电流负荷管理系统的设计报告.doc

电力负荷终端管理系统的设计和实现 开题报告2011-07-25 15:04:48 来源：51毕业论文网 浏览：46次 研究生文献综述及学位论文选题报告学 院：软件学院 专 业：软件工程领域 研 究 生： 学位类别：工程硕士 指导教师： 入学年月：2010-03-21 研究生院 年 月 日 一、论文选题报告（申请时间： 2010年09月10日）论文题目：电力负荷终端管理系统的设计和实现研究方向：网络与数据库技术课题来源：自拟合同编号：经费数（万元）：0.0题目类型：应用研究自选报告内容：1.文献综述国内外现状 电力负荷管理系统是由电力负荷控制发展而来的，电力负荷控制起源于19世纪末 20世纪初。1897年，约瑟夫若丁曾用不屈的电价鼓励用户均衡用电。1913年，都 德尔通过把200Hz/10V的电压信号叠加在供电线路上来控制路灯和热水器，提出了 最早的音频控制方案。20世纪30年代英国就开始音频电力负荷控制技术的研究， 第二次世界大战以后，这种音频电力负荷技术在法国、瑞士等国家大量使用。日 本从60年代开始研究电力负荷控制技术，从欧洲引进制造技术，到70年代己广泛 安装使用了音频脉冲控制装置。美国从70年代开始重视电力负荷控制技术的发展 ，不仅从西欧引进了音频电力负荷控制系统设备的制造技术，而且着手研究和发 展无线电力负荷控制技术，开发了无线电负荷控制、配电线载波控制和工频电压 波形畸变控制等多种方式。发达国家是在不缺电的情况下使用电力负荷控制装置 ，目的是改善电网负荷曲线，削峰填谷，提高电网运行的经济性、安全性和发电 设备投资的效益，推迟电力设施的建设投资。目前，国外正把注意力从一般的负 荷控制转向配电自动化、需求侧管理和对电力市场的技术支持。我国从1977年底开始了电力负荷控制技术的研究和应用，过程大致可分为以下几 个阶段。1977-1986年为探索阶段，研究了国外电力负荷控制技术新采用的各种方 法，并自行研制了音频、电力线载波和无线电控制等多种装置，同时由国外引进 一批音频控制设备安装在北京、上海、沈阳等地。1987-1989年为组织的试点阶段 ，主要试点开发国产的音频和无线电负荷控制系统，分别在济南、石家庄、南通 和郑州安装使用，都获得了成功。在试点成功的基础上，1989年底在郑州召开了 全国计划用电会议，要求首先在全国直辖市、省会城市和主要开放城市重点推广 应用，然后在所有地市级城市中全面推广。1990-1997年是全国推广应用的阶段， 经过7年多的努力，全国已有近200个地市级城市供电系统规模不等地建立了负荷 控制系统，还有部分县级城市也开展了这项工作。这些系统普遍采用了无线电作 为组网信道，有些系统部分采用了音频或电力线载波，也有采用分散性装置来补 充无线电信道达不到地用户的控制。1996年7月，重庆市首先通过了电力部组织的 负荷控制实用化达标验收，同年12月，烟台和郑州也通过了电力部组织的正式验 收，1997年，又有绍兴、合肥、武汉、福州、张家口等五座城市也相继通过了电 力部实用化达标验收，这标志着我国负荷控制的推广应用工作进入了一个新的阶 段。电力负荷控制设备的投入运行，使各地区的负荷曲线有了很好的改善。1997 年以后的电力负荷控制系统从单一控制转向管理应用的发展阶段。随着电力供需矛盾趋向缓和，电力负荷控制系统的作用逐步转向了建立正常的供 电秩序、保障电网安全、营配管理等方面，系统还增加了用电管理功能，包括用 电信息管理、远程抄表、用电信息服务等功能。这些扩展的功能，提高了电力负 荷控制系统的经济价值，在系统的数据处理方面也打破了以往的局限性，扩展了 网络功能。为了更确切地表述这个系统，电力负荷控制系统更名为电力负荷管理 系统。电力负荷管理中心可以透过数据库和网桥与不同的系统网络联结，将负荷 管理系统的大量数据信息送到电力系统的管理网、调度网、营业网等，为电网管 理的科学化和现代化奠定基础。