智能電網(wǎng)設(shè)計(jì)

目錄1緒論11.1研究背景和意義11.2電力系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀11.3智能電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀21.4阿拉爾市的電網(wǎng)現(xiàn)狀21.5本設(shè)計(jì)的總體規(guī)劃42智能電網(wǎng)系統(tǒng)的現(xiàn)狀42.1城市電網(wǎng)的要求42.2當(dāng)今電網(wǎng)的管理現(xiàn)狀53智能電網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)53.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)根本原那么53.2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)53.3系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)94智能電網(wǎng)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)104.1用戶單元設(shè)計(jì)104.2居民智能節(jié)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)125總結(jié)17致謝19參考文獻(xiàn)20智能電網(wǎng)前景下阿拉爾電網(wǎng)的規(guī)劃與研究1緒論1.1研究背景和意義電網(wǎng)規(guī)劃是電力工程前期工作的重要局部，是電網(wǎng)的運(yùn)行水平和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的決定性因素。高壓配電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)，起著承上啟下的作用，一方面要接受上一級(jí)輸電網(wǎng)或地方電廠的電力，另一方面還要向下一級(jí)中低壓配電網(wǎng)提供電源。如何保證高壓配電網(wǎng)既有充足接受電力的能力，又能平安可靠地給下一級(jí)中低壓配電網(wǎng)提供優(yōu)質(zhì)可靠的電源，是高壓配電網(wǎng)規(guī)劃所要解決的主要任務(wù)。而城市電網(wǎng)規(guī)劃一方面是城市總體開(kāi)展規(guī)劃的重要組成局部，另一方面也是城市電網(wǎng)建設(shè)改造的依據(jù)。城市電網(wǎng)建設(shè)工程涉及面廣、投資巨大，興旺國(guó)家配電網(wǎng)工程投資常常占整個(gè)電力系統(tǒng)投資的50%以上，而在各區(qū)域(或城市)電力公司中配電系統(tǒng)投資通常占預(yù)算的60%。今后配電網(wǎng)的建設(shè)和改造還將繼續(xù)擴(kuò)大和深化。面對(duì)未來(lái)巨大的資金投入，如何科學(xué)地完成城市電網(wǎng)規(guī)劃工作，提高供電質(zhì)量、供電的平安和可靠水平，合理有效地利用資金和節(jié)能降損，取得最大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，乃是電網(wǎng)系統(tǒng)各級(jí)決策者都十分關(guān)注的問(wèn)題，它具有巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)意義。2009年5月，中國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司宣布將建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架的“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”。我國(guó)對(duì)“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”的定義是，以堅(jiān)強(qiáng)網(wǎng)架為根底，以通信信息平臺(tái)為支撐，以智能控制為手段，包含電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度各個(gè)環(huán)節(jié)，覆蓋所有電壓等級(jí)，實(shí)現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”的高度一體化融合，是堅(jiān)強(qiáng)可靠、經(jīng)濟(jì)高效、清潔環(huán)保、透明開(kāi)放、友好互動(dòng)的現(xiàn)代電網(wǎng)。