電力系統(tǒng)圖形支撐平臺的詳細(xì)設(shè)計(jì)說明書

1、電力系統(tǒng)圖形支撐平臺的詳細(xì)設(shè)計(jì)說明書1、刖言為了使運(yùn)行調(diào)度人員能在良好的人機(jī)界面下， 實(shí)現(xiàn)快速的遙信、遙測、計(jì)算 等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的查詢，能在界面上進(jìn)行遙控、遙調(diào)等操作，以及圖形方式下的設(shè)備 參數(shù)的數(shù)據(jù)錄入及查詢等功能，建立一個(gè)運(yùn)行可靠、穩(wěn)定的電網(wǎng)圖形系統(tǒng)，才能 確保SCADA系統(tǒng)的性能。整個(gè)圖形系統(tǒng)不僅起到對數(shù)據(jù)和信息的形象、 直觀的表達(dá)作用，而且是系統(tǒng) 生成、維護(hù)和控制的主要手段和介質(zhì)在電力系統(tǒng)監(jiān)控軟件中，用戶界面直接決定了軟件的易用性、 友好 性，是用戶評價(jià)軟件的重要方面。近幾年，隨著圖形化界面的發(fā)展， 出現(xiàn)了大量的圖形系統(tǒng)，它們較好地滿足了特定的要求，取得了應(yīng)有 的效果。但是，由于每個(gè)應(yīng)用軟

2、件的要求不同，圖形系統(tǒng)往往需要重 新設(shè)計(jì)。為了減少圖形方面的重復(fù)開發(fā)，新系統(tǒng)的圖形軟件在如下幾 個(gè)方面開展工作：a、在圖形的處理上，采用矢量圖形的方式。這種方式具有占用 資源少，便于分析計(jì)算等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)應(yīng)支持位圖的嵌入。b、 在功能分析上，不局限于某一具體應(yīng)用，而是考慮多種應(yīng)用 軟件的需要，使圖形系統(tǒng)在設(shè)計(jì)之初就具有廣泛的適用性。c、在程序結(jié)構(gòu)上，利用軟件工程的設(shè)計(jì)思想，確定合理的層次 結(jié)構(gòu)和接口方式。使得圖形系統(tǒng)有更好的重用性，當(dāng)不能完 全滿足新項(xiàng)目的開發(fā)要求時(shí)，可以方便地增加功能。2、摘要：圖形用戶界面是電力系統(tǒng)監(jiān)控軟件不可缺少的一部分，為 減少圖形系統(tǒng)的重復(fù)開發(fā)，構(gòu)建一個(gè)開放的圖形支撐平

3、臺十分必要。新系統(tǒng)的圖形軟件以軟件工程的設(shè)計(jì)思想為指導(dǎo)，對電力系統(tǒng)圖形支 撐應(yīng)具有的功能和應(yīng)遵循的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了系統(tǒng)的分析， 應(yīng)用了分層 模型和圖形數(shù)據(jù)分離等設(shè)計(jì)方法，使圖形系統(tǒng)具有可重用性、開放性 和可拓性。同時(shí)，對離線編輯和實(shí)時(shí)運(yùn)行模式的不同要求進(jìn)行分析。2、功能分析：支撐平臺是介于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件之間的橋梁，可以使 應(yīng)用軟件更方便地實(shí)現(xiàn)其功能和性能要求，它所服務(wù)的對象不應(yīng)該局 限于某一具體的應(yīng)用軟件，而應(yīng)是一類應(yīng)用軟件或更廣的范圍。所以, 圖形平臺應(yīng)該充分考慮電力系統(tǒng)各類應(yīng)用軟件的實(shí)際需要，尋找它們在圖形方面的共同要求。主要應(yīng)包括以下功能：a、圖形編輯功能：完成各種圖形的輸入，包

