（电力系统及其自动化专业论文）电力系统同步相量测量装置上位机应用软件的研究.pdf

华南理工大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h ec o n t i n u o u sd e v e l o p m e n to fp o w e rs y s t e mh a sp u ts t r i c t e rr e q u i r e m e n t so n s e c u r i t ya n ds t a b i l i t yo fp o w e rs y s t e mt h a ne v e ra n dm o n i t o r i n ga n dc o n t r o lo fp o w e r s y s t e ms t a b i l i t yh a v eb e c o m eo fm o r ei m p o r t a n c e p h a s o rm e a s u r e m e n ti sa n i m p o r t a n tf i e l di nt h ed i s c i p l i n eo fp o w e rs y s t e m r e c e n ts u c c e s si nt h er & d o fg p s a n di t so p e n i n gt oc i v i la p p l i c a t i o n ，r a p i dd e v e l o p m e n to fc o m p u t e rs c i e n c ea n d c o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g yh a v eb r o k e nt h eb o t t l e n e c ko fp h a s o rm e a s u r e m e n t d e v e l o p m e n ta n dl e dt or e a l i z a t i o no fs y n c h r o n i z e dp h a s o rm e a s u r e m e n t p o w e rg r i d m o n i t o r i n ga n dc o n t r o ls y s t e m sb a s e do ns y n c h r o n i z e dp h a s o rm e a s u r e m e n th a v e g o o dr e a l - t i m ep e r f o r m a n c ea n d c a nm e e tt h es e c u r i t ya n ds t a b i l i t yr e q u i r e m e n t so f p o w e rs y s t e m t h i st h e s i ss t u d i e sa p p l i c a t i o ni nh o s tc o m p u t e ro fp o w e rs y s t e ms y n c h r o n i z e d p h s o rm e a s u r e m e n tu n i t ( p m u ) t h e o r e t i c a l l y , t h es t r u c t u r e so fs y n c h r o n i z e dp h s o r m e a s u r e m e n ts y s t e m ，o fs u b s t a t i o n ，o fc e n t r a ls t a t i o na n ds c h e m a t i ci n t e r c o n n e c t i o n o fs u b s t a t i o na n dc e n t r a ls t a t i o na r ei n t r o d u c e d p r a c t i c a l l y p m uh o s tc o m p u t e r s o f t w a r ei sd e v e l o p e da n dt h ed e v e l o p m e n to ft h es o f t w a r eh a sf o l l o w i n g a c h i e v e m e n t s ： ( 1 ) g r a p h i cu s e ri n t e r f a c eg r o u p b e s i d e sc o m m o nw i n d o w sa p p l i c a t i o nu s e r i n t e r f a c e s ，t h es o f t w a r ea l s oh a so t h e rt w og r a p h i cc h a r a c t e r i s t i c s ：1 ) m a n i f e s t i n g m e a s u r e m e n t sa n di t sa n a l y t i c a lr e s u l t sb ym e a n so