1、技术总结11 目 录目 录电力模拟盘及调度指挥系统技术总结报告 1电力模拟盘及调度指挥系统技术总结报告 2一、总体概述 2（一）项目研究背景 2（二）项目研究目标 2二、项目研究内容及指标 3（一）项目研究内容 31、配电网运行监控 32、计划管理及口头令网上流转 64、利用AJAX技术 185、微机变电所的多种规约分析 196、利用UDP传输协议 20（二）技术指标 25三、项目开发方法 25（一）系统总体设计 25（二）系统体系结构 26（三）系统物理结构 27（四）数据库表设计 27四、关键技术及创新点 29（一）关键技术 29（二）创新点 30五、应用效果及推广前景 30电力模拟盘及调
2、度指挥系统技术总结报告一、总体概述（一）项目研究背景目前，油田配电网运行管理基本采用物理模拟盘监控方式，由于油田产能建设的增加，油田配电网规模不断扩大，6KV线路物理模拟盘更新维护越来越困难。虽然油田微机变不断普及，但电力数据还需要通过电话向变电所值班人员查询，数据信息存在共享性、实时性差，电力调度自动化水平低，难以满足精细化管理的需求。在电力调度指挥方面，办理工作票仍采用人工方式传递，这种管理模式工作效率低、劳动强度大，工作任务查阅、保存困难，制约了管理水平的提高。为提高电力调度工作水平和效率，完善指挥操作流程，把烦琐的配电网6KV线路模拟盘、变电所接线图的修改和维护工作从人工、手动提升到直
3、观、实时和工作流程高度自动化水平，油田配电网运行管理手段迫切需要进行升级和改造。（二）项目研究目标系统的建设须以配电网生产和技术管理为基础，以配电网信息管理为核心，面向供电生产需求，灵活地利用GIS技术、数据库技术和网络等技术，构造一系列配电网管理模型，最终设计出配电网信息化管理的整体解决方案。为实现电力模拟盘的数字化、工作流程自动化、电力调度工作规范化、提高管理水平和工作效率，系统需要达到以下目标：一是利用地理信息系统的相关技术，实现电力调度系统图的规范化设计与应用；二是微机变电所实时数据及站用电量的采集、传输与共享应用；三是电力调度工作流程定制与网上流转及操作票内容自动生成；四是配电网地理
4、信息web应用。从而实现增效节能、提高供电可靠性和综合服务质量，创造更高更好的社会效益和经济效益的目的。二、项目研究内容及指标（一）项目研究内容电力模拟盘及调度指挥系统的主要内容分为三部分，即：配电网运行监控、配电网操作票网上流转及配电网地理信息网上发布。1、配电网运行监控电力调度模拟盘管理子系统采用C/S运行模式，融合了地理信息技术、数据可视化技术、数据融合技术、电力系统规约分析和传输等技术，将现实配电网电力线路的运行状态虚拟的展示在模拟盘上。图1 系统功能模型（1）配电网运行操作通过GIS系统直观地查询电网各线路、设备的分布和位置，以及实时运行状态，查看各种专题地图，掌握全局配电网的宏观状
5、况。在系统图形操作中除了包括显示系统全图、固定放大、缩小、平移、鼠标点击放大、缩小、选择要素、清除高亮选中等一些图形基本操作外，还包括模拟开关、刀闸的开合及电源追踪等专业电力运行操作，从而来真实的反映出配电网线路的运行状态。系统将电力设备的属性数据与空间拓扑结构进行结合，完成配电网运行的模拟操作。电力调度人员在模拟盘中进行开关的开合、刀闸的倒闸操作，模拟现场线路带电状况，来发布综合指令。在调度日常的工作管理中，需要对某些线路或设备做一些特殊标记，用来表示该设备所处的状况，这样的操作称为挂牌操作。对于错综复杂的配电网其中的每一条线路都有各自的供电来源，系统通过GIS拓扑计算，分析出每个线路或设备
