（电气工程专业论文）电能量计量系统的拓宽研究.pdf

江苏大学工程硕士论文 摘要 介绍了电力市场条件下的电能量计量系统的地位、作用，概要地 回顾了电能量计量系统地发展进程，提出了该系统地设计原则，分析 了其主要特点以及有关功能和设施，并对各种现有的接入方案进行了 归纳和比较，结合中国当前电网商业化运营的特点，对电量计量系统 的构成、功能及设备配置进行了详细的论述。 围绕电能量计量系统中的数据系统的研发做了以下方面的工作： ( 1 ) 确定系统中用户要求，并根据需求建立业务模型和用例模型； ( 2 ) 进行了系统的体系结构设计，使其能满足多服务器、多通道、 并行处理的要求。 ( 3 ) 根据用例模型建立系统的分析模型，描述系统逻辑类结构、 逻辑类之间的关系。 ( 4 ) 根据系统分析模型来确定设计模型，构建系统的平台代码类。 ( 5 ) 对编码完成后的系统进行测试。 最后，对今后的发展提出了一系列的建议供有关人员参考。 关键词：电能量；计量系统；接入方案 江苏大学工程硕士论文 ab s t r a c t i nt h i sp a p e r , t h ep o s i t i o na n da p p l i c a t i o no fe n e r g ym e t e r i n gs y s t e mu n d e re l e c t r i c i t ym a r k e r i s p r e s e n t e d t h ed e v e l o p m e n tc o u r s eo ft h ee l e c t r i ce n e r g y m e t e r i n gs y s t e mi sb r i e f l y r e v i e w e d t h ep r i n c i p l ef o rt h ed e s i g no ft h em e t e r i n gs y s t e mi sp r o p o s e d ，i t sm a i nf e a t u r ea r e a n g l y z e d ，t h ei m p l e m e n t a t i o no ft h er e l a t e df u n c t i o n sa r ed i s c u s s e da n dt h ee x i s t i n gj o i n ts c h e m e s a r ei n d u c e da n dc o m p a r e d c o n s i d e r i n gt h es i t u a t i o no fc o m m e r c i a lo p e r a t i o no fp o w e rs y s t e mi n c h i n a , t h es t r u c t u r e ，f u n c t i o na n de q u i p m e n tc o n f i g u r a t i o nf o re n e r g ym e t e r i n gs y s t e mi sd i s c u s s e d t h ep a p e ri n c l u d e st h ef o l l o w i n g a s p e c t sa b o u tt h er e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n to f t e l e - m e t e r i n gd a t as u b s y s t e mo ft h ee n e r g ym e t e r i n gs y s t e m ： ( 1 ) c o n f i r m i n gt h er e q u i r e m e n to ft h eu s e r si nt h e s y s t e m ，a n de s t a b l i s ht h eb u s i n e s sm o d e l a n dt h eu s e - c a s em o d e lb a s e do nt h er e q u i r e m e n t ( 2 ) d e s i g n i n gt h es t r u c t u r eo ft h es y s t e mi no r d e rt om e e tt h er e q u i r e m e n to f m u l t i - s e r v e r , m u l t i c h a n n e l ，p a r a l l e l p r o c e s s i n g ( 3 ) b u i l d i n ga n a l y t i cm o d e lo ft h es y s t e mo nt h eb a s i so fu s e c a s em o d e l ，a n dd e s c r i b et h e l o g i cc l a s s e sa n dt h er e l a t i o nb e t w e e nt