基于UML的电能量计量系统设计与实现研究

基于UML的电能量计量系统设计与实现研究

陈晓东[1]2003年在《基于UML的电能量计量系统设计与实现研究》文中研究表明本文结合作者在电能量计量系统开发过程中的实际经验,介绍了UML在大型系统设计与实现过程中的应用。 UML是面向对象的分析与设计(OOA&D)方法的发展在80年代末至90年代中期出现高潮时的产物。UML的目标是以面向对象的方法来描述任何类型的系统,具有很宽的应用领域。在比较传统开发方式和面向对象开发方法的基础上,作者着重研究了在电能量计量系统开发过程中利用UML对系统进行需求确认、分析、建模、设计直到实现的整个过程。 作为一个通用的标准建模语言,UML可以对任何具有静态结构和动态行为的系统进行建模。在需求分析阶段,可以用用例来捕获用户需求。通过用例建模,描述对系统感兴趣的外部角色及其对系统的功能要求。为实现用例,类之间需要协作,这可以用UML动态模型来描述。在测试阶段,UML模型还可作为测试的依据。总之,标准建模语言UML适用于以面向对象技术来描述任何类型的系统,而且适用于系统开发的不同阶段,从需求规格描述直至系统完成后的测试和维护。 本文描述了如何利用UML对大型系统进行需求分析、建模、设计以及实现,并以电能量计量系统中数据采集子系统为例,描述如何利用UML提供的九种视图从不同应用层次和不同角度为系统从系统分析、设计直到实现提供有力支持。围绕电能量计量系统中的数据采集子系统的研发做了以下方面的工作: (1)确定系统中的用户需求,并根据需求建立业务模型和用例模型。 (2)进行了系统的体系结构设计,使其能满足多服务器、多通道、并行处理的要求。 (3)根据用例模型生成系统的分析模型,描述系统逻辑类结构、逻辑类之间的关系。 (4)根据系统分析模型来确定设计模型,构建系统的平台代码类。 (5)利用VC++进行代码的编写。 (6)对编码完成后的系统进行测试。 通过本文列举的实际例子,清楚地表明UML为系统开发人员建模提供了强大的支持,并提供了很大的自由度,必将在以后的各个系统的开发过程中得到越来越广泛的应用。

汪洋[2]2013年在《福州电业局用电信息采集系统的设计与实现》文中进行了进一步梳理2010年,国家电网总公司制定了国家电网的前景方向,要在十二五期间实现“叁集五大”,同步提升信息化建设,为国家电网提供更优质的现代化服务。指导方针中的“大营销”体系是要优化完善国家电网的组织营销方法,以智能统筹的方式拓展市场,提高科学的服务质量,实现福州电业局用电信息采集流程化、一体化,完成“全覆盖、全采集、全预付费”的总体设计目标[1]。用户用电信息采集系统的设计与开发为国家电网的智能化发展方向给予全面支持,在采用智能化的用电信息采集方式后,全国的电力用户的用电信息可及时通过专线网络传输到电网各地部署的后台中心,我们的系统在成功接收到正确数据信息后,进行预先设计的分析处理,对于需要及时反馈的信息,再经由网络专线加密发送给用户终端设备,完成与用户的一次及时互动过程,这是智能电网的一个重要表象。通过用电采集系统建设实现了“大营销”体系的核心部分和基础,以实现“全覆盖、全采集、全预付费”的总体目标。这是乃至国际上通用智能电网技术发展的目标与方向;是智能营销、互动营销的核心基础;是在线监测、有序用电、需求侧管理、智能分析、辅助决策的核心保证[2]。本文为福州市电业局用电信息采集工作提供了一个不限时间、空间限制的全天候服务平台,在设计时,应用UML统一建模语言为系统进行了逻辑建模设计,开发时,基于面向对象的编程思想和开发工具,完成了系统的设计和实现。整个系统的整体结构完整,扩展性能优越。本课题的研究对于优化改善用电数据信息化采集处理,信息采集业务流程化和电网管理制度化建设等方方面面具有显着效果。本论文完成的主要工作有:1、对福州电业局用电信息采集智能化的业务需求进行深入调研和分析,同时深入研究UML统一建模语言,MVC叁层设计模式,智能电表,电能计量封印等技术,分析了针对福州市电业局用电信息采集的业务需求,开发福州电业局用电信息采集系统的可行性。2、以福州电业局用电信息采集的业务需求为基础,对系统的各个功能模块进行了详细的设计。同时通过为系统建立E-R图,设计了系统的数据库结构。并根据用电用户数据对安全性要求较高的特点,对系统进行了安全设计。3、结合实际的开发情况,对MVC设计模式的叁层体系结构做了改进。将MVC设计模式中的模式层进一步划分为数据访问层和持久化层,向控制器层屏蔽底层数据源的差异性,并为其提供统一的数据访问接口,增强了系统的扩展性,灵活性和适应性。4、开发实现了福州电业局用电信息采集系统,并对系统进行了功能测试和性能测试。

