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5.《电力系统实时数据通信应用层协议》DL476-92
6.《能量管理系统应用程序接口(EMS-API)第1部分:
导则和一般要求》DL/T890.1
7.《能量管理系统应用程序接口(EMS-API)第2部分:
术语》DL/T890.2
8.《能量管理系统应用程序接口(EMS-API)第301部分:
公共信息模型(CIM)基础》DL/T890.301
9.《能量管理系统应用程序接口(EMS-API)第302部分:
公共信息模型(CIM)财务、能量计划和备用》DL/T890.302
10.《能量管理系统应用程序接口(EMS-API)第401部分:
组件接口规范(CIS)框架》DL/Z890.401
11.《计算机软件工程规范国家标准汇编2003》
12.《电气工作票技术规范(线路部分)Q/CSG10005-2004》
13.《电气工作票技术规范(发电、变电部分)》
14.《计算机软件开发规范》GB8566-88
2.功能需求概述
系统的具体功能需求在《电网调度综合防误系统产品需求规格说明书》中有详细说明,下面对本系统中准备实现的主要功能进行简要介绍。
防误检查:
对所有模拟操作在不同的厂站间、在整个电网上进行全面的防误检查,具体检查内容包括防止误分、误合开关;
防止带负荷拉、合隔离刀闸;
防止带电挂(合)接地线(接地刀闸);
防止带接地线(接地刀闸)合开关(隔离刀闸);
合解环、解并列操作检查;
防失压防越限检查;
倒母线操作防误检查;
倒变压器操作防误检查;
旁路替代操作防误检查;
以及自定义规则检查等。
模拟操作:
系统提供与SCADA平台一致的电网一次接线图形模拟操作环境,允许用户在上面进行电网调度模拟操作,所有操作均通过防误检查模块进行全面的防误检查。
系统根据用户所选择的设备给出允许操作选项,对于开关刀闸允许分合操作,对于开关、变压器、线路、母线、电容电抗器、以及负荷等允许状态转换操作。
并提供模拟操作初始状态设置、设备参数查询、设备动态着色、潮流数据显示等功能。
操作票生成及管理:
调度员在电网一次接线图形界面上进行模拟操作过程中,如果操作正确无误,则生成相应的操作票步骤登记在操作票上,模拟操作正常结束后,即可形成完整的一张操作票。
同时还包含了典型操作票、空白票、历史票等操作票生成模式。
操作票生成后,自动进入票编辑、审查界面,供审查和校正。
既保证了操作票的正确性,又保留了审查操作票的要求。
系统提供插入、删除、修改、移位等功能,便于用户对操作票中错误的操作步骤、不规范的术语等进行修改,对操作票的准确性、规范性进行确认。
为减少键盘输入工作,系统提供常用术语自定义维护、分类管理等。
操作票票编号规则可按用户要求来实现。
操作票管理模块的功能非常严格而灵活。
除能够对生成的操作票进行显示、审查、存取、分类、查询统计、自动编号及自定义打印,还可做新票、历史票、已执行、作废等标记,其中查询统计功能提供了多种检索条件如票属性、厂站名称、开票人、设备类型、时间段等,符合调度室的日常管理规定。
报表管理:
系统提供操作票报表制作工具,可以灵活设计所需格式的操作票报表,并提供查询、打印等功能。
系统维护:
包括用户权限管理、受令单位维护、操作术语维护等。
3.程序系统的结构
电网调度综合防误系统软件包括电网调度综合防误系统应用软件及平台应用支持软件。
电网调度综合防误系统应用软件基本模块有:
系统维护模块,防误检查块,模拟操作模块,操作票生成及管理模块,以及报表管理模块。
平台应用支持软件包括操作系统、商用数据库管理软件、数据接口软件、QT软件等。
总体的系统软件层次结构如下图示。