h el o g i cc l a s s e so ft h e s y s t e m ( 4 ) b u i l d i n gd e s i g nm o d e lo f t h es y s t e ma n dc o n s t r u c tt h ep l a t f o r mc o d ec l a s so nt h eb a s i so f t h es y s t e ma n a l y s i sm o d e l ( 5 ) t e s t i n gt h ec o d e d sy s t e m s o m es u g g e s t i o n so nt h ef u t u r ed e v e l o p m e n to fm e t e r i n gs y s t e mw h i c hm a yb ea v a il a b l ef o r r e f e r e n c ea r ep u tf o r w a r d k e yw o r d s ： e l e c t r i c i t ye n e r g y ；m e t e r i n gs y s t e m ；j o i n ts c h e m e i i 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏大学可以将本学位论文 的全部内容或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密口， 在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密咐。 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 导师签名： 签字只期：年月 同 电话： 邮编： 通 日 灸 江 月 名 擎 簦 r 者 一 沦 日 学 签 独创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进 行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容以外，本论文 不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的 研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人 完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期：年月日 江苏大学工程硕士论文 第一章绪论 1 。1 电能量计量系统的研究意义 电能量计量遥测系统是目前电能计量的一个发展方向。为合理优化能源配 置，提高能源利用率，促进电力工业与社会、经济、环境的协调发展，世界各国 都在对传统的电力工业生产方式和管理方式进行改革，使垄断的电力行业向开放 式的商业化运营和管理方向发展。从一些国外电力市场的国家的经验来看，电力 市场的建立确实促进了电力工业的发展。在发达国家电力市场降低了电网运营费 用，使得工业用电和居民用电的电费都大幅度下降。在发展中国家，由于建立了 电力市场，吸引了大量的外资投入到电厂建设，基本解决了缺电的问题。 随着我国电力工业的快速发展，电网运营必须引入市场体制才能保证自身的 投资和回收的良性循环。针对目前“多家办电”的局面，国家电力公司首先确定 了电力市场的建立必须从“厂网分开 起步。今后随着经验的积累、技术和管理 水平的提高可逐步过渡到完全市场化的电力运营体制，即电厂、供电网、配电网 分开。 本文是在江苏电网电能量计量系统的基础上，对县( 市) 供电公司电量采集系 统作了拓展性研究并对其应用功能、技术方面进行了归纳与说明。 具体内容包括： 1 ) 丹阳1 l 座3 5 k v 变电站电量采集试点； 2 ) 扩充电能量计量系统的权限管理，增加对县( 市) 供电公司用户的支持； 3 ) 研究在电能量计量系统的基础上生成县( 市) 供电公司相关运行报表。 论文的目的在于通过电网电能量计量系统的改造和拓宽开发，扩充了电能量 的采集点，增加对县( 市) 供电公司用户的支持，同时也是为了便于软件产品r 后的维护、交接、扩展和代码重用。 江苏大学工程硕士论文 1 。2 电能量计量系统的发展现状 目前国内的电能量计量系统经过近二十年的发展，已进入稳定成长阶段，省 级电网及主要城市的供电网均己配备电能量计量系统，并有向区、县供电网发展 的趋势，普及率正在逐年提高。电能量计量功能已成为继s c a d a 、a g c 功能之 后电网调度自动化的又一个基本功能，并在电能作为商品走向市场的进程中发挥 了重要的作用。 随着电力行业体制改革不断深化，电网的运营和管理正逐步向市场开放，为 了实现公平、公正、公开的电力交易原则，电能量计量系统的重要性比以往任何 时候都更加突出。为此，科研院所、制造厂商和各级电力公司均投入了大量的人 力财力丌展这方面的开发研究和工程实施工作。 上个世纪电能量计量系统的发展进程经历了两个阶段。第一阶段( 2 0 世纪 七、八十年代) ：电能量的采集和统计处理仅作为s c a d a r t u 中的一项功能。 