变电站综合自动化系统软件工程及实现
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摘要
电网自动化正面临信息技术蓬勃发展和电网管理机制的变革时期。而变电站综合自动化是实现电网自动化的重要基础之一，所以电网自动化的发展对变电站综合自动化系统软件的可靠性、实时性、并发性和分布性提出了更高的要求。
本文以实际工程项目为基础，运用实验室设计开发、大量现场调试、运行相结合方法进行研究。主要完成了如下工作：
1)按照湖南永州110KV变电站的需求，分析了变电站综合自动化系统软件的功能和特点。设计了变电站综合自动化系统的硬件结构和系统整体功能方案图。
2)克服了结构化开发方法实现系统软件存在的问题和用面向对象的一般方法实现SCADA时存在的缺陷。提出了运用组件对象模型开发综合自动化系统软件的思想和方法，设计并实现了一个接口丰富、二次设备无关、具有三层体系应用模式和开放式数据接口的变电站综合自动化系统框架和软件模型
3)在三层体系结构中划分了各类对象，给出了主要对象的结构、动态特性、抽象特性。
4)采用面向对象和组件方法设计并实现了一个电力GIS系统，该系统具有生成变电站主接线图以及调用接口的功能。
5)成功尝试了用COM技术来实现有关部分，提高了系统软件的稳定性和通用性。
6)用面向对象的快速开发语言VB完成了整个变电站综合自动化应用层软件的开发。
作者设计实现的变电站综合自动化系统软件在实际的工程项目中得到了应用。该项目的研发为进一步建立综合自动化系统软件类库和研究开发综合自动化系统软件组件奠定了基础。论文的研究内容对于后来者设计开发220kV、500kV甚至更高压的变电站综合自动化系统软件有很好的借鉴作用。
Electric power network automatization is faced with the information technology full of vitality and the management mechanism of the electric power network, and that substation comprehensive automation system is an important element of electric power network. So it requires high characters of reliability, real-time, simultaneity and distribution of the automation system.
The paper bases on the practical project . It is researched by means of design and empolder in laboratory and lots of locale debugging . The main tasks that have been finished are list as follows:
1) It analyzes the functions and characteristics of the 110KV substation comprehensive automation system and designs the hardware structure > scheme blueprint through it' s requirement.
2) It overcomes the shortcomings of the method with configuration and the limitation of ecumenical way to realize SCADA. It puts forward the ways and means of empoldering with Component Object Model. It also designs and realizes substation comprehensive automation system frame and software model which not only have plenty of interfaces including three-layers applied mode and open data, but also have nothing to do with quadratic equipments.
3) Different objects are distilled from three layers applied mode, and the objects' configurations,dynamic and abstract.
4) CIS system is realized by means of objected-orient and module. It can make wiring diagram and transfer interfaces.
5) Interrelated parts are realized succeedly with COM. The stability and the currency of the system software are enhanced.
6) The whole software of the substation comprehensive automation system is realized with the rapid-developed language Visual Basic which is object-oriented.
The work has been used well in practice, which builds up basement and makes some experience for class databases of substation comprehensive automation system software. The contents in the paper have a good use for reference to exploiture 220KV or 500KV Substation comprehensive automation system, even higher Voltage.
