CN116258448A - 一种基于云平台的一体化厂站接线图管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于云平台的一体化厂站接线图管理系统，它解决了接线图不便统一存储及管理等问题，其包括与服务器层连接的总线和交换器，总线与省级调度中心连接，所述的总线通过路由器与专用网连接且路由器配备有防火墙，专用网与地级调度中心连接。本发明具有管理效果好、图纸适应性好等优点。

Description

一种基于云平台的一体化厂站接线图管理系统

技术领域

本发明属于电子信息技术领域，具体涉及一种基于云平台的一体化厂站接线图管理系统。

背景技术

接线图是用电网描述电能的发、输、变、配电关系以及拓扑结构关系的图形化表示，已经广泛用于电力系统的管理、分析和计算之中，成为电力系统运行管理中的重要辅助工具。当前在电网调度管理中存在着纸质图纸和电子版图纸并存的情况，传统档案管理方式的缺点是信息传递速度慢，图纸共享困难，图纸版本不统一，信息发布、获取、复制、存储成本高，图纸更新不及时，易产生图纸与实物不符的问题等，构成安全隐患。目前图纸的审核，主要通过DMIS上传或邮件的方式收取现场图纸，再通过相应工具进行设计编辑；将完成修改的现场图纸通过DMIS下发或邮件方式发到现场确认完成审核。在此过程中，调度中心对现场图纸修改的工作量大、接线图没有统一的存储与管理；另外，在目前的SCADA系统中，由于不同厂家设计规范不同，导致接线图表示方式与展示内容不尽相同，对于新设备启动模拟方案工作，无法满足调度中心管理要求。

为了解决现有技术存在的不足，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种基于DWG格式的原理图快速生成接线图的方法及管理系统[201410388550.5]，其包括以下步骤：S1、调取DWG格式的原理图或绘制DWG格式的原理图；S2、根据所述原理图的接线信息自动生成网络表；S3、根据所述网络表，自动对参与接线的元件进行元件分板；S4、根据所述元件分板信息生成端子表，以及设置接线路径；S5、根据所述端子表及所述接线路径自动生成接线图。

上述方案在一定程度上解决了接线图标准不一的问题，但是该方案依然存在着诸多不足，例如不便对接线图进行统一存储与管理等问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，对接线图规范统一管理的基于云平台的一体化厂站接线图管理系统及方法。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种基于云平台的一体化厂站接线图管理系统，本接线图管理系统的部署架构包括与服务器层连接的总线和交换器，总线与省级调度中心连接，总线通过路由器与专用网连接且路由器配备有防火墙，专用网与地级调度中心连接。基于流程的电网图纸管理，可在省—地两级调度间进行图纸的在线管理，实现电力图纸、潮流图纸、工程图纸等从制图、录入、审核、批准、归档流程化统一规范管理。

在上述的一种基于云平台的一体化厂站接线图管理系统中，服务器层包括数据库服务器、应用服务器、文件服务器、Web服务器和通信服务器。

在上述的一种基于云平台的一体化厂站接线图管理系统中，本接线图管理系统采用基于J2EE平台的B/S技术架构且包括浏览层、应用逻辑层和数据源层，浏览层包括浏览器且内置Aj iax engine模块和Applet模块，应用逻辑层包括应用逻辑服务模块和Web/XML服务器，Web/XML服务器内置数据处理模块和DB API模块，数据源层具有数据库。

在上述的一种基于云平台的一体化厂站接线图管理系统中，本接线图管理系统的数据架构包括数据同步模块，数据同步模块与Web/XML服务器连接，Web/XML服务器与浏览器连接，数据同步模块与Web/XML服务器之间设置有SVG图形模块，数据同步模块与绘图功能模块连接且之间设置有SVG图形模块和SVG图元模块，SVG图元模块与绘图功能模块以及数据同步模块之间设置有SVG图元库，数据同步模块与CIM/XML模型交换模块以及数据库连接。基于CIM/SVG或类似标准的厂站接线图图形和存储格式标准，解决不同厂家输出的图形对象定义不一致问题，提高图形操作交互性与互动性。

