基于多平台电力监控组态软件的开发.pdf

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1、第3 4 卷第1 期5 82 0 0 6 年1 月1 日继电器R E L A YV 0 1 3 4N o 1J a n 1 2 0 0 6基于多平台电力监控组态软件的开发周启文，游大海，邓鹏(华中科技大学电气与电子工程学院，湖北武汉4 3 0 0 7 4)摘要：在未来一段时间内电力系统自动化仍将是多平台共存的现象，能够兼容多种操作系统平台是组态软件发展的方向之一。该文通过介绍Q t 这种新的开发工具包，将其应用到电力自动化软件设计开发中，从而实现应用程序跨平台的能力。关键词：电力系统；S C A D A；跨平台；Q t；组态软件；F L A S H中图分类号：T M 7 6 9文献标识码：A文

2、章编号：1 0 0 3 _ 4 8 9 7(2 0 0 6)0 1J D 0 5 8 _ 0 40引言随着工业自动化水平的迅速提高，计算机在电力领域的广泛应用，人们对电力自动化的要求越来越高，种类繁多的控制设备和过程监控装置在电力领域的应用，使得传统的电力控制软件已无法满足用户的各种需求。通用电力自动化组态软件的出现提供了一种崭新的方法，使用户能根据自己的控制对象和控制目的的任意组态，完成最终的自动化控制工程。组态(C o n f i g u r a t i o n)为模块化任意组合。通用组态软件主要特点有：1)延续性和可扩充性。用通用组态软件开发的应用程序，当现场(包括硬件设备或系统结构)或

3、用户需求发生改变时，不需作很多修改而方便地完成软件的更新和升级；2)封装性(易学易用)，通用组态软件所能完成的功能都用一种方便用户使用的方法包装起来，对于用户，不需掌握太多的编程语言技术(甚至不需要编程技术)，就能很好地完成一个复杂工程所要求的所有功能；3)通用性，每个用户根据工程实际情况，利用通用组态软件提供的底层设备(P L C、智能仪表、智能模块、板卡、变频器等)的I OD r i v e r、开放式的数据库和画面制作工具，就能完成一个具有动画效果、实时数据处理、历史数据和曲线并存、具有多媒体功能和网络功能的工程，不受行业限制。1。最早开发的通用组态软件是D 0 s 环境下的组态软件，其

4、特点是具有简单的人机界面(M M I)、图库、绘图工具箱等基本功能。随着w i n d o w s 的广泛应用，w i n d o w s 环境下的组态软件成为主流。与D 0 s 环境下的组态软件相比，其最突出的特点是图形功能有了很大的增强。目前在我国电力自动化系统中各工控机、服务器使用的操作系统相当复杂，从W i n d o w s N T，W i n d o w s 2 0 0 0 至0S u nS o l a r i s，C o m p a qT m 6 4u N I x。而随着L i n u x 操作系统的日益成熟，在未来的一段时间内电力自动化将是u N I x、w i n d o w

5、 s、L i n u x 三大主流操作系统长期并存的局面。而针对不同的操作系统开发相关的变电站监控软件也将是未来面临的一个问题。虽然目前我国变电站监控系统已经相当成熟，在w i n d o w s 和U N I x 平台下都有很多产品出现。但是大部分都是同一系统在不同平台下分别开发，真正实现跨平台的软件很少，而且界面风格，运行操作差别很大，对于开发人员和现场操作人员来说都不是很方便。另外由于u N I x 下的软件开发技术起点较高，开发成本较大，对于中小企业来说面临一定风险。如果能够开发一套在三大平台都能使用的真正跨平台的监控系统，那么无疑是有很大吸引力的。本文将就此问题提出一套解决方案。1系