ff i g u r e ss u c ha sw a v ef i g u r ea n d p h a s o rf i g u r e ，2 ) d r a w i n gp o w e rs y s t e ms c h e m a t i cd i a g r a mo nu s e ri n t e r f a c e s t h e s o f t w a r ei sw r i t t e nw i t hv i s u a lb a s i ca n dc l o s er e l a t i o ne x i s t sb e t w e e ni t su s e r i n t e r f a c e sa n df u n c t i o n s t h ei m p l e m e n t a t i o no ft h es o f t w a r e sf u n c t i o n si s p r o g r a m m i n gw i t hi n t e r f a c e sa n d t h e i rc o n t r o l s ( 2 ) p o w e rs y s t e md r a w i n gt 0 0 1 t h ed e v e l o p m e n to ft h ep o w e rs y s t e md r a w i n g t o o lm a i n l yr e s o r t st oo b j e c t - o r i e n t e dp r o g m m m i n ga n dl o g i cs w i t c h e s w i t ht h e p o w e rs y s t e md r a w i n gt o o l ，p o w e rs y s t e ms c h e m a t i cd i a g r a m sc a na p p e a ro nt h e a p p l i c a t i o n su s e ri n t e r f a c e s ，b u tt h es i g n i f i c a n c eo ft h et o o li s n tl i m i t e dt ot h i s t h e u s eo ft h et o o li np m uh o s ta p p l i c a t i o nc o m e st r u eb ym e a n so ft r a n s p l a n t i n gt h et o o l i n t ot h ea p p l i c a t i o n ，w h i c hd e n o t e st h a tt h et o o lc a na l s ob et r a n s p l a n t e dt oo t h e r a p p l i c a t i o n st os h o wp o w e rs y s t e mf i g u r e sf o rt h e mo nc o n d i t i o nt h a tf o r m a t s d e s c r i b i n go b j e c t sa r eu n j f o r m ( 3 ) c o m m u n i c a t i o nb e t w e e nh o s ta n dp m u c ：o m m u n i c a t i o nb e t w e e nh o s ta n d a b s t r a c t p m ue m p l o y st h r e ea l t e r n a t i v em e t h o d s ：s e r i a lp o r t u s ba n dc a nb u s t h ea c t i v e x c o n t r o lo fm s c o m mg r e a t l ys i m p l i f i e ss e r i a lp o r tc o m m u n i c a t i o np r o g r a m m i n gi n v i s u a lb a s i c ；u s bc o m m u n i c a t i o nh a sm e r i t so fh i g ht r a n s f e rr a t e ，l a r g ec o n n e c t a b l e d e v i c en u m b e r , p l u g - a n d - p l a y ；c a nb u si ss u i t a b l ef o rl o n gd i s t a n c ed a t at r a n s f e ra n d a p p l i c a t i o ni nr i g o r o u se n v i r o n m e n t 丁r i a iu s eo ft h es o f t w a r ei ne x p e r i m e n t ss h o w st h a ts o m ef u n c t i o n so ft h e a p p l i c a t i o ns u c ha sr e a lt i m em o n i t o r i n g ，s t o r a g eo fm e a s u r e m e n td a t a ，h i s t o r yi n q u i r y a n dh i s t o r yr e p l a yw e r kw e l l k e y w o r d ：p m u ；h o s tc o m p u t e r ；s o f t w a r e ；i n t e r f a c e ；c o m m u n i c a t i o n 华南理工大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研 究所敬得豹研究成果。