在上述的一种基于云平台的一体化厂站接线图管理系统中，本接线图管理系统的业务架构包括与省级调度中心和地级调度中心连接的设备图纸调度编号管理系统，设备图纸调度编号管理系统通过图纸兼容及提交模块与OCS系统连接，设备图纸调度编号管理系统具有分类存档模块、图纸录入模块、图纸查询模块、图纸更新模块和图纸废止模块。开发SVG图纸与其他第三方OCS监控系统、电力潮流系统等兼容，方便与现有系统集成和新业务的开发。实现厂站接线图的绘制、录入、分类存档、查询、更新、废止、流程流转、版本管理等功能，从规划、可行性研究、设计、施工、投产运行等阶段进行全过程管理。

一种基于云平台的一体化厂站接线图管理方法，包括如下步骤：

S1：提交图纸；

S2：校对图纸；

S3：复核图纸；

S4：发布图纸；

S5：查看审批信息；

S6：全过程管理；

S7：调度编号库管理；

S8：新设备启动智能校正；

S9：工具栏管理；

S10：管理平台建设。上述方法提供面向任务的可视化流程管理手段，使得图纸的管理流程与实际业务流程完全一致，解决图纸流程管理的不规范以及流程繁中出错等问题。

在上述的一种基于云平台的一体化厂站接线图管理方法中，步骤S6建立以时间为主轴的图纸成长库。将规划、可行性研究、设计、施工、投产运行等阶段的图纸进行分阶段保存。

在上述的一种基于云平台的一体化厂站接线图管理方法中，步骤S8包括如下步骤：

S81：启动校验规则；

S82：模块实现；

S83：启动校验；

S84：上电测试。帮助绘图人员、调度人员检验图纸的正确性，减少因误操作带来的生命和财产的损失。

在上述的一种基于云平台的一体化厂站接线图管理方法中，步骤S9包括如下步骤：

S91：文件管理；

S92：系统管理；

S93：权限管理。工具栏管理模块主要管理工具条的显示、隐藏、浮动等操作，绘制的基本图形和电气图元都可以显示在工具条上作为快捷键供用户使用。

在上述的一种基于云平台的一体化厂站接线图管理方法中，步骤S10包括如下步骤：

S101：图纸入库；

S102：图纸查询，分为当前图纸查询和历史图纸查询。通过管理平台建设实现图纸的审核流程管理，从图纸的上报到下发，建立图纸各阶段的版本管理机制，提供各类图纸的历史版本查询功能。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：可在省地两级调度间进行图纸的在线管理，实现电力图纸、潮流图纸、工程图纸等从制图、录入、审核、批准、归档流程化管理；提供面向任务的可视化流程管理手段，使得图纸的管理流程与实际业务流程完全一致，解决图纸流程管理的不规范以及流程繁中出错等问题；提供平面图纸管理模块，可对厂站设备的平面位置信息进行展示，可对平面图纸进行版本管理、查询浏览，为统一规范管理厂站接线图提供辅助支持。

附图说明

图1是本发明的部署架构图；

图2是本发明的技术架构图；

图3是本发明的数据架构图；

图4是本发明的业务架构图；

图5是本发明的管理方法图；

图6是本发明的新设备启动校正原理图；

图7是本发明的新设备启动校正流程图；

图8是本发明的新图入库的流程图；

图中，服务器层1、数据库服务器11、应用服务器12、文件服务器13、Web服务器14、通信服务器15、总线2、交换器21、省级调度中心22、路由器23、专用网24、防火墙25、地级调度中心26、浏览层3、应用逻辑层31、数据源层32、Aj iax engine模块33、浏览器34、应用逻辑服务模块35、数据处理模块36、数据库37、Web/XML服务器38、Applet模块39、数据同步模块4、绘图功能模块41、SVG图形模块42、SVG图元模块43、SVG图元库44、CIM/XML模型交换模块45、设备图纸调度编号管理系统5、图纸兼容及提交模块51、OCS系统52、分类存档模块53、图纸录入模块54、图纸查询模块55、图纸更新模块56、图纸废止模块57、DB API模块6。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