6、统结构与分析1 1系统结构先对系统结构进行简单介绍，其系统接口结构(如图1 所示)，其核心模块是主监控程序。其基本功能包括数据的采集(S C A D A 功能)、图形显示、报表打印、远程控制、实时数据与历史数据查询等1 3。1 2系统分析我们知道由于不同的操作系统的原理差别很大，因此同一种功能在不同系统上实现的方式也不一样，这也是跨平台软件设计的难点之一。另外目前大部分组态软件所采用的v i s u a lc+及其M F C 类库在u N I x 以及L i n u x 上无用武之地。同样，在U N I x 万方数据周启文，等基于多平台电力监控组态软件的开发5 9图1系统接口结构图F i g

7、1S y s t e mi n t e 如c es t m c t u r e上用M o t i f 开发的程序也无法在w i n d o w s 上使用。为了解决这个工具，我们经过综合比较分析，最后选择了Q t 作为开发工具。Q t 是一个跨平台的C+图形用户界面库，由挪威T r 0 1 l T e c h 公司出品，目前包括Q t、基于F r a m e b u f f e r 的Q tE m b e d d e d、快速开发工具Q tD e s 培n e r、国际化工具Q tL i n g u i s t 等部分。Q t 支持所有U n i x 系统，当然也包括L i n u x，还支持

8、W i n N T W i n 2 k、W i n 9 5 9 8 平台o。基本上，Q t 同x W i n d o w 上的M o t i f、0 p e n w i n、G T K 等图形界面库和w i n d o w s 平台上的M F C、0 w L、V c L、A T L 是同类型的东西，但是Q t 具有下列优点：1)优良的跨平台特性Q t 支持下列操作系统：M i c r o s o f tW i n d o w s9 5 9 8 N T 2 0 0 0，L i n u x，S o l a r i s，S u n O S，H P U X，D i g i t a lU N I X(O

9、 S F 1，T r u 6 4)，I r i x，F r e e B S D，B S D 0 s，S c 0，A I x，0 s 3 9 0，Q N x 等等。2)面向对象Q t 的良好封装机制使得Q t 的模块化程度非常高，可重用性较好，对于用户开发来说是非常方便的。Q t 提供了一种称为s 培n a l s s l o c s 的安全类型来替代c a l l b a c k，这使得各个元件之间的协同工作变得十分简单。3)丰富的A P IQ t 包括多达2 5 0 个以上的C+类，还提供基于模板的c o l l e c t i o n s，s e r i a l i z a t i o n

10、，f i l e，L 0d e v i c e，d i r e c t o r ym a n a g e m e n t，d a t e t i m e 类。甚至还包括正则表达式的处理功能。4)支持2 D 3 D 图形渲染，支持o p e n G L。5)x M L 支持Q t 最大的优点就是其跨平台的特性，在一个平台下写好程序代码之后拿到另外一个平台上基本无需做任何修改就可以重新编译为该平台下的可执行程序。虽然相对于J A V A 来说它并不是真正的与平台无关的语言，但是由于其采用c+语言，执行速度要大大超过J A V A 程序，对于电力s c A D A 系统这种对实时性要求较高的场合是比

11、较有利的。另外Q t 的界面开发工具Q tD e s i g n e r 与V B 界面相似，对于有一定w i n d o w s 程序开发经验的人员来说很容易适应。Q t 下应用程序开发流程如图2 所示。仟意支持的平台下编译 玉亘垂亟二)=令应用程序 二亘互 二=令应用程序 二互亘亟二 o 应用程序图2Q t 程序开发流程图F i g 2Q ts o f c w a r ed e v e l o p i n gn o wc h a r t由上图可知，程序代码写好后只需拿到其它平台上进行编译即可生成该平台下的应用程序，而且界面几乎完全一致，这对于开发人员的维护以及现场人员的使用都很方便。Q t

12、 良好的封装性掩盖了操作系统底层的差别，这样程序开发人员不用过多地考虑针对不同系统的特殊要求而是把主要精力放在监控系统主要功能的设计上。Q t 在数据库、网络通讯、图形用户界面(G u I)等方面都提供了便利的功能，电力自动化监控系统设计所涉及的内容基本都涵盖其中。2系统设计2 1 数据库设计数据库的设计是一切工作的基础，设计结构良好的数据库对今后组态软件的稳定性、可靠性、可扩展性有着重要影响。根据我国电力系统自动化的实际情况，对电力系统数据库总的功能需求是：存储和 万方数据继电器处理复杂的对象实体，这些对象不仅内部结果复杂，很难用普通的关系结构来表示，而且相互之间的联系复杂多样；支持复杂的数