除了文中特翻鸯越以标注引用的内容外，本沦文 不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研 究做出蓖要贡献的个人和集体，均已在文巾以明确方式标明。本人完 全意淡到本声明的法律后累由本人承担。 作者签名：溉玉钆日期：上a 巧年石月聒h 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校荫关僳匿、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， 允许论文被查阑秘借酒。本人授权华寝理工大学可班将率学垃埝文| j ：| 全部或部分内释编入有关数据库进行榆索，可以采用影印、缩印或扫 捕等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密口，在年解密蜃逑用本授数书。 本学位论文属于 小保密口。 ( 薄在以相应努框内打“”) 作者签名： 洋师签名： 肆为三祆 锨 日期：2 t - 5 年f 爿托( ： 日期：埘年歹j 日印1 第一章绪论 1 1 学术背景 第一章绪论 相量测量技术是电力系统的一个重要的研究领域，过去由于长期受相关技术 领域的限制而很难有突破性发展。幸运的是，近年以来出现了一系列的技术进步， 这些技术进步使得相量测量突破了瓶颈，得到了飞跃式的发展，实现了同步相量 测量。这些技术进步主要有：g p s 的成功研制及其对民用领域的开放，计算机硬 件技术、应用软件技术、接1 3 技术和通信技术的迅猛发展。 g p s g p s 即g l o b a lp o s i t i o n i n gs y s t e m ( 全球定位系统) ，是美国继阿波罗登月 飞船和航天飞机之后第三大航天工程。g p s 由于1 9 9 4 年全面建成，目前共有2 8 颗卫星，是具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星 导航与定位系统。利用该系统，用户可以在全球范围内实现全天候、连续、实时 的三维导航定位和测速；另外，用户还能够进行高精度的时间传递和定位。 卫星不问断地发送自身的星历参数和时间信息，g p s 卫星接收机接收到这些 信息后，经过计算求出接收机的三维位置，三维方向以及运动速度和时间信息。 g p s 系统最显著的特点之一就是精度高：g p s 能为用户提供高精度的三维 位置，三维速度和精确的时间，定位精度为1 0 一1 5m ，速度为0 i m s ，定时精度 为l o o n s 。若采用其他的技术加强措施，精度还可提高。 g p s 的应用范围广泛，自1 9 9 3 年已由最初仅局限于军事领域的战术运用转 向商用、民用，渗透到国民经济和社会生活的各个领域。如航空、铁路运输、交 通信息、物流机动车管理、银行、特种车辆管理、车辆防盗定位追踪等。 g p s 在电力系统中也有重要的作用。由于g p s 有极高的时间精度和可靠性， 对于电力系统它的基本作用是提供一个统一的基准时间，在此基础上便可实现建 立全网统一时间、失步保护、线路差动保护及故障定位等。最有意义的是把g p s 产生的基准时间用于电力系统相角测量，实现同步相量测量，能使人们直接看到 系统的运行状态，从而为电力系统状态实时监测、分析与控制带来巨大变化。 计算机硬件技术 在硬件开发上几乎不会有工程技术人员再完全用模拟电子的方法了，各式各 样的电子产品使用了大量形形色色的集成芯片，基于单片机开发的各种产品广泛 应用于各个领域。单片机的种类也越来越多，从简单的5 1 单片机到了高速复杂 的a v r 系列和d s p 。硬件的发展使得它们能实现的功能也越来越强大。 应用软件技术 华南瑾王火学硕士学位论文 从第一台计算机问世以来，计算机应用软件及其编写已发生了巨大的变化， 缡程语言从瓤器语言、汇编语言到了裹缀语言。众多高级语言中，c 语言疑最有 生命力的语言，在目前w i n d o w s 为占主导地位静操作系统的情况下，v i s u a lc + + 摄用途广泛的应用程序开发语言。但是v i s u a lc + 十编程比较烦琐，对于非计算机 科学领域广大的工程技术人员来讲有一定的难度，因此m i c r o s o f t 公司在攘出 v i s u a lc + 懿辩侯氇同游雄密v i s u a lb a s i c 【臻翻】菜单矮下设三个子菜攀： 1 ) 【打开下位机端1 ：3 】用于打开下位机数据接收端1 3 并接收下位机传输上柬 的数撰。 