6、的上级供电源。图2 系统界面（2）配电网设备维护配电网设备维护完成对生产运行过程中所涉及到的所有配电网设备的信息管理及对各个电力元件进行图形编辑功能,包括设备台帐添加、修改、删除。该功能主要包括新建设备、移动设备、删除设备以及对选中的线路或设备相关信息编辑。这些设备主要包括电缆线、电力线、刀闸、开关、FTU、变电所、站点、线路跨越等。添加、修改、删除配电网设备均需记录操作人及操作时间，并在系统日志中显示出该操作人所做的所有操作，从而增加了系统的安全性。图3 设备管理（3）配电网信息查询配电网信息查询是对配电网图形内各类电力元件信息进行各类方式的空间和逻辑查询、检索等功能。系统提供以下几种查询方
7、式：线路选择：可以点选或框选出电力线路，并且高亮显示该线路的所有连线。电力设备属性查询：电力设备的属性信息通过GIS空间数据与关系数据库中的属性表相关联，在图中选取一个或多个电力设备即可查询到分类的属性信息列表框。电力设备定位功能：输入电力设备（如刀闸、开关、线路、变电所等）的名称，可以直接把电力设备在配电网模拟图中居中定位出来，并且高亮显示。悬浮框功能：鼠标在图中移动过程中，经过任意电力线路时，将出现一个提示框，显示该线路的名称。抽取单线图：单独显示出一条线路或是在全图中高亮显示。（4）变电所主接线图查询与维护变电所主接线图为电力调度人员显示了变电所内部的电气设备和属性信息、变电所接线方式、
8、遥测和遥信数据，为调度人员下达指令提高了可靠依据。变电所主接线图查询与维护：主要包括电气设备信息查询、新建设备、移动设备、删除设备。添加、修改、删除变电所中设备均需记录操作人及操作时间，并在系统日志中显示出该操作人所做的所有操作，从而增加了系统的安全性。实时数据显示功能：微机变电所设备上均安装RTU实时监控设备，因此通过分析这些设备的传输规约，获得SCADA系统的接口，取得设备的遥测、遥信信息，为配电调度的生产指挥提供了依据。图4 变电所实时数据显示（5）系统维护主要包括用户信息管理、工作日志、倒闸操作日志等。该功能将调度人员的操作规范与责任挂钩，对所有操作人员的具体操作进行监管，有利于安全生
9、产责任管理。工作日志、倒闸操作管理：在系统运行状态下，系统自动记录某人、某时进行过何种电力设备的操作进程和操作对象，并可进行查询，便于进行安全责任的管理。用户信息管理：通过界定用户的管理范围及管理的资源类别，结合资源的应用范围，可以实现灵活的权限分配及资源授权原则，打破了传统的固定分级模式，提高了系统可适应性。2、计划管理及口头令网上流转2.1 停电工作任务申请1 基本流程图：主要是由电力大队、各矿管电人员、基建管理中心管电负责人填写申请，提交申请后由电力科主管线路的专工进行审核。图2-1基本流程图图2-2停电工作任务申请停电检修界面2 具体操作步骤：（1）停电申请点击停电申请，进入图1界面，
10、进入的是停电检修界面，点击单位后面的请选择向下箭头选择单位 如图 2图2-3 停电工作任务申请选择单位界面进入验证界面 如图 3图2-4用户身份认证界面输入账户和密码。回到图1 （注意必须这么做 不然图1变电所后面是空白的）然后点击变电所后面的请选择 选择需要的变电所图2-5停电任务申请选择变电所界面这样由于系统的联动原理会自动在线路上出现相应的线路，选择需要停电的线路，如图5 所示：图2-6停电任务申请选择变电所线路界面在填写好停电时间和停电范围后，点击提交申请，申请进入到停电计划，等待审批。完成停电检修任务。（2）换变压器图2-7停电任务申请换变压器界面点击换变压器出现图6界面， 由作业区
