（电力系统及其自动化专业论文）基于web的过电流保护整定软件设计.pdf

华北电力大学硕士学位论文 摘要 电力系统 信息的 传递、 流动和共享对电 力系 统安全、 经济运行起着重要的作用。 一 且信息 沟通不 及时， 就可能会造成比 较严重的 事故。 随 着电 力系统的发 展，电 网规模越 来越大， 原本只在小范围 应用的 信息 需要共享到比 较大的范围乃至全国。 本文利用w e b 的 实 时 传递 信 息、 安 装 维 护 方 便、 信 息 复 用 率 高 等 特点 ， 运 用面 向 对 象的 思 想， 采 用 先 进的j a v a , j s p , s e r v l e t , x m l , j f r e e c h a r t 等技术， 充分分析了i n t e r p s s ( i n t e r n e t p o w e r s y s te m s im u la t io n ) 的 软 件 结 构 和 特 点 ， 显示 了i n te r p s s 较 传统 软 件 具 有 优 势 的 信 息 共 享和面向 对象思想的具体应用， 以 及i n t e r p s s 的用户模型。 并以过电流保护的软 件设计 为 例， 结 合in te r p s s 的 软 件结 构 和 接口 ， 进 行t c c曲 线 实 现的 算 法分 析 和结 果 比 较， 实 现 各 设 备及 保 护 整 定规 则 的 数 据 库 设 计 和 程 序设 计， 为 过 流保 护 提 供了 一 个 较 为 全 面、 可 行的解决 方案。 同时， 在充分分 析配电网中 熔断器和过龟流继电 器等设备的时间 一 电 流 特 性 之 后， 阐 述 了 程 序设 计 的 具 体思 路 和 步 骤， 并 分 别以 一 组 实 例 数 据 显 示 了 程 序运行结果。 关 键词: i n t e r p s s , t c c曲 线， 保护整定，w e b ,面向 对象编释 ab s tr act in f o rm a t io n s d e liv e r y , fl o w a n d s h a re ta k e a g r e a t im p o r ta n t p a r t in e le c tr ic a l p o w e r s y s t e m . o n c e e x i s t s b l o c k i n d e l iv e r y o f i n f o r m a t i o n , i t m a y r e s u lt i n s e v e r e a c c i d e n t . m o re o v e r , w ith d e v e l o p m e n t o f e le c tr ic a l p o w e r s y s te m , e l e c tr ic a l n e tw o r k b e c o m e s m o r e a n d m o re c o m p le x , h e re in , in fo r m a t io n u s e d i n s m a ll r a n g e b e fo r e s h o u ld b e s h a r e d in la r g e s c o p e e v e n t h e w h o l e n a t i o n . i n t h i s t h e s i s , a f te r d i s c u s s in g o b j e c t - o r i e n t e d p r o g r a m m i n g ( o o p ) m e t h o d a n d a d o p t i n g i n f o r m a t i o n t e c h n o lo g i e s s u c h a s j a v a , j s p , s e r v l e t , x m l , j f r e e c h a r t e t c . , f u l l y a n a l y z e a r c h i t e c t u r e a n d c h a r a c t e r i s t i c s o f i n t e r p s s , t o d i s p l a y s p e c i f i c a p p l i c a t i o n s i n i n f o r m a t i o n s h a r i n g a n d o o p t e c h n o l o g i e s c o m p a r i n g t o t r a d i t i o n a l s o f t w a r e s , a n d t o i n t e r p r e t s e r v i c e m o d e l s o f i n t e r p s s . b e s i d e s , c o m b i n e d w i t h i n t e r f a c e s a n d a r c h i t e c t u r