（电力系统及其自动化专业论文）地区电网安全经济运行辅助决策系统的研究与开发.pdf

进行人工编号是一件比较繁琐的工作，会给用户带来麻烦，并且很容易由于用户 疏忽而产生编号错误，进而影响结线分析的结果。为了尽可能的减少用户的工作 量和人为出错机会，本文以s i 0 2 0 0 3 为平台，研究了基于v i s i 0 2 0 0 3 的电气主接 线图的图形元件端点自动编号与结线分析，并编程实现。使电网拓扑结构的形成 与绘图统一起来，把图形的建模过程转化为直观的绘图过程。 电力系统潮流与短路计算是电力系统重要的基础计算，对于电力部门科学决 策，保证电网安全、经济运行具有重要的作用。本文编制了直角坐标牛顿一拉夫 逊法潮流计算程序和三相短路计算程序。 电网线损理论计算属于电网最重要的计算之一，是一项对线损管理具有指导 性的工作。线损理论计算软件是电力企业必备的软件之一。本文编制了基于结点 等效功率法的理论线损计算程序。 关键词：地区电网变电站经济运行潮流计算短路计算v i s i 0 2 0 0 3 a b s t r a c t w i t 1t h ed e v e l o p m e n to ft h ep o w e ri n d u s n xd e v e 】o p i n gal l i g l l l ye 蛾c i e n ta n d b e t t e rm a j n t a i n a b l es o f h ，a r e 稍t hb e t t 口u s e ri t l t e r f - a c ea n de a s i e rh u m a l l c o m d u t e r i n t e r a c t i o no p e r a t i o nb c c o m e so n eo ft h em a i nt a s k so fp o w e rs y s t e ma n a l y s i ss t u d y m o s tp o w e rs y s t e m sg r a p 王1 i c sp l a 蜘c l l r r 锄n yu s 。dd e v e 】o p m e mm o d e l 晰出 b o t t o m - s “ma 1 1 da l lb 舔e do np r o 留卸加i i n gt o o i s 蛐c ha sv b ，i ) e l p i l i ，o rv ca n ds oo n b u ti ti sh e a _ v yw o r h o a d ，l o n g c rc y c l e ，鼬c t i o n a i l yl i 面砌a n dd i 塌c u l tl a t e r m a i n t e n a n c e i nt l l ep 叩r e g a f d i n g s i 0 2 0 0 3a sl l l e 脚i cp l a d - o 咖，a n d 也ev b a e d i t o ro fi t so w n 弱at o o l ，t l l ea u m o rd o e saf h n ：h e rp r o f e s s i o n a ld e v e l o p m a n a n do n n l cb a s i so fa n a l y 五n gc o u n t y l e v dn e t w o r km 锄a g e m e n tt a s k sa n dt l l e d e g r e eo f i m p o r t a n c eo fm ea c t i v 砸o nt a s k s ，t l l e 卸曲o rc o m p l e t e sc l 越s i 丘c a t i o n ，l e c t i o na n d p l 锄1 i i l go ft i 屺e c o n o m i co p e 枷o no f c i l r j 晦s o n w a r cf o rt 1 1 ef h n 胡o n ，a n df i n a l l y d e v e l o p e dt l ea i d 小c i s i o ns y 蹴m0 fs a f ee c o n o m j c a lo p e 蒯o no fr e g i o n 出p 0 w e r s y s t e m m j c r o s 曲v i s i 0 2 0 0 3i s1 1 i 9 1 1m 嘲抽gs o 胁，a f el 钔m c h e d b ym i c r o s o r 1 1 1 ec o r e m n c t i o n so ft 1 1 es o f h v a r ej n c l u d e 锄a nm 印s 溆l l n o l o g y i n t e l j i g e n tm a p p i n g 髓d d e v e l o p m e mf m m e w o r k ，趾di t sb i g g e s ts p c c i a l 哆i sd r a g g i n gs t y l em a p p m g ，w l l i c hi s t h eb 培g e s td j 蠕眦n c e 谢也也eo t l l e rm 印p i n gs o f t 、v 眦，0 1 1 l y 戚n g 廿l em o u s et od m g t h ec o r r e s p o n d 访gm 印st ot h em 印p i n gp a g e 敝恤a d v a i l c e d 、i n d o w ，y o uc a ng c t c o r r e s p o n d i n gg m p l l i c s ，锄dd oa r i e 哆o fe d i t i n go p e r a t i o n d e s i 龃i n gt h en e e d 势巾l l i c s 血m u 曲ac o m b i n 撕o no f 湖n yc o m p o n c 鹏r e s 0 1 v e st l l es l i o 眦o m i n g so f c o m p l c xo p e r a t i o na n dt h ep o o rd u p l i c a l eu s a b i l 时o f m o s ts o f t w a r c n l ee s 协l i s h m 跚to f t l l ev a r i o u sc o l 岬协 c o r r e s p o n d i n gm a p sa n dc o m b i n i n g t i l e mi n t 0ap o 、 惯s y s t e mb o n d i n gm a k e su s e rc 强o m yu s ed m g g i n gt om a p g e o 铲印h i c 、v i n gp l a na n dd e c t r i c a ig r a p h i c s s i 0 2 0 0 3p r o v i d e das p e c i a lt o o l s m p e s h e e t t a b 】e a hv i s i 0 2 0 0 3i n c l u d i n gm a p p i l l gd o c u m c n t m a p p i n gs c r e e l l s ，g r a p m c sa n d a u x i l i a r yl i n ec a nb ed e s c r i b o d 觚dc o n 廿o e db yf o 蕊u l a s h a p e s h e e ti st l i et a b 】eo f r e c o r d i n ga 1 1t h et a r g e t sc h 甜a c t e r i s t i c sa 1 1 dd e s i g l l i n gf 0 n l l l a i td e f i n e s 协e 鲫h i c s u n i q u ea c t sa | l d 胁c t i o n s s oi tc a i lb ev i e w c da s 鲫p h i c sa 瞄b u t e s t h i sp a p e ru s es 蛳s h e e tt a b l et os t o r e a l lt h ec o m p o n e n t s p a r a m e t e r sa 1 1 dr e d 印l o yi n 也ep r o c e d u r e s n t t h ea r t i c l es t i l d i e de ) 【】1a _ 戚v ee n 哪啪t i o na l g o r i m ma i l dc o m b i n c do p t i m i z a 蛀o n m a t h e m a t i c a lm o d e lo fe c o n o f n i c a lo p 盯a t i o na n dc o n t r o h i n gf o rt r a n s f o r i n c rs u b s t a t j o n t h a ti st ol i s ta l lo p e m t i o n a ls t ) ，l eo f 订a n s f o m l e rs u b s t a t i o n ，c a l c u l a t ee v e r yl o s s 趾d 矗n dm eo p e 洲o n a ls 叫eo f 扛；m s f o 玎n e rs u b 咖t i o nw i t l lm es m a l l e s tl o s sa c c o r d i n gt o t l l en 啪b e rno f m a i nt 舢s f o 肿e r ，也en 啪b e rm o f t a p ，n l eg r o u pn 啪b e rko f c 印a c i 吼 t h i sa l g o r i 廿1 mm a d et l l es y s t e mc o l l 王dc a i c u l 砒et l l ee c o n 啪i c