本文以实际工程项目为基础，运用实验室设计开发、大量现场调试、运行相结合方法进行研究。主要完成了如下工作：
1)按照湖南永州110KV变电站的需求，分析了变电站综合自动化系统软件的功能和特点。设计了变电站综合自动化系统的硬件结构和系统整体功能方案图。
2)克服了结构化开发方法实现系统软件存在的问题和用面向对象的一般方法实现SCADA时存在的缺陷。提出了运用组件对象模型开发综合自动化系统软件的思想和方法，设计并实现了一个接口丰富、二次设备无关、具有三层体系应用模式和开放式数据接口的变电站综合自动化系统框架和软件模型
3)在三层体系结构中划分了各类对象，给出了主要对象的结构、动态特性、抽象特性。
4)采用面向对象和组件方法设计并实现了一个电力GIS系统，该系统具有生成变电站主接线图以及调用接口的功能。
5)成功尝试了用COM技术来实现有关部分，提高了系统软件的稳定性和通用性。
6)用面向对象的快速开发语言VB完成了整个变电站综合自动化应用层软件的开发。
作者设计实现的变电站综合自动化系统软件在实际的工程项目中得到了应用。该项目的研发为进一步建立综合自动化系统软件类库和研究开发综合自动化系统软件组件奠定了基础。论文的研究内容对于后来者设计开发220kV、500kV甚至更高压的变电站综合自动化系统软件有很好的借鉴作用。
Electric power network automatization is faced with the information technology full of vitality and the management mechanism of the electric power network, and that substation comprehensive automation system is an important element of electric power network. So it requires high characters of reliability, real-time, simultaneity and distribution of the automation system.
The paper bases on the practical project . It is researched by means of design and empolder in laboratory and lots of locale debugging . The main tasks that have been finished are list as follows:
1) It analyzes the functions and characteristics of the 110KV substation comprehensive automation system and designs the hardware structure > scheme blueprint through it' s requirement.
2) It overcomes the shortcomings of the method with configuration and the limitation of ecumenical way to realize SCADA. It puts forward the ways and means of empoldering with Component Object Model. It also designs and realizes substation comprehensive automation system frame and software model which not only have plenty of interfaces including three-layers applied mode and open data, but also have nothing to do with quadratic equipments.
3) Different objects are distilled from three layers applied mode, and the objects' configurations,dynamic and abstract.
4) CIS system is realized by means of objected-orient and module. It can make wiring diagram and transfer interfaces.
5) Interrelated parts are realized succeedly with COM. The stability and the currency of the system software are enhanced.
6) The whole software of the substation comprehensive automation system is realized with the rapid-developed language Visual Basic which is object-oriented.
The work has been used well in practice, which builds up basement and makes some experience for class databases of substation comprehensive automation system software. The contents in the paper have a good use for reference to exploiture 220KV or 500KV Substation comprehensive automation system, even higher Voltage.
引文
1．韩祯祥．电力系统自动监视与控制．第3版．北京：水利水电出版社，1998
2. Namir C. Shammas. the oriented object programming．第1版．北京：电子工业出版社，1998
3．胡捷．变电站综合自动化监控系统软件设计与实现．南京理工大学．2001(1)：2-3
4．沈曙明．地区电网新一代综合自动化系统．供用电．2001(1)：14-16
5．贾春娟，张慧莉．基于COM技术的规约插件的设计与实现．电力系统及其自动化学报．2001(4)：50-53