e o f i n t e r p s s , o n t h e b a s i s o f t c c ( t i m e - c u r r e n t c h a r a c t e r i s t i c s ) c u r v e , t a k e o v e r - c u r r e n t p r o t e c t i v e c o o r d i n a t i o n a s -a n e x a m p l e , a n a l y z i n g a l g o r i t h m s a n d i m p l e m e n t i n g p r o g ra m a n d d a ta b a s e d e s ig n s o f t c c o n o v e r - c u r re n t p r o te c t iv e d e v ic e s a n d c o o r d i n a tio n r u l e s . f i n a l l y , w i t h a n a l y z i n g t c c o f f u s e a n d o v e r - c u r r e n t r e l a y in d e t a i l , c a r r y o u t m e th o d s a n d a p p r o a c h e s o f b e f o r e - r e f e r r e d s o f t w a r e d e s i g n , a n d s h o w t h e g r a p h i c s r e s u l t s r e s p e c t i v e l y . 1-am d o n g ( e l e c t r ic a l p o w e r s y s t e m e n g i n e e r i n g ) d i r e c t e d b y p r o f . li e r e n m u k e y wo r d s : i n t e r p s s , t c c c u r v e , p r o t e c t iv e c o o r d i n a t i o n , w e b , o o p 声明 本 人 郑(!.声 赚 此处 所 提交 的 硕 士 学 位 论 文 基于w e b 的过电流保护整 定软件设计 ， 是 本 人 在 华 北电 力 大 学 攻 读 硕 士 学 位 期冰 在 导 师 指 导 下 进 行 的研究工作 和取得的研究成果。 据 本人所知， 除了文中 特别加以 标注和致谢之处 外， 论 文 中 不 包 含其 他 人已 经 发 表 或 撰 写 过的 研 究 成 果 ， 也 不 包 含为 获 得 华 北 电 力大 学或其他教育机构的学位或证书而使 用过的 材料。 与我 一 同 _ l 作的同 志对木 研究 所做的任何贡献均己 在论文中 作了明 确的说明 并表示了谢 意。 学 位 论 文 作 者 签 名 : _日 期: 关于学位论文使用授权的 说明 本 人 完 全 了 解 华 北 电 力 大 学 有 关 保 留 、 使 用 学 位 论 文 的 规 定 ， 眼 学 校 有 权 保 管 、 并 向 有 关 部 门 送 交 学 位 论 文 的 原 件 与 复 印 件 : 一 学 校 可 以 采 用 影 印 、 缩 印 或 其它 复 制手 段复 制 并 保 存 学 位 论 文 : 学 校可 允 许 学 位论 文被 查阅 或借 阅 : 学 校 可 以 学 术 交 流 为 日 的 ，复 制 赠 送 和 交 换 学 位 论 文 ; 同 意 学 校 可 以 用 不 同 方 式 在 不 同 媒 体 上 发 表 、 传 播 学 位 论 文 的 全 部 或 部 分 内 容 . ( 涉密的 学 位论文在 解密后 遵守 此规定 ) 作者-j l 名: 导师签名: 日期: 日期: 华北电力大学硕十学位论文 第一章 引言 研究背景 现状分析 信息共享现状 2 1 世纪是一个信息高速发展的 世纪，它的主要 特点是 信息的大量存 贮、快 速传递、 重复使用。可以说， ”力量的推动下， 信息的 获取和传递的快慢与否直接关系到企业的生机。 在这种 “ 信 i n t e r n e t 应运而生， 成为方便快捷、 应用广泛且极为重要的信 息载 。 而万 维网，即w w w ( w o r l d w i d e w e b ，又 称为3 w或w e b ) 是其中最为主 要的 息体 方式。 电力 系统从意义上来讲本身就是一个网络， 并且 随着电网 规模的扩大， 全国联网范 围 的增大， 需要将原 来只 在小范围 应用的信息共享到比 较大的范围乃至全国。 此外，电 力 系 统 各 种 信 息 如 生 产 信 息 、 运 行 信 息 、 管 理 信 息 等 的 传 递 非 常 重 要 ， 一 旦 信 息 沟 通 不 及时， 就可能会 造成比较 严重的 后果，由 此造 成的事故 枚不 胜举。比 如， 美国的 8 1 4 acvm , lrq i 4 j ca emt t jle 目 前 的 电 力 系 统仿 真 软 件 中 普 遍 采 用 传 统 方 式的c l s ( 客 户 端 棚务 器 ) 结 构 。 