11、选择单位 井号 更换原因等基本信息 填写好之后点击提交申请 跳到停电计划里，然后在由电力大队填写作业单位和计划工作时间，等待审批。审批通过后在由电力大队执行换变压器任务。（3）故障处理点击故障处理，出现图7界面，这是由于故障处理而停电而提出的停电申请，填写好单位 故障点等基本信息后，点击提交申请， 跳到停电计划里，等待审批。图2-8停电任务申请故障处理界面（4）施工点击施工，这是由于施工而停电而提出的停电申请，出现图8界面 填写施工单位 选择变电所和施工线路 以及后面的停电范围与时间，点击提交申请，等待审批。图2-9停电任务申请施工界面（5）其他点击其他，出现图9界面，这个是出现由其他原因引起
12、的停电而提交的停电申请，同样，填写好基本信息后，点击提交申请，任务跳到停电计划，等待审批。图2-10停电任务申请其他界面2.2 停电计划1 基本流程停电计划是有线路专工进行编写，按照各单位提交的停电工作任务申请将一周或者是几天的停电计划提前编写出来，以便更好的完成调度工作，停电计划编写完之后又电力科主管运行的专工进行审核，审核通过则通知申请停电的单位编写相应的工作票准备施工或处理相应的故障。图2-11停电计划界面2 具体操作步骤（1）首先，如果遇到紧急情况 可以由线路专工直接添加停电计划 如上图10所示。（2）停电检修在上一步的停电申请中得停电检修任务提交申请后，会跳到停电计划的停电检修计划中
13、，如图11所示：需要经过线路专工 运行专工 和部门主任的三次审核才能通过 进入到停电作业卡片和负荷通知中去。图2-12停电计划停电检修审核界面（3）换变压器在上一步的停电申请中得换变压器任务提交申请后，会跳到停电计划的停电检修计划中，如图11所示：需要经过线路专工 运行专工 和部门主任的三次审核才能通过 进入到停电作业卡片和负荷通知中去。图2-13停电计划换变压器审核界面(4)故障处理在上一步的停电申请中得故障处理任务提交申请后，会跳到停电计划的停电检修计划中，如图11所示：需要经过线路专工 运行专工 和部门主任的三次审核才能通过 进入到停电作业卡片和负荷通知中去。图2-14停电计划故障处理审
14、核界面（4）施工在上一步的停电申请中得施工任务提交申请后，会跳到停电计划的停电检修计划中，如图11所示：需要经过线路专工 运行专工 和部门主任的三次审核才能通过 进入到停电作业卡片和负荷通知中去。图2-15停电计划施工审核界面（5）其他在上一步的停电申请中得其他任务提交申请后，会跳到停电计划的停电检修计划中，如图11所示：需要经过线路专工 运行专工 和部门主任的三次审核才能通过 进入到停电作业卡片和负荷通知中去。图2-16停电计划其他审核界面2.3 停电作业卡片停电作业卡片是线路专工安排某一天或某几天的停电工作任务时填写的卡片，该卡片提供给调度，和施工单位以便更好的去工作。图2-17停电作业卡
15、片界面线路专工可以直接添加停电作业卡片而不用进行审核。2.4 负荷通知负荷通知是运行专工填写，目的是通知二级单位第二天要停电的线路，该线路影响的负荷，以及影响哪口井，提前做好准备，配合调度完成检修任务图2-18负荷通知界面线路专工可以直接添加负荷通知卡片而不用进行审核。2.5 口头令1 基本介绍：口头令是不需填写工作票的其他工作的书面依据，适用于电气第一、第二种工作票工作范围之外的生产现场维护工作。口头命令中无需将电力生产设备和系统停止运行和退出备用。无须运行值班人员改变运行方式和在操作调整上采取安全措施的工作。口头令的有效时间以当日为限。图2-19口头令界面2具体步骤操作：口头令分为智能填写
16、和手工填写，首先介绍的是智能填写：点击口头令，进入口头令界面，如图18，选择相应的受令单位，会出现图19，电力调度通过电话给变电所的人打电话，指挥变电所的工作人员执行相应的指令，点击发令时间，会出现发令时间，当变电所的工作人员完成任务后，电力调度在点击终了时间，会出现终了时间。然后选择相应的功能选项。提交口头令。完成口头令。当点击受令单位的时候，界面会自动弹出该受令单位以前发过的口头令在提交该口头令下面的表格里。 图2-20口头令以前纪录表格界面其中最下面显示的是原先发布过的口头令，以方便查询和管理，在操作选项里有图20的几项功能。图2-21口头令操作选项界面在开关名称编号里有图21的几项功能