目前国内的电力负荷管理系统的技术平台都逐渐转向网络，开发方式也由客户机/ 服务器体系统结构C/S模式主导转向以C/S模式为主，同时结合B/S模式的方式，其 目的是为了在传统开发模式保障相关数据信息安全的条件下，也可为多用户提供 方便快捷的系统管理。课题学术和实用意义随着社会主义市场经济的不断发展，用电负荷日益增长，对电力负荷情况进行科 学的管理是电网调度亟待解决的一项重要任务。电力负荷管理系统是实施电力需 求侧管理的有效技术措施，是贯彻落实国家有关用电政策、调整电网负荷结构、 提高营销与服务水平、实现用电负荷管理到户的现代化技术手段。电力负荷管理系统的广泛应用是电力企业自动化技术发展的必然趋势，对当前电 力企业的生产和管理都具有十分重要的意义。(1) 对电力生产的意义电力需求侧管理(Demand Side Management，DMS)是电力企业优化管理电力资源的 一种措施，电力负荷管理是其重要组成部分。电力企业利用科学、合理、有效的 技术措施和运营策略，在用户的参与下，对负荷蓝线进行改善，达到合理利用电 能资源，提高用电效率的目的，使节能与发展并行，最终实现电力企业和用户双 赢的局面。电力负荷管理从电力需求侧管理的焦度进行削峰填谷，控制到点，减 少基础建设投资，减少机组启停调峰造成的损失。此外，还可以进行配电线路负 荷率调整，对地方电厂和上网的企业自备电厂发电进行必要的监控。(2) 对电力管理的意义电力负荷管理系统对电力用户各时段的用电情况进行实时监控与计量，对欠费用 户报警及进行有效的停电、限电控制。同时自动监测和记录用户的窃电、超负荷 用电情况，为电力实现自动化、网络化管理奠定基础。(3) 对有序供用电的意义利用电力负荷管理系统的控制手段，配合法律和经济措施，把合理用电深入到户 ，这样既确保实施全局有序用电，又便于用户实施自我控制和生产安排，最大限 度地提高电力的经济效益。电力负荷管理系统是实现供电企业与用电客户实时联系的重要桥梁，是电力需求 侧管理的有效手段，也是用电营销现代化的基础之一，它对提高用电营销现代化 管理水平的作用也越来越突出，随着认识和开发的不断深人，它必将为电力生产 和市场营销提供强大的数据服务，为实现用电管理现代化发挥更大作用。2.课题研究目的、内容、技术路线研究目的作为国家经贸委就电力需求侧管理重点推广的第一项技术和产品，电力负荷管理 系统有着极其重要的作用和地位。当前，电力负荷管理系统得到广泛的应用，国 家电网公司也明确要求所有下属电力公司2006年必须完成315 kVA及以上的电力用 户安装负荷管理终端(以下简称终端)。然而负荷管理系统，已从拉闸限电”转变 为“有序用电、错峰用电”，从“负荷控制”转变为“远方抄表、异常监测和用 电服务”，这对应用系统和现场终端都提出了更新更高的要求。用电管理是电力企业管理工作的重要内容，主要承担电能销售和社会应用管理工 作，是电力生产供销的最后环节，也是电力工业生产和经营成果最终得到体现。 用电管理工作的质量直接关系到电力企业的自身形象，自身经济效益和社会效益 。电力企业从规范经营、面向市场、集约经营、提供快速市场反应能力的角度出 发，就必须加快用电管理的信息化、一体化进程，及时地引入先进的管理技术和 科学方法，建立起自己的用电管理信息系统，以满足运行、管理、使用中信息交 互的需要。这不仅能够高效地完成用电经营管理的日常工作，而且实现了管理的 信息化、实时化，辅助领导优化决策，从而显著地提高本企业的用电管理水平和 工作效率，增强企业的市场竞争力。随着管理的延伸和深化，加强用电现场管理的需求变得比以往任何时候都更为强 烈。为了进一步扩展电力营销系统的功能，增加电力销售实时信息，包括用电现 场的违章和窃电嫌疑等信息，实现省、地(市)、县、供电所、用电现场的五级联 网，并更好的为电力客户提供个性化的服务。