在此背景下，如何進(jìn)行城市電網(wǎng)規(guī)劃，以滿足智能化的要求，具有現(xiàn)實(shí)意義。本文擬對(duì)城市電網(wǎng)規(guī)劃的理論和實(shí)用方法展開(kāi)研究，對(duì)現(xiàn)代城市電網(wǎng)展開(kāi)“十二五”開(kāi)展規(guī)劃，探索實(shí)用城市規(guī)劃電網(wǎng)綜合評(píng)價(jià)體系，并對(duì)城市智能電網(wǎng)規(guī)劃做探討。本論文研究對(duì)阿拉爾市電網(wǎng)的實(shí)際意義如下：(1)滿足近、遠(yuǎn)期國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)開(kāi)展的需要，推動(dòng)電網(wǎng)建設(shè)工程的前期工作，促進(jìn)阿拉爾市電網(wǎng)建設(shè)與縣域社會(huì)經(jīng)濟(jì)開(kāi)展和城鄉(xiāng)建設(shè)開(kāi)展，以及和上級(jí)電網(wǎng)輸電系統(tǒng)協(xié)調(diào)開(kāi)展。(2)保障阿拉爾高壓電網(wǎng)適度超前開(kāi)展，確保電力能源送得進(jìn)，落得下。滿足近、遠(yuǎn)期乃至遠(yuǎn)景全市電力負(fù)荷及用電量增長(zhǎng)得需求，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)開(kāi)展、城鄉(xiāng)建設(shè)和居民生活提供充足、平安、優(yōu)質(zhì)的用電保證。(3)確保阿拉爾市高壓電網(wǎng)從近期到遠(yuǎn)期開(kāi)展成為網(wǎng)絡(luò)完善合理、供電可靠性高的現(xiàn)代化電網(wǎng)。提出阿拉爾市智能電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)想，對(duì)縣域配電網(wǎng)智能化具有指導(dǎo)意義。1.2電力系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀在美國(guó)，奧巴馬政府的經(jīng)濟(jì)刺激方案中，有大約45億美元貸款用于智能電網(wǎng)投資和地區(qū)示范工程。智能電網(wǎng)采用數(shù)字技術(shù)收集、交流、處理數(shù)據(jù)，提高電網(wǎng)系統(tǒng)的效率和可靠性。智能電網(wǎng)的倡導(dǎo)者要讓客戶相信，智能電網(wǎng)將幫助客戶減少電費(fèi)支出。經(jīng)濟(jì)刺激方案規(guī)定，獎(jiǎng)勵(lì)高效率的電力公司。智能電網(wǎng)聯(lián)盟(由全球70家能源行業(yè)成員組成，該聯(lián)盟認(rèn)為智能電網(wǎng)對(duì)推動(dòng)可再生能源利用和提高能源效率具有重要作用)近日發(fā)布了其成員荷蘭KEMA企業(yè)撰寫的2008年度《智能電網(wǎng)工作報(bào)告》?！秷?bào)告》指出：智能電網(wǎng)技術(shù)將在未來(lái)幾年內(nèi)為美國(guó)直接創(chuàng)造出28萬(wàn)個(gè)新的就業(yè)時(shí)機(jī)。另外，太陽(yáng)能等分布式可再生能源、即插即拔式電動(dòng)車等還將創(chuàng)造大量間接的工作時(shí)機(jī)，智能電網(wǎng)將帶來(lái)數(shù)百萬(wàn)個(gè)“綠色就業(yè)時(shí)機(jī)”。國(guó)內(nèi)開(kāi)展智能電網(wǎng)的體系性研究雖然稍晚，但在智能電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域開(kāi)展了大量的研究和實(shí)踐，在輸電領(lǐng)域，多項(xiàng)研究應(yīng)用到達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平，在配用電領(lǐng)域，智能化應(yīng)用研究也正在積極探索。國(guó)家電網(wǎng)公司大力推進(jìn)特高壓電網(wǎng)、“SG186”工程、一體化調(diào)度支持系統(tǒng)、資產(chǎn)壽命周期管理、電力用戶用電信息采集系統(tǒng)和電力通信等建設(shè)，打造堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)，強(qiáng)化優(yōu)質(zhì)效勞，為智能電網(wǎng)建設(shè)奠定了扎實(shí)的根底。