2 ) 【关闭下位机端1 3 】用来停止接收下位机传输上来的数据，关闭下位机数 据接收端口。 3 ) 【下位梳赣疆设鬻】调滋下位橇潲翻选磺赛面避行选项设黉。 可看出，这些菜单及其功能和主界渐的【下位机】菜单下的某些子菜单是一 嚣豹，苓_ 逑菇了方褒搽俸在这蕊重复设诗了毽霞j 。 ( 2 ) 【图形】下有六个二级菜单项： 【耀量嬲】、【电殛波形】、【电流波形】、【电压幅馕】和【电流蝠馕】分别 是把单个p m u 监测界面的对应的图形放大，例如放大后的电聪幅值时间关系图 如图3 - 1 0 所示。在单个p m u 艇测界蕊双击相应的图形也有同样的放大效果。 2 ) 【圈形逡顼】：设置相鸷圈、瞬辩值波彤和幅值时闻关系穑线的参数，主 要是搬标范围、显示点数等等。设置界面如图3 。1 1 所示。 华南理工大学硕士学位论文 图3 1 0 放大后的电压幅值- 时间关系图 f i g 3 - 10m a g n i f i e dv o l t a g ea m p l i t u d e - t i m ef i g u r e 图3 - 1 1 单个p m u 监测界面的图形选项设置 f i g 3 11gr a p h i co p t i o n so fs i n g l ep m um o n i t o r i n gi n t e r f a c e 第三章软传彝蟊与功能设计 ( 3 ) 【历史】下脊两个二级菜单项： 1 ) 【历变数据】：焱谗本p m u 戆历史数攥。 2 ) 【掰史重演】：濑新演示过去某一时滴段本p m u 的数据。 ( 4 ) 【帮助】：打开关于单个p m u 监测界两及其功能的帮助。 ( 5 ) 【关闭】：卸馘此界面，即停止其显示并将其从内存中清除。 3 4 2 单个相量盗测界面 点击单个p m u 监测界面的菜麟项或者双搬上面的图形可以得到放大的图形， 瞧是要谨缀浅察菜一藤蟹豹波形，在零较箨中翔攀令鞠量簸溅赛瑟是最好豹选择。 点击主界面的【监测】l 【单个相墩】便可出现该界面，如图3 1 2 所示。 可以从第一个下披缀合框中选择p m u ，从第二个下拉组合框中选择相量。 圈3 1 2 单个籀塞整测赛蕾 f i g 3 1 2s i n g l ep h a s o rm o n i t o r i n gi n t e r f a c e 此界顾是模仿m a t l a b 中的s c o p e ( 示波器) 元件做成的，具有s c o p e 的 些功毙，蘩拣示劐发、显示掇格、逡择波形鬏魏、霉任意调整雾嚣大冬、掇格整 度随界谣大小的变他商自动调整以防止过密或错过希，魏圈3 1 3 所示a 华南理下大学硕十学位论文 图3 - 1 3 单个相量监测界面的可以调整性 f i g 3 - 1 3a d j u s t a b i l i t yo fs i n g l ep h a s o rm o n i t o r i n gi n t e r f a c e 3 5 历史数据界面 点击主界面的【历史】i 【历史数据查询】菜单会出现历史数据界面，如图3 - 1 4 所示。 可以从界面上方的第一个组合框选择p m u ，从第二个组合框选择时间起点， 从第三个组合框选择时间终点，然后点击【重新检索】按钮，则重新列出的数据 为所选p m u 在所选时间范围内的测量数据。 第三章软件界面与功能设计 图3 - 1 4 历史数据界面 f i g 3 - 1 4h i s t o r yd a t ai n t e r f a c e 【重新检索】功能的实现通过a d o d c 控件和s q l 语句来实现，程序代码框架 如下： d i ms t r d a t a t a b l ea ss t r i n g d i ms t r t i m e s t a r ta ss t r i n g d i ms t r t i m e e n da ss t r i n g s t r d a t a t a b l e = c o m b o p m u i d t e x l s t r t i m e s t a r t = c o m b o t i m e s t a r t t e x t s t r t i m e e n d = c o m b o t i m e e n d 1 e x t w i t ha d o d c l c o n n e c t i o n s t r i n g = “p r o v i d e r = m i c r o s o f t j e t o l e d b 4 0 ；d a t a s o u r c e = “& s t r d a t a b a s e & ”：p e r s i s ls e c u r i t yi n f o = f a l s e “ c o m m a n d t y p e = a d c m d t b x t r e c o r d s o u r c e = “s e l e c t f r o m ”s t r d a t a t a b l e & 一 ”w h e r et i m eb e t w e e n “& s l r t i m e s t a r t ”。