本课题的研究主要基于以下目的：1、依托构建的系统通信网络，将分散在城乡四 面八方的电力用户进行统一的业务管理，方便电力管理中心实现对各区域用户的 实时用电情况的监测与管理，设计一套功能完备、安全性高、灵活性好、实用性 强，覆盖用电片区和电力管理中心层面，适合电力管理特点和管理方式的基于C/S 结构的电力负荷终端管理系统；2、较全面的掌握C/S结构软件开发的主要技术， 进一步加深对C/S软件结构的理解；3、增强软件工程应用意识，学会使用软件开 发工具，并将其应用于工程系统的开发和设计，提高系统开发效率。 研究内容1、根据实际工作需要，建立远程数据采集系统、用电监测与报警系统、电力负荷 控制系统和系统管理层面工作流程，具有实用性强、安全性高，符合电力行业特 点和管理方式的基于C/S结构的电力负荷终端管理系统，代替传统的单机管理或人 工管理，并且在技术和应用上具有一定先进性和稳定性，以切实达到实时控制、 实时监督，提高劳动生产率和工作质量，节省人力物力之目的，并确保电力负荷 终端信息数据的一致性、准确性、及时性和共享性。2、通过GPRS网络通信方式实现系统主站和现场终端之间的数据通讯，具有远程抄 表、反窃电、用电异常信息报警、优质客户服务、电能质量检测、线损分析、负 荷管理和控制等多种功能的用电需求侧综合性实时信息采集与分析处理系统。3、在系统的开发全过程中实践软件工程的思想和方法，使用了软件工程的一些成 熟技术。技术路线基于C/S结构的电力负荷终端管理系统的具体工作技术路线如下：1、采用基于C/S的两层软件结构，分别处理前端界面呈现、事务逻辑控制以及数 据访问。电力负荷管理系统由主站客户端、负荷管理服务器、通信管理服务器、 数据库服务器构成。2、负荷管理服务器的作用是接受用户对电力负荷管理终端发送的配置数据以及数 据采集命令，并将终端的响应反馈给用户。另外，负荷管理服务器还能对采集到 的终端数据进行整理及处理。3、客户端采用Borland delphi6定制开发，客户端的作用是作为主要的人机界面 ，方便高级用户及一般用户根据他们的权限对主站软件系统进行配置、数据的处 理、数据的查询等操作。4、通讯服务器的作用是通过向互联网服务商申请的专用固定IP联入互联网，而电 力负荷管理终端是通过移动GPRS上网的方式连入互联网，这样通讯服务器就起到 了主站软件系统与电力负荷终端之间的通讯的桥梁作用。5、数据库服务器的作用是保存通讯服务器从电力负荷管理终端采集来的各种数据 ，包括查询返回的数据、主动上报的数据、主动上报的异常事件等等。另外，数 据库服务器也用于保存整个主站软件系统在运行过程中的一些数据。3.创新之处与拟解决的关键问题创新之处1、通过对电力负荷终端管理系统的优化完善，为上级决策、配电调度提供现代化 的管理手段；2、异常信息报警是系统实现的一大特色功能。终端一旦出现异常情况，便会立即 主动上送异常报警，系统能支持的异常报警主要包括：电流差动异常报警；电流 互感器短路、开路报警；终端编程时间更改报警；电能表参数更改报警；电能表 、终端失压断相报警；负荷过载报警；电能表飞走、停走报警；电能表通讯异常 报警；终端上电、停电报警；表计故障报警等。2、通过对电力负荷终端的管理，实现了电力部门对于远端区域及客户的功率、电 量的监控，对用电负荷进行有效的管理和控制可以改善负荷曲线，提高发供电设 备的利用率，从而减少拉闸限电对社会生产和人民生活的影响。3、系统能对电力部门所关心的重点地区的电力参数进行实时采集和计算，并能根 据需要生成相关图、表、曲线等，作为管理人员决策时的相关参考依据。4、开发出操作性强、具有实际应用价值符合电力行业特点和管理方式的电力负荷 终端管理系统。5、大量使用了存储过程、视图和触发器，改进数据的存储速度，提高了系统维护 的简便和升级的快捷。