如图1所示，一种基于云平台的一体化厂站接线图管理系统，本接线图管理系统的部署架构包括与服务器层1连接的总线2和交换器21，总线2与省级调度中心22连接，总线2通过路由器23与专用网24连接且路由器23配备有防火墙25，专用网24与地级调度中心26连接。接线图管理系统整体的部署架构采用分层次、模块化的设计理念，提供多个功能模块，为电网公司的图纸生成、图纸管理业务提供了有效的信息化处理手段。其操作系统采用Linux/Windows操作系统，并采用Oracle 11g RAC作为历史数据库、电网模型及参数的存储平台，中间件采用TOMCAT或其他商用中间件。服务器层1包括数据库服务器11、应用服务器12、文件服务器13、Web服务器14和通信服务器15。

如图2所示，本接线图管理系统采用基于J2EE平台的B/S技术架构，融合矢量图形处理技术，研发接线图智能绘制功能、接线图管理功能、新设备启动模拟校对功能，研发一体化的厂站接线图管理平台，实现厂站接线图的绘制、录入、分类存档、查询、更新、废止、流程流转、版本管理等功能，从规划、可行性研究、设计、施工、投产运行等阶段进行全过程管理，为电网可在“省—地”两级调度间进行图纸的在线管理。包括浏览层3、应用逻辑层31和数据源层32，浏览层3包括浏览器34且内置Aj iax engine模块33和Applet模块39，应用逻辑层31包括应用逻辑服务模块35和Web/XML服务器38，Web/XML服务器38内置数据处理模块36和DB API模块6，数据源层32具有数据库37。在图中①表示的是HTTP请求；②表示的是从服务器端返回的JSON(JavaScript Object Notation)格式的数据以及HTML+CSS等文档；③表示的是JavaScript调用；④表示的是数据库37之间的交互操作。客户端的Web浏览器如IE向服务器发出一个HTTP请求，服务器返回一个内嵌JavaApplet的HTML文档。Web浏览器解释执行HTML文件，同时下载其中指明的Applet程序。该嵌入式的Applet程序就可以完全满足用户在客户端的所有绘制接线图的操作，而且交互性好。当页面加载完成之后，在用户端的浏览器34中可以看到一个电网图形建模软件的图形用户界面，主窗口用于绘制图形，同时提供图形列表框，图形列表中提供了电力系统中的设备元件。

电网接线图绘制完成后，用户可以将设计好的接线图保存为指定的XML格式的文本文件。当设计好的变电站接线图需要投入时，用户只需在需要的地方进行加载该XML文件就可以将之前设计好的接线图显示到客户端。同时该系统还提供了用于用户进行打印的功能，可以将之前设计好的接线图以PDF格式或者图片格式导出到本地文件系统，方便用户查看。

如图3所示，本接线图管理系统的数据架构中，模型与图形的一体化通过IEC61970标准的CIM规范和SVG来实现，通过SVG建立SVG图元库44，其中的每个SVG图元与CIM规范描述的电力设备建立映射，并且SVG图元库44中存储CIM中类间的各种关系。其具体包括数据同步模块4，数据同步模块4与Web/XML服务器38连接，Web/XML服务器38与浏览器34连接，数据同步模块4与Web/XML服务器38之间设置有SVG图形模块42，数据同步模块4与绘图功能模块41连接且之间设置有SVG图形模块42和SVG图元模块43，SVG图元模块43与绘图功能模块41以及数据同步模块4之间设置有SVG图元库44，数据同步模块4与CIM/XML模型交换模块45以及数据库37连接。模型与数据库的一体化通过CIM规范建立数据库37的表。因为目前最流行的数据库37为关系型数据库，必须将CIM中描述的类与关系数据库37的表建立关联，所以通过Hibernate框架实现CIM到关系数据库37的O/RM映射。通过这些技术实现CIM与数据库37之间建立映射，并且可以将CIM中类与类之间的关系转化为关系数据库中表与表之间的关系，实现模型与数据库37的一体化。