由于受当时设备的能力限制，其采集精度、数据的可靠性、连续性均存在不少问 题。因此，只能作为s c a d a 系统监视电网运行工况之用，远未达到电能量计量 的要求。当时电能量数据与常规的传送采用同一种通信规约，信息由同一台r t u 通过同一通道进行传输，由主站系统按“冻结3 4 读数3 4 解冻”的方式统计与 处理。由于r t u 容量存贮和大批次的数据传送，尤其是通道、主站系统或r t u 本身发生故障或进行例行检修还会影响电能量数据的准确性、可靠性和连续性。 第二阶段( 2 0 世纪9 0 年代至今) 国外知名厂商如l & g 、a b b 、u t s 等先后推 出独立于原s c a d a r t u 系统的电能量计量专用系统。国内也在2 0 世纪9 0 年代 后期推出了自行研制的电能量计量系统例如p b s 2 0 0 0 、d f - - 6 0 0 0 等。其特点是 采用了独立的主站系统，专门的电量采集终端或电能量表，采用了专用通道( 专 线公用电信网、数据通信网等) 、专用的通信规约例如i e c 6 0 8 7 0 5 1 0 2 ，t c p i p 等来进行电能量的采集、计算和统计考核，以适应电力市场“厂网分开，竞价上 网”的商业化运作的需求。与此同时，为了保证系统的高可靠性、安全性、准确 性的要求，相关的高新技术例如t r u c l u s t e r ( 群集) 技术、三层体系结构及d c o m 2 江苏大学工程硕士论文 部件、c o m + 、i m e m e t i n t r a n e t 及w e b 浏览器，网络安全技术等相继得到应用。 1 3 电能量计量系统基本功能 ( 1 ) 系统自动对时功能：系统应读取全球卫星定位系统( g p s ) 提供的时钟， 每同定时进行对时操作。 ( 2 ) 参数设置功能：设置r t u 访问密码、系统计费时段( 总时段数，各时段 的时间) 、费率( 最多4 种费率) 、r t u 的通信参数、脉冲电能表的脉冲常数及 表底数、多功能电能表的代码和地址以及系统时间。 ( 3 ) 数据采集功能：各路电能表的峰谷平表底数据；某路当同有功最大需量 及出现时间、某路当月有功最大需量及出现时间。 ( 4 ) 计算功能：根据采集的表底数据及时段，可计算以下数值：各时段有功、 无功、视在功率、功率因数、电量最大值和最小值、总电能消耗和用电利用率。 ( 5 ) 数据统计：按时段、区域、类别分别累计电量；旁路电量自动替代； 根据用户要求，对电能量进行正确的分类。 ( 6 ) 电费计算：根据经过分类的电能量数据和有关的费率进行电费计算，计 算时要考虑以下各种电价：系统峰谷平分时段电价；计划内外电价；超欠用奖惩 电价；调峰调频电价；系统事故紧急支援电价；协议电价。 ( 7 ) 数据交换：与省电力公司电量采集系统交换数据：与各县市供电分公司 电量采集系统交换电量数据；与e m s m i s 交换数据。 ( 8 ) 报表输出：可随时或定时显示、打印r 报表、周报表、月报表，可调整 报表和电量棒图等。 ( 9 ) 数据管理和维护：由于采用了数据库管理系统，为数据统计、数据管理 带来了便利条件；可在线访问各种实时和历史数据，可随时修改、增删表计和 r t u 的各种参数。 ( 1 0 ) 系统安全管理功能：系统要建立严格的登录及密钥管理制度，限定各工 作站访问数据库的工作权限，以避免非法访问数据库。系统对r t u 设备和通信信 道运行状态进行监视。在发现故障时给出告警信息，并保证可靠读出电能量数据。 江苏大学工程硕士论文 1 4 电能量计量系统设计原则 鉴于各级电力公司是以电能最作为其计费、考核、奖惩的主要依据，因此必 须有一个独立完整的系统来保证电能量的采集、传送、处理过程的可靠性、唯一 性、准确性和连续性。 电能量采集对实时性要求不高，但对同时性要求较高。相对s c a d a 系统而 言，电能量计量系统只是一个准实时系统，冻结周期应满足分时段计量精度要求， 一般设置为5 - 3 0 m i n ，最短为l m i n 。其传送周期应满足结算和统计报表的要求， 一般以小时计。 由于电能量是一个累计值，因此即使是微小的误差只积月累后也会达到难以 置信的程度，而对售电和用电双方来说，此累积值就是经济上的亏损，因此，计 量精度的选择原则应是容量越大精度越高，大容量的电厂和输电线宜使用0 2 级 及以上的精度的电能表计。 电能量数据源唯一性原则有以下三点： ( 1 ) 关口点的设置要遵循唯一性原则，不能出现多数据来源的情况； ( 2 ) 为确保存储数据的唯一性，任何单位和个人不得随意修改原始数据，对 本数据库的修改须经各方面同意并打上永久性标志； ( 3 ) 计费模型唯一性。对计费系统来说，其计费模型必须严格按合同执行， 任何一方不得单方面修改。 除了配置上要求系统各个环节具有高可用率，能独立运行外，针对系统的特 点，软件设计应考虑以下要求： ( 1 ) 安全性采用成熟的应用软件，实现快速平稳的故障恢复过程，还应采 用适当加密防护措施，保证数据和系统的安全，防止黑客的攻击； ( 2 ) 连续性能适应全年3 6 5 天，每天2 4 h 的全续运转，系统可用率达到 9 9 5 以上。 ( 3 ) 开放性应用程序开发平台应符合i e c - 6 1 9 7 0 标准，平台包括操作系统， 历史数据库，进程管理，网络通信，图形报表管理等，其应用编程接口均应充分 4 江苏大学工程硕士论文 开放，支持第三方应用软件在系统上的集成。 至于计费关口点设置原则可以总结成以下六点： ( 1 ) 电厂上网电能量应设置计费关口点； ( 2 ) 下网电能量应设置计费关口点( 用于负荷预测计算和某些考核功能) ； ( 3 ) 跨省、区电能量应交易设置计费关口点( 一般设置在联络线的两侧) ； ( 4 ) 过网电能量应设置计费关口点，单独计算过网费的子网、线路及变电站 应设置相应的计费关口点； ( 5 ) 直供( 或允许直接从市场上购买) 用户( 或零售商、配电公司) 应设置 计费关口点； ( 6 ) 按实际需要可设置无功电能量计费关口点。 1 5 本课题的研究内容 本文首先介绍了电能量计量系统的研究意义和发展现状，介绍了电能量计 量系统的组成方式，具体涉及到了内部的各个功能模块和b s 框架。然后对系统 中w e b 用户表示层、业务逻辑层、数据访问层等作了简要叙述。 课题采用v i s u a ls t u d i o n e t2 0 0 3 开发工具开发，系统基础框架为 m i c r o s o f t n e tf r a m e w o r k ，运行于带有s e r v i c ep a c k2 0 的m i c r o s o f t w i n d o w s 2 0 0 0s e r v e r 、m i c r o s o f t w i n d o w s s e r v e r2 0 0 3 系列的计算机上。接着设计了电 能量计量系统的扩展功能，包括用户报表和权限管理等。在此基础上，介绍了具 体的电能量计量系统的应用，特别设计到了重构和数据库等方面。最后总结全文， 并进行展望。 江苏大学工程硕士论文 第二章电能量计量系统的组成 2 1 电能量计量系统的组成 电能量计量系统是集电能表计、电能量数据采集终端、通信网络、主站系统 于一体，全面实现电能量数据采集、计算、统计分析等功能的自动化系统。它是 电网推行商业化运营和管理，实现电力市场的重要保障之一。因电能量计量系统 中数据量大，故要求统计灵活及通用性与扩展性强。电能量计量系统能准确、灵 活的对从数据终端采集上来的数据按不同要求进行计算、统计，并分类存储到服 务器数据库。 江苏电网电能量计量系统是江苏省电力公司为加强内部管理和输电网内部 成本核算，实现集约化经营的需要，并为电力市场的迸一步发展提供技术与数据 储备而建，包括江苏省调主站系统和1 3 个供电公司的主站系统。 电能量计量系统主要实现上网和下网侧计量关口点的电能量采集、处理，实 现各地网供电量、各县网供电量和2 2 0 k v 、1 l o k v 网损的计算。并通过计算机网 络与各地区供电公司交换电能计量信息，同时与公司内部有关生产管理部门实现 信息共享。 2 1 1 系统功能模块 江苏电网电能量计量系统如图2 1 所示，从图可以看出该系统由统计报表、 电量平衡、基础数据、运行参数、事件r 志、值班监视、数据分析、系统管理等 八大部分组成。 1 统计报表：省公司供电量报表、地区供电量报表、县供电量报表、统调上网 电量报表、非统调上网电量报表、5 0 0 k v 电网网损报表、2 2 0 k v 电网网损； 2 电量平衡：线路平衡、变压器平衡、母线平衡； 3 基础数据：电量数据、统计数据、遥测数据、四象限无功数据、电厂时段电 量统计、计算公式数据查询、分类统计数； 4 运行参数：设备参数查询、系统运行工况、e m s 设备对应列表； 6 江苏大学工程硕士论文 5 事件f 1 志：采集事件、操作应用记录、计算机系统事件、用户反馈信息； 6 值班监视 7 数据分析：系统运行分析、公式数据对比、公式数据质量分析、公式分量对 比、电厂电量校核、线路电量校核、非统调上网电量对比、5 0 0 k v 电网网损 统计、2 2 0 k v 电网网损统计： 江苏电网电能量t i 量系统 统 电 基 ， 廷事值数系 计 且 础 行件班据统里 报平数参日监分管 表 衡据数志视析 理 f f 省公- d 供电量撤线路半衡设备参数查询采集事件系统运行分析用户搬表 表变k 器平衡系统运行_ t 况操作胞用记录公式数据对比用户查看 地区供电量报表 母线， ，衡 e m s 设备对戍计算机系统事公式数据质量分用户管理 县供电量报表列表件析角色查看 统调i ：网电量报厂一 用户反馈信息公式分量对比站点维护 表 电厂电量校核联系方式 电量数据 非统调f ：嘲电量 省公司电量报表 线路 乜量校核数据交互 统计数据 报表 县供电量报表 非统调上网电量设置 遥测数据 5 0 0 k v 电嘲嗍损 统调j ：网电量报表 对比 四象限无功 报表 非统调i ：嘲电量撤表 5 0 0 k v 电网网损 数据 2 2 0 k v 电网婀损 地区供电量明细 统计 电厂时段电 市县供售电完成情况 2 2 0 k v 电网网损 量统计 表 统计 计算公式数 5 0 0 k v 电网嘲损报表 据查询 2 2 0 k v 电网网损报表 分类统计数 图2 1 江苏电网电能量计量系统功能模块图 8 系统管理：用户报表、用户查看、用户管理、角色查看、站点维护、联系方 式、数据交互设置。 