a lo p 枷o ns c h e m e o fm em a i 仃a m f o m l e r ，c o - 砌t l l eo p e f a t i o ns t a t eo ft 1 1 em a i f lm m s f o n e r ，c o n f i r n l m ep o s i t i o no ft a pa n dc a p a c 竹m a t 也ec 印a c i t o ri si n v e 瓯a c c o r d i n gt o 也eo p c 枷o n s t a t eo f t l l ep r e 湖tp o 、c rr l e 脚o r k i nt l e a p p l i c a t i o n so f 掣a p h i c sp o w e rs y s 胁，p a n i c l l l a r l yi nt l l ev i s u a l i z a t i o n a p p i i c a t i o l l s s o f t w a r eb 船e do nm ep o w e rn o wc o r n p u t a t i o n ，a i l ds h o nc i f c u i t c a l c u l a t i o no fe l e 蹦c a l 谢r i n g ，i ti sn c c e s s a r yt o 删m t 埘g r a p i l i c sc 锄p o n c n t s i nt 1 1 i s w a y i tc a np r e p a f ei n i 矗a i 出i 慷f b rp o w 盯n 咖o r ka i l a l y s i s s i n c ep o w e rs y s t c mi s 卿ea n dp o ，e rn 酿0 r kc o m p o n 咖sa i en 啪e r o u s d d i v e r ，i ti s 渤b e f s o m et o 丑啪b e re v e 搿g 哗l l i c sc o m p o n e n t 遍m ep r o c e s so f m a p p i n ge l e c 砸c a lw i f i n g s o “c a nb r i n g 仃o u b l et 0t h eu s e la n dt h eu s e rm a ym a k ea m i s t a l ( ei nn 啪b 岫【l gb e c a u s eo fn e g l i g a l c e f u 灿e 咖o r ei tw i l li m p a c tt l l ef e s l l l t so f m ea n a l y s i s t o 弗酣u c et l l ew o r k l o a d 觚du s c 卜锄ro p p o m m 咄t t l i sp a p e rr e g a r d s i 0 2 0 0 3a s ap l a t f o mt os n 】d yl i n ea n a l y s i sa n dt h en 嘶b e r i n go fg f 印牺c a lc o i n p o n e n t so fp ( w ，c r n e t 、v o r k s i tc o m b i n e dt t i ef b 珊i n go fn c t w o r kt o p o l o g ya n dm a p p 证舀缸a 1 1 s i a t e dt l l e g r a p l l i c sm o d e l i l l gi n t ov i s u a li i m p p i l l gp m c e s s t h ep o w c rn o wc o m p 删o n 跚ds l l o r tc i r c u “c a l c l i l a t i o n 嚣t b ei f n p o r t a n tb a s i c c a i c u l a t i o ni i lp o w 盯s y s t e mh a v ei m p 0 咖i te 丹b c to ns c i e n t 湎cd e c i s i o n m a l 【i n go f p o w e rs e c t o r s u r i n gn e t 、) l ，o r ks e c 砸t ya l l de c o 1 i c a lo p e r a t i o n t h i sa n i c l ew o r k o u t t h ep o w e f 好o wc o m p u t a t i o np m c c d u 嘲o fr e c t a n g l l l a rc o o i 寸i n a t e sn e 砌o n r a p h s o n 卸dt h r e e - p h a s es h o r tc i r c t l i tc a l 砌a 虹0 i lp i o c e d u r e s n e o 嗽i c a lc