目前，1000kV交流輸變電工程已正式投入運(yùn)行，特高壓系統(tǒng)和設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，全面驗(yàn)證了特高壓交流輸電的技術(shù)可行性、設(shè)備可靠性、系統(tǒng)平安性、設(shè)計(jì)和施工方案的先進(jìn)性以及環(huán)境的友好性，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)在遠(yuǎn)距離、大容量、低損耗的特高壓核心技術(shù)和設(shè)備國(guó)產(chǎn)化上的重大突破。自主研發(fā)的能量管理系統(tǒng)(EMS)等在省級(jí)以上調(diào)度機(jī)構(gòu)得到了廣泛應(yīng)用，全部地區(qū)級(jí)以上電力調(diào)度機(jī)構(gòu)均配置了電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，引入了電能量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)和廣域測(cè)量系統(tǒng)，新規(guī)那么下的電力市場(chǎng)交易技術(shù)支持系統(tǒng)正在建設(shè)之中。變電站實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)監(jiān)控和無(wú)人、少人值守，地理信息系統(tǒng)(GIS)已開(kāi)始應(yīng)用于輸電、變電和配電管理等業(yè)務(wù)。以提高信息化水平和生產(chǎn)效率為目標(biāo)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理信息系統(tǒng)，如電網(wǎng)生產(chǎn)運(yùn)行管理系統(tǒng)、設(shè)備檢修管理、變電站建設(shè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)等，在電網(wǎng)生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)方面發(fā)揮了重要作用。城市電網(wǎng)規(guī)劃是一個(gè)具有多目標(biāo)性、不確定性、非線性和多階段性等特點(diǎn)的復(fù)雜系統(tǒng)優(yōu)化問(wèn)題。為了解決上述規(guī)劃設(shè)計(jì)等問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外已有大量的文獻(xiàn)資料論述了專家系統(tǒng)、數(shù)學(xué)優(yōu)化方法和計(jì)算機(jī)科學(xué)等在該領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用。(1)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用電網(wǎng)的規(guī)劃工作是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，為了保證規(guī)劃工作的科學(xué)性和標(biāo)準(zhǔn)性，需要大量有關(guān)電網(wǎng)開(kāi)展的歷史數(shù)據(jù)，需要對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行深入的分析，還要對(duì)該地區(qū)的未來(lái)開(kāi)展情況有比擬全面的了解。完全依靠規(guī)劃工作者的經(jīng)驗(yàn)規(guī)劃未來(lái)電網(wǎng)，不僅會(huì)造成大量的時(shí)間和人力資源浪費(fèi)，而且傳統(tǒng)的規(guī)劃方法已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化建設(shè)的要求。因此，系統(tǒng)深入地研究滿足實(shí)際要求的電網(wǎng)規(guī)劃理論，開(kāi)發(fā)研制高效、方便、實(shí)用的具有智能決策功能的電網(wǎng)規(guī)劃計(jì)算機(jī)輔助決策系統(tǒng)，既是我國(guó)現(xiàn)代電網(wǎng)建設(shè)當(dāng)前的迫切需要，也是今后長(zhǎng)期開(kāi)展必要的科學(xué)手段。