电力系统图形建模的开发

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Vgraph 2008-07-28 13:08:02 博主文章分类：电力系统

电力系统图形建模的开发

一、概要

电力系统图形建模器作为一个重要组成部分镶嵌在其它电力系统应用程序中，这就要求它能够方便地与各种分析功能接口，为它们提供一个统一的图形用户界面。各设备图元的数据属性也要结合应用程序的数据需要而统一考虑，二者共用一个电网拓扑结构数据库。以软件工程的设计思想为指导，通过研究图形编辑器应具有的功能和一般系统分析所需的设备参数，提出一种基于面向对象技术的电气图元数据结构设计。

图形是工程中最简洁的语言，在图形界面上实现数据输入和结果输出可起到一目了然的效果，便于用户查找输入错误。它融合了图形学、图像处理、数据管理等其它相关领域技术，目的在于解决巨量数据的处理和信息的综合表示问题，提高信息的利用效率。电力系统是一个复杂的庞大系统。应用科学计算可视化将有助于电力系统的研究和开发。

但在图形平台开发上，还存在着由于各应用软件的要求不同，不得不重复开发的间题。面向对象技术的引入能很好地解决这一问题。面向对象编程方法是一种基于对象分解，以数据分析为中心的编程思想。由于对象的分解保持与事物的实际结构一致，对现实世界的模拟逼真，使程序员能够充分理解并管理更大更复杂的程序。继承和多态的机制又能使程序员轻而易举地利用以前的代码。电力系统中的各设备元件有其共性，把这些共性抽象为一个统一的基类，每增添一种设备只需利用图元组合功能，图元分组，又可以使它们的操作模式统一化，高效地实现代码重用。在这里选用了Visual Graph专业图形平台作为图形开发工具。

二、功能分析

随着图形化用户界面(GUI)的发展，电力系统图形编辑系统越来越成为电力系统分析软件中不可缺少的一部分。它可给用户提供一个方便、易用的界面，可使应用程序更直观地实现其操作和分析。它所服务的对象不应局限于某一具体的应用分析，要有通用性，为其它软件提供统一的数据接口，应充分考虑应用软件的共同需要。

三、图形支特

图形平台首先要有完善的图形编辑功能，包括厂站图、电气接线图等，可以对各种电气图元进行编辑操作，例如:复制、剪切、粘贴、缩放等基本操作，为绘制各种电力设备图元提供相应的工具箱，通过选择工具箱可以直接完成各种设备的绘制。

为了能直观反映系统的分析、操作、运行状态。图形上还需能够实现一些基本显示与操作功能。在当位置显示系统的运行参数，通过图形对一些设备的运行状态进行操作显示，如:开关的开合状态。

此外，在图形的存储格式上要能兼容一些基本的图形格式，如:位图格式，使其具有一定的二次开发展能力，既有独立性，又有一定的开放性。

四、数据支持

数据支持主要体现在通过图形界面对元件设备的一些参数进行设定，即可在用户与元件数据库之加一个表格式的对话框，进行各种数据参数的输入和修改，实现图形与数据库相关联。与传统的利用文本格式数据输入相比，这种方法保证了设备参数与设备的一一对应，减少了原始数据出错的可能性。对各设备的参数设计上，也应充分考虑后续各分析模块的需要，方便其操作。

五、设计原则

由于图形平台在电力系统应用软件中的基础性地位，最重要的就是考虑其可拓性和相对独立性。可拓性是指图形编辑系统本身有一定的可拓展性，如现在越来越多的Visual Graph元件引入电力系统，图形编辑系统需能很方便地将这些元件引人编辑系统。这就要求它对各元件设备有统一的操作模式，而面向对象技术能很好地解决这一问题。

图形编辑器中的架构结构

对于有着大量图元的电力系统图来说，要在一个图中表达出所有元件很困难，因此有必要进行分层管理。即总图在一层中，包含的元素有电厂、变电站、联络线、虚节点(用于处理T型接线)，主要用来显示厂站之间的连接关系，在网络图上显示网络参数、计算结果及其它信息;各厂站主接线图在下一层，用于编辑厂(站)的电气主接线。电厂、变电站都有自己的电气接线结构，每“打开”一个厂(站)就可在此编辑窗口中编辑此厂(站)的电气接线。在电气接线的编辑窗口中包含的元件较多，主要包括:发电机、变压器、断路器、电抗器、隔离开关、母线等。

这样处理层次清楚，关系明确。元件设备管理系统只需在数量相对较少的元件范围内操作。进行拓扑分析时，也只需一般的深度优先搜索即可完成，而不用引入图论等较复杂的算法。

从电力系统应用软件的需求出发，分析了图形平台的一般功能和设计原则，分析设计了图形平台中各元件图元的各类参数，把对图形、图像的操作转化为对图元位置、大小的操作，较好地实现了图形平台对应用软件的图形和数据支持。