o m 硼t a t i o no f l i n el o s si so n eo f 也ei m 脚tc a l c u l a t i o l l sa i l d “h 丛 t l l ed i r e c t i v i t yt o 也em a l l a g e m e mo fl i n el o s s s o f h 张r co f 也e o f e d c a lc o m p u 切舡o no f 1 i n e1 0 s si sn e c e s s a r yi np d w e re n t e i p r i s e t l l i sa r t i c l ew o r k o mt l l ep r o c e d l l r e so f m e o 删c a lc a l c m a t i o n so fp o 、v e r 鲥dl i n eo n 廿l eb a s i co fn o d e se q u i v a l e n tp o 、e r m e t h o d k e yw o r d s ：r e g i o n a lp o w e rs y s t e m ，t r a n s f o n c rs u b s t a t i o n ，e c o n o m i c a lo p e 删o n ， p 0 w e rn o wc 伽叩u 组t i o n ，s h o nc i r c u “c a l c u l 砒i o n ，s i 0 2 0 0 3 i v 郑重户明 本人的学位论文是在导师指导下独立撰写并完成的，学位论文没有剽窃、抄 袭等违反学术道德、学术规范的侵权行为，否则，本人愿意承担由此产生的一切 法律责任和法律后果，特此郑重声明。 学位论文储。：多件 z d 6 年多月可 日 绪论 1 1 电力系统分析软件概述 1 绪论 电力系统分析软件是电力系统规划、设计、运行和管理过程中不可缺少的重 要工具。从1 8 8 2 年世界上第一个完整的电力系统在美国建立以来，电力系统日益 完善，规模迅速扩大，手工算法己经不能处理电力系统中的大量数据和解决复杂 的计算问题。计算机出现后，人们开始利用这种具有强大信息处理和计算能力的 机器来解决电力系统的一些问题，电力系统分析软件便应运而生。电力系统分析 软件利用数学模型和数值方法对系统的运行特性进行研究，是电力技术、计算机 技术和信息技术的有机结合。它可以用来确定规划设计方案、拟定运行方式、整 定自动装置的控制参数、进行事故分析和辅助运行人员做出正确的决策；此外， 还可用于教学和培训。实践证明，电力系统分析软件在电力系统运行和科学研究 中发挥了很大的作用。随着电力系统规模的扩大和复杂性的增加，电气工程师和 运行人员对电力系统分析软件的依赖性将有增无减l “。 现代化的电网迫切需要先进的分析手段，这对电力系统分析软件的功能、精 度、规模和速度都提出了更高的要求。新一代的电力系统分析软件应该是一个功 能完备的集成软件包，它应具备以下几个特点p j ： ( 1 ) 具有大规模的计算容量，能够满足实际电力系统工程的需求； ( 2 ) 高教稳定的计算内核。通过采用各种先进的数学方法提高计算效率和计算 速度； ( 3 ) 完整而准确的元件模型库。随着新的电气元件的应用，必须及时增添新的 模型； ( 4 ) 友好性。具有友好的人机界面，并且使用方便； ( 5 ) 开放性。软件的开放性包括元件模型库的开放性、输入输出数据的开放 性和功能上的开放性。 电力系统分析软件的发展会受到计算机技术的限制，包括计算机的硬件和软 件。计算机的硬件直接影响到计算的速度和精度。先进的计算机操作系统和编程 软件可以提供友好的开发环境，降低电力系统软件的开发难度，从而缩短开发周 期。 郑州大学工学硕b 论文 1 2 电力系统分析图形平台的发展 随着计算机技术的不断发展，电力系统分析计算平台也从命令行形式升级到具 有图形用户界面( g u i ，g r a p h j c a lu s e ri n t e r f k e ) 的可视化版本。早期的操作系统d o s 占主导地位。由于d o s 操作系统本身所固有的一些特点，基于d o s 平台的电力系 统分析软件大都是命令行式的，缺乏宜观性，使用起来不方便。随着w i n d o w s 技术 的发展，图形用户界面己成为当今软件的标准乔面，它具有学习容易、操作简单、 可以定制等优点。自从美国的a u t o d c s l ( 公司推出a u t o c a d 软件以后，各行业纷纷 开发出自己的图形软件平台，电力系统也不例外。图形化电力系统分析软件也应 运而生。图形化电力系统分析软件能够将大量的信息准确、快速的表示在一个图 形中，用户使用该软件时的大部分操作都能在图形上通过鼠标的点击、拖动等来 完成，取代了传统的填写、修改和阅读数据文件的方法。这种图形化的输入方式 易学易用1 3 j 。在过去的几年里，电力人员已经开发出不少可视化的电力系统分析软 件。早在1 9 9 1 年，m i k e f o l e y 等人就利用面向对象编程( o b j e c t o r i e n t e d p m 掣a m m i n 臣 o o p ) 思想利用c 语言开发出了具有图形用户界面的电力系统分析软件。