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                        Java Web技術在圖形化配網調度運行管理系統設計和開發的作用

                        添加時間:2021/06/10 來源:未知 作者:樂楓
                        圖形化配網調度運行管理系統目前在公司內部進行了應用,能夠為公司的配 網調度運行管理工作提供配套的信息化和圖形化的管理工具,可以通過功能的集 成及圖形化的操作接口,提高業務的實施效率以及管理水平,具有非常明顯的現 實應用價值和意義。
                        以下為本篇論文正文:

                        摘要

                          配網調度運行管理是電力企業日常工作中的重要內容,配網調度運行業務的 內容較為復雜。針對目前缺乏專用的業務管理軟件的情況,本文設計和實現了圖 形化配網調度運行管理系統項目,通過系統的應用來提高公司的配網調度運行管 理業務效率

                          本文對該系統的設計和實現工作進行了詳細的研究和分析,采用 Java Web 技 術體系、矢量圖技術、SSM 軟件設計模式、Oracle 數據庫工具等,對系統進行功 能設計和開發。在研究中,通過對目前的配網調度管理業務現狀開展分析,分析 其中存在的問題,得到系統的總體研發目標。在此基礎上,采用用例圖的方式對 系統的功能需求進行了詳細介紹,將系統的功能目標劃分為圖形管理、方式管理、 交接班管理、日志管理、指令票管理、資料管理和權限管理等方面,并簡要闡述 了系統的性能開發標準。按照系統的需求分析,利用軟件設計工具和方法,對系 統進行技術方案的設計,包括系統的總體功能體系設計、功能模塊設計以及數據 庫設計等,對系統進行功能模塊劃分,設計各模塊的功能邏輯框架和 Java 類結構。 最后,對系統的功能模塊進行了開發實現,分析了系統各模塊的功能實現思路和 方法,研究部分關鍵功能實現流程及核心代碼,展示了系統的運行效果。從系統 的功能和性能兩個方面,對系統進行了測試分析,介紹了系統的測試方法、流程 和內容,并根據實際的測試結果,對系統進行功能和性能驗證與評價。

                          圖形化配網調度運行管理系統目前在公司內部進行了應用,能夠為公司的配 網調度運行管理工作提供配套的信息化和圖形化的管理工具,可以通過功能的集 成及圖形化的操作接口,提高業務的實施效率以及管理水平,具有非常明顯的現 實應用價值和意義。

                          關鍵詞:配網管理,調度運行,矢量圖,Java Web 技術

                        ABSTRACT

                          Dispatching management of distribution network is an important part of the daily work in electric power enterprises. The management work content quantity is relatively large, and the business process is very complex. Due to the lack of special management software, this thesis implemented the project of graphical distribution network dispatching operation management system to improve the business efficiency of distribution network dispatching management through the application of the system.

                          In this thesis, the design and implementation of the system are studied and analyzed in detail. the system is developed by the use of Java Web technology, SSM design pattern, Oracle database tools and so on. In the study work, the business status of distribution network dispatching management is researched, the existing problems are analyzed, and the overall research and development objectives of the system are obtained. On this basis, the functional requirements of the system are introduced in detail by use case diagram, including graphic management, mode management, shift management, log management, command ticket management, data management and authority management, and the performance development standard of the system is briefly described. By the use of software design tools and methods, the technical scheme of the system is designed, including the overall functional system design, functional module design and database design. Finally, the function modules of the system are developed and realized by using Java Web technology and Oracle database. The ideas and methods of function realization of each module of the system are analyzed. Some key function realization processes and core codes are studied, and the running effect of the system is shown. From the function and performance of the system, the system is tested and analyzed, and the test method, process and content of the system are introduced. According to the actual test results, the function and performance of the system are verified and evaluated.

                          The application of graphical distribution network dispatching operation management system in the power supply company can provide a complete set of information management tools for the company's distribution network dispatching management, through the integration of functions and graphical operation interface, the implementation efficiency and management level of business can be improved. So, the system has a very obvious practical application value and significance.