这 种 结 构 由 于 开 发 投 入 量 朴维 护 量 大 、 信 息 影 响 范 围 较 小 、 信 息 的 重 复 利 用 率 较 差 等 缺 点 已 越 来 越难 于 满 足 信息 互 联、 快 速 沟 通 的 甜 要了 。 而 基 于w e b的 信 息 传 递 方 式 可以 打 破时空、 地域的限制， 通过网 络在相当 快的时间内传递信息， 从而为实 现安 全可靠的实 时通讯、 信息传递、复杂 联系 提供了 可能 性。 另一方 面， 中国是一个信息发展不 均衡的国 家， 东部信息相对发达， 西部信息相 对 落后， 并且计算机水平也参差不齐，因 此如何更好的充分利用计算机技术， 增强网 络用 户间 信息的 共享和信息的 互动， 对电 力事业的长足发展有着举足轻重的作用。 传 统c s 软 件 需要 配 置比 较 繁 琐的 客 户 和 服 务 器 端 ， 不 仅 对 客 户 端的 计 算 机 水 平 要 求较高， 而且一旦 软件需 要升级或 有所改动， 则需要在所有安 装过软 件的 客户端重新 进 行软 件的 修改。 这 种方式不仅造成软件的 后期维护量大、 投入的人力物力较大、 软 件的 及时更新 较难保证等问 题， 还造成了 客户与 开发人员 沟通上的困难。而荃于w e b方式 的软 件架构， 其显 著的 特点之一 就是无需安装繁琐的客户端 程序， 也无需专门 配置 臃肿 的客 户端环境， 即儿一乎 所 有的程 序安 装、 编译、 调试等均在服务器端完成， 客户端只 需 安 装简单的浏览器软件便可使用安装在 服务 器上的软 件或浏 览重要 信息等， 并目 客 户还 华北电力大学硕十学位论文 第一章 引言 研究背景 现状分析 信息共享现状 2 1 世纪是一个信息高速发展的 世纪，它的主要 特点是 信息的大量存 贮、快 速传递、 重复使用。可以说， ”力量的推动下， 信息的 获取和传递的快慢与否直接关系到企业的生机。 在这种 “ 信 i n t e r n e t 应运而生， 成为方便快捷、 应用广泛且极为重要的信 息载 。 而万 维网，即w w w ( w o r l d w i d e w e b ，又 称为3 w或w e b ) 是其中最为主 要的 息体 方式。 电力 系统从意义上来讲本身就是一个网络， 并且 随着电网 规模的扩大， 全国联网范 围 的增大， 需要将原 来只 在小范围 应用的信息共享到比 较大的范围乃至全国。 此外，电 力 系 统 各 种 信 息 如 生 产 信 息 、 运 行 信 息 、 管 理 信 息 等 的 传 递 非 常 重 要 ， 一 旦 信 息 沟 通 不 及时， 就可能会 造成比较 严重的 后果，由 此造 成的事故 枚不 胜举。比 如， 美国的 8 1 4 acvm , lrq i 4 j ca emt t jle 目 前 的 电 力 系 统仿 真 软 件 中 普 遍 采 用 传 统 方 式的c l s ( 客 户 端 棚务 器 ) 结 构 。 这 种 结 构 由 于 开 发 投 入 量 朴维 护 量 大 、 信 息 影 响 范 围 较 小 、 信 息 的 重 复 利 用 率 较 差 等 缺 点 已 越 来 越难 于 满 足 信息 互 联、 快 速 沟 通 的 甜 要了 。 而 基 于w e b的 信 息 传 递 方 式 可以 打 破时空、 地域的限制， 通过网 络在相当 快的时间内传递信息， 从而为实 现安 全可靠的实 时通讯、 信息传递、复杂 联系 提供了 可能 性。 另一方 面， 中国是一个信息发展不 均衡的国 家， 东部信息相对发达， 西部信息相 对 落后， 并且计算机水平也参差不齐，因 此如何更好的充分利用计算机技术， 增强网 络用 户间 信息的 共享和信息的 互动， 对电 力事业的长足发展有着举足轻重的作用。 传 统c s 软 件 需要 配 置比 较 繁 琐的 客 户 和 服 务 器 端 ， 不 仅 对 客 户 端的 计 算 机 水 平 要 求较高， 而且一旦 软件需 要升级或 有所改动， 则需要在所有安 装过软 件的 客户端重新 进 行软 件的 修改。 这 种方式不仅造成软件的 后期维护量大、 投入的人力物力较大、 软 件的 及时更新 较难保证等问 题， 还造成了 客户与 开发人员 沟通上的困难。而荃于w e b方式 的软 件架构， 其显 著的 特点之一 就是无需安装繁琐的客户端 程序， 也无需专门 配置 臃肿 的客 户端环境， 即儿一乎 所 有的程 序安 装、 编译、 调试等均在服务器端完成， 客户端只 需 安 装简单的浏览器软件便可使用安装在 服务 器上的软 件或浏 览重要 信息等， 并目 客 户还 华北电力大学硕十学位论文 可以 利用 w e b m络软件代码及思路共享的特点扩展自 己的软件以 适合各自 的情形特 点。 相比 传统c/5 结构的软件来说， 这个特点为电力 信息的共享、 交流以 及教育培训等 提 供 了 较 为 理 想 的 解决 方案 对 j 九 东 部 信 息 较 为 发 达 的 地 域， 客 户 可 利 用 先 进的 计 算 机 设备及计 算机水平开发具有地域特色的扩展软件;而对于西部信息不发达地域，丛于 w e b的软 件可以 使客户在拥有网 络互联的前提下即可最大程度的 享受丰富的信息，并 可 借鉴东部信息发 达地区的 有益思路， 还可降低安装、维护等成本。 