7 江苏大学工程硕士论文 2 1 2b s 构架 随着w e b 技术的同益成熟，b r o w s e s e r v e r ( 简称b s ) 结构已成为取代 c l i e n t s e r v e r ( 简称c s ) 结构的一种全新技术。采用b s 结构软件优势在于： ( 1 ) 无需丌发客户端软件，维护和升级方便； ( 2 ) 可跨平台操作，任何一台及其只要装有i e 浏览器软件，均可作为客户 机来访问系统； ( 3 ) 具有良好的开放性和可扩充性； ( 4 ) 可采用防火墙技术来保证系统的安全性，有效地适应了当前用户对电 能量计量系统的新需求。 因此该结构在电能量计量系统开发领域中获得飞速发展，成为应用软件研制 中一种流行的体系结构。 在b s 体系结构系统中，用户通过浏览器向分靠在网络上的许多服务器发 出请求，服务器对浏览器的请求进行处理，将用户所需信息返回到浏览器。b s 结构简化了客户机的工作，客户机上只需配置少量的客户端软件。服务器将担负 更多的工作，对数据库的访问和应用程序的执行将在服务器上完成。浏览器发出 请求，而其余如数据请求、加工、结果返回以及动态网页生成等工作全部由w e b s e r v e r 完成。实际上b s 体系结构是把二层c s 结构的事务处理逻辑模块从客 户机的任务中分离出来，由w e b 服务器单独组成一层来负担其任务，这样客户机 的压力减轻了，把负荷分配给了w e b 服务器。 2 2 与e m s s c a d a 的接入方案 1 、统一平台模式 电能量计量系统与e m s s c a d a 系统运行在统一的软件平台，网络、图形、 报表、数据库等均应兼容统一的接口标准和通信协议、相同的软件设备和维护管 理工具，特别是部分硬件和通道资源可以共享) ，从而降低投资或运行维护费用。 统一接口标准可保证两个系统之间的数据一致性，能直接互访数据而无须中问转 换，既提高了访问效率又保证了系统之间的安全性。 8 江苏大学工程硕士论文 2 、互联模式 电能量计量系统与已有的e m s s c a d a 系统互为独立系统，可以是不同的 软硬件平台，相互之间通过网桥或路由器联结，称为互联模型。这种模式下各系 统相对独立运行，属于松散联结，各自可有自己的软硬件平台和通信协议，只是 通过网桥或路由器交换信息。 3 、两种模式的比较 统一平台模式和互联模式各有特点用户需根据自己的实际情况予以选择。如 果电能量计量系统的制造厂商与原有的e m s s c a d a 或发电侧电力市场的供应 商是同一厂商或可以相互兼容，且将来维护管理工作是由同一部门的人员来承 担，则采用统一平台模式是合理的选择。这可以实现最大限度的资源共享，降低 投资成本和支持维护费用，对维护管理人员较少的用户尤为适用。 如果电能量计量系统的制造厂商与原e m s s c a d a 或发电侧电力市场的供 应商不是同一厂商，且不能互相兼容或将来维护管理工作是由两个不同的部门分 别承担，则采用互联模式较为合适这样有利于划分专业范围，有一个较明确的界 面分工，有利于维护和管理。这种模式对维护管理人员较充裕的用户较为适用。 2 3 系统总体架构 系统结构上分为三个逻辑层：w e b 用户表示层、业务逻辑层和数据访问层。 2 3 1w e b 用户表示层 w e b 层，通常称表示层，为客户端提供对应用程序的访问。这一层是作为解 决方案文件中的w e b 项目实现的。w e b 层由a s e n e tw ，e b 窗体和代码隐藏文 件组成。w e b 窗体只是用h t m l 提供用户操作，而代码隐藏文件实现各种控件 的事件处理。为了更好地管理表示层的逻辑( i g 里包括：用户输入逻辑，页面控 制逻辑，输入校验逻辑) ，该架构采用了经典的m v c 模式，对页面的跳转，页 面参数的获取进行了统一的控制和存取，同时，也方便了系统的更新和维护，使 得项目的模块层次非常分明。 9 江苏大学工程硕士论文 2 3 2 业务逻辑层 业务逻辑层为w e b 层提供处理数据维护的流程，数据统计分析等，这一层 是作为解决方案文件中的b u s i n e s ss e r v i c e 项目实现的。业务外观层用作隔离层， 它将用户界面与各种业务功能的实现隔离开来。除了低级系统和支持功能之外， 对数据库服务器的所有调用都是通过此程序集进行的。业务外观层的设计需要很 好的规划，主要是提供业务规则和业务逻辑外观的接口，保持和w e b 层的解耦， 更加关注于业务的逻辑实现。 2 3 3 数据访问层 数据访问层为业务逻辑层提供数据服务。数据访问使用了o d b c 技术，在 设计该层时需要抽象出对底层数据源的访问，独立于数据源的变化；同时，为了 保持数据访问的一致性和访问数据的效率，需要考虑如下几点： ( 1 ) 数据访问的并发控制； ( 2 ) 数据访问的事务性管理( 对原子性的操作的一致性处理) ； ( 3 ) 数据连接池的管理； ( 4 ) 数据访问的查询效率。 