其中操作系统、商用数据库管理软件、QT软件等为购买软件,但基本都在SCADA平台安装时已经购买安装完毕。
数据接口软件采用DF8003S及DF8003E平台提供的数据库接口软件。
电网调度综合防误系统软件的各个模块需要进行自主开发。
设计约束
(1)需求约束。
遵循的标准或规范:
1)《计算机软件开发规范》;
2)《计算机软件产品开发文件编制指南》;
3)《电力系统调度自动化设计技术规程》;
4)《电气工作票技术规范(线路部分)Q/CSG10005-2004》;
5)《电气工作票技术规范(发电、变电部分)》等。
运行和维护环境要求:
1)操作系统:
WINDOWS、UNIX、LINUX;
2)硬件平台:
适应DF8003S和DF8003E所适应的硬件平台;
3)适应DF8003S和DF8003E所适应的数据库管理软件。
用户界面要求:
软件界面采用与DF8003S和DF8003E调度员界面一体化的设计方法,风格和使用习惯与调度员界面完全一致。
提供菜单、快捷键等来调用系统功能,应做到方实用、美观简洁。
精度要求:
在提供的设备参数及网络连接关系正常,各种遥测遥信数据准确,并且PAS计算分析合理的情况下,本系统能够正常模拟操作,进行防误检查并生成符合实际的操作票。
时间特性要求:
对于防误检查不计算潮流情况下响应时间小于3秒,计算潮流情况下响应时间小于6秒。
(2)隐含约束。
无。
设计策略
扩展策略
为了方便本系统在将来扩展功能、升级和维护,本系统的各个应用采用模块化结构,如果是功能有增加,增加新的功能模块,如果是功能变化,将之变化限制在某一功能模块内部。
复用策略
本系统的防误检查模块可单列出来嵌入到其他应用中,供其使用。
折衷策略
当系统中操作票与防误功能二者有冲突时,以防误为主。
系统总体结构
电网调度综合防误系统主要划分为系统维护、模拟操作、防误检查、操作票生成及管理、以及报表管理等五大模块,其功能流程如下图所示:
其程序模块如下图所示:
模块
程序
功能说明
系统维护
用户权限管理
与平台采用一致的用户权限管理模式
受令单位维护
利用配置文件的方式
操作术语维护
防误检查
综合防误核心算法
模拟操作
单步操作票
操作票生成及管理
开票
提供单步、典型票、空白票等多种开票模式
票编辑
审票
票查询统计
报表管理
报表设计
报表查询打印
测试环境的要求
(1)单元测试、集成测试环境与开发环境相同。
(2)系统测试、验收测试环境与运行环境相同或相似(更加严格)。
如果条件允许应在各种常见的硬件平台和操作系统上测试如SUN、HP、IBM等各种UNIX工作站;
LINUX工作站,以及WINDOWS系列操作系统等。
4.系统维护设计说明
程序描述
该模块负责电网调度综合防误系统相关参数维护的人机交互,用于电网调度综合防误系统用户权限管理、受令单位维护、操作术语维护等各种参数数据的查询、添加、插入、删除和修改等维护操作。
功能
该模块提供用户权限管理、受令单位维护、操作术语维护等功能,包括添加、插入、删除和修改等操作。
性能
要求界面友好,美观实用,易于操作,查询响应时间最好不得超过3秒。
输入项
包括电网调度综合防误系统维护相关的用户权限、受令单位、操作术语等配置文件和参数数据表。
输出项
算法
无。
流程逻辑
系统维护用户登陆流程如下:
系统维护参数设置流程如下:
接口
系统维护模块通过数据库操作接口或者配置文件读写接口完成对电网调度综合防误系统所用到的相关参数的设置和维护。
用户权限管理利用平台提供的数据表和维护工具进行设置;
受令单位维护、操作术语维护等利用独立开发的人机界面进行管理。
存储分配
本模块所操作的数据结构都是通过数据库访问接口或者配置文件读写接口由参数关系库或者配置文件装载的。