从长远角度考虑， 基于w e b的软 件符合电力系 统联网的 要求， 也符合电力信息均衡发展的要求。 ， . 1 . 1 . 2软件开发现状 ( 1 ) 软件商业 化、工 程化开发 现状 软件是程序、 数据及相关文 档组成的完 整集合。 其中 程序是按照事先设计的功能和 性能 要求执行的指令序列， 数据是使程 序可以 正常操纵信息的数据结构， 文档是 与程序 开发、 维 护和使用相关的图 文资料。 上 述特点决定了 软件是一种逻辑实体， 而非具休的 物理实 体， 因 此软件开发具有抽象性，即 一h 一个软件开发成功， 就可以 大量的 复制同 一内 容的 副木，实 现软 件的 工程化、 商 业化。 但目 前由 于种种原因， 软件仍停侧 在手 f 作 坊式的 生产，末形成大规模的发展 和集成， 软件开发效率也因此受到了 较大的影响 咎其原囚，大致有以下儿个方面。 软什少 f 发缺 乏计划性:软件项目 中经常 存在的 现象专门 针对某个公司 或部门 的 需求定制软件， 而定制的过程中缺少了全面考 虑软件的 整体结构、 统筹安排软件流程 及 需求的工作， 致使软件开发毫无远见性。 这样导致的通常的后果是，当 用户提出 一个新 的 需求时， 往往不能很好和现有的开发的软 件兼容， 为了一 个功能 需要改 动相当 大的 程 序 代码甚至结构: 或者当承 接另一个类似的项目 时， 之前开发的项目 毫无利用价值， 不 得 不重新定制开发。 软件升发过程无规范:软 件商业化要求无论从变量命名、 程序格式一自 到整体 风 格等都需要遵循一定的规范， 否则的话，斤 发出 来的软件不仅凌乱无序， 而月为 软件 的 维护造成了 很大的困难。目 前有些软 件开发的宗旨 是只 要能 达到 所需的 功能， 开 发过 程中的不规范可忽略不考虑， 从而 在一定程度上造成了软件商业化的步伐迟迟停滞不 前， 对软件的发展十分不利。 软件发展和完善的质量在某种程度上是 通过能 够较大限 度的 推广和集成来决定的 ， 如果一个 软件的开发无1 卜 划性， 开发过程中也毫无规范可一言 ， 那么开发出来的软 件件 命 周期势必很短，也会影响软件商业化的进程。 ( 2 ) 软件维护、 一 次汗 发现状 既然电 力系 统足 一 个网 络，必然是由不同 应用实 体组成的。网 络越大，实 体越多 ， 对软件的功能i f f1 求也 就 越多样化，伴 随而 来的是软件维护量、二次 开发 p . 求定 制枯 等的扩大化。这就需要软件具有在广泛程度 上的通用性，也要求软件的扩展能力较强， 华a 匕 电力大学硕士学位论文 同 时在客户端保证用户的灵活变通性。 回溯国 内目 前软件开发的 现状， 不仅 仅是电 力系统软件， 由于普遍 采用面向过 程的 开发 思路， 因 此都存在着软 件q : 新利用率较差， 扩展性能较低等问 题。 通常情况是， 汗 发 人员按照自 己的理 解编制了 在一 种或几种环境下适用的针对某种功能的程序， 一 旦环 境或需求发生 变化， 原先编制的程 序几乎 需要重新实现， 即软 件的通用 性、 扩展能力 较 差; 此 外， 目 开发 人员山于 人为 因素离开现有岗 位时， 先前开发的程序由 于结构不 清 或 代码晦n等原因， 给下一任程序员造 成了 利用上的困 难， 不得不重新开 发， 即软件的 二 次开发率 较低。 这些状态导 致软件的 开发效率低， 开发人员的优秀思想和代 码不能 很 好 的 积 累 ， 不 仅 造 成 人 力、 物 力 的 重 复 浪 费 ， 还 会阻 碍 软 件开 发 前 进 和 积累 的 步 伐。 面向 对象的软件思想是近几十年兴起的 编程思想， 在充分认识到上述两点中 提到的 弊 端后， 它提出以 对象为实 体， 对象和 对象动作之n j 通过消息来连接。 设计程 序的时 候 根据继承和封装的特性， 先分析对象的属性及其涉 及的动 作， 然 后据此设计该 对象 应有 的 接口 ;再 根据对象之间的 逻辑关系建立相应的关联， 把各个对象联系起来。 因 此软件 设计的前提是充分考 虑各个实体对象的公 共属性和特有属性， 然后将其属性和可能的 行 为抽象出来， 构造父类函数， 具体实 体对象的实现均可从父类中 继承。 这个特点为软件 设计的 规范 化和计 划性提供了良 好的 契机， 开发者可借此实现软 件的插 件式开发、 统一 开发过程等。 由 于 i v 中 思 路 的 编 程 是 将 过 程 中 的 对 象 打 散 分 而 实 现 的 ， 因 此 可 以 保 证 用 户 在 过 程 改 变 的 时 候， 很 容 易 重 新 组 合 对 象 而 不 改 变 对 象 本 身 的 特 性 ; 另 一 方 面 ， 假设 某 个 对 象 实体因为 环境的改 变而发生功能或属性上的改变， 则单纯改变对象内容 不会影响 到对象 之 间 的 逻 辑 关 系 ， 这 从 根 本 上 降 低 了 开 发 和 维 护 的 强 度 。 