欧灶军[3]2007年在《基于CIM/XML的电能量计量系统设计与实现》文中指出随着社会主义市场经济体制在我国的确立和电力工业的发展,电力作为一种商品走向市场己是大势所趋,电网的商业化运营和管理已逐步展开。特别是最近几年,电厂的建设和投资模式的多样化,使大多数的新、扩建电厂的产权已不在是国家独有,“厂网分开、竞价上网”是今后发展的趋势。为了对上网电量进行精确计算,必须有一套计量精确、运行可靠、相对独立的电能量计量系统。经过多年的发展,我国电能量计量系统已达到一个较高的水平。本文以河南郑州供电局的电能量计量系统为例,从系统的硬件结构配置,应用系统的总体结构确定了电能量计量系统的结构模式,同时从电量数据采集、数据统计与分析、报表、电量数据发布等几个方面描述了该系统的系统功能。为了解决通信成功率和通信效率的问题,本文在网络结构上采用了终端服务器扩展串口和通道自动切换机制,采用多Modem多通信工作站同时工作的方案,应用了基于多线程技术的并发通信机制,提高了系统的通信效率和通信成功率。系统支持电力系统电能累计量传输配套标准规约IEC60870-5-102,并集成了多种规约,可以接入不同的采集器。本文采用的提高通信成功率和通信效率的并发通信机制已应用于郑州电能量计量系统中,该系统目前运行正常,且通信工作站采集状况足以满足系统要求。为了解决电力信息化建设的“信息孤岛”的问题,要求电能量计量系统具有更强的开放性和灵活性,更方便的与其它系统实现信息共享和互操作。采用基于IEC61970标准的信息模型,利用CIM/XML与其它系统交互,可以使电能量计量系统具有非常好的开放性。本文提出了基于IEC61970的电能量计量系统技术方案,阐述了基于CIM的建模方法,包括建立基于CIM模型的面向对象数据库以及系统模型和CIM中的对应关系,模型中的继承,关联等关系。将系统的对象模型按照相应的映射规则,映射为关系数据库中的关系模式,并为关系模式建立相应的约束。论文利用IEC61970标准的CIM数据模型,并结合相关的计算机技术,完成了对常规电能量计量系统的数据库与CIM模型之间的映射,并用Delphi数据库编程语言实现了面向对象的关系数据库,为进一步开发基于IEC61970的电能量计量系统提供了一个统一的数据平台。

孙金鑫[4]2016年在《威海供电公司计量点管理系统的设计与实现》文中研究表明由于威海供电公司发展迅速,供电涉及的领域也越来越广泛,但由于供电公司内部使用的计量点管理系统采用多年之前已经落后的技术手段,使得供电公司在供电出现故障时不能及时进行派工,经常遭到部分片区用电客户的不满甚至投诉,加之由于系统内部缺陷,使得对计量装置的改造不彻底,经常会出现拆西墙补东墙的情况,导致改造成为恶性循环,即浪费了大量的人力物力也降低了供电公司处理问题的效率。随着当代信息技术的迅猛发展,威海供电公司迫切希望对现有的计量点管理系统进行改良。系统使用的是B/S(浏览器/服务器)模式,该模式将显示、业务运算、数据库等功能完全分离,实现了系统良好的可维护性。在框架方面,该系统采用基于MVC设计模式来开发程序的SSH技术框架,将系统分成表现层、业务层和持久层。Struts框架主要负责表现层中用户与界面的交互。Spring框架主要负责业务层各种逻辑业务的功能操作,并提供应用程序中的配置方法等。Hibernate框架在使数据持久化方面克服了JDBC操作数据库时的繁琐,使持久层的设计更加高效灵活。在编程语言方面,系统采用Java语言对其进行开发设计。在数据库方面,系统采用的是具有大量存储功能的Microsoft SQL Server 2014技术。系统实现的功能主要包括:投运前管理、台账管理、运行维护及检验、电能计量装置分析和计量装置改造工程管理。其中,投运前管理实现的功能主要包括设计方案审查通知、设计方案审查结果录入、安装派工管理、竣工验收管理和关口计量点信息归档;台账管理实现的功能主要包括计量点台账查询和运行计量装置查询;运行维护及检验实现的功能主要包括电能表周期检验、互感器周期检验、计量点变更、关口计量异常处理、电能计量装置分类调整;电能计量装置分析实现的功能包含配置情况分析和运行质量分析;计量装置改造工程管理实现的功能主要包含生成改造需求、实施改造计划、现场核查派工和完成情况分析。威海供电公司计量点管理系统在投入运行后,得到了供电公司从事计量点管理的相关工作人员的一致认可,该系统也在很大程度上提高了威海供电公司的运营质量。