國(guó)內(nèi)許多電力部門做了大量嘗試性的工作，其中包括引進(jìn)一些國(guó)外的電網(wǎng)規(guī)劃軟件，這些工作提高了我國(guó)電網(wǎng)規(guī)劃工作的水平發(fā)揮了重要的作用，為計(jì)算機(jī)技術(shù)在電網(wǎng)規(guī)劃工作中的應(yīng)用積累了珍貴的經(jīng)驗(yàn)。(2)地理信息系統(tǒng)(GIS)的應(yīng)用地理信息系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)、地理學(xué)、測(cè)量學(xué)、地圖學(xué)等多綜合的技術(shù)，其核心技術(shù)是計(jì)算機(jī)科學(xué)，根本技術(shù)是數(shù)據(jù)庫(kù)、地圖可視化及空間分析，是處理地理數(shù)據(jù)的輸入、輸出、管理、查詢、分析和輔助決策的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。同時(shí)，GIS也是一種特定而又十分重要的空間信息系統(tǒng)，它不僅研究如何采集、儲(chǔ)存、管理和描述整個(gè)或局部地球外表與空間地理分布的結(jié)合，通過(guò)一系列空間操作方法，為地球科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和工程設(shè)計(jì)，乃至對(duì)企業(yè)管理提供規(guī)劃、管理和決策所需的信息。隨著計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)的開(kāi)展與普及，GIS進(jìn)入了全面開(kāi)展和應(yīng)用的階段。近年來(lái)，在電網(wǎng)規(guī)劃方面，應(yīng)用GIS進(jìn)行變電站的尋優(yōu)定位在實(shí)際規(guī)劃工作中發(fā)揮了較大的作用。本文基于這種現(xiàn)狀，本文以WebGIS構(gòu)建電網(wǎng)平臺(tái)，集合計(jì)算機(jī)與GIS系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，開(kāi)發(fā)全新的智能、可控、自愈電網(wǎng)設(shè)計(jì)。1.3智能電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀智能電網(wǎng)(Smartgrid)是近年來(lái)國(guó)際上關(guān)于電網(wǎng)未來(lái)開(kāi)展態(tài)勢(shì)的一個(gè)異常熱門的名詞和概念。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)智能電網(wǎng)尚未有嚴(yán)格的定義，中國(guó)科學(xué)院盧強(qiáng)院士定義智能電網(wǎng)為,具有多目標(biāo)自主尋優(yōu)能力的電力系統(tǒng)。智能電網(wǎng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，并在平安性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性和優(yōu)質(zhì)性等方面具備自主尋優(yōu)能力。概括地說(shuō)，智能電網(wǎng)即為將信息技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和原有的輸、配電根底設(shè)施高度集成而形成的新型電網(wǎng)，它具有提高能源效率、減少對(duì)環(huán)境的影響、提高供電平安性和可靠性、減少輸電網(wǎng)的電能損耗等多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。智能主要表達(dá)在可觀測(cè)、量測(cè)、傳感技術(shù)；可控制對(duì)觀測(cè)狀態(tài)進(jìn)行控制；嵌入式自主的處理技術(shù);實(shí)時(shí)分析數(shù)據(jù)到信息的提升；自適應(yīng)；自愈。進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速開(kāi)展，電力需求增長(zhǎng)快速。同時(shí)，氣候變化、環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)開(kāi)展問(wèn)題日益突出，消費(fèi)者對(duì)于供電可靠性、電能質(zhì)量和電力效勞的要求越來(lái)越高。