在操作内部有临时的私有内存区域,用以接收、保存计算过程产生的中间数据。
计算结果通过数据库访问接口返回到参数关系库或者配置文件,并释放内部的临时私有内存区域。
注释设计
在本程序主要提供以下注释:
◆加在函数上面的注释块:
说明该函数完成的功能,入口参数,返回值等信息。
如果函数的调用有特殊要求,会在这里注明。
◆加在函数中的注释:
用于解释函数中一些需要注意或不容易理解的部分。
◆加在类声明上面的注释块:
说明该类完成的主要功能。
◆加在类属性后面的注释:
用以说明该属性的意义。
对于可以自解释的属性声明,不加注释。
限制条件
关系数据库运行正常,电网调度综合防误系统正常运行。
测试计划
测试条件:
关系数据库运行正常。
测试方法:
通过该模块进行电网调度综合防误系统用户权限、受令单位、操作术语等相关参数的设置和检索查询。
尚未解决的问题
5.模拟操作设计说明
该模块负责电网调度综合防误系统的模拟操作人机接口,包括模拟操作初始状态的设置、设备参数的查询、开关刀闸设备的选择分合模拟操作;
以及变压器、开关、线路、负荷、电容电抗器等大设备的状态转换等模拟操作。
该模块提供与SCADA平台一致的电网一次接线图形模拟操作环境,允许用户在上面进行电网调度模拟操作。
系统根据用户所选择的设备给出允许操作选项,对于开关刀闸设备允许分合操作,对于开关、变压器、线路、母线、电容电抗器、以及负荷等设备允许状态转换操作。
在拉合开关刀闸及设备状态转换模拟操作过程中调用防误检查模块进行全面的综合防误检查。
对于没通过防误检查的操作给出告警提示,对于通过防误检查的操作调用操作票生成及管理模块生成带防误的操作票。
同时提供模拟操作初始状态设置、设备参数查询、设备动态着色、潮流数据显示等功能。
选择开关刀闸、变压器、线路、负荷、电容电抗器等设备。
开关刀闸模拟操作初始状态的设置。
开关刀闸、变压器、线路、负荷、电容电抗器等设备参数的查询。
开关刀闸、变压器、线路、负荷、电容电抗器等设备的操作。
模拟操作模块通过一次接线图图形接口实现各种设备的选取等操作,然后通过实时库和历史数据库接口实现各种设备参数的查询、开关刀闸的分合操作、以及变压器等大设备的状态转换等操作。
在模拟操作过程中,调用防误检查类CDpmAlgManage来进行综合防误检查,入口参数是设备类型、设备代码和目标状态。
防误检查结果分三种:
通过、没通过但允许强制执行、没通过禁止操作,对后两种没通过防误检查都会给出告警提示。
对于通过防误检查或者允许强制执行的操作调用操作票生成及管理模块生成带防误的操作票。
通过该模块进行电网调度综合防误系统各种设备的各种模拟操作,在操作过程中调用防误检查模块和操作票生成及管理模块。
6.防误检查设计说明
该模块负责电网调度综合防误系统各种模拟操作的防误检查,根据防误检查结果返回相应信息。
对所有模拟操作,在不同的厂站间、在整个电网上进行全面的防误检查,具体检查内容包括防止误分、误合开关;
防止带负荷拉、合隔离刀闸;
如果操作违反防误规则,系统将禁止操作或者报警,以文字和声音两种形式提示操作员,同时锁住当前点取的操作对象,使操作无效,错误信息可定位到元件级;
如果操作正确,系统自动将该操作项登记在操作票上。
要求响应时间最好不得超过5秒。
操作设备:
需要操作的设备,包括开关刀闸的分合;
变压器、开关、线路、负荷、电容电抗器等状态的转换等。
搜索范围:
包括站内搜索和全网搜索。
防误结果信息:
结合了电网调度运行操作的特点,在系统上、不同厂站间,对电网调度操作中的重大危险点进行了严密的防误调度检查,充分利用现有调度自动化系统SCADA功能,根据编写的调度操作专家规则库以及结合PAS系统的计算分析结果对调度人员拟定的电网倒闸操作步骤进行全面的防误检查,有效的避免系统失压、对接地线(接地开关)送电、对工作地点误送电等引发的人身、设备事故。