如图4所示，本接线图管理系统的业务架构包括与省级调度中心22和地级调度中心26连接的设备图纸调度编号管理系统5，设备图纸调度编号管理系统5通过图纸兼容及提交模块51与OCS系统52连接，设备图纸调度编号管理系统5具有分类存档模块53、图纸录入模块54、图纸查询模块55、图纸更新模块56和图纸废止模块57。通过将项目建设系统化，实现厂站接线图的绘制、录入、分类存档、查询、更新、废止、流程流转、版本管理等功能，将规划、可行性研究、设计、施工、投产运行等阶段的图纸进行分阶段保存，建立以时间为主轴的图纸成长库，实现厂站建设的全过程管理。

同时将图纸集中管理，实现图纸管理业务流程的电子化、业务流程流转的自动化，基于流程的电网图纸管理，可在“省—地”两级调度间进行图纸的在线管理,最终将图纸提交到OCS图纸系统。SVG图纸与其他第三方OCS监控系统、电力潮流系统等兼容，方便与现有系统集成和新业务的开发，提高了图纸管理的效率，保证了图纸管理的可靠。

之后将流程管理可视化。提供面向任务的可视化流程管理手段，使得图纸的管理流程与实际业务流程完全一致，解决图纸流程管理的不规范以及流程繁中出错等问题。

除此之外，设备管理一体化。按照设备台帐信息生成图形数据库，对厂站主接线图按所属地区、电压等级进行分类管理；根据图形及信息在各变电站名下生成全部的母线、开关、刀闸、主变、线路等设备台账，对厂站的信息(厂站数量、主变台数、线路条数等信息)进行统计、查询，并能导出到excel文件；能将excel格式的线路限流表和电网接线图中的线路信息双向关联(根据电网接线图导出线路限流值表，根据线路限流值表导入到电网接线图中)。

一种基于云平台的一体化厂站接线图管理方法，如图5所示，包括如下步骤：

S1：提交图纸；

S2：校对图纸；

S3：复核图纸；

S4：发布图纸；

S5：查看审批信息；

S6：全过程管理；

S7：调度编号库管理；项目将开发调度命名编号库管理模块，对规划前期下达的厂站调度预命名和投产前下达的设备调度命名编号进行存储、查询、去重等功能性操作；系统支持调度命名编号库以excel形式导出，方便用户使用；

S8：新设备启动智能校正；其实现一些简单的闭锁逻辑功能，比如操作刀闸时，如果对应的开关没打开，则不能进行操作，并给出一定的提示信息；如果某刀闸端子箱里的电源空气开关没打开，则在画面上不能对该刀闸进行操作；把操作过程记录下来，以便对操作过程中的错误以及一些不规范的操作进行分析，同时回顾自己的操作过程，熟悉操作流程；将变电站接线图输入图形界面，加入提示要求和元件参数，模拟过程具备自检能力，可避免出错；

S9：工具栏管理；工具栏管理模块主要管理工具条的显示、隐藏、浮动等操作，绘制的基本图形和电气图元都可以显示在工具条上作为快捷键供用户使用；

S10：管理平台建设；实现图纸的审核流程管理，从图纸的上报到下发，建立图纸各阶段的版本管理机制，提供各类图纸的历史版本查询功能；建立厂站命名库，对厂站的命名进行重命名校验；对图纸内的设备编号进行校核，防止编号重复或遗漏等情况；保存厂站从规划、可行性研究、设计、施工、投产运行等阶段的图纸，实现图纸的全过程管理。