分析比擬美國(guó)、歐洲和我國(guó)的智能電網(wǎng)開(kāi)展情況的根底上，結(jié)合我國(guó)能源資源條件和電網(wǎng)開(kāi)展內(nèi)在動(dòng)力，我國(guó)的電網(wǎng)具有兩個(gè)主要特色：一是在未來(lái)很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)電網(wǎng)仍將處于快速開(kāi)展過(guò)程中;二是必須走以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)開(kāi)展的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)之路。中國(guó)在智能電網(wǎng)開(kāi)展過(guò)程中應(yīng)關(guān)注四個(gè)問(wèn)題，即中國(guó)特色智能電網(wǎng)是既堅(jiān)強(qiáng)又智能的電網(wǎng)、科學(xué)規(guī)劃輸配電系統(tǒng)智能化時(shí)序、超前謀劃智能電網(wǎng)與信息化建設(shè)的融合問(wèn)題，以及牢固樹(shù)立智能電網(wǎng)與電源和用戶和諧開(kāi)展思想。這四個(gè)問(wèn)題都從不同側(cè)面揭示了中國(guó)特色智能電網(wǎng)的內(nèi)在要求。中國(guó)電網(wǎng)應(yīng)該向既堅(jiān)強(qiáng)，又智能的方向開(kāi)展。只有這樣才符合我國(guó)資源節(jié)約型，環(huán)境友好型社會(huì)的要求。國(guó)內(nèi)開(kāi)展智能電網(wǎng)的體系性研究雖然稍晚，但在智能電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域開(kāi)展了大量的研究和實(shí)踐，在輸電領(lǐng)域，多項(xiàng)研究應(yīng)用到達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平，配用電領(lǐng)域智能化應(yīng)用研究也正在積極探索。結(jié)合國(guó)際電網(wǎng)技術(shù)開(kāi)展方向和我國(guó)電網(wǎng)開(kāi)展特點(diǎn)，國(guó)家電網(wǎng)公司重點(diǎn)組織開(kāi)展了新型能源接入、特高壓輸電、大電網(wǎng)運(yùn)行控制、數(shù)字化變電站與數(shù)字化電網(wǎng)、靈活交直流輸電及儲(chǔ)能、電網(wǎng)防災(zāi)減災(zāi)與城鄉(xiāng)電網(wǎng)平安可靠供電、電網(wǎng)環(huán)保與節(jié)能等方面的研究，培育出一批具有國(guó)際先進(jìn)水平、引領(lǐng)電網(wǎng)開(kāi)展的科技成果，在特高壓輸電技術(shù)、電網(wǎng)廣域監(jiān)測(cè)分析保護(hù)控制技術(shù)、電網(wǎng)頻率質(zhì)量控制技術(shù)、穩(wěn)態(tài)/暫態(tài)/動(dòng)態(tài)三位一體平安防御技術(shù)和自動(dòng)電壓控制技術(shù)等方面處于國(guó)際領(lǐng)先地位。1.4阿拉爾市的電網(wǎng)現(xiàn)狀圖1-1阿拉爾市電網(wǎng)略圖阿拉爾市城區(qū)電網(wǎng)始建于上世紀(jì)六、七十年代,分別為阿拉爾市及周圍的九團(tuán)、十團(tuán)、十二團(tuán)等單位輸配電能如圖1-1所示。其中，10kV高壓配電網(wǎng)是轄區(qū)農(nóng)網(wǎng)線損管理的重點(diǎn),而由于歷史原因,城區(qū)配電網(wǎng)主干線路導(dǎo)電網(wǎng)最早由六三電站所在位置開(kāi)始建設(shè),其輸電線截面仍以35mm的導(dǎo)線為主,已與轄區(qū)線損管理線路電壓等級(jí)為10KV,線路導(dǎo)線采用截面為的需要不相適應(yīng)。同時(shí),由于線路和設(shè)備使用年限35年,LJ-35型的無(wú)鋼芯導(dǎo)線;1985年,隨著阿拉的不斷增長(zhǎng),供電線路普遍存在線路老化、設(shè)備陳爾供電所的成立及110KV輸變電工程的完工,阿拉爾供電所的電力來(lái)源改由農(nóng)一師西大橋電廠供給,經(jīng)由110KV西阿線輸電線路送至阿拉爾中心變電站。隨著電網(wǎng)的建設(shè)開(kāi)展,后來(lái),線路的供電方式被建設(shè)成為雙回路10KV供電。