                          Keywords: Distribution Network Management, Dispatching Operation, Scalable Vector Graphics, Java Web Technology

                        目錄

                          第一章 緒論

                          1.1 研究背景

                          電力系統主要目標是為客戶提供安全穩定的電力能源供應服務,對于電力企 業而言,針對電力系統的運維管理是非常重要的日常業務工作[1].配電網作為電力 系統向客戶提供電能的最重要的基礎電網,其穩定性和可靠性管理是非常重要的 要求[2].通常情況下,對于配電網的供電服務主要是通過電網的調度管理實現的,即 按照一定的調度規則,對配電網的運行模式和服務方式進行控制,同時對配電網 中的設備缺陷、檢修等相關配套業務進行管理[3][4]. 隨著電力系統信息化水平的不斷發展,配電網的智能化水平也隨之得到提高, 并且出現了大量可進行電網調度自動化的業務管理軟件,例如電網調度自動化平 臺 、SCADA ( Supervisory Control And Data Acquisition ) 系 統、 PMS( Power Management System)電能管理系統等[5][6]. 但是由于目前大多數的電網調度管理業務軟件都集中在和電網的直接交互和 調度管理中,或者對調度操作票的擬票和出票管理中,對于整個調度運行管理業 務目前仍缺乏專用的信息化工具,導致電網管理人員需要頻繁地在多個軟件系統 之間進行功能切換,才能實現對整個電網調度業務的管理實施,以及業務數據視 圖的全面把握[7][8].

                          與此同時,在電網調度管理業務的實施過程中,其中的調度方式管理、班組 交接班管理、指令票創建及發令等常用操作主要通過不太直觀的形式進行處理。

                          而配網調度管理工作的實施通常需要結合配電網的拓撲結構進行靈活處理,所以 如果可通過拓撲結構圖的形式進行上述業務的管理,則其業務效率和調度正確率 必然會有明顯的提升。但是,目前國內大多數供電企業仍沒有上線此類基于圖形 化的調度服務工具。 為了解決這一問題,目前國內部分地區的供電企業開始組織實施能夠全面覆 蓋電網調度運行管理的業務軟件,配合電網調度自動化平臺等業務管理工具、可 視化服務工具等,可以將電網調度業務的管理全部在系統內部進行全面實現,所 以考慮如何實現電網調度運行管理業務的信息化和數字化、圖形化,是目前國內 電力系統業務信息化發展的重要方向之一[9][10]. 在本文的研究工作中,主要基于公司提出的圖形化配網調度運行管理系統項 目,對其技術方案和實現方法進行分析和考察,在調度運行管理信息化方案的基礎上,加入基于電網拓撲結構圖的圖上操作功能,從而提高系統的應用友好性和 交互效率。

                          1.2 研究現狀

                          隨著信息技術及工具的不斷發展與普及,目前在國內外的各行各業中都出現 了大量的業務管理信息系統,從而為人們的日常業務管理工作提供配套的數字化 管理工具支持。同時在技術和理論研究方面,國內外的信息技術研究工作也取得 了非常大的發展。從國內外的現狀來看,業務管理信息化已經成為幾乎所有行業 的共識,通過信息管理系統來提高業務數據的管理效率,以及業務流程流轉的速 度和可靠性。 從國內的發展情況來看,近年來的信息管理系統發展速度也比較快,并且在 多個行業中進行了應用和普及,有效提高了管理工作的實施效率。在電力行業中, 對于電力企業中的配網業務信息化管理,也取得了比較大的進步,并且在多個地 區的電力企業中得到了推廣和應用[11]. 然而,根據當前國內電力行業的信息化發展水平來看,國內電力企業的配網 信息化管理軟件的發展水平依然有很大的提升空間,主要的問題在于軟件系統的 應用范圍仍然比較局限,功能的應用效果也存在一些兼容性和全面性的問題[12]. 國內部分電力企業的配網信息化管理軟件中,主要的目標在于優化配網日常管理 業務的實施效率,并通過計算機等硬件設備進行業務數據的管理和維護[13].

                          由于在配網日常業務管理中,配網調度運行管理是非常重要的內容,目前大 多數電力企業采用的技術方案是通過電網調度自動化平臺來進行業務管理,但是 對于整個電網調度運行業務體系的信息化管理并沒有給予充分的重視,導致除了 電網直接調度方面的功能實現了信息化之外,其余的大多數業務仍分散在不同的 業務管理軟件中,從而使得管理人員必須進行大量的軟件系統頻繁切換,管理效 率比較低[14][15]. 為了解決這些不足和問題,國內部分研究人員進行了技術層面的研究和分析, 例如徐丙垠等基于國內配網自動化的建設現狀,按照智能電網建設工程的具體模 式,對多套信息化技術方案進行了比較分析,提出配網調度運行自動化的管理仍 需要從業務型軟件的角度出發進行設計,探討了開發中的部分典型技術方案[16]. 余貽鑫按照當前國內智能電網的技術發展趨勢,借鑒了部分發達國家的配網調度 運行自動化技術發展趨勢,認為結合電網智能調度平臺的智能化功能體系,應當 逐步加大對配網調度運行智能化的重視程度[17].