13、据类型，包括抽象数据类型、无结构的超长数据、时间和版本数据等，还要具备支持用户自定义类型的可扩展能力；具有广泛包容性和通用性的电力系统数据模型，为应用软件的“插人式兼容”奠定基础；数据库的安全性和完整性，数据的完整和安全是电力系统数据库的重要需求，完整性指的是数据的正确性和一致性，安全性意味着对数据访问的授权和控制；数据库管理系统能够提供连续而不间断运行和高可靠性的能力，以适应电力系统安全性运行的要求；将数据库技术与w e b 技术紧密结合，实现数字电站管理系统的I n t e 卜n e t 整体解决方案。根据以上数据库要求，对电力系统对象进行抽象处理，以便在程序设计中使用面向对象的方法对其进

14、行处理，其结构如图3 所示。图3 电力对象的树形图F i g 3P o w e rs y s t e mo b j e c tt r e ec h a r t2 2 模块设计2 2 1通信模块由图1 可知本系统将与大量外部设备进行数据交互，而与此对应的通信规约也种类繁多，在此采用针对每种规约设计一个驱动程序，这样修改其中一个不会影响到其它设备的通信，而且便于扩充新的设备。已经实现的通信规约包括c D T、d n p、1 0 1、1 0 4等常用规约。通信采用R s 2 3 2，R S 4 8 5 等串口通信技术，同时也可以进行以太网通信，底层采用T c P I P 协议。2 2 2人机交互模块

15、(H M I：H u m a nM a c h i n eI n t e r _f a c e lH M I 是跨平台方案的重点和难点，因为涉及到图形界面，而W i n d o w s 与x w i d o w s 是两种不同风格的显示模式，幸好Q t 解决了这个问题，Q t 中提供的Q c a n v a s 系列类可以很方便地进行图形操作，其图形处理能力相当强大，利用其2 D 3 D 绘图函数可以很容易编写组态软件的图形包，电力各种元器件如开关、刀闸、变压器、母线等均以组件方式提供，另外用户可以自定义特殊元件，而且用户可以查看实时曲线、历史曲线，本系统支持图形打印，还提供较强的报表打印功能

16、。2 2 3数据库管理模块(D B M s：D a t a b a s eM a n a g e rS y s t e m)本系统提供强大的数据库管理功能，可以方便地插入、修改、删除数据，而且提供丰富的查询方法。Q t 提供的Q s q l 系列类封装了数据库的操作，对任何支持的数据库(M S S Q L，0 r a c l e，s y b a s e，M y s Q L)操作完全一致，不必针对不同的数据库作特殊处理，原理类似于0 D B c(O p e nD a t a b a s eC o n n e c t i v i t y，开放数据库互连)，但其访问数据库的速度更快。2 2 4 其它

17、模块其它模块包括实时数据库、历史数据库、事故报警等等，这些模块的设计原理与普通w i n d o w s 下组态软件设计大同小异，在此不再赘述。2 3W e b 访问随着互联网技术的飞速发展，通过w e b 查询电力系统状态信息是未来的发展趋势之一，也是多平台组态软件需要解决的问题之一。在目前w e b 下的图形编程一般有两种方式，一种是采用A c t i v e x控件，另外一种是采用J A V A 的a p p l e t。前者仅适用于w i n d o w s 操作系统，而后者在速度方面有一定缺陷。在此这里引入M a c r o m e d i a 公司的F L A S H 软件来实现w