面 向 对 象 思 想 的 另 外 一 个 特 色 是， 由 于 继 承 和 多 态 性 的 思 想 内 核 ， 程 序员 可以 根 据 父 类 提 供的 对 象 描 述， 自 行 添 加 关 于 该 对 象的 特 有 属 性 和 特 殊 方 法， 不 仅 使 软 件的 适 用 能 力 增 大 ， 也 扩 展了 程 序 库， 记 录 了程 序员的 优秀思想，使程序库不断的 积累、 功能 不断的 强大。 we b的信息 共享与面向对象思想 应用的 程度有着密切的关系，可以 说， 面向 对象 思想应用的优劣直接关系到信息共享的 范围、 用户自 主 性、 程序积累等。因 此本文中介 绍的i n t e r p s s 以 及作为i n t e r p s s 的例子 过流 保护整定设计， 均采用 w e b + 面向 对 象 的 模 式 ， 通 过 这 种 模 式， 可以 使 程 序 员 根 据i n te rp s s 的 规 则自 主 开 发 插 件 式 程 序 ， 并 灵活插入到i n t e r p s s 的软件结构中，而不受 地域的限 制。 2选题背景 电 力 系 统 仿 真 ( p o w e r s y s te m s i m u la t io n ) 软 件系 统 在电 力 系 统 分 析、 研 究、 设计 、 7 发、 管理、 教学和培训 等各个方而有着非常 广泛的 应用。 但是目 前电 力系统应用的刀 发 技术基本上为3 0 年前的 软件技术， 即基于文 件的输 入/ 输出格式和基于命令行文木 模 华a 匕 电力大学硕士学位论文 同 时在客户端保证用户的灵活变通性。 回溯国 内目 前软件开发的 现状， 不仅 仅是电 力系统软件， 由于普遍 采用面向过 程的 开发 思路， 因 此都存在着软 件q : 新利用率较差， 扩展性能较低等问 题。 通常情况是， 汗 发 人员按照自 己的理 解编制了 在一 种或几种环境下适用的针对某种功能的程序， 一 旦环 境或需求发生 变化， 原先编制的程 序几乎 需要重新实现， 即软 件的通用 性、 扩展能力 较 差; 此 外， 目 开发 人员山于 人为 因素离开现有岗 位时， 先前开发的程序由 于结构不 清 或 代码晦n等原因， 给下一任程序员造 成了 利用上的困 难， 不得不重新开 发， 即软件的 二 次开发率 较低。 这些状态导 致软件的 开发效率低， 开发人员的优秀思想和代 码不能 很 好 的 积 累 ， 不 仅 造 成 人 力、 物 力 的 重 复 浪 费 ， 还 会阻 碍 软 件开 发 前 进 和 积累 的 步 伐。 面向 对象的软件思想是近几十年兴起的 编程思想， 在充分认识到上述两点中 提到的 弊 端后， 它提出以 对象为实 体， 对象和 对象动作之n j 通过消息来连接。 设计程 序的时 候 根据继承和封装的特性， 先分析对象的属性及其涉 及的动 作， 然 后据此设计该 对象 应有 的 接口 ;再 根据对象之间的 逻辑关系建立相应的关联， 把各个对象联系起来。 因 此软件 设计的前提是充分考 虑各个实体对象的公 共属性和特有属性， 然后将其属性和可能的 行 为抽象出来， 构造父类函数， 具体实 体对象的实现均可从父类中 继承。 这个特点为软件 设计的 规范 化和计 划性提供了良 好的 契机， 开发者可借此实现软 件的插 件式开发、 统一 开发过程等。 由 于 i v 中 思 路 的 编 程 是 将 过 程 中 的 对 象 打 散 分 而 实 现 的 ， 因 此 可 以 保 证 用 户 在 过 程 改 变 的 时 候， 很 容 易 重 新 组 合 对 象 而 不 改 变 对 象 本 身 的 特 性 ; 另 一 方 面 ， 假设 某 个 对 象 实体因为 环境的改 变而发生功能或属性上的改变， 则单纯改变对象内容 不会影响 到对象 之 间 的 逻 辑 关 系 ， 这 从 根 本 上 降 低 了 开 发 和 维 护 的 强 度 。 面 向 对 象 思 想 的 另 外 一 个 特 色 是， 由 于 继 承 和 多 态 性 的 思 想 内 核 ， 程 序员 可以 根 据 父 类 提 供的 对 象 描 述， 自 行 添 加 关 于 该 对 象的 特 有 属 性 和 特 殊 方 法， 不 仅 使 软 件的 适 用 能 力 增 大 ， 也 扩 展了 程 序 库， 记 录 了程 序员的 优秀思想，使程序库不断的 积累、 功能 不断的 强大。 we b的信息 共享与面向对象思想 应用的 程度有着密切的关系，可以 说， 面向 对象 思想应用的优劣直接关系到信息共享的 范围、 用户自 主 性、 程序积累等。因 此本文中介 绍的i n t e r p s s 以 及作为i n t e r p s s 的例子 过流 保护整定设计， 均采用 w e b + 面向 对 象 的 模 式 ， 通 过 这 种 模 式， 可以 使 程 序 员 根 据i n te rp s s 的 规 则自 主 开 发 插 件 式 程 序 ， 并 灵活插入到i n t e r p s s 的软件结构中，而不受 地域的限 制。 2选题背景 电 力 系 统 仿 真 ( p o w e r s y s te m s i m u la t io n ) 软 件系 统 在电 力 系 统 分 析、 研 究、 设计 、 7 发、 管理、 教学和培训 等各个方而有着非常 广泛的 应用。 