6、采用最新的三层结构程序组织技术，将客户机/服务器系统中各系统部件划分 成三层服务（客户服务端、中间层服务和数据库服务），提高系统的可扩充性、 可布局性、安全性好、执行效率高。7、由计算机系统管理员对所有的数据库操作员进行权限设定，不同的应用软件采 用不同的操作员和权限，严格管理，杜绝非法数据库登录，形成了有效的数据库 账户和密码管理。拟解决的关键问题1、建立了系统，实现管理工作的规范化、电算化、科学化、网络化，减少人工干 预。 2、改变原有系统功能单一的缺陷，系统通过收集的数据信息能为其它数据应用提 供有效的支持，能为确保客户用电信息的及时收集和掌握，客户电力负荷的集中 监控，客户侧电能计量设备工作状况的监控，客户用电信息服务和需求侧管理信 息服务等功能的实现，加强电力负荷终端管理的规范性。3、项目研究过程中的需求分析、软件开发技术的选用、数据库建设等步骤是做好 本次研究的关键，需要严格按照项目方案和软件工程开发方式进行，并得出研究 的结果。4.预期目标根据实际工作的需要，开发设计出一套实用性强、安全性高的符合电力行业特点 和管理方式基于C/S结构的电力负荷终端管理系统，将遍布在各区域不同地区的单 位、用户的用电情况进行统一的监测管理。通过该系统不仅满足了电力系统运行 、管理、使用中信息交互的需要，并且高效地完成用电经营管理的日常工作，从 而实现了电力终端用户管理的信息化、实时化，进一步提高了电力管理水平和业 务的开展。5.可行性论证本次研究的可行性论证主要从以下三个方面获得：1、技术可行性以目前的技术看，建立C/S结构的网络应用，其相关开发技术成熟，相对易于把握 ，便于较快上手，且成本较低。基于C/S结构的电力负荷管理系统能实现不同的客 户端使用操作人员根据其相应的管理操作权限采集和操作数据，改方式能更有效 地保护数据平台和控制管理访问权限，使其数据安全性得到了最大保障。电力负 荷管理系统依托于GPRS通信方式连入互联网，从而实现了与远端电力负荷终端之 间的通讯。数据库服务器端选择Oracle，与其它的数据库相比，Oracle数据库是 最稳定的，提供的功能足够用户使用，并且更节省资源。因此，技术方面是可行 的。2、经济可行性电力负荷终端管理系统的实施，具有良好的社会效益和经济效益。对于一些片区 的操表工作不需专职人员，兼职即可完成，仅从人力成本看，用这套系统所取得 的效益将是巨大的。同时该系统仅通过远程监控便可及时了解单位、个人的用电 、漏电等各类情况，从而大大减少了管理中不必要的麻烦，降低了用电过程中可 能出现的一些不可预测风险。因此，经济方面是可行的。3、操作可行性本程序的适用环境十分宽余，现用的 Windows 家族都能适用。因在最初设计阶段 经过与电力单位的密切交流与不断摸索，前期需求定位十分明确，因此在界面和 操作上设计更加合理，应用软件的安装方便，运行快捷。因此操作上是可行的。 综上所述，对项目进行研究是可行的。 6.参考文献1 童瑞明电力负荷管理系统应重新定义电力需求侧管理，2003，5(6)：54 -552 王月志，赵跃，潘娟电力负荷控制技术东北电力技术，2003，(3)：49- 523 赵亮新形势下的电力负荷管理系统电力需求侧管理，2003，5(4)：35-374 唐桂忠，张广明，赵亚琴基于无线通信的电力负荷监控系统的设计计算 机测量与控制，2004，12(12)：1178-11805 刘应负荷管理系统的运行特点及应用前景明福建电力与电工，2005，(4) ：46-486 DL 535-93电力负荷控制系统数据传输规约19967 王伟峰对电力负荷管理系统数据传输规约内容的讨论电力系统自动 化，2006，30(6)：96-998 魏民，罗安使用面向对象的设计技术实现电力通信规约，电网技术，2006 ，26(3)：68-719 赵同生，曹冰，曹东电力负荷管理系统发展方向的探讨电力需求侧管理 ，2003,5(2)：47-4810 邱佑存，李尧，屠礼三电力负荷监控系统的发展趋势及前景湖北电力， 200l， 25(3)：4-6选题报告论证记录（含时间、地点、参加人，提问及回答要点等）：时 间： 2010 年 9月 10日 下午3时地 点： 重庆大学软件学院主持人： 陈刚副教授参加人： 王成良、袁霄、任利海、闵刚、谢颖、杜柏村、沈阳辉 1、基于C/S模式的电力负荷终端管理系统组成及其功能？