除此之外，步骤S6将规划、可行性研究、设计、施工、投产运行等阶段的图纸进行分阶段保存，建立以时间为主轴的图纸成长库，实现厂站建设的全过程管理。

同时，如图6所示，步骤S8包括如下步骤：

S81：启动校验规则；新设备启动智能校验主要帮助绘图人员、调度人员检验图纸的正确性，减少因误操作带来的生命和财产的损失。设备启动模拟包括开工模拟、线路模拟、母线模拟、变压器模拟、CT启动模拟、PT启动模拟等动作；根据预先的设备和启动顺序，用户启动模拟，初始化模块加载用户预先选择的模拟方案。此后，运行模拟引擎加载静态图库，形成图纸，然后按照启动的步骤调用设备运行规则，检验操作是否合法，并根据运行图形库显示运行图元的颜色和状态。在运行的过程中，如果出现错误操作或接线错误则进行错误提示或告警。最后，运行模拟引擎将输出结果存入模拟日志，从而实现模拟重放等功能；设备运行规则管理，运行图库管理，设备运行校验，图纸编辑功能，模拟方案定制、模拟回放。设备运行校验是该模块的核心功能，主要是对规则进行匹配加载运行图库，或者发出告警信息，其工作流程如图7所示。

S82：模块实现；以变电站一次接线图为例，选择刀闸后，右键操作可以合上刀闸；

S83：启动校验；对已合上断路器和刀闸的接线图，重新拉开刀闸时，系统会根据校验规则进行校验。对于接线图，有拉开刀闸操作；根据校验规则，会提醒需要先断开开关，然后才可以拉开刀闸。

S84：上电测试。

可见地，步骤S9包括如下步骤：

S91：文件管理；文件管理模块为用户提供了文件管理方面的操作，包括新建文件、打开文件、保存文件、保存到数据库以及关闭文件，同时还提供了打印、退出系统方面的功能。除了这些基本的文件管理功能，还包括图形转换的功能，可以将SVG格式的图形文件转换为jpg、png格式的图形，为用户提供方便。

S92：系统管理；系统后台管理模块主要是后台管理的操作，包括SVG文件结构DOM树的管理以及内存监测等功能。完善日志管理，跟踪各功能模块使用操作的历史，了解各功能使用频率和使用情况、动作情况。

S93：权限管理。提供用户和角色管理进行权限控制，分别为菜单权限控制和数据权限控制，据业务需求将系统功能通过用户角色授权机制配置给不同层面用户使用，保证系统安全稳定运行和数据的私密性，可靠安全地与外部系统互联。通过数据权限控制和菜单权限控制，用户登录系统后，仅能使用其权限范围内的功能菜单，不同用户登录系统使用同一功能菜单时，系统依据用户角色所在单位管辖线路和变电站范围配置信息，控制其所访问的数据范围，用户仅能查看和管理其所辖线路上或变电站内的相关数据，实现各类数据的分层分流，提高系统运行效率。