17、：图2-22口头令开关名称编号界面在开关及隔板里有图22的几项功能：图2-23口头令开关及隔板界面在小车开关里有图23的几项功能：图2-24口头令小车开关操作界面在小车开关位置里有图24的几项功能：图2-25口头令小车开关位置界面在压板选项里有图25的几项功能：图2-26口头令压板选项界面在户外出口刀闸里有图26的几项功能：图2-27口头令户外出口刀闸界面根据需要选择相应的功能，完成口头令，提交申请，提交的口头令就在下表中了，可以导出到excel表格里，方便打印和保存。图2-28口头令导出excel界面手工填写：图2-29口头令手工填写界面手工填写和智能填写的区别就是自己填写所要操作的内容，更
18、加的具有自由性。4、利用AJAX技术Ajax的核心是JavaScript对象XmlHttpRequest。该对象在Internet Explorer 5中首次引入，它是一种支持异步请求的技术。简而言之，XmlHttpRequest使您可以使用JavaScript向服务器提出请求并处理响应，而不阻塞用户。 (1) 主要包含的技术web标准（standards-based presentation）XHTML+CSS表示； 使用 DOM（Document Object Model）进行动态显示及交互； 使用 XML 和 XSLT 进行数据交换及相关操作； 使用 XMLHttpRequest 进行异
19、步数据查询、检索；(2) 优点传统的web应用允许用户填写表单(form)，当提交表单时就向web服务器发送一个请求。服务器接收并处理传来的表单，然後返回一个新的网页。这个做法浪费了许多带宽，因为在前後两个页面中的大部分HTML代码往往是相同的。由于每次应用的交互都需要向服务器发送请求，应用的响应时间就依赖于服务器的响应时间。这导致了用户界面的响应比本地应用慢得多。 与此不同，AJAX应用可以仅向服务器发送并取回必需的数据，它使用SOAP或其它一些基于XML的web service接口，并在客户端采用JavaScript处理来自服务器的响应。因此在服务器和浏览器之间交换的数据大量减少，结果我们
20、就能看到响应更快的应用。同时很多的处理工作可以在发出请求的客户端机器上完成，所以Web服务器的处理时间也减少了。 使用Ajax的最大优点，就是能在不更新整个页面的前提下维护数据。这使得Web应用程序更为迅捷地回应用户动作，并避免了在网络上发送那些没有改变过的信息。5、微机变电所的多种规约分析电力规约分析仪，是一款专用于电力系统自动化部门的测试/分析仪表。该产品可灵活方便地满足电力系统自动化测试中心对电网调度自动化系统中的主站系统、厂站系统数据的专业化测试和分析要求，并能进行实时数据的输入输出、实时数据的处理、规约解析、模拟电网事故下的数据雪崩试验、模拟遥测突变、保存通信报文、交换控制调节报文、
21、侦听报文内容等功能的测试，为主站、厂站系统功能和性能指标进行专业测试评估，可广泛地应用在电力自动化系统或设备的工程安装、系统验收、日常维护、排查故障，有效保障电力自动化系统安全、可靠地运行。根据电力用户实际应用的需求，为中国电力自动化系统用户量身定制； 便携式方式，坚固型结构，工业级设计，符合电力系统现场操作； 仪表内置双FSK模拟接口，无需外配电力MODEM，即可实现上下行模拟数据报文同时监测； 独特的网络数据捕获功能，可实时在TCP/UDP网络上进行主站、厂站信息数据的捕获； 强大的报文解析功能，让用户十分清楚地对数据报文进行解读、查阅； 多种报表自动生成，测试数据使用WORD工具生成测试