6．魏璇，刘玉忠，刘沛．一种全分布式变电站自动化通信系统的实现．电力系统自动化．1999(23)：54-55
7．王海献，贺仁睦．基于多线程的变电站综合自动化监控主站．电力系统自动化．1999(23)：42-43
8. Don Box. Essential COM．第1版．北京：中国电力出版社，2001
9．潘爱民．COM原理与应用．第1版．北京：清华大学出版社，1999
10．曾庆禹．变电站自动化技术的未来发展(一)．电力系统自动化．2000(18)：1-4
11．曾庆禹．变电站自动化技术的未来发展(二)．电力系统自动化．2000(20)：1-5
12. Stanley B. Lippman. Inside the C++ Object Model．第1版．湖北：华中科技大学，2001
13. Stanley B. Lippman. Essential C++. 第1版．湖北：华中科技大学，2001
14．易文俊．多线程技术在变电站综合自动化中的运用．大连计算机学报．2001(9)：25-27
15．范逸之．Visual Basic与RS-232串行通讯控制．第1版．北京：中国青年出版社，2001
16．职业网络管理员系列丛书．进程与协议．第1版．北京：中国电力出版社，2000
17．雷斌．Visual C++6.0网络编程技术．第1版．北京：人民邮电出版社，2000
18．易文俊，王中原，伍小刚．面向对象的变电站自动化监控软件的设计与实现．2001年全国软件技术研讨会论文集．2001(1)：443-445
19．易文俊．一种实时监测系统的体系结构及软件设计．测试技术学报．1996(2)：423-426
20．郭学英．城网110KV变电站发展模式探讨．山西电力．2002(4)：47-49
21．刘振安，徐峰．Windows实用编程指南．第1版．北京：人民邮电出版社，1995
22. Ad-Hoc Working Group. Substation Control and Protection Interface. 1995
23．康博创作室．Visual Basic 6.0中文版高级应用与开发指南．第1版．北京：人民邮电出版社，1999
24．伍小刚，易文俊，荣光．湖南永州110KV变电站综合自动化系统监控软件系统的设计和实现．南京理工大学2002年第三届青年学者暨研究生学术交流会．2002(1)：123-128
25．谢炎桦．Visual Basic & Access 数据库管理系统构建实例．第1版．北京：清华大学出版社，2001
26. Microsoft Corporation. Microsoft Visual Basic 6.0分布式应用程序开发．第1版．北京：清华大学出版社，2001
27. O. Presis, W. wimmer. Goals and Realization of An Intergrated Substation Control System. DPSP&C. 1999 (94):51-55
28．郑人杰．软件工程．第1版．北京：清华大学出版社，1999
29．李于剑．Visual C++图形图像编程．第1版．北京：中国铁道出版社，2001
2. Namir C. Shammas. the oriented object programming．第1版．北京：电子工业出版社，1998
3．胡捷．变电站综合自动化监控系统软件设计与实现．南京理工大学．2001(1)：2-3
4．沈曙明．地区电网新一代综合自动化系统．供用电．2001(1)：14-16
5．贾春娟，张慧莉．基于COM技术的规约插件的设计与实现．电力系统及其自动化学报．2001(4)：50-53
6．魏璇，刘玉忠，刘沛．一种全分布式变电站自动化通信系统的实现．电力系统自动化．1999(23)：54-55
7．王海献，贺仁睦．基于多线程的变电站综合自动化监控主站．电力系统自动化．1999(23)：42-43
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9．潘爱民．COM原理与应用．第1版．北京：清华大学出版社，1999
10．曾庆禹．变电站自动化技术的未来发展(一)．电力系统自动化．2000(18)：1-4
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13. Stanley B. Lippman. Essential C++. 第1版．湖北：华中科技大学，2001
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15．范逸之．Visual Basic与RS-232串行通讯控制．第1版．北京：中国青年出版社，2001
16．职业网络管理员系列丛书．进程与协议．第1版．北京：中国电力出版社，2000
17．雷斌．Visual C++6.0网络编程技术．第1版．北京：人民邮电出版社，2000
18．易文俊，王中原，伍小刚．面向对象的变电站自动化监控软件的设计与实现．2001年全国软件技术研讨会论文集．2001(1)：443-445
19．易文俊．一种实时监测系统的体系结构及软件设计．测试技术学报．1996(2)：423-426
20．郭学英．城网110KV变电站发展模式探讨．山西电力．2002(4)：47-49
21．刘振安，徐峰．Windows实用编程指南．第1版．北京：人民邮电出版社，1995
22. Ad-Hoc Working Group. Substation Control and Protection Interface. 1995
23．康博创作室．Visual Basic 6.0中文版高级应用与开发指南．第1版．北京：人民邮电出版社，1999
24．伍小刚，易文俊，荣光．湖南永州110KV变电站综合自动化系统监控软件系统的设计和实现．南京理工大学2002年第三届青年学者暨研究生学术交流会．2002(1)：123-128
25．谢炎桦．Visual Basic & Access 数据库管理系统构建实例．第1版．北京：清华大学出版社，2001
26. Microsoft Corporation. Microsoft Visual Basic 6.0分布式应用程序开发．第1版．北京：清华大学出版社，2001
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28．郑人杰．软件工程．第1版．北京：清华大学出版社，1999
29．李于剑．Visual C++图形图像编程．第1版．北京：中国铁道出版社，2001