18、 e b 下的图形效果，譬如半实时的动态显示电网主接线图以及一些状态信息。在一般人看来F L A s H 只是做动画电影的工具，但其实F L A s H 在图形与数据交互方面的能力相当强大，而且通过其自带的脚本语言(A c t i o n s c r i p t)可以很方便地与后台进行数据处理，该语言语法简单，对于其他编程人员来说很容易掌握。相对而言，F L A s H 具有文件体积小、显示速度快、编程功能强大、跨平台等特点，而且随着F I A s H 的普及，几乎所有浏览器上都安装了F L A S H 控件，不用担心无法显示的问题。6o。3系统实现在完成系统分析后，我们开始着手对系统各个模块

19、进行实现。由几个人同步进行分工合作，分别做图形界面工具的开发、数据库的搭建以及相关查询工具的开发、网络通信模块的开发，最后由一个人主管全局，并负责各个模块的衔接以及公共函数库 万方数据周启文，等基于多平台电力监控组态软件的开发6 1的编写。根据电力系统自动化软件的一般设计方法，我们仍然采用图模一体化的设计结构，对通信协议以及规约采用插件的方式实现，便于扩展和维护。因为是基于多平台的系统，因此平台兼容性测试是一个不可忽略的步骤，虽然Q t 本身已经将平台特性封装得很好，但是在不同平台下面编译、运行以及界面显示仍会有些小的差别。整个开发过程如图4 所示。圈 圈嚣l 圆l 裂圈l 剧在以上系统主体结

20、构设计实现完成以后，我们将做附加功能的实现，譬如w e b 状态下的远程浏览、状态显示以及查询等等。基于以上分析，我们选择W i n d o w s 2 0 0 0，R e d h a tL i n u x9 作为开发测试平台，M y s Q L 4 作为数据库(在实用阶段将改用0 r a c l e 9 i)，Q t 3 2 1 为开发工具。由于W i n d o w s 下开发测试比较方便，因此程序代码在w i n d o w s 上完成，然后移植到L i n u x 上重新进行编译。另外由于Q t 在L i n u x 下的版本是免费的，因此L i n u x+M y s Q L+Q t

21、 开发组态软件成本相当低廉，对于小型系统来说经济适用。4结论w i n d o w s 系统虽然易于使用，但是可靠性、安全性不高，容易受到病毒以及网络攻击；U N I X 虽然稳定可靠，但是不容易使用，而且主机和操作系统成本较高；而L i n u x 介于二者之问。因此在未来很长一段时期内电力系统自动化仍将是多平台共存的现象，能够兼容多种操作系统平台是组态软件发展的方向之一。采用Q t 作为跨平台开发工具对于开发变电站组态软件乃至电网调度主站系统是完全可行的，也是最为经济适用的方案之一。但是Q t 作为一种比较新的技术，目前在国内使用得还不是很广泛，参考资料不多，中文资料更是少之又少。另外Q

22、t 作为专为跨平台设计的图形用户界面库是一柄双刃剑，所付出的代价就是失去了各个平台特有的一些优秀特性，许多专为特定平台设计的组件、代码我们无法借用。另外Q t 相对于M F c 等商业图形界面库也有一些不足之处。参考文献：1 王亚民，陈青，等组态软件设计与开发 M 西安：西安电子科技大学出版社，2 0 0 3 W A N GY a m i n，C H E NQ i n g，e ta 1 C o n f i g u r a t i o nS o f t w a r eD e s i g na n dD e v e l o p m e n t M x i a n：x i d i a nu n i

23、v e r-s i t yP r e s s，2 0 0 3 2 X t e a m(中国)软件技术有限公司Q t 程序设计 M 北京：清华大学出版社，2 0 0 2 X t e a m(C h i n a)S o f tC o m p a n y Q tP r o g r a m m i n gD e s i g n M B e i j i n g：T s i n g h u au n i v e r s i t yP r e s s，2 0 0 2 3 冯永红，吉吟东，朱善君电力调度系统组态软件的设计与实现 J 计算机工程与应用，2 0 0 2，(7)：2 2 6 2 2 8 F E N