4、括電氣主接線圖，廠 站圖、地理圖等。b、實(shí)現(xiàn)圖形與數(shù)據(jù)庫的關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)圖形化管理，直觀地訪問數(shù)據(jù) 庫，進(jìn)行參數(shù)輸入、編輯。c、圖形的顯示與操作功能：提供方便、靈活的顯示方式；支持實(shí) 時(shí)應(yīng)用，根據(jù)需要反映電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，如遙測、遙信值 等；并能夠在圖形化界面上進(jìn)行相應(yīng)操作。為了防止誤操作，將圖形界面分為編輯態(tài)和運(yùn)行態(tài)，在編輯態(tài)中可以 進(jìn)行圖元的編輯，在運(yùn)行態(tài)中所有元件都不能移動位置，可以操作的 元件只有斷路器。界面友好，操作靈活。可以在界面上通過單擊鼠標(biāo)，彈出屬性頁對話框，輸入數(shù)據(jù)，檢查數(shù)據(jù)的有效性，消除錯(cuò)誤輸入。可以繪制網(wǎng)絡(luò)主接線圖，所有元件都可以拷貝、移動、刪除、拉伸和 縮放。能在界面上進(jìn)

5、行操作票模擬、開票等功能。提供用戶自定義動態(tài)圖元工具。AutoCAD圖形直接轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)圖形實(shí)現(xiàn)漫游、整幅畫面縮放功能。遙測、遙信、計(jì)算等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)能清晰的顯示在接線圖上。定義棒圖、潮流圖、餅圖及表計(jì)圖的工具。通道中斷時(shí)，畫面變灰，用以提示 RTU通訊通道已中斷。 動態(tài)著色功能。提供一個(gè)動態(tài)畫面，供用戶在實(shí)時(shí)顯示時(shí)添加圖形，如掛接地牌、檢 修牌等。系統(tǒng)設(shè)計(jì)要遵循標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、模塊化的原則。系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)行可靠、穩(wěn)定。3、設(shè)計(jì)規(guī)范：嚴(yán)格遵循OOP的設(shè)計(jì)思想和原則進(jìn)行程序編寫。 應(yīng)該考慮其開放性、可拓性、兼容性和獨(dú)立性。開放性是針對用戶而言，用戶可以通過平臺提供的接口函數(shù)靈活地增加新 的實(shí)用工具，實(shí)現(xiàn)這一

6、特性，必須在功能分析的基礎(chǔ)上確定合理的接口關(guān) 系；可拓性是指開發(fā)人員可以在不改變原有功能的情況下方便的增加新的 功能或拓展應(yīng)用范圍；兼容性主要是指通過支持標(biāo)準(zhǔn)文件格式達(dá)到與常用 CAD設(shè)計(jì)軟件的兼容；獨(dú)立性就是減少圖形系統(tǒng)與特定應(yīng)用軟件的 繪制完接線圖存盤時(shí)，生成一個(gè)底圖數(shù)據(jù)庫和動態(tài)元件數(shù)據(jù)庫，顯示 接線圖時(shí)底圖一經(jīng)調(diào)出永不變動，而動態(tài)元件的圖形則每隔一定時(shí)間 刷新一次。將圖形和后臺存貯設(shè)備參數(shù)的數(shù)據(jù)庫分開。網(wǎng)絡(luò)結(jié)線圖引入圖層的概念。4、系統(tǒng)基本要求：1能夠方便、快捷地繪制出各種電力系統(tǒng)常用元件，如發(fā)電機(jī)、母線、刀閘 等，并且能夠?qū)D中的元件進(jìn)行任意移動和刪除， 從而使用戶在很短的時(shí)間內(nèi)完 成

7、電力網(wǎng)絡(luò)結(jié)線圖的繪制工作。2、具有強(qiáng)大的編輯功能。能夠?qū)D中的一個(gè)或多個(gè)元件進(jìn)行選擇、復(fù)制、拷貝、粘貼、旋轉(zhuǎn)等工作、重復(fù)或撤消已有的操作、進(jìn)行整圖縮放。為了區(qū)別不同 的電壓等級和其他屬性，用戶在繪制結(jié)線圖時(shí)能夠任意指定當(dāng)前繪制的線型、線寬、顏色、文字標(biāo)注的字體和字號，對已繪制的圖元，也能隨意改變上述屬性。3、程序的運(yùn)行狀態(tài)分為編輯態(tài)和運(yùn)行態(tài)，分別實(shí)現(xiàn)不同的功能。超級用戶可以在兩種狀態(tài)之間來回切換，而普通用戶只能 進(jìn)行查看，不能進(jìn)行圖形的繪制、 修改，既維護(hù)了系統(tǒng)安全性，又使程序功能體系更加清晰明確。4、對繪制完成的結(jié)線圖進(jìn)行保存時(shí)，寫入二進(jìn)制文件。5、網(wǎng)絡(luò)結(jié)線圖引入圖層的概念。每個(gè)圖元都屬于特

