调度指令都有可能涉及不止一个变电站，而倒闸操作仅针对某一特定的变电站。
(2)电网调度涉及的可操作元件较多。倒闸操作主要涉及开关、刀闸、地刀这三种双态元件。
(3)电网调度中元件状态不再像倒闸操作按分、合两个状态定义，而是按检修、冷备用、热备用、运行四个状态定义。
(4)电网调度中线路以及变电站的每一个元件状态的定义通常都与其自身以及多个相关的元件有关，必须考虑多重的逻辑关系。
(5)电网调度规程较倒闸操作规程更复杂。它不仅要考虑国家有关部门制订的规程而且还要综合考虑各地区实际情况根据安全高效原则自行制订。
基于以上的分析，电网调度命令票微机开票系统应具有以下功能。
2.2 软件系统的功能要求
2.2.1 具有电网结构可编辑功能
电网的结构(如接线图等)可由用户自己构造形成。而且当电网结构发生变化(如增减变电站或设备)，用户可以自行对电网结构和电站结构进行编辑和修改。
2.2.2 具有操作逻辑规则库用户可编辑功能
用户不仅可以根据实际的电网结构进行逻辑规则的设置，而且还要求用户能够据实际电网结构增减和定义新的逻辑规则。之所以强调用户可编辑，因为用户对规则的理解和对本单位运行经验的掌握，是任何其他人无法比拟的。只有用户本身才有能力制订出既符合统一安全原则，又适合本地特殊情况的操作顺序法则，同时也只有用户本身，才有能力判别一份命令票正确与否，并对命令票的合格性负责。
2.2.3 具有逻辑规则自动检测和判断功能
根据电网结构和用户设置的逻辑规则，能够自动对每一项操作进行检查、判断和功能实现。
2.2.4 具有生动直观操作仿真平台和模拟操作功能
开票工作应在生动直观图形界面上进行，相关的被操作元件图形能够随着开票过程而自动变位，这就将操作人员的开票方式转化成了模拟操作预演，实现了每项操作步骤都受到规则检验，如果规则制定无误的话，那么所开操作票的合格性就完全能得到保证。
2.2.5 具有操作票分级管理的功能
操作票要采用分级管理，管理人员和操作人员要具有不同的操作和编辑权限。
以上的几点是对该系统的主要功能要求。如图1所示是该系统的总体结构功能框图。