24、GY o n g h o n g，J IY i n d o n g，Z H US h a n-j u n T h eD e s i g na n dI m p l e m e n t a t i o no ft h eC o n f i g u r a t i o nS o f t w a r ei nP o w e rs y s t e m J c o m p u t e rE n g i n e e r i n ga n dA p p l i c a t i o n，2 0 0 2，(7)：2 2 6-2 2 8 4 s t e v e n swR u N I x 环境高级编程 M 北京：

25、机械工业出版社，2 0 0 0 S t e v e n sWR A d v a n c e dP r o g m m m i n gi nt h eU N I XE n v i m n m e n t M B e i j i n g：c h i n aM a c h i n eP r e s s，2 0 0 2 5 Q t 中文参考文档 E B O L h t p：w w w q i l i a n g n e L q t h t m l 6 颜金桫，等F l a s h M)(2 0 0 4A c t i o n s c r i p t 2 0 与R I A 应用程序开发 M 北京：电子工业

26、出版社，2 0 0 5 Y A Nj i n s u o，e ta 1 F l a s h M X 2 0 D 4A c t i o n S c r i p 晓Oa n dR I AA p p l i c a t i o nD e v e l o p M B e i j i n g：P u b l i s h i n gH o u s eo fE l e c t r o n i c sI n d u s t n 2 0 0 5 收稿日期：2 0 0 5 加5 乞6：修回日期：2 0 0 5 _ 0 7-0 4作者简介：周启文(1 9 7 7 一)，男，研究生，研究方向为电力系统自动化、微机继保

27、；E m a i l：z h o u q i w e n 1 6 3 c o m游大海(1 9 5 7 一)，男，教授，博士生导师，现从事电力系统继电保护和电力系统综合自动化工作；邓鹏(1 9 8 1 一)，男，研究生，研究方向为电力系统自动化、微机继保。(下转第7 0 页c o n t i n u e do np a g e7 0)万方数据7 0继电器子控制区域。在该系统中，解析S C A D A 数据的过程时，将所有包含“总加站”的信息直接关联到一个虚拟的变电站一“总加站”。解析完所有的S C A D A 数据之后，利用“解析出子控制区域”和“解析出变电站”两个功能块，来解析这个虚拟的“总

28、加站”下面包含的所有测量量。根据解析出的值，将它们归属到实际所在的变电站或者子控制区域，最后删除这个虚拟的“总加站”。4 结语本文提出的E M S 系统的C I M 导出的方法具有简单清晰，编程容易，维护方便，运行效率高，适应范围广，可操作性强等特点，同时具有良好的实用前景。导出的x M L 文件完全符合C i m V a l i d a t o r 以及I E C 一6 1 9 7 0 的标准，互操作方便。参考文献：1 于尔铿，刘广一，周京阳能量管理系统 M 北京：科学技术出版社，1 9 9 8 Y UE 卜k e n g，L I UG u a n g y i，Z H O UJ i n g

29、y a n g E n e r g yM a n a g e m e n tS y s t e m M B e i j i n g：S c i e n c e T e c h n o l o g)r 2 3 4 5 6 7 P r e s s 1 9 9 8 I E C6 1 9 7 0 3 0 1 E M S A P I P a n3 0 lM o d e l(C I M)s I E C6 1 9 7 0 3 0 3，E M S A P I P a r t3 0 3：M o d e l(c I M)s c A D A s C o m m o nI n f o 瑚a t i o nC o m

30、m o nI n f o 珊a t i o nC o m m o nI n f o 瑚a t i o nM o d e l(C I M)，U M LM o d e lF i l e：C i m l 06 1 9 7 0 a n d 6 1 9 6 8R e v 0 3 m d l Z J a v a T M2S D K S t a n d a r dE d i t i o nD o c u m e n t a t i o n，V e r s i o n1 4 2 z E x t e n s i b l eM a r k u pL a n g u a g e(X M L)1 0，T h i r

31、dE d i t i o n z B i r b e c kM，e ta 1 x M L 高级编程 M 裴剑锋，等译北京：机械工业出版社，2 0 0 2 B i r b e c kM，e ta 1 P r o f e s s i o n a lx M L，s e c o n dE d i t i o n M P E IJ i a n f e n g，e ta l7 r r a n s B e i j i n g：C h i n aM a c h i n eP r e s s 2 0 I)2 收稿日期：2 0 0 5 m 5 1 7；修回日期：2 0 0 5 m 6 _ 0 7作者简介：仇宏祥(