a n d ”。& 华南理t 大学硕士学位论文 s t r t i m e e n d r e f r e s h e n dw i t h s e td a t a gr i d l d a t a s o u r c e = a d o d c l 3 6 主站上位机的构想 本论文所编写的同步相量装置上位机应用程序是子站上位机应用程序，其试 验也主要是在和单个的p m u 相连的p c 机上进行的。 对本课题的进一步的开发和研究就要涉及到位于主站的上位机的应用程序。 主站上位机和子站上位机在功能上颇有相似的地方，因此在本程序的基础上作适 当修改和功能添加，即可作为主站上位机的应用程序。 作为构想的主站上位机应用程序，和子站下位机不同的地方主要有： ( 1 ) 主界面的【监测】菜单项下添加【全网监测】的二级菜单项。主站上位 机从整个电力系统的所有的p m u 收集数据，因此可以实现全网状态的实时显示 和分析。全网状态的显示可以通过主界面上的系统示意图区域实现。 ( 2 ) 主界面的【主站】菜单项改为【子站】，【子站】下可以设置【连接全网 子站】、【断开全网子站】、【连接指定子站】、【断开指定子站】等二级菜单项。 ( 3 ) 添加【广域网】菜单项，【广域网】菜单项下有【开放与子站的连接】 和【关闭与子站的连接】。主站与子站主要是通过电力系统专用光纤环网构成的广 域网来通信的，开放与子站的连接后主站和子站可以实现双向的通信。 ( 4 ) 添加【全网功能】菜单项，下设【显示潮流】、【全网功角】等同步相量 测量在全网可以实现的功能。 3 7 本章小结 界面在w i n d o w 应用程序中有着极其重要的作用，而软件的功能和界面又是 密不可分的。本章以界面为主线，将相量测量装置上位机应用软件的功能和界面 结合在一起进行了设计和讨论。 本章首先概括介绍了有机地联系在一起的本软件的界面体系，然后详细介绍 了其中的一些主要界面的功能及实现方法，如主界面、选项设置界面、监测界面、 历史数据界面。 本章讨论的重点是子站上位机的应用软件的界面和功能，同时对主站上位机 应用软件的界面和功能也作出了一些构想。 第四章系统图绘制工具的开发 第四章系统图绘制工具的开发 4 1 系统图绘制工具概述 对于上位机应用软件的意义 图形化是w i n d o w s 应用程序的一大特征和优点。由前面2 3 2 小节的讨论可 知，本上位机应用软件的图形化除了表现在具有一般w i n d o w s 应用程序的用户 界面外，还另外做到了两点：( 1 ) 将测量和分析的结果以图形的形式表现出来， 如波形图、相量图；( 2 ) 实现了在用户界面上绘制电气主接线图和系统拓扑结构 图的功能。而后者的实现则是得益于系统图绘制工具。 如前面3 2 节所述，软件主界面有一个系统示意图区域，该区域用于显示系 统的拓扑结构，在数据采集期间或历史重演期间还可以显示系统的运行情况。 点击软件主界面的【工具】| 【编辑系统】菜单项，可以调出系统图绘制工具， 利用此工具绘制出目标电力系统的拓扑结构图后保存为文件，然后在系统选项中 指定保存的文件为软件的系统图，确认设置后绘制的电力系统拓扑结构图便会在 软件主界面系统示意图区域显示出来。后面6 1 1 小节将给出这种操作的一个详 细实例。 用v b 开发系统图绘制工具 作为一种快速应用程序开发语言的v i s u a lb a s i c 为众多电力研究人员所使用， 而具有电气主接线图的电力系统应用程序也显得更加易用和用户友好，但是用v b 开发绘图软件一直被认为比用其他编程语言要困难得多。本章介绍了利用v b 的 面向对象技术开发交互式电力系统绘图工具的一种方法，基于这种方法编写出了 相应的工具软件，并且把该工具软件应用于相量测量装置上位机应用软件为其表 示被测量电力系统的拓扑结构及运行状态。 4 2 系统图绘制工具的设计思想 面向对象编程技术( 0 0 p ) 实现了代码的封装，它仅提供功能的接口，使得 软件的二次开发变得更加简单，因为不用再过多地考虑已有的代码实现机制，直 接使用代码模块提供的功能接e l 即可实现设计目标。 面向对象编程技术优越性与类的应用有着极其密切的关系。类的应用是c + + 语言的最重要的特点之一，类使得c + + 语言有了极大的灵活性。作为应用程序快 速开发工具的v i s u a lb a s i c 语言也在一定程度上具有类的功能，使用v b 中类模 块可以实现类的相当一部分功能，利用这些功能就可实现电力系统的交互式绘图。 4 1 华南理t 大学硕士学位论文 对象要用类来描述，绘图工具的对象主要就是发电机、母线、变压器等电力 元件。 首先从电力系统电气主接线图的特点和各个元件的共性中抽象出一个基类， 该基类并不代表具体元件，仅仅是为派生代表具体元件的类作准备。在基类的类 模块中定义属性和方法，属性是所有派生类都将具有的属性例如元件在图上的位 置信息和公共i d 号，方法例如元件绘制、操作、动作也是所有派生类将具有的， 只是这里的方法都是没有执行语句的空函数或者子例程，因为各种具体元件的绘 制、操作、动作都不同，只能留到派生类中具体实现。 3 8 1 然后以基类作为框架来实现代表具体元件的各派生类，派生类继承了基类的 属性和方法，在这里为各派生类分别编写符合各自代表的具体元件情况的方法。 