2 3 4 逻辑层之间的关系 从图中可以清楚的看到，浏览器首先调用的是表示层w e b ，然后w e b 将 请求发送给业务逻辑层( 调用业务外观，业务规则) ，业务逻辑层根据用户的请 求调用数据访问层获取数据。最后由数据访问层访问数据库并按照来时的步骤返 回结果到浏览器。在w e b 请求输出给业务逻辑层中，系统使用了 m o d u l e v i e w s c o n t r o l l e r ( 模型视图控制器) 。在应用程序的目录结构设计中， 也是按照这样一个思想来建立的。v i e w s 目录中存放各个模块的页面，用户控件 等信息，c o n t r o l l e r 中存放了各个模块入口的控制器 l o 江苏赶擘i 程砸士论王 凰 卫匝ji 耍画正 一$ 镕月i + 8 # p r _ + 一h * *i 一景娆女 i n * m i 十 i 【r 一i j “一i i i+ j 霾匠 + i f 勤* 和稻豫昔目的娄l 一一 l 口月。曲c t ie b e # i l 一_ ii ：i 星口 l 一应用罨晡强+ l 一异z j c ：i e 一日o 1 i i l 。- 一_ 二画口 m f 日# ，* 女自# $ ； 匝用目r 目：“# * 目” i f 月“i2 n * ” 图2 2 逻辑层之问的关系框图 9 24 系统开发平台 系统使用v is u a l s t u d i o q e i2 0 0 3 丌发1 其开发，系统基础框柴为 i ( 川) 九1f r a m e w o r k 。n i ! i 、f r a m e w o r k 是一种新的计算下台，它简化了 存高度分布式1n t e r n e t 环境中的应川程序开发。n e tf r a m e , w o r k 旨在实现r 列 目标： 提供一个一致的面向对琢的编程环境，而无论对象代码是在本地存储和执 行，还是在本地执 r 。f r l ei m e m c t 卜分布，或者是在远程执行的； f 2 1 提供一个将软件部署和版本控制冲突最小化的代码执行环境； f 3 1 提供个保证代码( 包括由未知的或不完全受信任的第一方创建的代码) 安仝执行的代码执行环境； f 4 1 提供个t ，j 消除脚小环境或解释环境的性能问题的代码执行环境； ( 5 1 使f 发人员的经验在【a 】对类型犬卟相同的应用程序( 如皋于w i n d o w s 的应 用私序和基十w e b 的应用程序) 时保持一致； ( 6 ) 按照l 业标准生成所囱通信，以确保基丁n e tf r a m e w o r k 的代码u t 与仃何 戥 江苏大学工程硕士论文 其他代码集成。 n e tf r a m e w o r k 具有两个主要组件：公共语言运行库和n e tf r a m e w o r k 类 库。公共语言运行库是n e tf r a m e w o r k 的基础。可以将运行库看作一个在执行 时管理代码的代理，它提供核心服务( 如内存管理、线程管理和远程处理) ，而 且还强制实施严格的类型安全以及可确保安全性和可靠性的其他形式的代码准 确性。事实上，代码管理的概念时运行库的基本原则。以运行库为目标的代码称 为托管代码，而不以运行库为目标的代码称为非托管代码。n e tf r a m e w o r k 的 另一个主要组件是类库，它是一个综合性的面向对象的可重用类型集合，可以使 用它开发多种应用程序，这些应用程序包括传统的命令行或图形用户界面( g u i ) 应用程序，也包括基于a s e n e t 所提供的最新创新的应用程序( 如w e b 窗体和 x m lw e bs e r v i c e s ) 。 n e tf r a m e w o r k 可由非托管组件承载，这些组件将公共语言运行库加载到 它们的进程中并启动托管代码的执行，从而创建一个可以同时利用托管和非托管 功能的软件环境。n e tf r a m e w o r k 不但提供若干个运行库宿主，而且还支持第 三方运行库宿主的丌发。 图2 3 显示公共语言运行库和类库与应用程序之间以及与整个系统之间的关 系。该插图还显示托管代码如何在更大的结构内运行。 公共语言运行库的功能： 公共语言运行库管理内存、线程执行、代码执行、代码安全验证、编译以及 其他系统服务。这些功能是在公共语言运行库上运行的托管代码所固有的。至于 安全性，取决于包括托管组件的来源( 如i n t e m e t 、企业网络或本地计算机) 在 内的一些因素，托管组件被赋予不同程度的信任。这意味着即使用在同一活动应 用程序中，托管组件既可能能够执行文件访问操作、注册表访问操作或其他需小 心使用的功能，也可能不能够执行这些功能。 1 2 江苏大学s - 程硕士论文 e 目月 t 自m 图23 公共语言运行库和姜库与压用程序之间以及与整个系统之间的关系图 运行库还通过实现称为通用类型系统( c t s ) 的严格类型验证和代码验证基 础结构束加强代码可靠性。c t s 确保所有托管代码都是可以自我描述的。各种 m i c r o s o f t 和篇_ 方语言编译器生成符合c t s 的托管代码。这意味着托管代码可 在严格实施类型保真和炎型安全的同时使用其他托管类型和实例。 