但是目 前电 力系统应用的刀 发 技术基本上为3 0 年前的 软件技术， 即基于文 件的输 入/ 输出格式和基于命令行文木 模 华北电力大学硕士学位论文 式的用户界面。 i n te r p s s ( in te r n e t p o w e r s y s te m s im u la t io n ) 在 分 析t 电 力 系 统 软 件 存 在 的问 题 和 弊端 之后， 少 卜 在较为充分的认识到电 力系统的迅速发展为传统软件方式带来的冲击和考 验之 后， 提出了 建立在互联网 络 ( i n t e r n e t ) 技术基础之上开发新一代电 力系统仿真软 件 系 统 的 思 路。 l 基 于 一 个ift i象 ( o b j e c t- o r ie n te d ) 电 力系 统 仿真 框架( f r a m e w o rk ) , 采 用 灵 活的 、 且 1 汀 以 扩 展的 软 件 结 构， 在 该 结 构 中 ， 软 件 模 块 可以 相 互 交 换 和 灵 活 插 入 。 i n t e r p s s将作为一个开放式的电力系统仿真综合集成平台，使任何按照i n t e r p s s仿真框 架 界 面 规范( in te rf a c e s p e c if ic a tio n ) 开 发 的电 力 系 统 仿 真 算 法 、 用 户 界 面 和 输 入 输 出 模 块， 都能 方便地插入 i n t e r p s s 。 现已 开发的模块 有潮流 计算、 短路计 算等。 i n t e r p s s 软 件的 特点 是强调软件结构和友好的 用户图 形界面， 而不是 仅仅满 足于某 个具体的 仿真算 法， 即 采用we b +面向对象思 想来 保证软件的可扩展性和可维护性。 过电 流保护设备是继电 保护中应用较 普遍的 设备， 主要 对电力系统中出 现过高电 流 的线 路实 施跳例保护， 正确的 过电 流保护协调可有效 减少 和预防电力系 统的设 备及装置 损坏 和工作异常， 因 此过流保护整定是电 力系 统仿真软件中 不可缺少的一个模块。 本 文 在充 分研究了 基于w e b的电 力系统仿真软件i n t e r p s s 结 构并分析其特点和优势之后， 以 过电 流保护整定的实 现为例， 详细阐 述了软件、 信息 共享以 及源代码共享、 扩展、 继 承等具体的实施方案。 过电 流保护整定软件的设计是 作为i n t e r p s s 总 体开 发的一 部分， 以 面向 对象、 可 继 承性、 可插入性、 灵活性为宗旨 ， 贯彻了i n t e r p s s 的 软件、 信息共享， 源代码共享的思 想。 过电 流保护整定的软件设计 一 主要实现电 力系统中 过电 流保护的时间一电 流特性曲 线 ( t i m e - c u r r e n t c h a r a c t e r i s t i c c u r v e ) 及整定 协调功能，程序编写的目的是使用户利用 w e b网 络的 浏览方便、 应用普遍、 可维护性强、 与平台无关性等优点，通过面向 对象 的 方 法 编写 图 形 化的 设 备 保 护曲 线 及 保 护 整 定 计 算 软 件， 使 用 户 在一 个 lo g - lo g 图 形 界 面上可 方便的 实现多 条t c c曲 线的编 辑、 管理、 整定等功能。 过电流保护设备不仅相关参数 ( 如生 产厂商、 型号、 规格等) 数目 繁多、 种类复 杂， 而且 线路的 整定规则也较为 复杂。 因 此， 本文还提供了 保护设备和整定规则的 数据库设 计，可 对保护 装置及保护设备方便的 进行管理， 为保护整定提 供迅速的决策反馈。 2国内外文献综述 2 . 1国内外电力系统仿真软件的开发和使用现状 国内 外电 力软件开发的 起点不同， 开发工具和使用程 度等均不相同， 因此软件的 经 历的 时期和商业化的程度也不同。 华北电力大学硕士学位论文 式的用户界面。 i n te r p s s ( in te r n e t p o w e r s y s te m s im u la t io n ) 在 分 析t 电 力 系 统 软 件 存 在 的问 题 和 弊端 之后， 少 卜 在较为充分的认识到电 力系统的迅速发展为传统软件方式带来的冲击和考 验之 后， 提出了 建立在互联网 络 ( i n t e r n e t ) 技术基础之上开发新一代电 力系统仿真软 件 系 统 的 思 路。 l 基 于 一 个ift i象 ( o b j e c t- o r ie n te d ) 电 力系 统 仿真 框架( f r a m e w o rk ) , 采 用 灵 活的 、 且 1 汀 以 扩 展的 软 件 结 构， 在 该 结 构 中 ， 软 件 模 块 可以 相 互 交 换 和 灵 活 插 入 。 i n t e r p s s将作为一个开放式的电力系统仿真综合集成平台，使任何按照i n t e r p s s仿真框 架 界 面 规范( in te rf a c e s p e c if ic a tio n ) 开 发 的电 力 系 统 仿 真 算 法 、 用 户 界 面 和 输 入 输 出 模 块， 都能 方便地插入 i n t e r p s s 。 