派生类可以添加自己的属性和方法，如发电机类特有的发电机l d 号、铭牌数据、 启动过程模拟函数，但是这些属性和方法不能通过基类的实例变量来调用，需要 声明一个相应派生类的实例变量来调用。 交互式绘图要求使用简单的操作方法实现用户与程序的互动。为了实现让用 户主要通过鼠标操作来与绘图界面互动，需要创建逻辑上的多态可切换开关来控 制鼠标动作响应，让相同的鼠标动作在不同的开关状态下对操作对象产生不同的 操作。 4 3 系统图绘制工具的实现 4 3 1 对象描述 新建一个v b 的e x e 工程后，添加一个表示位置的类模块，将其命名为p o i n t 并添加x 和y 两个表示平面坐标的属性。 电力系统的各种元件通过类来描述，除了抽象出来的基类外，还有与实际元 件相对应的派生类。元件类的派生如图4 - 1 所示。图中的省略号表示还可根据不 同的应用场合添加相应的成员或者继续派生描述其他元件的类。 第四章系统图绘制工具的开发 图4 - 1 元件的基类、派生类及其成员 f i g 1t h ec o m p o n e n t s b a s ec l a s s ， d e r i v e dc l a s s e sa n di t sm e m b e r s 1c o m p o n e n t 类 提取所有元件的共性而抽象出来的类，用它作为派生具体元件类的基类，是 生成具体元件类模块的模板，其方法成员( 包括函数成员与子例程成员) 只声明 而没有具体执行语句，等待在派生类模块中针对所表示的具体元件的特性再来编 写它们的执行语句。其成员主要有： ( 1 ) l d 属性：为所有元件统一编制的l d 号，创建的任何一个元件将有且只有 一个不重复的这种i d 号。 ( 2 ) d r a w 方法：在指定的绘图对象上绘制元件，具有一个用于指定对象的 o b j e c t 型参数，以便根据具体应用把元件绘制到不同的对象上，例如在编辑系统 图、打印系统图和移植到应用程序三种情况下该参数的赋值分别是图形编辑区( 本 软件的图形编辑区是名为p i c d r a w 的p i c t u r e b o x 控件) 、p r i n t e r 对象和图形应用 区( 本软件的图形应用区是相量测量装置上位机应用软件中的名为p i c s y s t e m 的 p i c t u r e b o x 控件) 。 ( 3 ) p i c k 方法：定义如何在图形区域选中一个元件，b o o l e a n 型函数。 ( 4 ) m o v e 方法：在图形区域中移动元件。 ( 5 ) r o t a t e 方法：旋转元件9 0 度角。 ( 6 ) f l i p 方法：翻转元件。 2 派生类 为了绘制电力系统图，用c o m p o n e n t 类派生了g e n e r a t o r 类、b u s 类、b r e a k e r 华毒理丁大学矮士掌镀论文 类、t r a n s f o r m e r 类、t r i t r a n s f o r m e r 类、c a p a c i t o r 炎、r e a c t o r 类、l i n e 类和 c a b l e 类，分别裟示发电机( 或者电源) 、母线、断路器、双绕组变压器、三绕组 交聪器、电容嚣、毫获器、浚电线窝毫缆。 为了绘制发电厂电气主接线圈，用c o m p o n e n t 炎派生了g r o u n d i n g 类、 s w i t c h 类、a r r e s t e r 类、p t 类和c t 类，分别表示接地、隔离开关、避雷器、电 压互感器和电流互感器。 为了送行愆貉诗算，弼c o m p o n e n t 炎派生了s h o r t c i r c u i t 粪袭示各稀短路故 障。 为了对元件和图形进行标注派生了t e x t 类，即文本类，t e x t 类在本软件移植 到葵恁毫力系绞缴赐程痔之爨还毒显示系统运行蕊纛羧警绩惠等露蘧。 在派生类的类模块中首先要为从c o m p o n e n t 继承过来的方法成员编写代码， 例如d r a w 方法w 以是用绘图区的c ir c l e 方法和l i n e 方法在相应位置绘出元件的 凰形榜号。除了继承成员辨还可添加各元件鹣特有成员，如； f 各元薛特脊的l d 号，麴g e n e r a t o r l d 属性舞曦源静专有l 豁号。 ( 2 ) c e n t e r 属性：某些对称元件的位擞中心，为p o i n t 类型的数据； f 3 ) j o i n t s 属性：表示可连接元件的连接点的p o i n t 类型的数组。 f 4 ) b u s 类纛l i n e 类豹r a t e d v o l t a g e 矮牲表示线鼹瓣毒压等级。 ( 5 ) b r e a k e r 黉的s t a t u s 属性表示断路器的通断状淼，为b o o l e a n 型数据。 ( 6 ) l i n e 类的n u m b e r o f s e c t i o n s 属性表示输电线有几段。 f 7 ) t e x t 类的c o n t e n t 为s t r i n g 类型，表示要显示豹文字豹内褰。f o n t s i z e 和c o l o r 分襄表示字体大，j 、稻蕨色，瘸不阉的颜蘸舔字俸大小来透分海容及冀骈 标示的元件的功能和重要性。 