此外，运行j 4 ：的托管环境还消除了许多常见的软件问题。例如运行库口动 处理对象唧局并管理对对象的引用，在不再使用它们时将它们释放。这种自动内 存管理解决了两个最常见的应用程序错误：内存泄漏和无效内存引用。 运行库还提高了丌发人员的工作效率。例如，程序员可以用他们选择的 发 语吉编o ；应川程序，却仍能允分利用其他开发人员_ e | 其他语占编写的运行库、类 库和组件。任何选择以运行库为目标的编译器供应商都r 咀这样做。以n e t f r a m e w o r k 为口标的语言编泽器使得用该语言编写的现有代码可以使用n e t f r a m e w o r k 的功能，这大大减轻r 驰有应用程序的迁移过程的一作负担。尽管运 行库是为来来的软件设计的，但是它也支持现在和以前的软件。托管和推托管代 码之间的互操作性使丌发人员能够继续使用所需的c o m 组什和d l l 。 运行库旨在增强性能。尽管公其语吉运行库提供许多标准运行库服务，但是 它从不解释托管代码。种称为实时( i 1 1 ) 编译的功能使所有托管代码能够以 它在其上执行的系统的本机语寺运行。旧时内存管理器排除了出现零碎内存的 江苏大学工程硕士论文 可能性，并增大了内存引用区域以进一步提高性能。 最后，运行库可由高性能的服务器端应用程序( 如m i c r o s o f t s q ls e r v e r t m 和i n t e m e t 信息服务( i i s ) ) 承载。此基础结构使在享受支持运行库宿主的行业 最佳企业服务器的优越性能的同时，能够使用托管代码编写业务逻辑。 n e tf r a m e w o r k 类库 n e tf r a m e w o r k 类库是一个与公共语言运行库紧密集成的可重用的类型集 合。该类库是面向对象的，并提供自己的托管代码可从中导出功能的类型。这不 但使n e tf r a m e w o r k 类型易于使用，而且还减少了学习n e tf r a m e w o r k 的新功 能所需要的事件。 正如对面向对象的类库所希望的那样，n e tf r a m e w o r k 类型使能够完成一 系列常见编程任务( 包括诸如字符串管理、数据收集、数据库连接以及文件访问 等任务) 。除这些常见任务之外，类库还包括支持多种专用开发方案的类型。例 如，可使用n e tf r a m e w o r k 开发下列类型的应用程序和服务： 控制台应用程序： 1 ) w i n d o w sg u i 应用程序( w i n d o w s 窗体) ； 2 ) a s e n e t 应用程序； 3 ) x m lw e bs e r v i c e s ； 4 ) w i n d o w s 服务。 服务器应用程序开发t 在托管领域中，服务器端应用程序是通过运行库宿主实现的。非托管应用程 序承载公共语言运行库，后者使得自定义托管代码可以控制服务器得行为。此模 型在获得主服务器得性能和可伸缩性的同时提供给公共语言运行库和类库的所 有功能。 下面的代码显示在不同服务器环境中运行托管代码的基本网络架构。如图2 4 所示，在应用程序逻辑通过托管代码执行时，服务器( 如i i s 和s o ls e r v e r ) 可执行标准操作。服务器端托管代码如图2 4 所示。 1 4 江苏太学工程硕士论工 镢兰i i 搿拳蒜 固2 4a s pn e t 承载模型图 a s r n e t 是使开发人员能够使用n e qf r a m e w o r k 开发基fw e b 的j 世用程序 的宿主环境= 但是，a s e n e t 小止足一个运行库宿 ；它是使用托管代码，r 发 w e b 站点和通过i n t e r a c t 分打的对浆的完整结构。w e b 窗体和x m l w e bs e r v i c e s 都将i l s 和a s e n e t 川作应川程序的发布机制，并n 两者在n e tf r a m e w o r k 中 都具有点持类集合。 x m lw e bs e r v i c e s 作为基于w e b 晌技术的重要发展，足类似于常见w e b 站 ，1 i 的分布式服务器端应用程序组件。但是，与基于w e b 的应用程序不同，x m l w e bs e r v i c e s 组件小儿有u 1 并且小咀浏览器( 如i n t e m e te x p l o r e r 和n e t s c a p e n a v i g a t o r ) 为目标。x m l w e bs e r v i c e s 山旨在供其他用用程序使用的町再用的软 件组件组成，所l w 的其他应用程序包括：传统的客，、端席州柙序，基于w e b 的 应用程序，甚至是其他x m l 铀s e r v i c e s 。因此，x m lw e bs e r v i c e s 技术l f 迅速 地将庶川程序丌发和部岩推向高度分布式i n t e m e t 环境。 