22、报表，支持统计数据报表，遥控遥调测试报表，变化遥信测试报表； 支持目前电力系统常用规约，并可十分方便地进行规约扩展，满足用户新增规约分析的需求，有效保护用户的投资。6、利用UDP传输协议传输协议中各层都为上一层提供业务功能。为了提供这种业务功能，下一层将上一层中的数据并入到本层的数据域中，然后通过加入报头或报尾来实现该层业务功能，该过程叫做数据封装。用户的数据要经过一次次包装，最后转化成可以在网络上传输的信号，发送到网络上。当到达目标计算机后，再执行相反的拆包过程。这类似于日常生活中写信，把自己要表达的意思写到纸上，有兴趣的话还要把纸折叠成特殊的形状，然后放到信封里并封好口，写好收信人的地址、
23、邮政编码和姓名，再贴上邮票，邮局的工作人员再盖上邮戳送到收信人所在邮局，邮递员按信上的地址把信交给收信人，收信人再拆信，阅读其内容。 下层能够向上层提供的服务有两种形式：面向连接的服务（TCP）和无连接的服务(UDP)。 TCP：传输控制协议，当传输出现错误时能自动予以纠正； UDP：用户数据包协议，当传输出现错误时会将错误信息丢弃； UDP方式比TCP方式有更强大的容错性，采用UDP的话，它的缓冲速度比TCP快45%，而且可以大大的节省网络共享带宽，当网络出现不稳定时，不会经常出现缓冲，所以不少影视节目采用UDP方式传送。 双方在数据传输中必须遵守的规则。（一）用户数据报协议UDP1.概念用
24、户数据报协议UDP（User Data Protocol）是 OSI 参考模型中一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。UDP 协议基本上是 IP 协议与上层协议的接口。UDP 协议适用端口分别运行在同一台设备上的多个应用程序。它是面向非连接的协议，它不与对方建立连接，而是直接就把数据包发送过去。UDP适用于一次只传送少量数据、对可靠性要求不高的应用环境。比如，我们经常使用“ping”命令来测试两台主机之间TCP/IP通信是否正常，其实“ping”命令的原理就是向对方主机发送UDP数据包，然后对方主机确认收到数据包，如果数据包到达的消息及时反馈回来，那么网络就是通的。例如
25、，在默认状态下，一次“ping”操作发送4个数据包。大家可以看到，发送的数据包数量是4包，收到的也是4包（因为对方主机收到后会发回一个确认收到的数据包）。这充分说明了UDP协议是面向非连接的协议，没有建立连接的过程。正因为UDP协议没有连接的过程，所以它的通信效率高；但也正因为如此，它的可靠性不如TCP协议高。 UDP与TCP位于同一层，但对于数据包的顺序错误或重发。因此，UDP不被应用于那些使用虚电路的面向连接的服务，UDP主要用于那些面向查询-应答的服务。 2.协议结构UDP数据包的格式很简单，如图4所示，源端口和目标端口字段指定了两个16长的端口号，其中源端口字段是可选的。如果指定了该字
26、段的值，它就表示相应的数据包应发往的端口号。如果不使用，应将其设为0。长度字段表示整个UDP数据包的8位字数，包含UDP头部和数据部分。因此，该字段的值最小为8。图4 UDP数据包的格式UDP校验和字段是用来保证UDP数据包的完整性的。但该字段是可选的，即UDP协议可以计算校验和，也可以不计算，没计算校验和的UDP数据包应该将校验和字段设为0因为UDP协议的设计者考虑到在有的可靠性很高的网络中，传输的数据几乎不会出错，这样就可以通过不计算UDP数据包的校验和来减少主机的计算工作量。3.UDP数据包的封装UDP协议位于IP协议之上。这就说明UDP数据包是封装在IP数据包中进行传输的如图5，即整个