还可继续派缴其他元件爽，以适应具体应用场合的需要，例如本绘图工具后 来瘦弱予籀量测爨装嚣主位瓠逡蕉软l 孛戆述添鸯羹了p m u 类( 程豢测量装置粪) 。 3 集合类 种元件可能会有多个具体实例，为每种元件声明足够数量的类的实例变鬣 并不霹取，太多驰变量会导致混乱。更好黝办法是为每种元 孛建立爨合类，把鲻 一释类静元停放潮一个集合蹙的实俄中宥利于萃个元彳牛耨整个圈形的管理程撩 作。 在前面建立的各元件类的基础上，分别为各个类建立自己的集合类，依次命 名惫g e n e r a t o r s ，b u s e s ，b r e a k e r s ，t r a n s f o r m e r s ，l i n e s ， r e x t s 等，莠焱绘 图窗体中为每个榘合类各声嘴两个窗体级实例，例如i g e n e r a t o r s ，i b u s e s ， i b r e a k e r s 。i t r a n s f o r m e r s ，i l i n e s ，i t e x t s 和i g e n e r a t o r s s e l ，i b u s e s s e l ， i b r e a k e r s s e l ，i t r a n s f o r m e r s s e l ，i l i n e s s e l ，i t e x t s s e l 等，其中藏瑟豹以s 缀 素静实例用来存放已经绘制滋静元件信息，后面醵s e l 为后缀静实铆则是用来存 4 4 第四牵系统圈绘翱j 二鬟的开发 放被选择了的等待进一步操作的元件的信息。 4 。3 。2 命令映射 1 逻辑多态开关 交互式绘图的特点是实现操份嚣与图形秽隰元之阕的亘动，要求爨榉鲢鼠耘 动作在不阍的条件或稷序运行状态下要虢彳亍不溺的功髓，眈如拖动鼠称可以是选 择元件、撷动元件或者连接元件的任何一种。瀚过创建一个逻辑上的多恣切换开 关来控制鼠标动作响成，添加公共模块并在其中加入： p u b l i ce n u mm o u s e c o m m a n d t y p e m c t s e l e c t = 1 m c t b o x s e i e c t = 2 m c t m o v e = 3 m c t c o n n e c t = 4 m c t c r e a t e c o m p o n e n t = 5 e n de n u m 在绘潮鬻镩上嚣添翱一令p i c t u r e b o x 控静乎摹舞绘蚕嚣黪将箕命名必 p i c d r a w ，在窗体中为刚建立的枚举类型声明一个实例： d i mi m o u s e c o m m a n d t y p ea sm o u s e c o m m a n d t y p e i m o u s e c o m m a n d t y p e 就是掰嚣戆逻辑多态开关，逶避对其篷夔控剿裁可以 实现相同的鼠标命令穗不弼条件或程序运行状态下执行不潲操作静要求。晌应代 码执行的结果也会改炎i m o u s e c o m m a n d t y p e 变量的值，以便充分优化和方便用 户的操作。实现代码橼絮如下( 以p i c d r a w _ m o u s e d o w n 事传为例) ： p r i v a t es u bp i c d r a w 一醚o u s e 貉o w n b 轻 l o na si n t e g e r , s h i f ta si n t e g e r , xa s s i n g l e ，ya ss i n g l e ) i fb u t t o n = 1t h e nl e f tb u t t o n s e l e c tc a s ei m o u s e c o m m a n d t y p e c a s em c t s e l e c t c a s em c t b o x s e l e c t _ c a s em c t m o v e c a s em c 重c o n n e c t 华南理工大学硕士学位论文 c a s em c t c r e a t e c o m p o n e n t e n ds e l e c t e l s e l fb u t t o n = 2t h e n r i g h tb u t t o n e n dl f e n ds u b 上面框架中鼠标左键点击绘图区在i m o u s e c o m m a n d t y p e 值为 m c t c r e a t e c o m p o n e n t 时为创建一个新元件，需要另一个可切换的逻辑多态开关 来控制被创建元件的类型，为此在公共模块中再添加： p u b l i ce n u mc o m p o n e n t t y p e c t g e n e r a t o r = 1 c t b u s = 2 c l b r e a k e r = 3 c l t r a n s f o r m e r = 4 c t t r i t r a n s f o r m e r = 5 c t t l i n e = 6 e n de n u m 同样在绘图窗体中为其声明一个实例： d i mi c o m p o n e n t t y p ea sc o m p o n e n t - r y p e 之后通过改变i c o m p o n e n t t y p e 的值即可控制要创建的元件的类型。