32、1 9 7 7 一)，男，硕士研究生，研究方向为电力系统信息整合与技术集成；E-m a i l：q h X n j z j u e d u c n王康元(1 9 7 3 一)，男，工程师，主要从事电力系统信息整合的研究和教学工作。E x p o r tt e c h n i q u eb a s e do nc o m m o ni n f o r m a t i o nm o d e l(C I M)i nE M SQ I UH o n g X i a n g，W A N GK a n g y u a n(S c h o o lo fE l e c t r i c a lE n g i n

33、e e“n g，Z h e j i a n gU n i v e r s i t y，H a n g z h o u3 1 0 0 2 7，C h i n a)A b s t r a c t：T h r o u g ha n a l y z i n gt h eE M So fZ h e j i a n gE l e c t r i cP o w e rC o m p a n y，t h ep a p e rf i r s t l yi n t r o d u c e st h ec h a r a c t e r so ft h i sE M S，t h e no f f e r st h

34、ee x p o r ts o l u“o nb a s e do nC I Mi nE M S A tl a s t，t h ep a p e rd i s c u s s e ss o m ec r u c i a lt e c h n i q u e ss u c ha sh o wt oc o n s t r u c tt h eC I Mm o d e lb a s e do nt h es p l i t t i n gt e c h n i q u e sa n dh o wt oa d dt h ei r r e g u l a rd a t ar e c o r d si n

35、t h eS C A D Ad a t a b a s ei n t ot h eC I Mm o d e l T h r o u g hC i m V a l i d a t o r 考v a l i d a t i n g，t h ee x p o r t e dX M L 矗l ei si nc o n f o 珈i t yw i t hI E C _ 6 1 9 7 0c o m p l e t e l y K e yw o r d s：p o w e rs y s t e m；c o m p u t e rt e c h n i q u e；E M S；S C A D A；C I M

36、；X M L；H A S H M A P(上接第6 1 页c o n t i n u e df r o mp a g e6 1)D e V e l o p m e n to fp o w e rs y s t e mS C A D As o f t w a r eb a s e do nm u l t i p l a t f o r mZ H O UQ i w e n，Y O UD a-h a i，D E N GP e n g(C o l l e g eo fE l e c t“ca n dE l e c t r o n i c sE n g i n e e r i n g，H u a z h

37、 o n gU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y，W u h a n4 3 0 0 7 4，C h i n a)A b s t r 眦t：P o w e ra u t o m a t i o ns y s t e m si nC h i n aw i l ls t i l lb em u l t i-p l a t f o r mc o n c o m i t a n ti nt h ef o l l o w i n gy e a r s，t h e r e f o r et h em u l t i p l a

38、 t f b r r nc o m p a t i b i l i t yo fo p e r a t i n gs y s t e mi nc o n 6 9 u“n i o ns o f t w a r ew i l lb eo n eo ft h ei m p o r t a n td e V e l o p m e n td i r e c t i o n s T h i sp a p e ri n t r o d u c e san e wk i tn a m e dQ t，a n du s e si ti nt h ed e v e l o p m e n to fp o w e

39、rs y s t e ma u t o m a t i o ns o f t w a r et oa c h i e V et h ee e c t st h a tt h es d t w a r ei si n d e p e n d e n tf o ra 1 1p l a t f o 瑚s K e yw o r d s：p o w e rs y s t e m；s c A D A；p l a t f o mi n d e p e n d e n c e；Q t；c o n f i g u r a t i o ns o f t w a r e；F L A S H 万方数据基于多平台电力监