1 9 9 5 年， 美国伊利诺伊( i l l i i l o i s ) 大学的o v e r b 弦开发了运行于w i n d o w s3 1 平台上的仿真软件 p o w e r w o r l ds i m u l a t o r l 5 。该软件采用了多种可视化技术，包括潮流动画、电压和 线路负荷等高线图、彩色报警指示器等。它的7 o 版本使用了三维视图，能够清晰 直观地同时显示多种变量。j i a ny a i l g 、m a ) cd a n d e 砌开发了教学软件包 p a w e m r a f 它提供了一个g u i ，用户可以很容易地画出单线图1 6 】。加拿大s i s l 锄 等也开发了w i n d o w s 平台下用于电力系统修复教学和训练的图形化软件包【”。其 实，图形界面是与用户打交道最多的部分，调度员通过监视系统一次接线图、潮 流图和电压曲线图等了解整个系统的运行情况，在图形上实现不同的高级应用程 序，通过图形界面发布各种控制命令来控制整个系统，同时打印各种图形、数据 用于参考分析。因此，提供一个人机晃面友好、操作方便、功能完善的图形 软件平台对于电力系统安全经济运行十分重要。 电力系统图形平台的发展，大致可分为三个不同的发展过程 1 直接使用程序作图技术 这种方法主要是对每一幅图直接编程，在程序中用各种命令一一画出，再用 专门的子程序实现图素的动态刷新。这种编程方法相当繁琐，而且用户很难 参与图形的绘制与修改，图形如有改变必须重新编程。 2 用现有绘图软件包 利用成熟的软件包( 如a m o c a d ) 绘制静态图形，然后在程序中调用所绘图形， 这种方法比较简单，用户可以参与图形的绘制与修改。缺点是不能在画面上 绪论 直接发布各种控制命令，无法满足现场的需要。 3 自主玎发绘图软件包 自主开发绘图软件包，从系统底层开发做起，将所有图形的操作全部自主实 现，不再受底层平台的约束，根据用户的实际要求来实现各种功能，加载各 种诗算模块。 第1 种方法技术早已落后，现在基本不再使用了；第2 种方法现在大多用在 图纸设计部门，绘制静态图形，很难适应电力系统操作。第3 种方法是目前比较 流行的用于计算的图形平台，也是开发图形化电力系统应用软件所普遍采用的， 主要是用v b 、d e l p l l i 或v c 等开发工具完成。这种开发模式工作量大、周期较长、 功能有限、后期维护困难。 1 3 本课题的意义 目前各地区电网基本上都拥有了调度自动化系统，实现了对变电站信息的遥 测、遥信，甚至实现了对象的遥调、遥控和遥视，在调度中心随时可以掌握反映 电网运行状态的大量数据。但是对这些数据的分析，以及建立在分析基础上的决 策，则基本上还是靠有经验的调度员人工完成。调度决策水平的高低取决于调度 运行人员的专业素质，而调度决策对电网的安全经济运行又会产生很大影响。随 着电网的日益复杂，大量数据呈现到调度员面前时，单凭经验和定性的判断很难 快速做出最佳的决策方案。因此，在拥有先进的调度自动化系统的基础上，还应 有一套能够辅助调度员进行电网安全经济运行的软件系统，保证电网的运行更加 安全、可靠和经济。 图形是工程中最简洁的语言，而电力系统的网络图形是电力系统分析的基础。 电力系统运行部门需要分析处理的信息数量大、类型广，有效便捷地管理这些数 据对电力系统实时监控、分析计算、模拟仿真、信息管理等工作有着重要的意义。 随着计算机软、硬件技术的发展，图形技术在电力系统中的实际应用能够很好地 解决这项工作。 人机界面友好、运用图形表达信息并引导各种操作的方法代替传统的文本、 表格式数据管理方式 是电力系统计算分折软件发展的必然趋势，这样就可以使 系统工作人员不但能够迅速方便地绘制出美观并且专业的电力系统各类图形，同 时各种分析计算功能都能在图形化界面上通过鼠标的点击、拖动等操作来完成， 无需直接面对大量单调繁琐的数据卜”j ，从而大大降低了数据处理工作的繁杂性 与出错率，使调度人员能够轻松做出快速准确的决策，为系统安全稳定的运行起 到重要的作用。 本文在分析地区电网调度任务的基础上，根据各调度任务的重要程度，对安 全经济运行软件的功能进行排序、筛选和规划，以高级绘图软件m i c m s o f t s i 0 2 0 0 3 为图形化平台，对其进行二次开发，完成了一套适用于地区电网调度的决策支持 系统。 1 4 本文图形平台开发模式 本文的软件摒弃了目前多数开发单位广泛采用的全部基于v b 、d e l p l l i 或v c 等开发工具1 3 1 6 。j ，从底层做起的开发模式，借助微软的0 伍c e 套装软件之一 s i 0 2 0 0 3 ，使用其自带的v b a 编辑器，利用v b a 语言进行二次开发。”。因为 s i 0 2 0 0 3 本身是当今最优秀的绘图软件之一，站在这样高的平台上进行专业化二 次开发，可以充分利用v i s i 0 2 0 0 3 的所有功能，可以仅花很少的代价和用很短的开 发周期实现用纯v b 、d c l p h i 或v c 开发工具编程所无法比拟的十分完善的功能， 并且今后的技术支持还绝对有保障。