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近年来,科学技术的迅猛发展使得电力系统呈现出了新的特点。电力系统正逐渐从垄断经营转向竞争性经营。而随着竞争机制的逐步提高,电力系统软件正在经历着深刻的变化。大区电网的互联,电力系统从发电侧向用电侧转移使电力系统能量管理系统包含的范围日渐广泛、系统的规模日渐扩大、涉及到的功能日渐复杂。面对旧有结构的能量管理系统以及其遗留的众多的有效、复杂但功能单一的独立功能,如何保证在不丢失其原有优点的同时,又满足系统继承带来的对扩展性和移植性的要求成为系统设计的首要考虑因素。
电力系统自身具有分布式特点。用电是一个典型的“分布式”处理系统。随着系统设计重点从发电侧向用户侧转移,软件设计目标也开始考虑用户侧的参与。这种参与带来潜在的分布式趋势。电力系统也在走向大系统和统一化系统。已有的EMS系统从应用平台到系统结构都千差万别。有许多应用系统不乏成功范例,但将之应用于所有系统却并不可行。究其原因,主要是可扩展性和可移植性的问题。可移植性要求系统设计给出模块的标准化;可扩展性要求系统模块化设计,从系统高度给出模块之间相互交互的标准化。计算机技术的发展,和电力系统的需求使高可扩展性和高可移植性系统设计与实现成为可能。组件技术与软件总线技术给出了所有系统模块定义与模块交互的标准。
根据实际系统产生的问题和提出的要求,本文集中在分布式EMS系统设计概念和最新分布式技术与组件技术在电力系统EMS软件设计领域的应用方法两方面进行研究,独创性地建立了按照资源部署服务的多层系统模型;总结出从现有EMS系统转移至分布式EMS系统的一般方法;对电力系统各典型软件模块的分布式改造、服务性改造进行了详细论述;对组件技术中“定义与实现分离”在电力系统中的应用给出详细解释和应用方法;对电力系统软件进行了按照服务与客户划分的模块定义。在所获成果的基础上,本文还应用最新面向对象分析、设计和实现技术以及组件技术和CORBA编程,设计并实现了一个轻量级EMS系统,包括实时态应用(实时数据库与状态估计程序)和研究态应用(调度员潮流计算程序)。另外,本文还以上海奉贤供电局1998年7月20日SCADA全网数据和对应网络结构数据进行了调度员潮流演算测试,证明了分布式EMS系统的分布性以及计算能力和可靠性。本此毕业设计完成的程序工作量巨大、时间很长。实时数据库部分4万余行程序,状态估计与潮流计算超过3万余行,前后历时2年左右。