40、控组态软件的开发基于多平台电力监控组态软件的开发作者：周启文，游大海，邓鹏，ZHOU Qi-wen，YOU Da-hai，DENG Peng作者单位：华中科技大学电气与电子工程学院,湖北,武汉,430074刊名：继电器英文刊名：RELAY年，卷(期)：2006，34(1)被引用次数：1次 参考文献(6条)参考文献(6条)1.王亚民.陈青 组态软件设计与开发 20032.Xteam(中国)软件技术有限公司 Qt程序设计 20023.冯永红.吉吟东.朱善君 电力调度系统组态软件的设计与实现期刊论文-计算机工程与应用 2002(07)4.Stevens W R UNIX环境高级编程 20005.Qt

41、中文参考文档6.颜金桫 FlashMX2004 ActionScript2.0与RIA应用程序开发 2005 相似文献(10条)相似文献(10条)1.期刊论文 杨海晶.杨以涵.马骞.杨宛辉.刘文颖.宁康红.YANG Hai-jing.YANG Yi-han.MA Qian.YANG Wan-hui.LIU Wen-ying.NING Kang-hong 基于IP技术的电力系统柔性SCADA研究与应用-继电器2006,34(21)新建的高速电力信息网使电力系统原有通信方式发生重大变化,如何有效利用电力信息网为电力系统运行和应用服务成为研究人员关心的问题.在高速电力信息网的基础上,提出了一种柔性S

42、CADA概念.柔性SCADA是在高速的广域电力信息网的基础上,充分利用新增的带宽资源,在原有远动规约上进行扩充,将IP技术应用于电力系统通信,将数据、语音、图像等业务集于一体,组成的灵活交互式信息网络,是现有SCADA系统的全面升级和增强.基于柔性SCADA可以开展多种电力系统的新兴应用,以故障信息系统为例,描述了其功能和结构.故障信息系统是对现有EMS功能的补充和完善,可以支持更多的高级应用,对于提高电网自动化运行水平和电网调度水平具有极其重要的意义.2.学位论文 李阳林 基于WAMS/SCADA混合量测的电力系统动态状态估计算法研究 2007 电力系统状态估计为电力系统在线分析和控制功能提

43、供电网实时工况，状态估计的性能直接影响分析的准确性和控制效果。动态状态估计显示出其优于静态状态估计的众多特性，能对电力系统进行安全评估、状态预测，实现经济分配、预防控制等在线功能，因此尤为重要。传统状态估计主要基于监控和数据采集(SCADA)系统提供的遥测量。随着相量测量装置(PMU)在电网中的推广应用，PMU量测已成为电力系统重要数据源之一。PMU量测具有精度高、全网严格同步、更新周期短等优点，并实现了节点状态直接可观，这为动态状态估计的发展带来了新的契机。同时，由于成本原因，当前PMU配置还不能保证电网的完全可观测。如何在动态状态估计中有效利用PMU量测是当前必须面对和解决的问题，本文针对

44、以上问题对以下几部分展开工作：(1)对电力系统动态状态估计的基本原理和算法作了比较全面的分析，对几种典型的改进算法作了介绍，并指出了各自不足之处。(2)针对广域测量系统(WAMS)的量测的特点，分别从引入高精度节点电压相量量测、引入高精度支路电流相量量测、引入全部WAMS量测3个方面介绍了目前引入WAMS量测的各种状态估计算法，并详细分析了其中的2种算法的优缺点和适用范围。(3)针对当前WAMS和SCADA系统量测并存的现状，利用量测变换技术，将SCADA系统下支路功率量测和节点注入功率量测转换为等效的电流相量量测，并与WAMS量测组成混合量测系统，在此基础上提出了直角坐标系下的线性动态状态估

45、计算法。该算法采用Holt两参数线性指数平滑技术，结合线性定常系统Kalman滤波原理，实现了系统状态的预测和估计。该算法具有常数的雅克比矩阵，大大减少了动态状态估计的计算时间，同时保证了动态状态估计的计算精度。(4)提出了非线性静态状态估计和线性动态状态估计结合的二次动态状态估计算法。该算法首先把SCADA系统量测进行非线性一次估计，然后再利用一次估计结果、PMU节点状态量量测和PMU相关节点的状态推算值作为二次估计的量测量进行线性动态状态估计。该算法可以进一步利用PMU量测来提高动态状态估计的计算精度，在PMU不可观配置情况下，可作为从非线性估计到线性估计的过渡。3.期刊论文 杨海晶.张东