以此为平台开发的图形化电力应用软件完全 可以满足电力企业实际应用的需要。其图形化性能优于国内目前所有已开发的电 力系统可视化计算软件中的图形编辑功能。 开发的图形化软件系统具有绘图、复制、粘贴、删除、移动、放大、缩小、 漫游、设置线型和线宽、颜色设置、字体设置等专业化绘图软件应具备的所有功 能，完全能够满足电力网电气接线图、地理接线图等各种专业图绘制的需要。 用户可以利用软件提供的电力系统绘图元件( 例如，变压器、线路、母线、 开关、发电厂、变电站等) 轻松绘制出电力系统电气接线图和地理接线图，通过 点击图中元件弹出的窗体输入和修改元件参数、设置元件运行状态( 如断路器的 开断) ，非常直观、操作十分方便。 1 5 总体框架 系统总体框架如下图所示： 图1 1 总体框架 1 6 本论文所做的工作 本文以v i s i 0 2 0 0 3 为图形化平台开发完成了一套地区电网安全经济运行辅助决 策系统。所做工作主要包含以下内容： ( 1 ) 绘图系统的开发，用户可以利用软件提供的电力系统绘图元件( 例如，变 压器、线路、母线、开关、发电厂、变电站等) 轻松绘制出电力系统电气 接线图和地理接线图，通过点击图中元件弹出的窗体输入和修改元件参数、 设置元件运行状态，非常直观、操作十分方便； ( 2 ) 对绘制好的电网电气接线图，自动识别元件之间的连接关系，自动对元件 端点进行编号，无需对电力网节点进行人工编号，形成计算所需的电网拓 扑结构信息； ( 3 ) 根据当前电网的运行状态计算出主变压器的经济运行方案，确定主变运行 状态、分接头位置、电容器投切容量； ( 4 ) 在当前的运行条件下，应用牛顿拉夫逊法进行实时潮流计算，对电网进 行仿真，通过计算预见电网操作后的效果，例如调整主变分接头、投切电 容器、投切线路、投切变压器、电网合环等的效果，从而决定是否完成某 项操作； ( 5 ) 三相短路计算，对所有母线的短路电流和短路容量进行计算； ( 6 ) 基于结点等效功率法的理论线损计算； ( 7 ) 该系统还是开放系统，可根据具体要求增加计算和分析功能。 郑州大学工学硕士论文 2v i s i 0 2 0 0 3 图形化软件二次开发技术 2 1v i s i 0 2 0 0 3 图形平台| 2 6 _ 2 8 2 1 1 视窗 s i 0 2 0 0 3 标准视窗如图2 1 所示： 2 1 2 概述 图2 1v i s i 0 2 0 0 3 标准视窗 s i 0 2 0 0 3 是m i c r o s o f t 推出的一款正逐渐风靡全球的绘图软件，是m i c m s o f l 0 珩c e 家族的一员。软件的核心功能包含了智慧图元技术、智慧型绘图和开发架构， 它的最大特色就是拖拽式绘图。这也是同其他绘图软件的最大区别之处。只需用 鼠标把相应的图件拖动到绘图页中，就能生成相应的图形，可以对图形进行各种 6 ! i ：堂! j 璺垄些墼竺三姿盐垄茎盎 编辑操作。通过对大量图件的组合，我们就可以绘制出各种图形。 v i s i 0 2 0 0 3 软件独特的模板图件“拖拽式”绘图方式和智能图形技术解决了大 多数绘图软件操作复杂以及图形可重用性差的缺点。让用户能够迅速方便地绘制 出美观并且专业的图形。v i s i 0 2 0 0 3 具有强大的软件共享机制，能够方便地将其与 包括o 衢c e 和a u t o c a d 在内的其他软件进行整合应用。s i 0 2 0 0 3 与i n t e m e t 的整 合性能也非常突出，用户可以很轻松得利用局域网和互联网同全世界分享图表。 同时v i s i 0 2 0 0 3 和0 硒c e 的其他家族成员一样，都提供了v b a 开发环境，可以对 其做进一步的开发和处理，满足各个专业的更高要求。本文正是基于此，利用 s i 0 2 0 0 3 在电力系统绘图与分析计算方面做了实用的二次开发。 2 1 3 图件、模其和模板 图件是v i s i 0 2 0 0 3 中最为核心的部分。通过鼠标的拖拽而在绘图页面中产生对 应的副本图形。我们在绘图页中操作的对象始终是图形而不是图件，对图形 所作的任何操作都不会影响到图件。模具是v i 0 2 0 0 3 的特有概念，它是为了绘图 方便而集中在一起的一组相关图件的集合，是存放各种图件的仓库。为了满足不 同用户的需要，s i 0 2 0 0 3 提供了满足各种行业设计需求的各种各样的模板供选择， 并且这些模板还在不断地补充和发展中。s i 0 2 0 0 3 允许用户自己绘制新的图件， 并创建存放新图件的模具，这是一个很轻松方便的工作。“模板”就是“模具+ 绘 图页”，它定义的是一组模具和页面的设置信息，打开模板直接就可以打开一组预 设的模具和使用预设的页面设置，而无需一个个地打开新模具和重新再设置一次 页砸属性。 本系统创建了包含 有电力系统电气接线图 和地理接线图中各种元 件的模具，包括变电站、 线路、断路器、双绕组 变压器、三绕组变压器、 并联电容器、电抗器、 负荷、文本输入等等。 特别是为了避免出错和 加快绘图速度，系统还 把常用主接线的变电站 做成了一个整体绘图单 图2 2 电力系统模具 7 郑州大学工学硕士论文 元，绘图时根据具体变电站的形式，将相应的变电站单元拖拽到绘图区，然后用 输电线路将变电站连接起来，大大提高了绘图效率。