                          從總體情況來看,國內目前的研 究仍主要集中在理論層面,對于配網調度運行管理的自動化和數字化,相關的業務管理軟件仍主要由電力企業自主研發,并且大多數是根據公司內部的業務管理 規范進行功能設定,這是在全國范圍內進行大面積推廣面臨的主要困難[18].然而, 從實際的應用條件來看,自主研發模式仍是當前國內電力企業配網調度運行自動 化管理最恰當的技術方式[19]. 從國外的發展情況來看,美國的配網信息管理處于世界領先水平,基本完成 了 SCADA(數據監控與采集系統)與管理信息系統及電網輔助決策分析系統的全 面集成,同時多數電力公司也采用了網上招標、電力交易等系統[20][21].法國電力 公司通過在內部設立獨立的信息管控部門來推動配網信息管理系統的建設,該部 門由十幾個信息和計算機專家負責組成,負責公司配網生產信息化發展規劃和計 劃的制定并監督計劃的實施[23].德國的 enbw 公司主要采用了通用 ERP(Enterprise Resource Plan)企業資源計劃軟件,根據自身特點開發了一整套完整的配網信息管 理信息系統,有效地提高了業務管理的自動化程度[24].

                          1.3 研究內容

                          在研究工作中,本文主要從軟件工程的角度分析了公司組織實施的圖形化配 網調度運行管理系統的設計、實現等項目工作,研究其技術方案和實現方式。具 體而言,本文的研究內容包括如下方面:

                          1. 系統的功能設計和研發 從計算機軟件研發的角度出發,考察系統的功能技術方案的設計思路、方法 和原理,根據系統的研發目標設定,建立系統的功能體系框架,研究系統的詳細 功能和技術方案。在此基礎上,基于實際編碼經驗,對系統功能研發中的關鍵功 能實現方法、思路、原理和關鍵技術要點進行分析和研究,是論文工作的核心內 容之一。

                          2. 系統的驗證與評價 在系統的研發工作完成之后,依據系統的實際測試表現,對系統進行多個方 面的驗證與評價,測試系統的功能、性能等情況,論證系統的研發成果是否達到 預期目標。

                          1.4 論文內容

                          第一章,緒論。從總體角度簡述論文工作開展的宏觀背景和行業背景,綜述 國內外的發展動態和趨勢,概述論文的主要研究工作內容。 第二章,系統需求分析。根據公司的配網調度運行業務開展情況,分析其管 理現狀和問題,提出系統的研發目標,整理介紹系統的功能開發要求和其他非功能需求等。 第三章,系統開發技術。對系統研發工作采用的相關技術及工具進行特點、 原理和框架的簡介,包括 Java Web 技術、SSM 軟件設計模式、Oracle 數據庫等。 第四章,系統功能設計。利用軟件設計工具和專業方法,對系統進行總體技 術方案設計,考察系統的內部功能模塊組成,設計每個功能模塊的內部邏輯框架、 類結構等,并研究系統的數據庫設計方案。 第五章,系統實現。采用 Java Web 技術,按照系統的技術方案設計,對系統 進行實現,研究和分析其中的關鍵功能實現思路、方法和關鍵代碼,展示部分功 能運行界面。 第六章,通過配置模擬運行環境,對系統進行測試分析和評價,驗證研發成 果。第七章,總結與展望?偨Y工作內容,提出未來展望