葛亮[5]2008年在《电费集中核算系统》文中研究表明电力营销系统是供电企业用于对业扩报装,电量电费的抄、核、收工作实现信息化管理的软件系统。在供电系统中,由于配电网络结构、电力用户实际需求和供电法规的要求等因素,使得电能计量的方式和计费规则极为复杂,而且大多数电量电费计算系统可扩展性不强,不能适应各种特殊情况的计算要求。其中,电量电费计算是电能营销系统的基本和核心模块,也是技术处理最复杂的模块。本文试图设计一个适应各种用电方式、配置灵活、扩展性强的电量电费计算模型,提高计算的准确性、可靠性和速度,为供电企业建立一个可靠的电能营销系统提供一定的借鉴作用。本文首先通过分析电量计费问题的复杂性,提出了需要解决的问题和设计目标:然后根据配电网络组成的实际情况,提出了配电网络的抽象模型,并分析了配电网络的数据存储结构和设计实现过程;最后以配电网络模型为基础,分析了电价、表卡、计损设备和各种用电方式的数据存储结构,并分析了电量电费的计算过程,其中涉及了损失计算、转供关系处理、表的总分处理、单户扬程计算、公用损失分摊计算和力率考核计算等计算过程,然后给出了算法设计实现的示例。

张皓[6]2009年在《基于GPRS的电能量管理系统架构研究与应用》文中指出通过对用电设备实时监控管理,可以使供电企业更好地为客户提供优质服务。针对专变、台区、大用户等分散的用电场合,要实现用电现场管理,电能量远传技术至关重要。无线公网的发展为分散计量点的远程管理提供了技术手段,GPRS无线网络目前已进入技术成熟期,研究基于GPRS的电能量管理系统架构,更好地满足供电企业信息化需求,已成为电能量管理系统发展的需要。软件架构设计是软件开发的重要过程,架构设计决定了系统的应用方向。传统架构设计主要以C/S架构为主,这样的架构给软件系统带来很多问题,如功能扩展难度大;易产生“信息孤岛”,数据不方便共享;档案结构无法统一;无法实现跨产品实时通讯等。而现在电力企业内部系统繁多,系统间的数据交互非常多,导致系统间数据接口复杂。本文采用WebLogic J2EE标准构建,以SOA架构对整个系统进行分层设计和服务设计,然后以山东菏泽供电公司基于GPRS的电能量管理系统应用为例,对系统业务进行阐述,并对主要业务流程和功能进行了详细设计。主要包括:1)系统架构设计,采用SOA架构进行分层设计,系统包括数据访问层、业务实现层、业务接口层、用户界面层(WEB应用和C/S应用);2)系统档案结构设计,参照电力行业的数据结构标准进行设计,以方便与供电企业的其它系统进行数据交互;3)系统采用“基于APN专线的GPRS组网方案”实现与现场计量点的数据通讯,并实现了对现场数据终端的参数管理以及对数据终端上生成的报警进行实时通知,本文采用JMS的消息通知机制实现实时通讯,并将复杂的二进制通讯规约帧转换成简单易读的XML格式。4)本文通过与电力营销系统的接口为例对数据交互进行了设计,例举了接口服务的方法以及XML文档格式的定义。本文立足实践,将面向服务的架构理论模式引入软件项目开发。使基于GPRS的电能量管理系统架构可以快速响应电力市场需求的变化。