答：基于C/S模式的电力负荷终端管理系统，整个系统由终端、收发设备、硬件设 备、主站软件系统及数据库等组成。系统采用无线GPRS通信方式，由负荷管理系 统主站软件通过安装在客户侧的电力负荷管理终端对某个区域或客户的电能使用 状况实行监测和控制，并对采集的数据进行分析、应用的综合系统。本系统提供 了系统功能设定、用户数据采集（人工和自动）、自动预警报警、负荷曲线报表 分析、用户管理和操作日志记录功能。涵盖了电力负荷终端所涉及的各个应用方 面，是一款针对特定用户和特定环境而定制开发的一款应用管理软件。具有人机 界面友好、使用方便、功能简洁、运行稳定、配置简单、易于维护等特点。2、为什么选用C/S结构？答：C/S结构，即Client/Server(客户端/服务器)结构，通常该模式一般采用两层 结构：第一层是在客户机系统上结合了表示与业务逻辑；第二层是通过网络结合 了数据库服务器。C/S模式主要由客户应用程序、服务器管理程序和中间件三个部 分组成。通过它可以充分利用两端硬件环境的优势，将任务合理分配到Client端 和Server端来实现，降低了系统的通讯开销。而随着互联网的飞速发展，基于B/S 模式的开发日趋迅猛，其分布性强、维护方便、共享性强等特点对传统的C/S模式 形成了一定的威胁和挑战。但基于B/S模式的数据安全性问题、对服务器要求过高 、数据传输速度慢、软件的个性化特点明显降低，这些缺点是有目共睹的，其难 以实现传统模式下的特殊功能要求。相对B /S结构而言，C /S结构在开发电力负荷终端管理系统方面具有以下明显的 优势：能充分发挥客户端PC的处理能力，很多工作可以在客户端处理后再提交给服 务器。对应的优点就是客户端响应速度快，客户端实现与服务器的直接相连，没 有中间环节，更利于处理大量数据。同时由于开发是针对性的，因此，开发出的 操作界面漂亮，形式多样，可以充分满足客户自身的个性化要求。由于C/S采用配对的点对点的结构模式，并采用适用于局域网、安全性比较好 的网络协议，因此安全性可得到较好的保证。C/S一般面向相对固定的用户群，程 序更加注重流程，它可以对权限进行多层次校验，提供了更安全的存取模式，对 信息安全的控制能力很强，一般高度机密的信息系统适宜采用C/S结构。而B/S采 用点对多点、多点对多点这种开放的结构模式，并采用TCP/IP这一类运用于 Intemet的开放性协议，其安全性只能靠数据服务器上管理密码的数据库来保证， 所以B/S对安全以及访问速度比C/S有更高的要求，而Intemet技术中这些关键的安 全问题远未解决。交互性强是C/S固有的一个优点。在C/S模式中，客户端有一套完整的应用程 序，在出错提示、在线帮助等方面都有强大的功能，并且可以在子程序间自由切 换。B/S虽然由JavaScript、VBScript提供了一定的交互能力，但与C/S的一整套 客户应用相比还是太有限了。3、电力负荷终端管理系统的现状是什么？答：我国从1977年底开始了电力负荷控制技术的研究和应用，过程大致可分为几 个阶段。第1阶段：负荷控制系统，仅限于满足负荷限电不拉路的基本要求，它独 立于电力企业内部的其他系统，信息的一致性和共享能力差。第2阶段：负荷管理 系统，除满足基本的控制功能外，信息的采集功能进一步加强，如远方抄表、小 电厂上下网及发电信息采集、催缴电费、购电