8、定的圖層，若用戶選擇了當(dāng)前活動圖層，則僅顯示屬于此圖層的圖元。這種圖層的概念一般用來標(biāo)示不同 電壓層次的接線圖，便于進(jìn)行相關(guān)的操作。6、在網(wǎng)絡(luò)接線圖上，可以用鼠標(biāo)點(diǎn)觸相應(yīng)元件，即可實(shí)現(xiàn)變壓器分接頭的切 換、電容器的投切、線路的投入和開斷等設(shè)置。7、遙測、遙信、計(jì)算等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)能清晰的顯示在接線圖上。8將圖形和后臺存儲的基本設(shè)備參數(shù)的數(shù)據(jù)庫分開，同一副接線圖可以對應(yīng)多個(gè)數(shù)據(jù)庫。5、電網(wǎng)圖形系統(tǒng)組成電網(wǎng)圖形系統(tǒng)用文檔和視窗實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接線圖繪制和存取文檔和視窗是實(shí)現(xiàn)本模塊功能的最基本的 2個(gè)載體。文檔是由應(yīng)用程序 創(chuàng)建和管理的最基本的元素，構(gòu)成了本圖形模塊的數(shù)據(jù)單元。對于圖形模塊而言，最基礎(chǔ)也是最重要的

9、功能，是對不同類型電力系統(tǒng) 元件的繪制和編輯工作。不同種類的元件對應(yīng)不同的類，它具有自己的各種 屬性和數(shù)據(jù)，如大小、形狀、位置等，也具有自己的各種行為，如繪制、移 動、旋轉(zhuǎn)、復(fù)制、刪除等。每種元件都用相應(yīng)的類來實(shí)現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)圖形系 統(tǒng)的各種功能和操作。各種元件除了具有自己特殊的屬性和行為之外，還有 一些共同的地方，如都具有顏色、畫筆寬度、中心位置等屬性。這樣，就可 以利用類繼承和派生的特點(diǎn)，建立不同元件的公共抽象類，其他元件類在此 基礎(chǔ)上派生而成。同時(shí)，為了方便對應(yīng)用程序文檔的管理和讀寫，次抽象類 從CObject中派生而來。接線圖中各類元件，要進(jìn)行頻繁的操作和存取，因此，應(yīng)用程序文檔對 每類

10、元件建立了一條相應(yīng)的鏈表，每個(gè)元件都是本類型鏈表上的一節(jié)點(diǎn)。為 實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的豐富功能，對鏈表元素的各種基本操作，如查找、插入、刪 除、更新等功能，由COblist類實(shí)現(xiàn)。用戶通過操作圖形界面向文檔類中添加一個(gè)元件的數(shù)據(jù)，由于基于對象的每個(gè)元件都有自己的繪圖方法和屬性，該元件可以發(fā)送消息通知視類自動在屏幕上畫自己。這樣就使圖形的編輯簡化成對文檔類中各鏈表的操作。當(dāng) 添加一個(gè)圖形時(shí)，要做的只是向相應(yīng)的鏈表中追加一個(gè)元素，而刪除一個(gè)圖 形，就從相應(yīng)鏈表中刪去相應(yīng)元素；移動和縮放圖形也只要操作鼠標(biāo)和鍵盤， 鼠標(biāo)的動作修改相應(yīng)元素的 m_LeftTop和m_DrawSize兩個(gè)參數(shù)，再重畫該視窗類也是

11、實(shí)現(xiàn)圖形化操作極其重要的組成部分，視窗為文檔提供了一 個(gè)顯示信息的地方，它是包含信息的文檔與用戶之間的橋梁，負(fù)責(zé)組織文檔 信息，并顯示在屏幕上或打印機(jī)上，還應(yīng)接收用戶輸入的關(guān)于文檔的信息和操作。各個(gè)圖元的具體創(chuàng)建、繪制、控制和存取工作，均由文檔類實(shí)現(xiàn)。文檔 還控制與之相關(guān)的視窗，將每個(gè)視窗與其相關(guān)聯(lián)；而視窗則是顯示文檔元素 -各類圖元的區(qū)域，它控制整個(gè)接線圖的更新，同時(shí)又是用戶與文檔交互的 輸入?yún)^(qū)域，各種由用戶引發(fā)的菜單命令和鼠標(biāo)操作，如鼠標(biāo)的按下和彈起、 菜單項(xiàng)的選中、窗口的放大縮小等，均以消息和事件的形式傳送給視窗類， 視窗類對這些消息進(jìn)行接收和翻譯， 隨后調(diào)用所需的文檔函數(shù)進(jìn)行具體的處