唐跃中[7]2010年在《数字化电网若干关键技术研究》文中提出近几年来,由于全球气候变暖问题和国际上连续出现的大停电事故,引起了人们对电网安全和新能源开发应用的高度关注。针对目前电网在抵御风险方面的脆弱性,新能源接入和应用方面的局限性,世界电力科研机构和较大的公司都开展了对新一代电网的研究,相继提出了“先进电网”、“智能电网”的蓝图。中国的电力专家们提出了建设数字化电网,最近提出了统一坚强智能电网的概念。本文介绍了数字化电网国内外研究现状和基本概念,认为构建数字化电网的关键技术是体系结构设计、信息建模、信息集成和安全防护等方面;提出了数字化电网分层体系结构和建立数字化电网统一信息模型的方法;设计了数字化电网的数据集成平台、应用集成平台和纵向数据互联通信结构和信息安全防护方案。介绍了上海市电力公司实际应用情况。全文的内容主要包括以下几个章节:第一章分析了电力系统当前面临的挑战,介绍了智能电网的基本定义及其目标和功能。分析了数字化电网与智能电网的关系,指出了智能电网是一系列有关技术的总称,而不是一种广泛接受的规范的特定名词。认为数字化电网既是智能电网技术体系的一个重要组成部分,也是电网发展的一个阶段。在介绍当前国内外研究现状的基础上,剖析了建设数字化电网的若干关键技术。第二章详细阐述了数字化电网的概念和内涵,以信息流为导向,提出了数字化电网的分层体系结构。根据数字化电网的整个信息流向,自下而上将数字化电网按照逻辑分为设备层、传输层、数据层、应用层和展现层。设备层以开发智能化设备为主要特点,数据层以数据中心和数据集成技术为基础,分析应用层以应用集成技术为基础,以支持智能调度和辅助决策为主要优势。本章提出的数字化电网体系结构基于公共标准进行设计,具有系统性和开放性。第叁章把信息建模理论引入数字化电网,设计了数字化电网的全景模型。以IEC61970/968 CIM为基础,提出了对电网相关的信息进行统一建模的方法。以最有代表性的变压器资产模型构建过程与资产管理业务流程构建过程为例,分析了数字化电网的数据建模和业务流程建模方法。提出了对CIM模型进行扩展的原则和技术,建立了数字化电网统一信息模型,为信息集成奠定了基础。第四章从信息集成层次论的角度分析了数字化电网信息集成的内在规律,提出了数字化电网数据集成和应用集成方案。数据集成方案基于统一信息模型,采用信息总线技术,主要支持数据信息的横向集成,可有效解决数字化电网信息孤岛问题。应用集成方案采用基于面向服务构架(SOA)和企业服务总线技术,解决数字化电网的实时监控系统与生产、营销等经营管理系统间的集成问题。该方案具有开放和灵活的特点,能够全方位地解决数字化电网的信息集成问题。第五章研究了基于移动智能体(Mobile Agent,MA)技术的数字化电网纵向信息互联的功能需求和技术策略。比较了纵向互联通信网关的叁种通信模式,提出了一个基于MA的数字化电网纵向信息互联平台(DPG-VIP)模型,并对其体系结构进行了研究。设计了互联系统与需接入系统的接口方式及API接口。DPG-VIP平台是实现数字化电网全景可观可控的重要基础。第六章结合数字化电网体系机构,分析了信息安全防护的问题和隐患,归纳了数字化电网在控制安全、信息安全和应用安全方面的叁大需求。提出了以安全分区隔离和基于角色的访问控制为基础的信息安全防护体系。基于业务连续性设计原理,分析了数字化电网业务连续性需求,设计了容灾系统的总体方案。展望了数字化电网安全防护体系整体架构、关键技术的发展趋势。第七章介绍了在数字化电网在上海市电力公司的工程实践。设计开发了上海市电力数字化电网综合数据平台(SP-IDP)。该平台采用统一信息模型,整合了调度、生产、营销等基础业务数据,支持符合CIM/CIS标准的各类数据服务和决策支持。分析了上海公司的典型应用集成需求,建成了基于SOA构架的应用集成平台,实现了生产管理、用电营销和客户服务等核心应用间的集成,建立了灵活敏捷的跨系统业务流程。设计部署实现了上海市电力公司信息安全防御系统。

张东辉[8]2007年在《电能营销系统中电量电费计算模型研究》文中研究说明电能营销系统是供电企业用于对业扩报装,电量电费的抄、算、核、收工作实现信息化管理的软件系统。其中,电量电费计算是电能营销系统的基本和核心模块,也是技术处理最复杂的模块。在供电系统中,由于配电网络结构、电力用户实际需求和供电法规的要求等因素,使得电能计量的方式和计费规则极为复杂,而且大多数电量电费计算系统可扩展性不强,不能适应各种特殊情况的计算要求。本文试图设计一个适应各种用电方式、配置灵活、扩展性强的电量电费计算模型,提高计算的准确性、可靠性和速度,为供电企业建立一个可靠的电能营销系统提供一定的借鉴作用。本文首先通过分析电量计费问题的复杂性,提出了需要解决的问题和设计目标;然后根据配电网络组成的实际情况,提出了配电网络的抽象模型,并分析了配电网络的数据存储结构和设计实现过程;最后以配电网络模型为基础,分析了电价、表卡、计损设备和各种用电方式的数据存储结构,并分析了电量电费的计算过程,其中涉及了损失计算、转供关系处理、表的总分处理、单户扬程计算、公用损失分摊计算和力率考核计算等计算过程,然后给出了算法设计实现的示例。