2 5 系统运行平台 操作系统 带有s e r v i c ep a c k2 0 的m i c r o s o f t w i n d o w s 2 0 0 0s e r v e r 、m i c r o s o f t w i n d o w s s e w e r2 0 0 3 系列。注意：在所有这蚰系统r ，还要求有m i c r o s o f t i n t e m e le x p l o r e r5 0 1 或更高版本以及m i c r o s o f t w i n d o w s i n s t a l l e r2 0 或更岛 版本。 所需软件 ( 1 ) m i c r o s o f t 数据访问组件( m d a c ) 27 ( 2 ) n f t f r a m e w o r k11 版本 ( 3 ) m i c r o s o f t i n t e m e t 信息服务( i i s ) 5 0 或更岛 江苏大学工程硕士论文 ( 4 ) i b md b 2 n t 通用数据库7 2 0 版 ( 5 ) o d b c n e t 数据提供程序 i n t e m e t 信息服务( i i s ) 提供了可用于i n t r a n e t 、i n t e m e t 或e x t r a n e t 上的集 成w e b 服务器能力，这种服务器具有可靠性、可伸缩性、安全性以及可管理性 的特点。可以使用i i s 6 0 为动态网络应用程序创建功能强大的通讯平台。i i s6 0 充分利用了最新的w e b 标准( 如a s e n e t 、可扩展标记语言( x m l ) 和简单对 象访问协议( s o a p ) 来开发、实施和管理w e b 应用程序。 应用程序服务器是i n t e m e t 信息服务( i i s ) 和a s e n e t 的技术组合。a s e n e t 是n e tf r a m e w o r k 的一部分，它是一个统一的w e b 开发平台，为开发人员提供 了建立企业级w 曲应用程序所必需的服务。 i n e l t n f o 。e x e l l s 管瑷脓务 囤 配嚣蟊擐库 f _ 限簸务 s m t p 服务 n 孵p 敝务 成朋程序德 应爝糕缪滟 内辕镬式 l h r 炉协议缝後 i 图2 5i i s6 0 体系结构图 a sp n e t 是一个统一的w 曲开发平台，它为开发人员提供了创建企业级w 曲 1 6 江苏大学工程硕士论文 应用程序所必需的服务。a s p n e t 是一个已编译的、基于n e t 的环境。可以使 用任何与n e t 兼容的语言( 包括v i s u a lb a s i c n e t 、c # 和j s c r i p t n e t ) 编写应 用程序。 图2 5 说明了以工作进程隔离模式运行的l l s6 0 体系结构。在该图中，可以 看到仅将应用程序特定代码加载到工作进程中。应用程序特定代码的示例是a s p 和a s p n e t 应用程序，因为这些编程平台的运行时引擎都是作为i n t e r n e t 服务器 a p i ( 1 s a p i ) 扩展来实现的。 这种体系结构使得i i s 非常可靠，因为不管在工作进程中发生了什么服务中 断，万维网发布服务( w w w 服务) 、i i s 管理服务和h t t p s y s 都能不受其影响 并且连续运行。同样，运行在工作进程中的网站也不受运行在其他工作进程中的 故障影响，因为他们通过进程边界彼此相互隔离。 江苏大学工程硕士论文 3 1 用户报表 第三章电能量计量系统扩展功能设计 用户报表分为报表生成、报表打印和数据维护三个部分，此报表工具提供函 数接口，通过选择所需函数来生成数据，作为数据来源，能够灵活设置报表格式、 数据汇总，快速生成所需报表。并提供报表预览、数据导出到e x c e l 等功能接口。 设计架构如图3 1 所示。 l 用户层选择函数及参数 提供各种函数接口。 ；界面层 1 。一 对存取数据的优化 ；数据层提供各类型数据 ：一 图3 1 报表三层架构框图 如上图所示，报表模块总共分为三层架构：用户层、界面层和数据层。 用户层：用户自己选择所需要的报表空白e x c e l 模板，然后在空白模板上的 相应位置填写函数； 界面层：开发人员提供各种类型的取数据的函数，能够适应多方面、多层次 的需要，并对取函数的过程及结果进行整体的优化和改进； 数据层：提取数据库的各种类型数据，进行封装和加工。 1 8 江苏大学工程硕士论文 图3 2 用户报表流程图 生成一个通用的报表模板，以便以后按月或按同产生报表即可，不需要作太 大的修改，其流程图如图3 2 所示。因为e x c e l 文档支持h t m l 和h t m 文本格式， 因此可以先用e x c e l 做好模板，另存为w e b 页，然后将该h t m 改成a s p x ，将数据 部分动态填入即可，不用很辛苦的调整格式。e x c e l 页面只要在a s p x 头设置如下 指令： p a g e l a n g u a g e 2 ”c 拌”c o d e b e h i n d = ”t e s t p a g e a s p x c s ”a u t o e v e n t w i r e u p