12、理。文檔和視窗的數(shù)據(jù)組織及功能實(shí)現(xiàn)原理如下:8、各模塊和功能整套圖形系統(tǒng)的功能由以下幾部分組成：基礎(chǔ)圖形功能，包括：基本圖元的生成與顯示；設(shè)備圖塊的定義與管理；圖元的自定義線型； 圖元的分層存儲和管理；圖元的編輯、修改和捕捉；圖元的無級縮放、顯示 以及平移；圖元的撤消和恢復(fù)操作；圖形的打印輸出。一個(gè)矢量化的圖形系統(tǒng)眾多的圖元組成，按照圖元的特點(diǎn)可以分為基礎(chǔ) 圖元、動態(tài)圖元和設(shè)備圖元三大類，它們的派生關(guān)系依次為基礎(chǔ)圖元、動態(tài) 圖元和設(shè)備圖元。另外，對應(yīng)每一類圖元對象，又分別設(shè)計(jì)了對它進(jìn)行定義、 修改的圖元控制對象，其派生關(guān)系與圖元類基本類似?；A(chǔ)圖元實(shí)現(xiàn)基本圖形結(jié)構(gòu)的生成、修改和顯示，包括：點(diǎn)、

13、線（包括 正圓、橢圓、斜橢圓、弧線）、字符串、圖塊和圖元組。其中圖塊實(shí)現(xiàn)一種復(fù) 雜的圖形組合對象，并把這種復(fù)雜化的組合對象看成一個(gè)整體來操作。圖元 組與圖塊很相似，主要目的是將表達(dá)一個(gè)實(shí)體的多個(gè)圖元組合起來進(jìn)行管理， 使得這些圖元能成為一個(gè)整體對象。所有的基礎(chǔ)圖元都是從圖元基類派生出來的圖元子類，它們都繼承了圖 元基類的基本操作，因而有一些共同的特征。在圖元基類中定義了圖元的一 些基本屬性，如圖元的顏色、填充、線形、位置、尺寸、顯示順序等。在圖元基類中定義了圖元對象的基本操作的虛擬成員函數(shù)，可籠統(tǒng)地歸結(jié)為創(chuàng)建、修改（移動、旋轉(zhuǎn)、變形等）、刪除和顯示。各個(gè)派生的子類根據(jù)各自的特性對這些虛擬成員函

14、數(shù)進(jìn)行重載，定義各自的動作行為和顯示方式 動態(tài)圖元和設(shè)備圖元的派生關(guān)系如下圖：動態(tài)圖元是在基礎(chǔ)圖元基礎(chǔ)上增加圖元的動態(tài)屬性，如閃爍、顯示、旋 轉(zhuǎn)、伸縮、線條顏色、線條類型、線條寬度、填充顏色、流水線、動態(tài)數(shù)據(jù) 的系數(shù)、后綴和動態(tài)數(shù)據(jù)值等。這些屬性會隨著圖元綁定的數(shù)據(jù)源的值的改 變而改變，形象地表達(dá)出數(shù)據(jù)的狀態(tài)信息。動態(tài)圖元類是一個(gè)虛基類，它本身不能用于生成對象。以動態(tài)圖元類為 基礎(chǔ)派生出曲線、棒圖、餅圖類和設(shè)備圖元類。由于曲線、棒圖和餅圖具有 相同的數(shù)據(jù)屬性，只是顯示的方式不同，所以把它們用一個(gè)類來表示。根據(jù) 數(shù)據(jù)源的類型不同，又把曲線、棒圖、餅圖類分成實(shí)時(shí)和對比2種。動態(tài)文本即動態(tài)數(shù)據(jù)從靜態(tài)