现已 开发的模块 有潮流 计算、 短路计 算等。 i n t e r p s s 软 件的 特点 是强调软件结构和友好的 用户图 形界面， 而不是 仅仅满 足于某 个具体的 仿真算 法， 即 采用we b +面向对象思 想来 保证软件的可扩展性和可维护性。 过电 流保护设备是继电 保护中应用较 普遍的 设备， 主要 对电力系统中出 现过高电 流 的线 路实 施跳例保护， 正确的 过电 流保护协调可有效 减少 和预防电力系 统的设 备及装置 损坏 和工作异常， 因 此过流保护整定是电 力系 统仿真软件中 不可缺少的一个模块。 本 文 在充 分研究了 基于w e b的电 力系统仿真软件i n t e r p s s 结 构并分析其特点和优势之后， 以 过电 流保护整定的实 现为例， 详细阐 述了软件、 信息 共享以 及源代码共享、 扩展、 继 承等具体的实施方案。 过电 流保护整定软件的设计是 作为i n t e r p s s 总 体开 发的一 部分， 以 面向 对象、 可 继 承性、 可插入性、 灵活性为宗旨 ， 贯彻了i n t e r p s s 的 软件、 信息共享， 源代码共享的思 想。 过电 流保护整定的软件设计 一 主要实现电 力系统中 过电 流保护的时间一电 流特性曲 线 ( t i m e - c u r r e n t c h a r a c t e r i s t i c c u r v e ) 及整定 协调功能，程序编写的目的是使用户利用 w e b网 络的 浏览方便、 应用普遍、 可维护性强、 与平台无关性等优点，通过面向 对象 的 方 法 编写 图 形 化的 设 备 保 护曲 线 及 保 护 整 定 计 算 软 件， 使 用 户 在一 个 lo g - lo g 图 形 界 面上可 方便的 实现多 条t c c曲 线的编 辑、 管理、 整定等功能。 过电流保护设备不仅相关参数 ( 如生 产厂商、 型号、 规格等) 数目 繁多、 种类复 杂， 而且 线路的 整定规则也较为 复杂。 因 此， 本文还提供了 保护设备和整定规则的 数据库设 计，可 对保护 装置及保护设备方便的 进行管理， 为保护整定提 供迅速的决策反馈。 2国内外文献综述 2 . 1国内外电力系统仿真软件的开发和使用现状 国内 外电 力软件开发的 起点不同， 开发工具和使用程 度等均不相同， 因此软件的 经 历的 时期和商业化的程度也不同。 华北电力大学硕士学位论文 式的用户界面。 i n te r p s s ( in te r n e t p o w e r s y s te m s im u la t io n ) 在 分 析t 电 力 系 统 软 件 存 在 的问 题 和 弊端 之后， 少 卜 在较为充分的认识到电 力系统的迅速发展为传统软件方式带来的冲击和考 验之 后， 提出了 建立在互联网 络 ( i n t e r n e t ) 技术基础之上开发新一代电 力系统仿真软 件 系 统 的 思 路。 l 基 于 一 个ift i象 ( o b j e c t- o r ie n te d ) 电 力系 统 仿真 框架( f r a m e w o rk ) , 采 用 灵 活的 、 且 1 汀 以 扩 展的 软 件 结 构， 在 该 结 构 中 ， 软 件 模 块 可以 相 互 交 换 和 灵 活 插 入 。 i n t e r p s s将作为一个开放式的电力系统仿真综合集成平台，使任何按照i n t e r p s s仿真框 架 界 面 规范( in te rf a c e s p e c if ic a tio n ) 开 发 的电 力 系 统 仿 真 算 法 、 用 户 界 面 和 输 入 输 出 模 块， 都能 方便地插入 i n t e r p s s 。 现已 开发的模块 有潮流 计算、 短路计 算等。 i n t e r p s s 软 件的 特点 是强调软件结构和友好的 用户图 形界面， 而不是 仅仅满 足于某 个具体的 仿真算 法， 即 采用we b +面向对象思 想来 保证软件的可扩展性和可维护性。 过电 流保护设备是继电 保护中应用较 普遍的 设备， 主要 对电力系统中出 现过高电 流 的线 路实 施跳例保护， 正确的 过电 流保护协调可有效 减少 和预防电力系 统的设 备及装置 损坏 和工作异常， 因 此过流保护整定是电 力系 统仿真软件中 不可缺少的一个模块。 本 文 在充 分研究了 基于w e b的电 力系统仿真软件i n t e r p s s 结 构并分析其特点和优势之后， 以 过电 流保护整定的实 现为例， 详细阐 述了软件、 信息 共享以 及源代码共享、 扩展、 继 承等具体的实施方案。 过电 流保护整定软件的设计是 作为i n t e r p s s 总 体开 发的一 部分， 以 面向 对象、 可 继 承性、 可插入性、 灵活性为宗旨 ， 贯彻了i n t e r p s s 的 软件、 信息共享， 源代码共享的思 想。 