此逻辑 多态开关在程序代码的其他地方还用来控制操作对象的类型。 2 逻辑多态开关的切换 点击绘图窗体的菜单项或者工具栏按钮可以切换上述两个逻辑多态开关的状 态。为了达到优化操作步骤的目的，鼠标事件响应也应该可以改变逻辑多态开关 的状态。 本软件主要是利用绘图区的m o u s e d o w n 、m o u s e m o v e 和m o u s e u p 三种鼠 标事件的响应来实现交互式绘图的，这三种事件响应执行的代码片断由逻辑多态 开关和事件的b u t t o n 值共同控制，b u t t o n = l 表示鼠标左键，b u t t o n = 2 表示鼠标 右键。图4 2 显示发生m o u s e d o w n 事件时，程序根据逻辑多态开关的值进行响 应及其对逻辑多态开关值修改的过程。 由于使用的是b u t t o n = 1 的m o u s e m o v e 事件( 即按住鼠标左键的拖动) ，之 第四章系统图绘制_ l = 具的开发 前必有m o u s e d o w n 事件，根据图4 - 2 得知拖动时只需考虑i m o u s e c o m m a n d m y p e 值为m c l b o x s e i e c t 、m c t m o v e 和m c t c o n n e c t 的三种情况。在这三种情况下该 m o u s e m o v e 事件响应分别是拖动选择( 用方框包围的形式选择元件) 、移动元件 和调整元件连接点，拖动过程中i m o u s e c o m m a n d m y p e 的值保持不变。 b u t t o n 为1 时的m o u s e u p 事件( 释放鼠标左键) 响应为：结束以上三种拖 动，将i m o u s e c o m m a n d m y p e 的值修改为m c t s e l e c t 。 b u t t o n 为2 时的m o u s e u p 事件( 释放鼠标右键) 响应为根据点击位置弹出 相应的快捷菜单。 图4 2 绘图区m o u s e d o w n 事件的响应 f i g 4 - 2r e s p o n s et om o u s e d o w ne v e n to fd r a w i n ga r e a 4 3 3 软件功能 本软件的基本功能是绘制电力系统图。图4 - 3 是用本软件绘制的用于进行短 路计算的电力系统主接线图的一个例子，图4 - 4 是用本软件绘制的发电厂电气主 4 7 华瘫理工大学镞士学位论文 接线圈。作为绘图工具，本软件在使用时绘图习惯基本上与普通c a d 软件一致， 人机交互效果也很好。 圈4 - 3 惹绘强工鬃绘锈毫力系统蓬 f i g 4 3d r a w i n gp o w e rs y s t e mf i g u r ew i t h t h ed r a w i n gt o o l 4 8 第西牵系统强绘裁t 疑的开发 圈4 - 4 用绘图工具绘制发电厂电气主接线图 f i g 。4 - 4d r a w i n ge l e c t r i c a lc o n n e c t i o nf i g u r e w i t ht h ed r a w i n gt o o l 本软件具有其他一些辅助绘图功能，如栅格、s n a p t o 、缩放、打印和基本文 件功能等。 援格霹鼓选择在绘图区显示璃匀汞平惩鼹秘垂壹阗爨懿赢豹薛刭潦聚瓒霹 齐图元和涟接点。 s n a p t o ( 1 ) 创建、拖动和连接元件时让其主要点( 如中心和连接点) 总是 位于栅格点上，操作蔚要找到离当前点最近的栅格点；( 2 程为元件进行适线熬时 候自动计簿当前连接煮和其毪霹连接点静距离，当和勇癸浆个连接点豹鞭离小于 某个值时，自动将当前连接点连接到该点上。 缩放可以调整绘阁区的用户嫩标设定来缩小或放大全网。 努印逶蓬雩l 熏p r i n t e r 慰象采蜜瑗，实褒多骧蔻：设鬟打窝褒疆帮臻式一 援 图文方法搬表示元件的图文元素装入 开始打印。 基本文件功能包括新建、打开、保存、另存为和退出，图形可以选择保存为 指定格式的文锌或者a c c e s s 数据艨两秘形式。本软 牛在”工程“菜单中弓l 用了 “m i c r o s o f ts c r i p t i n gr u n t i m e ”之螽，通过f i e s y s t $ m o b j e c l 装墅的对象变量来彦 动创建、打开、读写与删除文件。在引用对象库”m i c r o s o f ta c t i v e x d a t ao b j e c t s 牮南理文学领学位论文 2 5l i b r a r y “和”m i c r o s o f t a d oe x t2 1 f o rd d l s e c u r i t y ”之后，通过a d o 相关 类剩的对象变墩实现了自动创建、打开