吴鹏[9]2007年在《电力企业一体化计量自动化系统建设方案》文中研究表明为避免电力企业计量自动化孤岛问题,需要建设电力企业一体化计量自动化系统。目前地区电能量遥测系统、大用户负荷管理系统、低压集中抄表系统技术/配变监测及管理系统技术应用较为广泛,建设计量自动化主站平台条件已逐渐成熟。建设一体化计量自动化主站支持平台,并在此基础上建立线损"四分"管理、需求侧管理高级应用,重点在于总体架构规划、系统软硬件平台设计,核心难点是数据交换技术。本文按照分层设计的原则,将一体化计量自动化主站分为:前置采集层、数据交换处理层、业务处理层、综合应用层四个层次,规划了四个层次之间的数据流程,并按照大、中、小叁个规模勾勒了系统拓扑结构;本文采用当前主流的、开放式的组件技术实现业务应用软件,全部采用叁层架构构建,以保证系统的数据及应用的开放性和可扩展性。业务系统数据库与综合应用数据库的接口遵循统一规定的数据交换标准。业务应用软件包括负荷管理系统、配变计量监测系统、低压集抄系统、地区电能计量遥测系统,并在此基础上开发综合应用软件:数据交换平台、线损计算模型、四分线损统计、需求侧管理。本文着重研究了公共信息模型CIM[5],采用该模型进行数据交换技术的深入探讨,详细描述了计量自动化系统CIM相关的包、数据交换标准、数据交换方式。本文根据大、中、小叁种规模电力企业进行量身定制一体化计量自动化系统软硬件平台方案,内容主要包括:服务器系统、存储系统、系统软件等的规划。通过论文的研究,完成了现代电力企业计量自动化一体化主站的初步设想和建设方案,对电力企业相关系统的建设起到一定的抛砖引玉作用。

王海东[10]2007年在《达州电业局电能量管理系统软件的开发》文中提出近年来,随着电力工业和各行各业现代化企业的快速发展,电力用户的数量和用电量都在迅速增长,用电管理工作日趋复杂,传统的用电管理模式已不能适应这种形势,原因在于信息的传递和更新不及时,数据的查询和统计很繁琐,易出差错。国家电力公司要求各电业局实现精简、优化人员的目标,对供电体系的自动化提出了更高的要求。鉴于这种情况,作者开发了一套电能量管理系统软件,旨在提高用电管理工作的质量和效率,更好地为用户服务。本论文针对国内众多电业局的特点,面对电业局的后台计算机管理系统,通过分析系统的功能需求和系统结构框架设计,介绍了电能量管理系统的主要功能和开发过程,开发了一套电业局电量计划及结算管理系统软件。此系统功能主要包括:电量计划管理;网供电量数据管理、外购电量数据管理、结算管理、系统管理等模块。通过该系统的实施,将会使用电管理更加严格和规范,使用电的各项管理工作科学化。大量的人工统计、计算、制表、填数以及分析等工作将简化为只需将原始数据键入计算机的人机对话工作方式,大幅度提高工作效率。同时理顺各种关系,避免数据的冗余,形成理想的信息沟通渠道,促进管理工作更为现代化。通过在某电业局的长期运行,验证了该软件系统设计正确、合理,运行稳定可靠,有效提高了电力部门的综合自动化管理水平。

参考文献:

[1]. 基于UML的电能量计量系统设计与实现研究[D]. 陈晓东. 湖南大学. 2003

[2]. 福州电业局用电信息采集系统的设计与实现[D]. 汪洋. 电子科技大学. 2013

[3]. 基于CIM/XML的电能量计量系统设计与实现[D]. 欧灶军. 北京交通大学. 2007

[4]. 威海供电公司计量点管理系统的设计与实现[D]. 孙金鑫. 山东大学. 2016

[5]. 电费集中核算系统[D]. 葛亮. 吉林大学. 2008

[6]. 基于GPRS的电能量管理系统架构研究与应用[D]. 张皓. 中南大学. 2009

[7]. 数字化电网若干关键技术研究[D]. 唐跃中. 浙江大学. 2010

[8]. 电能营销系统中电量电费计算模型研究[D]. 张东辉. 兰州大学. 2007

[9]. 电力企业一体化计量自动化系统建设方案[D]. 吴鹏. 天津大学. 2007

[10]. 达州电业局电能量管理系统软件的开发[D]. 王海东. 重庆大学. 2007

标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

基于UML的电能量计量系统设计与实现研究
下载Doc文档

猜你喜欢