过电 流保护整定的软件设计 一 主要实现电 力系统中 过电 流保护的时间一电 流特性曲 线 ( t i m e - c u r r e n t c h a r a c t e r i s t i c c u r v e ) 及整定 协调功能，程序编写的目的是使用户利用 w e b网 络的 浏览方便、 应用普遍、 可维护性强、 与平台无关性等优点，通过面向 对象 的 方 法 编写 图 形 化的 设 备 保 护曲 线 及 保 护 整 定 计 算 软 件， 使 用 户 在一 个 lo g - lo g 图 形 界 面上可 方便的 实现多 条t c c曲 线的编 辑、 管理、 整定等功能。 过电流保护设备不仅相关参数 ( 如生 产厂商、 型号、 规格等) 数目 繁多、 种类复 杂， 而且 线路的 整定规则也较为 复杂。 因 此， 本文还提供了 保护设备和整定规则的 数据库设 计，可 对保护 装置及保护设备方便的 进行管理， 为保护整定提 供迅速的决策反馈。 2国内外文献综述 2 . 1国内外电力系统仿真软件的开发和使用现状 国内 外电 力软件开发的 起点不同， 开发工具和使用程 度等均不相同， 因此软件的 经 历的 时期和商业化的程度也不同。 华北电力人学硕十学位论文 1 . 2 . 1 . 1国 外商业化软件现状 国 外商业化的仿真软件的开发起步于二十 世纪7 0 年代， 大致经历了四 个时代。 第一代软件开发始于二十 世纪七 十年代早期， 其主要 特点 是应用稀疏技术 解决大 规模电 力网 络仿 真问 题。 仿真程序的 编程语言一 般为f o r t r a n语言， 并采用文件形式 输入/ 输出 数c 4 , 命令行执 行程 序。 第二代软件开 发始于二一 于 世纪八十 年代早 期，与第一代软件的区别在于引 入了 功能 强大的具有综合图象 用户界面的u n i x工作站系统。 在美国 大型电 力企业中 应用最 广泛 的第 二 代 仿真软 件 包为 p t i 的电 力系 统仿 真器 ( p s s ) 。 文献 i 即 是由p o w e r t e c h n o lo g ie s 公 司 开 发 的p s s 的 用 户说 明 文 件 ， 它 是 对 电 力 系 统 生 产 、 输 送电 能 的 静 态 、 动态性能进行研究和仿真的软件包，主要实现潮流分析、故障分析、网络均衡、动态仿 真等功能。 第 三代软件j l 发始于 二十世纪八十年代中期，其主要 特点为基于 w i n d o w的图 象用户界面、 有限 的功能模块( 与p t i 相比 ) 以 及相对低的价格。 第四 代软件以 应用最新互联网网络技术著称.目 前尚 处于研究阶段，还未商业 化 。 仿 真 软 件 研 究 是以 面向 对 象 为 基 础 的 ， 文 献 2 1 在 分 析了 面向 对 象 思 想 的 优 点 后 ， 结 合配电网的 特点， 论 述了配电网仿真软 件的 对象建模、 实 现思 想以 及接口 程序设计。 文 献 3 利用面向 对象的 抽象 和继承的 概念， 将电力 系统仿真软件的分为三个部分: 数值计 算、 算法及用户界面接， 提供了 三个部分中模块的 u m l( 统一建模语言 ) 连接图 。 并 分 别 介 绍 了 潮 流 计 算、 连 续 潮 流 计 算 和 可 传 输 容 量 计 算 等 模 块的 界 面。 2 . 1 . 2国内软件现状 目 前国内 普遍使用的软件有b p a和p s a s p 。 其中， b p a软 件由中国电力 科学 研究 院从 美国引 进程序，进行消化、吸收、开 发并 推广应用的; b p a程序是以1 9 8 3 年版程 序为 基础开发而成的， 在程序中加入了我国电力 系统分析所必需的 重要功能， 形成了 适 合我国电 力系统分析计算的 b p a程序。p s a s p 是由 中国电 力科学研究院用f o r t r a n 语言 开发的，可以进行稳态i t 算，可以进行暂态计算。 2 . 2继电保护整定计算软件的开发现状 过流保护设备的 计算 机仿真需 要以电 流为变量的保护时间延时函数， 主要实现保护 曲 线的绘制， 计算不同电流 值下的 保护时 间延时等。 文献 4 中的第四章和第五章等内 容分别阐述了 过电流保护设备的计算机编程的要 点、 注 意 事 项以 及 过 流 保 护 整 定的 相 关 规 则 。 文 献 5 1 针 对 现 有继 电 保 护 程 序的 数 据 存 储 量大、 时间一电 流曲 线不准 确等问 题， 提出了 可由 用户操纵修改曲 线的图 形显示软件方 法。 文 献 6 1 在充分利用而向 对象的 优点 后， 利用c 十 十 语言描述了电力 系统基木元件， 并 华北电力人学硕十学位论文 1 . 2 . 1 . 1国 外商业化软件现状 国 外商业化的仿真软件的开发起步于二十 世纪7 0 年代， 大致经历了四 个时代。 第一代软件开发始于二十 世纪七 十年代早期， 其主要 特点 是应用稀疏技术 解决大 规模电 力网 络仿 真问 题。 仿真程序的 编程语言一 般为f o r t r a n语言， 并采用文件形式 输入/ 输出 数c 4 , 命令行执 行程 序。 第二代软件开 发始于二一 于 世纪八十 年代早 期，与第一代软件的区别在于引 入了 功能 强大的