46、英.吴琼.刘文颖.杨以涵.邹品元.YANG Hai-jing.ZHANG Dong-ying.WU Qiong.LIU Wen-ying.YANG Yi-han.ZOU Pin-yuan 电力系统柔性SCADA框架设计及功能分析-电网技术2006,30(15)在分析和总结原有调度自动化系统SCADA不足的基础上,提出了一种交互式信息共享的柔性SCADA系统,不但解决了各信息孤岛间的数据和应用功能的交互问题,也解决了分布式应用系统不同地点的功能协调和数据交换问题.柔性SCADA是对传统SCADA的扩充和发展,拓宽了系统的数据来源,为高级分析软件丰富了数据基础.在柔性SCADA的数据采集方式中提出

47、了广义数据采集的概念,探讨和设计了柔性SCADA的框架和需要的技术支持手段.以故障决策系统为例阐述了柔性SCADA的应用.4.学位论文 吕冬 基于SCADA、GPS的电力系统实时网损计算 2002 随着GPS技术与SCADA技术在电力系统中的应用、推广与完善,为这一问题的解决,提供了必要的技术支持.针对上述问题,我们开发了以SCADA和GPS为基础的可进行电力网实时网损计算的软件.该软件利用了GPS保证数据的同步性,同时使用SCADA的遥测技术取得电力系统的实时数据,然后通过网络拓扑分析和状态估计去除不良数据、修正和补齐部分测量数据,大大提高了网损计算的精度.在网损计算方面,对输电网使用了较精

48、确的牛顿法,对配电线路使用了简单迭代法,根据实时数据的情况,对所计算的周期进行合理的分段,既保证了计算精度,又使计算周期不至于增加过多.为了方便用户使用,该软件还编制了基本于实时计算分析网损的图形信息管理系统,它提供了方便、详尽的查询、计算、分析和管理功能,实现了图形、参数、数据库、计算分析和管理的高度一体化.目前,天津市大港油田正在使用该系统进行网损计算分析,使用效果令人满意.5.期刊论文 单勇.陈锋.王黎明.SHAN Yong.CHEN Feng.WANG Li-ming SCADA系统在船舶电力系统的应用-兵工自动化2006,25(12)船舶电站SCADA系统分主站与分站.主站由前置机、

49、数据库系统、调度工作站组成.分站包括DF1710面向对象分布式电站自动化系统与DF1725测控装置.系统采用分层分布式设计,主站系统通过以太网通信.分站各设备间通过现场总线网或子以太网连接,通讯介质支持屏蔽双绞线和光纤.6.期刊论文 李强.周京阳.于尔铿.刘树春.王磊.LI Qiang.ZHOU Jing-yang.YU Er-keng.LIU Shu-chun.WANG Lei 基于混合量测的电力系统状态估计混合算法-电力系统自动化2005,29(19)研究了相量量测装置(PMU)相量量测和监控与数据采集(SCADA)量测混合使用时的数据匹配问题,提出了利用状态量转换预测得到预报系统状态和预

50、报节点注入电流向量的方法.在此基础上,提出了应用PMU实时相量量测和预报节点注入电流向量的线性静态状态估计算法,以及应用PMU实时相量量测和预报系统状态的线性动态状态估计算法.文中将这2种算法与传统状态估计算法相结合,组成了状态估计混合算法,保证了状态估计的计算精度.该混合算法有效减少了状态估计的计算时间,对PMU的量测配置也没有严格的要求,具有很好的通用性.最后采用IEEE 30节点系统对该方法进行了验证.7.学位论文 周威 基于IEC61970的WEB SCADA系统的架构设计 2008 SCADA系统作为电力系统运行的重要系统，自诞生之日起就与计算机技术的发展紧密相关。但是在传统的系统设