                          第二章系統需求分析

                          2.1研發背景

                          2.2研發目標

                          2.3功能需求

                          2.3.1圖形管理需求

                          2.3.2方式管理需求

                          2.3.3交接班管理需求

                          2.3.4日志管理需求

                          2.3.5指令票管理需求

                          2.3.6資料管理需求

                          2.3.7權限管理需求

                          2.4性能需求

                          2.5本章小結

                          第三章系統開發技術

                          3.1 Java Web技術

                          3.1.1 JSP技術

                          3.1.2 Java技術

                          3.2 矢量圖技

                          3.3SSM模式

                          3.4 Oracle數據庫

                          3.5本章小結

                          第四章系統設計

                          4.1總體設計

                          4.1.1網絡拓撲設計

                          4.1.2功能模式設計

                          4.2功能模塊設計

                          4.2.1圖形管理功能設計

                          4.2.2方式管理功能設計

                          4.2.3交接班管理功能設計

                          4.2.4日志管理功能設計

                          4.2.5指令票管理功能設計

                          4.2.6資料管理功能設計

                          4.2.7權限管理功能設計

                          4.3數據庫設計

                          4.3.1邏輯設計

                          4.3.2物理設計

                          4.4本章小結

                          第五章系統實現

                          5.1實現開發環境

                          5.2功能模塊實現

                          5.2.1圖形管理功能實現

                          5.2.2方式管理功能實現

                          5.2.3交接班管理功能實現

                          5.2.4日志管理功能實現

                          5.2.5指令票管理功能實現

                          5.2.6資料管理功能實現

                          5.2.7權限管理功能實現

                          5.3本章小結

                          第六章系統測試

                          6.1測試概述

                          6.1.1測試環境

                          6.1.2測試流程

                          6.1.3測試內容

                          6.2功能測試

                          6.2.1功能測試用例

                          6.2.2功能測試結果

                          6.3性能測試

                          6.4本章小結

                          第七章 總結與展望

                          7.1 總結

                          本文基于公司的圖形化配網調度運行管理系統項目參與經驗,對該系統的功 能設計與實現工作進行了詳細研究與分析。該系統嚴格按照公司的配網調度運行 管理業務流程和內容進行功能設計和開發。 通過該系統的應用可以實現公司的配網調度運行業務的信息化管理,替代原 來的基于多套業務軟件的管理模式,提高配網調度運行管理工作的專業性和管理 效率,具有比較高的現實應用價值。 本文在研究工作中主要進行了如下方面的工作:

                          1. 總結整理了公司目前的配網調度運行管理業務的情況及信息化現狀,明確 了本系統的研發目標,考察了系統的功能需求、性能需求等,為系統的設計與實 現工作提供了依據。

                          2. 基于 Java Web 技術及研發工具,利用軟件設計技術對系統的技術方案進行 了詳細設計,并分析考察了各個功能模塊的內部功能邏輯框架、Java 功能類結構 等,同時對系統的數據庫邏輯、物理結構進行設計分析。

                          3. 對系統的功能實現工作進行了詳細分析和研究,根據系統的功能定位及功 能模塊的邏輯模型,介紹其實現思路、方法、原理和效果。

                          4. 對系統進行了詳細的測試分析,研究了系統的測試方法與環境,選擇部分 功能用例進行匯總、整理,介紹系統的功能測試內容及結果,并根據性能測試的 方法及內容,簡述系統的性能測試工作。 本系統的應用可以實現公司的配網調度運行管理的信息化,同時本系統的一 大特色是基于 SVG 矢量圖技術,可以通過矢量圖進行配電網拓撲結構的創建,并 提供圖上操作服務接口,從而實現了調度運行管理工作的圖上操作,以高度直觀 的方式,為電網管理員提供業務管理的 UI 接口支持,和傳統的基于頁面控件的操 作方式項目,其操作更為直觀,管理效率也會大大提高。

                          7.2 展望

                          本系統目前已經在公司及其各下級單位中進行了上線應用,系統的實施效果 達到了公司提出的預期目標,提高了公司的配網調度運行業務的管理工作質量和 信息化水平。

                          從系統自身的技術體系來看,在未來仍有一定的改進和完善空間,主要包括 如下幾個方面:

                          1. 隨著當前公司內部業務管理軟件的移動化發展趨勢日益明顯,本系統目前 仍主要基于 PC 端進行功能部署和應用,在未來可以考慮通過 APP 研發技術,將 系統功能遷移到移動設備上,提高系統的應用便利性。

                          2. 在系統內部的功能體系中,對于配網調度運行管理的各個業務處理,主要 集中在業務流程及數據記錄層面,缺乏對業務數據的二次分析和挖掘,所以在未 來可以考慮更為復雜的功能模型,為配網調度部門的業務決策工作提供數據支持。

                        致 謝

                          首先我要感謝的導師劉珊導師,劉珊導師一直以來細心地給我指導,她對我 的研究提出了寶貴的意見,并指導我完成選題、調研、開題以及最后的論文寫作 等一系列關鍵的環節。劉珊導師治學態度嚴謹,學識淵博,平易近人的人格對我 影響深遠,讓我一直銘記于心。我無時無刻不再提醒自己,劉珊導師是我學習的 榜樣。其次我要感謝學院教導過我們的各位導師,在這學習的 4 年給我提供的幫助。

                          也要感謝我的企業和企業導師同意我在工作之余繼續深造,讓我能夠更好地為電 力事業奮斗和貢獻。

                          再次我要感謝這四年與我一起學習的同學們,是他們讓我學到了很多為人處 世的道理,是他們給了我鼓勵和支持。

                          最后我要感謝參與我論文評審的四位導師以及兩位企業導師,是你們給了我 一個檢驗我這四年來學習成果的機會。你們對我的幫助是一筆無價的財富。 在以后的工作和生活中,我會端正態度,更加努力學習,希望能夠取得更多 的成果匯報他們,回報社會。再次感謝這四年陪伴我們的所有人,衷心祝愿您們 一生幸福、安康。!

                        參考文獻

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