15、文本類派生而來，它的內(nèi)容和狀態(tài)隨綁定數(shù)據(jù)源的狀態(tài) 變化而改變。設(shè)備圖元類用以表達(dá)電力系統(tǒng)的設(shè)備，既要表達(dá)設(shè)備的圖形屬性，又要 表達(dá)設(shè)備的物理特性，如運(yùn)行狀態(tài)、電氣參數(shù)等。設(shè)備圖元隨所表達(dá)的設(shè)備 的運(yùn)行狀態(tài)和電氣參數(shù)改變自己的圖形屬性，因而是一個(gè)動態(tài)圖元。但有些 電氣狀態(tài)，如線路上的潮流，則需要其附屬的動態(tài)文本來表達(dá)，所以動態(tài)文 本可以作為設(shè)備圖元類的1個(gè)或多個(gè)引用存在。在實(shí)例化時(shí)，所有電氣連接點(diǎn)和單端口設(shè)備可由設(shè)備類生成。而如線路 等雙端口設(shè)備則由雙端口設(shè)備類生成，多端口設(shè)備主要用于擴(kuò)充。量測設(shè)備 類用于定義不從屬于任何物理設(shè)備的量測。所有的動態(tài)圖元對象和設(shè)備圖元 對象的動態(tài)屬性的修正，都是通

16、過動態(tài)引擎來驅(qū)動。圖形數(shù)據(jù)庫的生成與維護(hù)，包括：設(shè)備模板的定義與管理；設(shè)備實(shí)體的屬性定義；電力系統(tǒng)設(shè)備實(shí)體模型參數(shù) 的錄入與修改；電力系統(tǒng)設(shè)備實(shí)體模型參數(shù)的查詢。圖形方式下的設(shè)備參數(shù)的錄入和查詢用戶能夠在網(wǎng)絡(luò)接線圖上雙擊接線圖上某種類型的元件， 應(yīng)用程序便會彈出 同該類元件相對應(yīng)的元件參數(shù)對話框，用戶通過填寫對話框中各項(xiàng)參數(shù)，即可完 成對某一圖元的參數(shù)的錄入或修改。動態(tài)數(shù)據(jù)和圖元動態(tài)屬性的定義與維護(hù)，包括 ：動態(tài)引擎的實(shí)現(xiàn)；動態(tài)數(shù)據(jù)和圖元的定義與刷新；圖元與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的自動 綁定。畫面圖符編輯器，包括：基本圖形功能模塊，自定義圖元功能模塊，圖形的基本操作模塊?；緢D形功能模塊的功能包括：基本圖

17、元的繪制，如點(diǎn)、直線、折線、矩形、 圓、標(biāo)注等。自定義圖元功能模塊的功能包括：自定義圖符、計(jì)時(shí)器、刻度表、狀態(tài)開關(guān)、 電度表、潮流動畫、位圖、遙測量、遙信量、計(jì)算量、脈沖量、操作點(diǎn)、動 態(tài)母線、按鈕、顯示 WMF文件、多媒體、棒圖、餅圖、畫面轉(zhuǎn)換、報(bào)表自 動生成、定義趨勢曲線。圖形的基本操作包括：圖形的放大、縮小、對齊、UNDO。操作與分析功能，包括：各種電網(wǎng)分析維護(hù)和模擬操作的實(shí)現(xiàn)；實(shí)時(shí)動態(tài)著色的實(shí)現(xiàn)。鐘子期聽懂了俞伯牙的琴音 一一巍巍乎若高山，蕩蕩乎若流水 ”俞伯牙視其為知音。鐘子期死后，面對江邊一抔黃土，俞伯牙發(fā)出“此曲終兮不復(fù)彈，三尺瑤琴為君死”的感慨，摔琴而去，從此，高山流水，知音難覓。紅樓里，寶釵與黛玉皆愛寶玉，寶釵看重功名，常拿一些倫理綱常來壓制他的不羈與頑劣，黛玉卻從未提及這些，因她懂得他的心性，她說“你既為我之知己，自然我亦是你之知己”造化弄人，木石前緣雖是虛空一場，卻懷金悼玉，夢縈千古，今日讀來依然蕩氣回腸！不是所有的相遇都可以相知，不是所有的相知都可以永恒。生命里，我們只愿結(jié)交那些心性相宜的人，統(tǒng)一的語言，相同的志趣，將彼此的心靈拉近，一份懂得，不言不語，卻在默契里滋生。懂得，是兩顆心的對望，潛生一種心靈感應(yīng)，不發(fā)一言，便可知會。一聲懂得，沒有千言萬語，卻可以令人眸中含淚，心中蘊(yùn)暖。這世間太多人情薄涼，你是否覺