电力系统模具如图2 2 所示。 2 1 4s h a p e s h e e t 表的使用 如同大多数的绘图软件一样，v i s i 0 2 0 0 3 为用户提供的是一个“所见即所得” 的可视化绘图环境，通常用户也就是通过鼠标的单击以及拖动操作来完成绘图。 v i s i 0 2 0 0 3 的特殊之处在于，它在此基础之上还提供了一种特殊工具s h a p c s h e e t 表。 所有s i 0 2 0 0 3 对象包括绘图文件、绘图页面、图形和辅助线等都可以利用公 式来描述和控制，s h a p e s h e e t 表就是记录各种对象的特征属性并且用于公式设计的 表格，它定义了该图形独特的行为和功能，可以将s h d p c s h e e t 表看作是图形的属 性页。利用s h a p e s h e e t 表可以通过数学坐标、角度、距离以及将它们联系在一起 的公式，对图形的特性和行为进行精确的控制和描述。s h a p e s h e e t 表中记录的数据 同图形的显示特征是一一对应的，无论是在绘图页中改变了图形，还是在 s h a p e s h e e t 表中修改了数据，对方都会随之改变。一个s l l a p e s i l o 乩窗口中包含一 个或多个s h a p e s h e e t 区段，每个区段都代表了图形的某类特性。本文开发所用到 的主要是u s e 卜d e f i n e dc e i i “自定义单元格) 和c u s t o m p r o p e n i e s ( 自定义属性) 区段。 打开s h a s h e e t 窗口，执行菜单命令“插入区段”在弹出对话枢中选中 “u s e r d e f i n e dc e l l s ”和“c u s t o mp r o p c r t i e s ”然后单击“确定”按钮。即可将上述 两个区段添加入图件的s h a p e s h e d 表。如图2 3 所示： 图2 3 插入区段对话框 v i s i 0 2 0 0 3 图形化软件二次开发技术 图2 - 4 断路器s h a p e s h c c t 表 1 u s e r d 娟n e d s ( 自定义单元格) s h a p e s h e 吼表中的单元格存储了v i s i 0 2 0 0 3 对象的所有具体数据。但 u s e r - d e f i n e dc e l l 自定义单元格) 中的单元格不控制特定的图形属性或行为，有时 候为了简化公式，可以将一些常数、常见的单元运算组合或公式存储为中间结果， 将其放置在用户的自定义单元格中，供其它公式调用。 本文主要在此单元格中放最电力系统元件的类型，便于元件端点自动编号和 结线分析时进行元件的识别。如图2 _ 4 所示某断路器的s h a p e s h e c t 表，存储内容为： u s e ln a m e 断路器。 2 c u s l o mp m p e r t i 鹳( 自定义属性) 区段 自定义属性区段记录了图形的所有自定义属性。在自定义属性区段选中某行 后单击鼠标右键，可以在右键菜单中进行有关的编辑操作，常用的是“插入行” 命令，用于图件多个自定义属性的添加。本文中在此区段存储电力系统元件的参 数等电力系统分析计算所必需的数据，并在程序运行中加以调用。如图2 4 所示某 断路器的s h 撇s h c e t 表，为其添加了“断路器名称”、“端点编号”、“运行状态” 等参数。 q 郑州大学工学硕士论文 2 1 5 连接点 连接点是v i s i 0 2 0 0 3 的最大特色之一，v i s i 0 2 0 0 3 的图形一般都有若于的连接 点，利用这些连接点不仅可以准确进行定位，而且通过连接的“粘合”操作，还 能将多个图形连为一体，相当方便快捷。连接点可以根据我们的实际需要随意增 加、移动和删除，在本文中，母线上就设定了许多连接点：打开母线的s h a p e s h e e t 表，在其c o n n e c t i o np o m s ( 连接点) 区段点击右键选择“插入行”即可为母线插 入连接点，可以在其x 、y 栏设置其位置。如图2 5 所示：为母线设置了9 个连接 点， 图2 5 某母线的c 伽t i o np o i n t s ( 连接点) 区段 v i s i 0 2 0 0 3 能够自动捕捉连接点，这样就可以使用户方便母线出线的连接。系 统中为每一个电力系统元件上都设有连接点，方便元件之间的互相连接。有了这 些连接点，用户的各种绘图操作将变得十分简单。 2 1 6 图形的连接与粘合 单个图形绘制完毕，需要建立有关图形之间的相互联系。在s i 0 2 0 0 3 中，这 种联系是通过“连接器”来建立的。这是“连接器”的图标：盛銎邂。 连接器就是连接线段，它的最大特点就是会随着被连接的图形的移动而移动， 所以不需要为了调整某个图形而牵涉到需要调整与它相连的连接线段。连接器起 点和终点各有一个隐藏的连接点。通过它们可以将含有连接点的图形连接起来， 连接完成后，移动与之相连的任何一个图形都不会改变这种连接关系。图形之间 的连接我们称为“粘合”，有两种方式：静态连接和动态连接。