27、UDP数据包是作为IP数据包的数据部分被封装在IP数据包中的。封装关系如图6所示。 应用程序UDPIP网络层图5 UDP协议的层次图UDP头部UDP数据区IP报头IP报文数据区帧头帧数据区图6 UDP数据包封装关系IP数据包的头部有一个协议字段，该字段表明IP数据包封装的是上层哪一种协议的数据包。对于UDP数据包，该字段的值为17。下面解释一个使用UDP协议的应用程序时如何将数据传输到目的主机A的特定应用程序的。首先接受数据的应用程序要申请一个UDP端口号，设为P。发送方的应用程序准备数据后，将其交给UDP协议，让其将数据发送给主机A的端口P。UDP协议将应用程序的数据作为UDP数据包的数据部
28、分封装在一个UDP数据包中，并将数据包的目标端口字段设置为P。UDP协议再将包交给IP协议处理，让其将该数据包发送到主机A。IP协议将UDP数据包作为IP数据包的的数据封装在一个IP数据包中，并将目的地址设置为A，将协议字段设置为17,然后将其交给网络层处理并发送出去，该IP数据包可能会经过数个路由器，并最终到达主机A的IP协议层。主机A的IP协议发现字段为17，就将IP数据包的数据区交给UDP协议处理。UDP协议发现端口号为P，就将UDP数据包的数据区放置在端口P的队列中。A的应用程序从该队列中将数据取出进行处理。4.标准UDP端口UDP数据包的格式中，虽然源端口字段是可选的，但目标端口号是
29、必须指定的。当发送方发送UDP数据包时制定源端口字段，应用会接收该发往端口的数据包。这样该数据包的接受者如果想发送响应数据包给该主机就可以将目标端口设置为该数据包的源端口了。表2是一些常用的标准UDP端口及使用该端口的应用程序应提供的服务。表2 标准UDP端口端 口 号描 述0保留7回显9丢弃11活动用户13日期时间15netstat端 口 号描 述17qotd19字符产生服务37时间42主机名服务器43whois53域名服务器67Bootstrap协议服务器68Bootstrap协议客户端69TFTP123网络时间协议161snmp162snmp-trao应用程序申请UDP端口号可以采用两种
30、方式。第一种就是指定需要分配哪个端口：第二种方法不指定需要的端口，操作系统可以随意分配一个可用的端口号给该应用程序。通常，如果应用程序需要接受其他主机的应用程序发出的第一个数据包，它就需要采用第一种方式申请一个固定的端口号，且这个端口号必须是其他主机的应用程序知道的。否则应用程序可以采用第二种方法申请端口号，并在发车出的第一个数据包中指定源端口号。（二）技术指标1 用户获取数据的响应时间在6秒以内完成；2 微机变电所实时数据传输准确率100%。3 系统功能扩展（电力卡片、检修计划等）的生成准确率达到100%。三、项目开发方法（一）系统总体设计为形成资源管理与应用一体化的调度指挥系统，提升系统性
31、能，系统开发主要本着“消化-吸收-模拟-拓展”原则，结合目前模拟盘的应用实践，吸纳较为先进的技术手段，完成系统开发框架体系构建等一系列的综合性研究工作。1、设计原则坚持实用性、科学性、可靠性原则，使系统能够安全可靠地运行；坚持开放性原则，为以后系统扩展保留一定的接口；坚持通用性原则，采用符合国家标准的编码原则、图标符号、数据类型；坚持易读性原则，设计标准的用户界面，整个设计遵循电力行业的业务流程和规范。 2、系统架构根据电力调度的实际工作内容，系统采用B/S、C/S结构相结合的应用开发模式，性能稳定，通用性强。电力调度日常模拟盘管理工作为C/S模式，进行线路模拟、设备信息查询等。电力调度与其它业务部门联系为B/S模式，是基于Web的应用程序，无需安装客户端。这种应用开发模式保证了敏感数据的安全性以及复
