基于图形界面的配电台区电能质量监测分析系统的设计与实现

其次在图元基类中定义了多个虚函数，作为成员函数一一对应相应的图元所具有的各项功能。例如图元的拖动、绘制、确定响应鼠标点击的有效区域以及连接数据库，输入各项参数等等。在各个图元基类的派生类中，会重载这些虚函数，以实现派生类的具体方法。
最后应用了一个链表将所有的图元连接起来，形成了一个图元对象串。在实现各个图元的具体功能时，程序中并没有具体的直接去调用相应图元类的成员函数，而是调用了虚基类的虚函数，然后利用动态联编技术，由系统自动判断该图元所属的图元类，并调用相应图元类的成员函数。这样就避免了在程序编写时加入大量的 if...then...的判断语句，而将判断工作交由系统自动完成，这样既减少了代码量，又提高了程序的执行效率，充分体现了动态联编技术的优点。
3.3 系统维护模块
本模块只对系统管理员开放。该模块提供一个绘图工具箱，系统管理员可以从中选择所需的设备图元，包括变压器、断路器、隔离开关、母线等等。并提供图元的剪切，拷贝，复制，粘帖，移动，变色功能和全图缩放功能。在绘图过程中，还可以通过鼠标点击图元，弹出数据输入对话框，输入设备参数。而且所输入的数据将直接存入数据库中。此外，系统管理员还可以向数据采集装置发送指令，修正下位机的参数，完成设备对时和初始化。
3.4 数据监测分析模块
本模块主要包括实时数据显示、历史数据显示分析和综合分析三大功能。
(a) 实时数据显示。可以从数据采集装置中读取并实时显示三相有功功率、三相无功功率、三相电压、三相电流、频率、三相功率因数、三相有功电度和无功电度、谐波、不平衡度及负荷率等数据。根据用户需要，还可以绘制实时数据曲线。
本模块设计思路是首先根据用户所选择变压器的编号，按照通信协议向数据采集装置发送指令。数据采集装置收到指令后做出响应，上传对应变压器的各项电能质量参数，此后每隔一秒钟重新上传一次数据。上位机获取数据后首先对数据进行校验，校验无误后对数据分帧，获取三相有功功率、三相无功功率、三相电压、三相电流、频率、三相功率因数、三相有功电度和无功电度数据，并将所有数据显示在指定的对话框中。
(b) 历史数据显示分析。根据用户选择，可以从数据采集装置中读取并显示某一时间段内或者某两个数据记录序号之间的所有历史记录。通过ODBC接口连接后台数据库，将历史记录存入相应的数据库中。能按照日、月、年以及峰值、谷值、均值分别统计和处理历史数据，并根据统计结果显示、打印电能质量数据的曲线图和报表。
在设计思路上与实时数据显示模块类似，首先根据用户所选择变压器的编号以及所选择的历史记录查询区间，按照通信协议向数据采集装置发送指令。数据采集装置收到指令后做出响应，上传对应符合查询条件的变压器电能质量历史数据。上位机获取数据后首先对数据进行校验，校验无误后对数据进行分帧、显示和存储。
(c) 综合分析。根据后台数据库中的数据记录，计算、分析用户指定时间段内的多项电能质量指标，包括电度总计、电压极值记录、电流极值记录、停电记录、电压合格率、负荷率、供电可靠率和线损率。最终形成综合分析报表，打印输出。
3.5 数据记录显示模块
本模块通过ODBC接口访问后台数据库，用户可以直接应用本模块查看后台数据库中的所有数据记录，而不必进入相应的数据库操作环境。

4 通信的实现
4.1 通信方式
本系统中数据采集装置可以对配电变压器运行参数进行实时采集、计算和存储，并具有数据远传功能。数据传输方式有以下几种。
(a) 采用RS232总线接口。RS232是一种较简单的通信标准。由于其数据传输速率小(20Kbit/s),传输距离短(15m),所以该种方式适于在使用手提式PC机到现场采集数据时应用。
(b) 采用RS485总线接口。相对于RS232总线，RS485总线的传输距离远，最多可1.2KM，速度最高可达到10Mbit/s,可作为标准的有线传输方式。
(c) 应用已有的无线通信网络，实现无线通信。相比于有线方式，无线通信更加快捷、经济。
(d) 使用手抄器。在现场抄录数据采集装置中的数据，再由手抄器将数据上传至上位机中。
4.2 通信程序
本系统中实现上、下位机之间数据通信的程序也是应用Visual C++6.0开发的。并且融合到了后台信息管理系统软件中。该部分程序采用功能强大、灵活的Win32API函数，以异步方式，实现串口通信功能^[6]。并且应用了多线程技术，在辅助线程中完成数据传送，在主线程中实现数据的分析、处理。辅助线程并不影响主线程的运行，主线程还可以控制辅助线程的运行，从而提高了程序的可靠性和执行效率。

5 结语
本文所给出的基于图形界面的电能质量监测分析系统，其监测内容和分析功能可以满足配电台区实际的应用要求。其最大特点就是后台信息管理系统软件以配电台区的接线图为主要的操作界面，大大提高了界面友好性。目前，该系统已在佳木斯电业局的配电系统中得到成功的应用，并在多个供电局中得到推广。