面向對象的可視化電力系統分析軟件研究

2017-04-12 10:31:06 大云網　點擊量：評論 (0)

核心提示：　　電力自動化設備面向對象的可視化電力系統分析軟件研究顧曉輝馮林橋周明伍瑞2（。湖南大學電氣與信息工程學院，湖南長沙410082；2長沙市電力局，湖南長沙410002）手段，它通過從真實對象中派　　

核心提示：　　電力自動化設備面向對象的可視化電力系統分析軟件研究顧曉輝\馮林橋\周明\伍瑞2（。湖南大學電氣與信息工程學院，湖南長沙410082；2長沙市電力局，湖南長沙410002）手段，它通過從真實對象中派

　　電力自動化設備面向對象的可視化電力系統分析軟件研究顧曉輝\馮林橋\周明\伍瑞2（。湖南大學電氣與信息工程學院，湖南長沙410082；2長沙市電力局，湖南長沙410002）手段，它通過從真實對象中派生出抽象的類，并通過繼承的方法來構造程序結構。程序結構更加合理易于開發。因此，面向對象編程是克服大型電力系統分析程序難于居護、發展與更新的一種選擇。可視化技術改善了操作界面。討論了如何從電力系統裝置派生出程序中抽象的類，介紹了一種以面向對象編程和可視化編程為基礎，兼顧計算效率和易用性的程序結構。

　　1設計方案長期以來，在高等院校和電力系統相關部門中都開發了一批完善、可靠的分析計算軟件，但這些軟件大多是基于文本操作界面的，需按一定的文本格式進行數據的輸入輸出，當系統達到一定規模時，這樣做就變得復雜而且容易出錯，計算結果也不直觀。

　　可視化編程己發展了一段較長的時間，它使程序的使用變得簡單、直觀，這也是電力系統分析、仿真程序的發展趨勢。面向對象的技術使程序代碼易于開發、管理、擴充和移植。因此以這兩項技術結合，作為開發面向對象的可視化電力系統分析軟件的基礎。

　　2程序的實現2.1程序開發手段C+f語言是面向對象的編程語言，C++語言的高速度，使它適合編制計算程序。Microsoft公司的VisualC++獨有的視一文檔結構，可視化的開發方式實現了圖形界面與文檔數據的封裝，簡化了編程的復雜度，所以選擇VisualC+作為開發工具；//各端點繪圖坐標，在其他元件中定義為CPointmLeftTop；//圖形左上角doublemR；//電阻doublemX；//電抗*mF；//輸電線鏈表的前指針CLine *mB；//輸電線鏈表的后指針//析構函數等2.3各計算類模塊的實現為了更好地利用面向對象的功能，首先創建了稀疏矩陣類CMatrix.在稀疏矩陣中利用C+f的重要功能：重載（overload）使得使用稀疏矩陣就象一般的二維數組一樣簡單。

　　CVector*mVector；//己創建的向量類的鏈表，用于存放矩陣元素。

　　第3個參數無意義，只是讓計算機能區分輸入，輸出//求逆等計算函數，析構函數等。

　　該稀疏矩陣的使用十分簡單，如果定義了一個稀疏矩陣對象：CMatrixa賦值只需a（10，2）=9；輸出只需b=a（10，2，1）和操作二維數組幾乎一樣。

　　因此使原有非稀疏技術的基于C語言的潮流程序的移植非常簡單只需將變量的定義改動，程序的改動也很小，在此可以充分體現C+f的易用性和強大功能。建立在該類基礎上的潮流程序，能支持大規模電網的計算而速度并沒有明顯的降低。

　　然后在這個基礎上創建潮流類和優化方法類。

　　在潮流類中包含各種潮流計算方法和拓撲模塊，通過拓撲決定網絡結構：是配電網還是輸電網，再選擇合適的算法進行計算。同時將各潮流的通用模塊獨立成潮流類的函數，如創建導納矩陣、雅可比矩陣、拓撲等。在優化方法中，封裝了2種優化方法，包括非線形規劃和遺傳算法。

　　24圖形功能的實現有的數據都封裝在文檔類（CDocument）中。因此，在文檔類中對應于每種元件類都有相應的鏈表，通過視類與文檔類的交互來操作這些數據。用戶通過操作圖形界面向文檔類中添加一個元件的數據，由于基于對象的每個元件都有自己的繪圖方法和屬性：包括位置信息、顏色、線形，該元件可以發送消息通知視類自動在屏幕上畫出自己。這樣就使圖形的編輯簡化成對文檔類中各鏈表的操作。當添加一個圖形時，要做的只是向相應的鏈表中追加一個元素，而刪除一個圖形，就從相應鏈表中刪去相應元素；移動和縮放圖形也只要操作鼠標和鍵盤，鼠標的動作修改相應元素的meflTop和mDrawSize兩個參數，再重畫該元素。編輯各元素的屬性頁就可以修改相應的電氣參數和拓撲參數。

　　3軟件的功能與特點法，作為一種電力系統的輔助計算程序，與其他的電力系統輔助計算軟件相比，具有以下特點：a由于采用了面向對象的編程方法，使得該程序具有良好的移植、擴充和可重用性，這實際上使該軟件成為一個完善的電力系統計算軟件的開發平臺。如果要在這個基礎上編寫一個電力系統規劃軟件，就只需創建一個規劃類，和相應的菜單由于可以調用潮流類和無功優化類，計算程序容易實現，而在圖形繪制上，只需加一個地圖比例尺的全局變量，就可以直接在顯示器上顯示規劃的結果，并在圖形上編輯和修改，并將最終的規劃結果分別按圖形和數據打印出來。

　　b.界面友好，操作靈活。可以在界面上通過單擊鼠標，彈出屬性頁對話框，輸入數據，檢查數據的有效性，消除錯誤的數據輸入，避免了以往通過文本格式輸入數據低效率和容易出錯的毛病。圖形編輯功能強大，可以繪制網絡主接線圖，所有元件都可以拷貝、移動、刪除、拉伸和縮放。可以直接按比例打印網絡接線圖。

　　c為了充分體現可視化程序的優越性，建立了線路使用率指示器類，將一個類似于油量計的圓形元件放置在每根輸電線上，通過該元件的顯示，可以容易地知道各線路是否滿載。

　　d為了防止誤操作，將圖形界面分為編輯態和運行態，在編輯態中可以進行圖元的編輯在運行態中所有元件都不能移動位置，可以操作的元件只有斷路器，使用者可以操作斷路器來計算在某種故障時的線路是否過載。

　　4結論該軟件具有完善的繪圖功能和良好的人機界面，用戶可以在圖形上一次完成繪圖與計算計算結果直觀。不僅適用于生產部門，也可用于教育，使學生對系統潮流、運行等有更好的認識。但該軟件仍有需要加強之處，如：a計算分析模塊功能較少（如電力系統動態分析）使得實用性有所下降。

　　b.元件數較少，缺乏變電所設備，如刀閘等，打印只能輸出系統圖，不能直接輸出符合國家標準的工程圖紙。