调度微机防误系统利用电网接线图中隐含的电网的结构信息,采用拓扑搜索算法自动生成整个电网结构数据库,智能运用正确合理的防误规则进行调度操作安全检查。
调度操作专家规则库适用于电网内各类型接线,系统以相应防误算法的变化适应电网接线方式的变化。
具体防误检查流程如下所示:
(1)防误拉开关
(2)防误合开关
(3)防误拉普通刀闸
(4)防误合普通刀闸
(5)防误合地刀或挂接地线
(6)合解环操作检查
(7)防失压防越限检查
(8)防止误操作小水电线路
(9)倒母线操作防误检查
上图为倒母线操作示意图,防误检查流程图如下:
(10)倒变压器操作防误检查
(11)旁路替代操作防误检查
旁路替代操作与第(9)项倒母线操作需要进行的防误检查内容是类似的,也是判断两条带电母线的矢量电压差是否越限,不过旁路替代需要检查的是工作母线和旁路母线,流程图从略。
(12)自定义规则检查
除了固定的防误检查规则以外,系统还具备用户自定义规则功能,更加灵活方便,描述如下:
某一开关或刀闸的拉合操作必须以某厂站的某几个开关或刀闸的实时状态为前提,特点:
a、这个规则是针对某个具体设备的,不是针对所有设备的;
b、特殊规则目标设备类型可以是开关,可以是刀闸;
c、条件设备类型可以一般情况下是开关,可以是刀闸;
d、条件设备可以与目标设备不在一个厂站;
e、条件设备可以有多个,可以是不同厂站的,可以是不同设备类型的;
f、定义特殊规则的设备在操作时也要进行常规防误检查。
为简明起见,第六项到第十二项单独列出,其实只有第一项到第五项是相互独立的,第六项到第十二项应与前面几项结合起来检查,例如,拉开关操作时,除了要进行第一项检查以外,还要进行七、八、十、十二等项检查,每一项不满足操作要求,都将禁止操作或报警。
第六项到第十二项检查,除了第八项、第十二项以外,因为依赖于PAS系统的正常运行,可以根据PAS系统的运行状况有选择性的运行。
对于这一类检查,最理想的情况是PAS系统运行正常,利用其计算结果进行检测,如果PAS系统不能正常运行,也可以不检查这部分内容。
这类检查应该根据用户要求选择进行。
防误检查模块由模拟操作模块来调用,传入设备类型、当前状态和目标状态。
然后防误检查模块进算分析,把防误检查的结果返回给模拟操作模块,模拟操作模块再根据返回结果进行相应的处理。
如果包含PAS方面的防误检查,防误检查模块利用网络拓扑和潮流计算的算法接口来调用PAS的计算分析算法,然后通过读取PAS实时库的方式获得PAS计算分析的结果数据,利用此来进行PAS方面的防误检查。
如果包含PAS方面的防误检查,需要网络拓扑、潮流计算正常。
通过模拟操作模块在进行电网调度综合防误系统各种模拟操作过程中测试各种操作防误检查。
7.操作票查询统计设计说明
系统提供操作票查询统计功能,查询统计条件有开票人、开票时间、操作票属性等,此外还提供模糊查询,可对票号和操作任务进行搜索查询。
查询结果以列表显示,可选择其中一张操作票进行此票的详细信息查看。
统计结果以棒图显示,该模块的全部功能在一个对话框内表现出来。
该模块具备查询和统计操作票的功能。
查询统计输入是查询和统计条件,有开票人、开票时间(或时间段)、操作票属性(待审票、已审票等)、以及模糊查询需要的字符等;
程序根据查询条件访问关系数据库;
输出是符合查询和统计条件的操作票的简要信息(票号、开票日期、操作任务、开票人等),其中统计信息以棒图显示。
该模块还提供操作票删除功能,在查询出操作票后,选择某一张操作票进行删除。
要求界面友好,操作方便,查询响应时间最好不得超过3秒。
