電力系統圖形建模的開發
一、概要
電力系統圖形建模器作爲一個重要組成部分鑲嵌在其它電力系統應用程序中，這就要求它能夠方便地與各種分析功能接口，爲它們提供一個統一的圖形用戶界面。各設備圖元的數據屬性也要結合應用程序的數據需要而統一考慮，二者共用一個電網拓撲結構數據庫。以軟件工程的設計思想爲指導，通過研究圖形編輯器應具有的功能和一般系統分析所需的設備參數，提出一種基於面向對象技術的電氣圖元數據結構設計。
圖形是工程中最簡潔的語言，在圖形界面上實現數據輸入和結果輸出可起到一目瞭然的效果，便於用戶查找輸入錯誤。它融合了圖形學、圖像處理、數據管理等其它相關領域技術，目的在於解決巨量數據的處理和信息的綜合表示問題，提高信息的利用效率。電力系統是一個複雜的龐大系統。應用科學計算可視化將有助於電力系統的研究和開發。
但在圖形平臺開發上，還存在着由於各應用軟件的要求不同，不得不重複開發的間題。面向對象技術的引入能很好地解決這一問題。面向對象編程方法是一種基於對象分解，以數據分析爲中心的編程思想。由於對象的分解保持與事物的實際結構一致，對現實世界的模擬逼真，使程序員能夠充分理解並管理更大更復雜的程序。繼承和多態的機制又能使程序員輕而易舉地利用以前的代碼。電力系統中的各設備元件有其共性，把這些共性抽象爲一個統一的基類，每增添一種設備只需利用圖元組合功能，圖元分組，又可以使它們的操作模式統一化，高效地實現代碼重用。在這裏選用了Visual Graph專業圖形平臺作爲圖形開發工具。
二、功能分析
隨着圖形化用戶界面(GUI)的發展，電力系統圖形編輯系統越來越成爲電力系統分析軟件中不可缺少的一部分。它可給用戶提供一個方便、易用的界面，可使應用程序更直觀地實現其操作和分析。它所服務的對象不應侷限於某一具體的應用分析，要有通用性，爲其它軟件提供統一的數據接口，應充分考慮應用軟件的共同需要。
三、圖形支特
圖形平臺首先要有完善的圖形編輯功能，包括廠站圖、電氣接線圖等，可以對各種電氣圖元進行編輯操作，例如:複製、剪切、粘貼、縮放等基本操作，爲繪製各種電力設備圖元提供相應的工具箱，通過選擇工具箱可以直接完成各種設備的繪製。
爲了能直觀反映系統的分析、操作、運行狀態。圖形上還需能夠實現一些基本顯示與操作功能。在當位置顯示系統的運行參數，通過圖形對一些設備的運行狀態進行操作顯示，如:開關的開合狀態。
此外，在圖形的存儲格式上要能兼容一些基本的圖形格式，如:位圖格式，使其具有一定的二次開發展能力，既有獨立性，又有一定的開放性。
四、數據支持
數據支持主要體現在通過圖形界面對元件設備的一些參數進行設定，即可在用戶與元件數據庫之加一個表格式的對話框，進行各種數據參數的輸入和修改，實現圖形與數據庫相關聯。與傳統的利用文本格式數據輸入相比，這種方法保證了設備參數與設備的一一對應，減少了原始數據出錯的可能性。對各設備的參數設計上，也應充分考慮後續各分析模塊的需要，方便其操作。
五、設計原則
由於圖形平臺在電力系統應用軟件中的基礎性地位，最重要的就是考慮其可拓性和相對獨立性。可拓性是指圖形編輯系統本身有一定的可拓展性，如現在越來越多的Visual Graph元件引入電力系統，圖形編輯系統需能很方便地將這些元件引人編輯系統。這就要求它對各元件設備有統一的操作模式，而面向對象技術能很好地解決這一問題。
圖形編輯器中的架構結構
對於有着大量圖元的電力系統圖來說，要在一個圖中表達出所有元件很困難，因此有必要進行分層管理。即總圖在一層中，包含的元素有電廠、變電站、聯絡線、虛節點(用於處理T型接線)，主要用來顯示廠站之間的連接關係，在網絡圖上顯示網絡參數、計算結果及其它信息;各廠站主接線圖在下一層，用於編輯廠(站)的電氣主接線。電廠、變電站都有自己的電氣接線結構，每“打開”一個廠(站)就可在此編輯窗口中編輯此廠(站)的電氣接線。在電氣接線的編輯窗口中包含的元件較多，主要包括:發電機、變壓器、斷路器、電抗器、隔離開關、母線等。
這樣處理層次清楚，關係明確。元件設備管理系統只需在數量相對較少的元件範圍內操作。進行拓撲分析時，也只需一般的深度優先搜索即可完成，而不用引入圖論等較複雜的算法。
從電力系統應用軟件的需求出發，分析了圖形平臺的一般功能和設計原則，分析設計了圖形平臺中各元件圖元的各類參數，把對圖形、圖像的操作轉化爲對圖元位置、大小的操作，較好地實現了圖形平臺對應用軟件的圖形和數據支持。
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