（山东中车风电有限公司风电研究所 山东济南 250022）
摘要：本文首先简要介绍了当前EMS系统的主流SCADA监控系统人机界面设计。然后分别介绍了国家电网，南方电网，国电南瑞，国电南自，北京四方，河南许继，积成电子等等主流厂商的人机界面图形设计。重点介绍了SCADA数据采集与监控系统的人机界面如何完成统一的建模，保证图形建模的标准化设计，和图形分解。从标准化的维度进行分析人机界面设计标准的统一建模思想，设计原理，设计结构以及工作思路。远景解决多种EMS系统设计的人机界面展示统一建模理论。
关键词：EMS系统，HMI人机界面，SCADA监控，统一标准，电力系统自动化，操作员，工作站，工程师站。
1、引言
近一些年来，在全世界范围内对于能源精细化管理的要求越来越高。随着我们国家在能源利用领域技术不断的突飞猛进，越来越多的高科技公司投入到了能源管理系统EMS的研究与开发中来。尤其是世界新能源不断的推广，世界对于新能源的管理更加要求精打细算。随着我国十三五新能源规划的出台，我国一路一带政策和方针的落实，能源监控系统平台开发力度就会越来越强。但是随着广大的系统平台开发，每个平台独立的设计自己私有的人机界面格式，为今后云大物移等系统的数据交互和信息传递设置了越来越多的障碍。那么就需要更加标准化，更加快捷，更加准确，更加包容的提出一套研究EMS系统的人机界面编码体系理论，来帮助EMS系统的发展，高效、轻量化开发的构建新的信息平台。
2、监控系统人机界面总体设计
2.1常规SCADA监控系统的画面
当前电力系统主流一次系统图，基本上涵盖了主要的电力系统部件。如变压器，断路器，母线，开关，刀闸，电流互感器，电压互感器，接地开关，标签，按钮，文本，电力数据等等常规电力图元控件。
当前在国家电网、南方电网中，从事调度自动化的厂家主要有，国电南瑞，东方电子，积成电子，北京科东，南瑞继保等自动化厂家。目前每个自动化厂家的EMS能量管理系统独自成立一个体系，在电力系统一次图形中，使用各自的方法独立设计。直接的结果就是互不兼容，互不通用，互不冗余，互不修改。如果想使用一个厂家开发好的人机界面图形，进行修改和二次开发就目前的情况来看，这个想法是基本不可能的。唯一的方法只有从头干起，有几个厂家就需要维护几个系统，开发几个同样业务的人机界面，如果一个界面出现了问题，那么所有的厂家必须同步修改，所有的系统需要重新就修改内容进行同样的测试实验。这就造成了工作量极大的重复和浪费，同时系统不能保证唯一性、继承性、扩展性。
2.2能量管理系统EMS的人机界面分解
当前比较典型的设计思想已经从面向过程过渡到面向对象，又从面向对象发展到了面向服务的阶段。从自然人的视角去分析人机界面的图形，那么我们发现所有的电力系统图形，都可以分解为多个电力设备组员。所有的电力设备组员都可以分解为独立的电力设备子元。那么每一个子元都由相应的属性和定义。我们就具备了统一人机界面的基本基础。我们定义用户视角的电力系统图形叫做电力系统人机界面图形，定义构成人机界面图形的电力设备叫做电力图组，定义构成电力图组的子元叫做电力图元，图元的属性和定义统一叫做图元属性。
2.2.1电力系统变压器图形分解。
在变压器的图组中，我们可以把它分解为基本的图元，点，线，三角形，四边形，圆形，标签，文字等。例如上图中变压器可以分解为三个圆；星三角接线可以分解为三角形和线段，外部接线端子可以分解为点；放点间隙可以分解为四边形，线，端子；接地开关可以分解为端子，线段。每一个图元我们配置上对应的属性。例如前景色，背景色，设备类型，线段类型，显示样式，起点坐标，长宽高，图层等等。
我们把变压器的属性定义如下：
有了以上的图元属性描述，我们编制文本描述我们绘制的图形。那么我们把它翻译为文件描述就是下面的格式。
3、结论
综上讨论我们可以看到，目前EMS能量管理系统信息化人机界面规范化的设计还有存在有设计提升的空间。
我们从先进性角度分析，归一化的人机界面规范化的设计，可以帮助我们快速的搭建新的EMS能量管理平台，从而在先进性角度可以拔得头筹。
我们从技术性角度分析，标准的人机界面规范化的设计，完全不存在技术的壁垒。任何一个自动化专业监控厂家都可以使用公开的标准规范打造自己的人机界面监控系统。需要做的只要是理解面向用户业务维度的用户需求，生成自己的人机界面设计文档。
我们从可扩展性和灵活性的角度分析，首先从可扩展性上分析，随着电力系统设计的不断更新变化，既有的图形完全可以继承下来，在原有基础之上继续完善和改进。另外在自己有特殊化的需求，可以灵活的扩展增加自己的图组，图元，属性，保证了系统的可成长性。
我们从标准化和互操作性角度分析，随着信息化系统的突飞猛进，信息化系统可以说是犹如春天芦笋一样大量野蛮生长。随着越多的信息化系统生长，信息化孤岛现象就更加难以处理。如果可以完成标准化和互操作性的归一化设计，必然日后的万物相连，互联互通打下坚实的基础。
我们从经济效益角度分析，人机界面规范化的设计，必然大量的减少了信息化平台底层图组，图元，属性等绘制，定义，继承的工作量。关键的问题是，今后在开发的信息化平台已经天然的具备了继承先辈工作经验，过往能力的基础，不再成为任何工作的开山鼻祖，从头干起了。
综上所述加大力度研究EMS能源管理系统的人机界面图形归一化设计是非常正确的选择，必将成为“一个世界，一个标准”的先导者。
参考文献：
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[2] 王锡凡，方万良，杜正春. 《现代电力系统分析》
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[7] 毕胜春. 《电力系统远动及调度自动化》
[8] 盛寿麟. 《电力系统远动原理》
论文作者:李永建
论文发表刊物:《电力设备》2017年第1期
论文发表时间:2017/3/9
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