通过静态连接的连 个图形，移动任何一个图形的位置，图形与连接线相连的点的位置都不会改交。 经动态连接的两个图形，当其中任何一个的位置发生改变时，s i 0 2 0 0 3 会自动判 1 0 v i s j 0 2 0 0 3 躅形化软件二次开发技术 断图形的相对位置，选择最短的连接路径将两个图形连接起来，连接点是可以改 变的。本文根据电力系统的实际情况，均采用静态连接，比如母线和断路器之间 的连接。 2 1 7 文本 在s i 0 2 0 0 3 中，文本的生成有两种形式，一种是依附于图形的文字说明，另 一种是剥用工具栏中的t e x t t o o l 工具生成文本框，如同w b f d 中的操作。 本系统中两种均有用到，计算结果的标注显示采用第一种形式即图形的文字 说明，无需人工参与；电力系统各元件的文字说明采用文本框的形式。 2 1 8v i s i 0 2 0 略对象和对象的属性 本文中主要使用的s i 0 2 0 0 3 对象有d ( 圮啪e m 、p a g e 、s h a p e 、c o 衄e c t 对象， 1 d o c u m e n t 对象 d o c u m e n t 对象表示在v i s i 0 2 0 0 3 实例中打开的绘图文件( - v s d ) 、模具文件 ( v s s ) 、模板文件( v s t ) 。 2 p a g e 对象 p a g e 对象对应着s i 0 2 0 0 3 中的绘图页。要获取文档的页面，需要获得 d o c 啪e n t 或1 1 l i sd 1 0 c u m e n t 对象的p a g e s 集合，并从该集合获得p a g e 对象。p a g e 对象的c o i l i l e 出属性将返回一个包含页面中每个连接的c o 衄僦对象的c 咖e c t s 集合。 3 s h a p e 和s h a p 鲳对象 最基本的s i 0 2 0 0 3 对象是s h a p e 对象。s h a p e 对象表示基本图形。s h a p e s 对 象是一个绘图页中s h a p e 对象的集合。要想得到绘图页中的s h a p e 对象，必须获取 包含该s h a p e 对象的s h a p e s 对象，而要想得到s h a p e s 对象，就必须利用p a g e 对 象中的s h a p e s 属性。s h a p e 对象的c o 肋e c t s 属性将返回一个包含图形被粘附的每 个图形的c o 蛐e c t 对象的c o i l l l e c t s 集合；s h a p e 对象的f r o m c o n n e c t s 属性将返回 一个包括每个粘附到该图形的图形的c o i i i l e c t s 对象的c o l l i l e c t s 集合。具体应用在 接线分析中。 郑州大学工学硕士论文 2 2 v b a 开发环境 v b a 是s u a lb a s i c a p p l i c a t i o n 的简称。它的功能和作用相当于v i s u a lb a s i c ， 用于m i c r o s o f t 的。珩c e 软件系列中。实际上可以认为v b a 是应用程序开发语言 v i s u a lb a s i c 的子集，s i 0 2 0 0 3 本身为方便v b a 项目的开发提供了一个规范集成 开发环境( i d e ) 用来作为v b a 的开发平台。可以通过在这个平台上进行编码， 来控制图形和绘图页、获取和设置对象的属性、调用程序以及从外部的资源( 如 数据库) 中读取和写入数据，或者实现与其它程序的交互。v b a 继承于v b 应用 程序。所以v b a 和v b 在结构上非常相似。虽然v b a 和v b 有诸多类似的地方， 但他们也有区别，主要体现在以下几个方面： ( 1 ) v b 具有自己的开发环境，可以完成程序的开发：而v b a 必须绑定在已经应用 的程序中，其应用程序的开发具有针对性，同时也具有局限性。 ( 2 ) v b 是设计用于创建标准的应用程序，而v b a 是使其所绑定的办公软件如 v i s i 0 2 0 0 3 ，e x c c l 等自动化，实现高效办公等目的。 f 3 ) 要运行v b 开发的应用程序，用户不必安装v b ，因为v b 开发出的应用程序 经过编译后都可以生成可执行文件，即e x e 文件；而v b a 开发的程序必须依 赖于其绑定的办公软件，如s i 0 2 0 0 3 ，e x c c l 等。 在s i 0 2 0 0 3 中，凡是可以用菜单、工具栏和s h a p e s h e e t 表实现的功能，用 v b a 都可以实现。通过在v b a 环境中进行编码，我们可以对s i 0 2 0 0 3 中的各种 对象做进一步的开发和处理，完成利用菜单或者工具栏所不能完成的工作。本文 中通过v b a 对s l l a p e s h e 吐表的单元格( c d l ) 的控制。实现获取某个单元格的值， 对某个单元格赋值等操作。 尽管v b a 是本文的开发编程工具， 但作为一种编程语言在此不做过多介绍。 2 2 1 入口参数输入界面的开发 窗体用