很明显，步骤S10包括如下步骤：

S101：图纸入库；如图8所示，新图入库需要走一遍审批流程，审批流程共分为五步，分别为地调发起、省调审核、地调确认、省调下发和生效中。

S102：图纸查询，分为当前图纸查询和历史图纸查询。

本实施例的原理在于：在省地两级调度间进行图纸的在线管理，将电力图纸、潮流图纸、工程图纸等从制图、录入、审核、批准、归档流程化管理，同时对各类电子图纸格式进行分析并转换为SVG格式，之后将图纸纳入OCS系统统一进行管理。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了服务器层1、数据库服务器11、应用服务器12、文件服务器13、Web服务器14、通信服务器15、总线2、交换器21、省级调度中心22、路由器23、专用网24、防火墙25、地级调度中心26、浏览层3、应用逻辑层31、数据源层32、Aj iax engine模块33、浏览器34、应用逻辑服务模块35、数据处理模块36、数据库37、Web/XML服务器38、Applet模块39、数据同步模块4、绘图功能模块41、SVG图形模块42、SVG图元模块43、SVG图元库44、CIM/XML模型交换模块45、设备图纸调度编号管理系统5、图纸兼容及提交模块51、OCS系统52、分类存档模块53、图纸录入模块54、图纸查询模块55、图纸更新模块56、图纸废止模块57、DB API模块6等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种基于云平台的一体化厂站接线图管理系统，其特征在于，本接线图管理系统的部署架构包括与服务器层(1)连接的总线(2)和交换器(21)，所述的总线(2)与省级调度中心(22)连接，所述的总线(2)通过路由器(23)与专用网(24)连接且所述的路由器(23)配备有防火墙(25)，所述的专用网(24)与地级调度中心(26)连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于云平台的一体化厂站接线图管理系统，其特征在于，所述的服务器层(1)包括数据库服务器(11)、应用服务器(12)、文件服务器(13)、Web服务器(14)和通信服务器(15)。

3.根据权利要求1所述的一种基于云平台的一体化厂站接线图管理系统，其特征在于，本接线图管理系统采用基于J2EE平台的B/S技术架构且包括浏览层(3)、应用逻辑层(31)和数据源层(32)，所述的浏览层(3)包括浏览器(34)且内置Ajiax engine模块(33)和Applet模块(39)，所述的应用逻辑层(31)包括应用逻辑服务模块(35)和Web/XML服务器(38)，所述的Web/XML服务器(38)内置数据处理模块(36)和DB API模块(6)，所述的数据源层(32)具有数据库(37)。

4.根据权利要求3所述的一种基于云平台的一体化厂站接线图管理系统，其特征在于，本接线图管理系统的数据架构包括数据同步模块(4)，所述的数据同步模块(4)与Web/XML服务器(38)连接，所述的Web/XML服务器(38)与浏览器(34)连接，所述的数据同步模块(4)与Web/XML服务器(38)之间设置有SVG图形模块(42)，所述的数据同步模块(4)与绘图功能模块(41)连接且之间设置有SVG图形模块(42)和SVG图元模块(43)，所述的SVG图元模块(43)与绘图功能模块(41)以及数据同步模块(4)之间设置有SVG图元库(44)，所述的数据同步模块(4)与CIM/XML模型交换模块(45)以及数据库(37)连接。

5.根据权利要求3所述的一种基于云平台的一体化厂站接线图管理系统，其特征在于，本接线图管理系统的业务架构包括与省级调度中心(22)和地级调度中心(26)连接的设备图纸调度编号管理系统(5)，所述的设备图纸调度编号管理系统(5)通过图纸兼容及提交模块(51)与OCS系统(52)连接，所述的设备图纸调度编号管理系统(5)具有分类存档模块(53)、图纸录入模块(54)、图纸查询模块(55)、图纸更新模块(56)和图纸废止模块(57)。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种基于云平台的一体化厂站接线图管理系统的管理方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：提交图纸；

S2：校对图纸；

S3：复核图纸；

S4：发布图纸；

S5：查看审批信息；

S6：全过程管理；

S7：调度编号库管理；

S8：新设备启动智能校正；

S9：工具栏管理；

S10：管理平台建设。

7.根据权利要求6所述的一种基于云平台的一体化厂站接线图管理方法，其特征在于，所述的步骤S6建立以时间为主轴的图纸成长库。

8.根据权利要求6所述的一种基于云平台的一体化厂站接线图管理方法，其特征在于，所述的步骤S8包括如下步骤：

S81：启动校验规则；

S82：模块实现；

S83：启动校验；

S84：上电测试。

9.根据权利要求6所述的一种基于云平台的一体化厂站接线图管理方法，其特征在于，所述的步骤S9包括如下步骤：

S91：文件管理；

S92：系统管理；

S93：权限管理。

10.根据权利要求6所述的一种基于云平台的一体化厂站接线图管理方法，其特征在于，所述的步骤S10包括如下步骤：

S101：图纸入库；

S102：图纸查询，分为当前图纸查询和历史图纸查询。

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