开票人:
数据类型是字符串;
数据来源是所有的可能登录用户;
输入方式是界面选择开票人员。
此项可选可不选。
开票时间:
包括开票时间段,数据类型是字符串;
采用QT提供的日期控件供用户选择,提供两个日期控件。
操作票属性:
数据类型是整数型;
来源是操作票的所有属性(待审票、已审票、未执行票、已执行票、废票),可多选。
模糊查询:
数据类型是字符串,来源是人工输入,此项可选可不选。
操作票简要信息:
以列表来显示,内容有票号、开票时间、操作任务、操作票属性;
操作票统计信息:
以棒图来表达,内容是符合条件的各种操作票(操作票属性)的数量。
所有的输入项和输出项在一个对话框内表现。
根据界面提供的查询和统计条件形成数据库查询语句,调用数据访问接口访问数据库。
操作票查询和统计公用一个操作界面,查询和统计条件是共有的。
操作流程相似。
如下所示:
本模块属于操作票生成及管理模块,在系统主界面调用本模块,无输入参数,直接调用即可。
与本模块相关的数据结构是:
关系数据库中有表t_opt_hishead、t_opt_hisbody和t_opt_optdev。
本模块不需存储数据。
SCADA平台正常加载,关系数据库可正常访问。
关系库中有各种操作票属性、多个开票人、不同开票日期的操作票。
数据库:
最好在不同的数据库中测试(SYBASE,ORACLE等)
输入数据:
各种查询条件
输出数据:
符合条件的界面显示(列表和棒图),注意响应速度。
8.操作票编辑设计说明
当以各种生成方式生成操作票后,由于有某些项在其过程中没有渠道完成或历史票需要修改其中的内容时,这时需要操作票的编辑功能,本模块的表现方式是一组对话框,是一个人机接口。
在具体实现是数个对话框类。
操作票票编辑就是对新生成的操作票或历史票进行编辑,提供的功能有:
对操作任务进行编辑,对票号进行编辑,对操作票步骤进行增加、删除、修改、顺序调整功能,对备注进行编辑等。
本模块调用其他模块完成操作票的保存、打印和生成典型票等功能。
本模块的输入是一个操作票的具体内容,输出是一个经过编辑修改后的操作票。
全部是界面操作。
要求界面友好,方便操作,响应迅速。
输入是一个完整的操作票。
输出是一个经过编辑后的完整操作票,可保存到数据库中,也可生成典型票。
界面包括一个主对话框和两个副对话框组成,主对话框对操作票的大多数项进行编辑,调用副对话框,一个副对话框负责操作票执行信息的编辑;
一个负责对某一操作步骤进行增加和编辑。
主对话框可提供:
1)操作任务的编辑;
2)操作编号和开票日期的编辑;
3)操作步骤的直接增加、编辑;
4)操作步骤的删除和调整顺序;
4)备注的编辑;
5)调用副对话框进行操作步骤的增加和编辑;
6)调用副对话框进行操作票执行信息的编辑;
7)提供模拟演示的按钮,调用模拟演示模块进行模拟演示;
8)提供保存的按钮,调用保存模块保存操作票;
9)提供打印的按钮;
10)提供生成典型票和历史票生成新操作票的按钮,分别调用。
执行信息编辑对话框提供各种执行信息的编辑包括:
下令人、下令时间、受令人、完成时间、汇报人等。
操作步骤编辑框包括厂站选择控件、设备类型选择控件、设备选择控件、操作术语选择控件,以及编辑操作术语需要的增加、修改及删除功能。
自动生成的操作单位和操作内容可人工编辑。
无
本模块全部为界面操作,响应用户的操作。
本模块属于操作票生成及管理模块,在系统主界面调用本模块,输入参数为包含一个完整操作票的类ConeCardCl。
关系数据库中有表t_opt_hishead、t_opt_hisbody和t_o
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