表1-1110kv線路名稱及規(guī)格線路名稱線路長(zhǎng)度〔km〕架空線規(guī)格備注1973滬五線104LGJ-1201970西門Ⅰ線93.7LGJ-1201956西門Ⅱ線93.7LGJ-2401996門阿Ⅰ線33.6LGJ-1201957門阿Ⅱ線33.6LGJ-2401997阿城Ⅰ線6.5LGJ-4001989阿城Ⅱ線6.5LGJ-4001998城花線43LGJ-1201969西塔Ⅰ線4LGJ-2401973西塔Ⅱ線4LGJ-2401968塔沙Ⅰ線70LGJ-240塔沙Ⅱ(含塔建線)70LGJ-2401991滬爾線4.5LGJ-2401992滬城線9.7LGJ-3001121滬園線2LGJ-2401980中西線9.9LGJ-120合計(jì)588.7表1-235kv線路名稱及其規(guī)格線路名稱線路長(zhǎng)度km架空線規(guī)格備注阿供所3521阿南線〔十二團(tuán)〕9.2LGJ-150阿供所3511阿科線〔十團(tuán)〕13LGJ-120塔南所3513花幸線〔十三團(tuán)〕23LGJ-150塔南所3512花夏線(十四團(tuán)〕19.5LGJ-150塔南所3511花紅線(十五團(tuán))6.6LGJ-150塔北所3511塔北線(北二干)33.8LGJ-70塔北所3512塔農(nóng)線(阿農(nóng)廠)16LGJ-95塔北所35塔新線(十六團(tuán))15.2LGJ-150塔北所35塔瑪線(七團(tuán))19.4LGJ-120塔北所35新游線(上游)15LGJ-95沙供所3511沙金線(一團(tuán))4.5LGJ-120沙供所3522沙新線(二團(tuán)15LGJ-120沙供所3523沙喀線(三團(tuán))53.8LGJ-120沙供所35沙庫(kù)線(水庫(kù))30.6LGJ-95玉爾滾所3548玉西變線17.5LGJ-120荒地所中水線10LGJ-50荒地所35kv荒水線17.8LGJ-50包孜所35kv線路19.5LGJ-150合計(jì)319.9近年來(lái),隨著阿拉爾市以及轄區(qū)工農(nóng)業(yè)的開(kāi)展,阿拉爾供電所供電區(qū)域內(nèi)擁有5個(gè)變電站,110kV線路如表1-1所示,35千伏線路如表1-2所示,10kV配電線路有阿供所〔15條〕中變〔3條〕十團(tuán)〔5條〕十二團(tuán)〔7條〕客戶中心〔10條)城北變〔5條〕城西(2條〕哥蘭德變〔3條〕塔南所〔30條〕中變〔9條〕十三團(tuán)站〔7條〕十四團(tuán)站〔9條〕十五團(tuán)站(5條〕沙供所〔32條〕沙中變〔2條〕一團(tuán)站〔6條〕二團(tuán)站〔6條〕三團(tuán)站18連站〔12條〕水庫(kù)站〔6條〕塔北所〔32條〕中變〔9條〕七團(tuán)站〔7條〕十六團(tuán)站〔6條〕阿拉爾農(nóng)場(chǎng)站〔4條〕上游35kv箱變〔4條〕北二干站〔5條〕包孜所〔5條〕35kv站〔5條〕玉爾滾所〔16條〕中變〔11條〕35kv西區(qū)變〔5條〕荒地所〔7條〕開(kāi)發(fā)區(qū)站〔3條〕,由此可見(jiàn)阿拉爾的線路還是以10KV為主。根據(jù)歷年電能實(shí)際線損率的統(tǒng)計(jì),轄區(qū)實(shí)際線損率平均水平約為16%,有的線路實(shí)際線損率最高時(shí)可達(dá)20~30%,線路電能損耗十分嚴(yán)重。因此,企業(yè)迫切需要通過(guò)技術(shù)改造和管理手段來(lái)降低電能損耗,提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。阿拉爾線路改造迫在眉睫，但在相同環(huán)境下如何實(shí)現(xiàn)電能資源的最優(yōu)利用，這是當(dāng)今電網(wǎng)開(kāi)展的重點(diǎn)。本設(shè)計(jì)以Silverlight的Webgis開(kāi)發(fā)〔以下簡(jiǎn)稱SW〕為根底，通過(guò)計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)手段，在到達(dá)節(jié)能、合理分配電能的同時(shí)使電網(wǎng)的管理更加簡(jiǎn)便、直觀。1.5設(shè)計(jì)的總體規(guī)劃圖2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖本設(shè)計(jì)以SW為根底建立電網(wǎng)根底平臺(tái)，在電網(wǎng)管理的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)無(wú)紙辦公。以簡(jiǎn)單方便快捷的手段直觀展現(xiàn)電網(wǎng)信息，工作人員可以衛(wèi)星圖的方式查閱輸電線路如圖1-2所示。當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，可直接在地圖上顯示故障區(qū)域及可能發(fā)生故障的區(qū)域。并建立即時(shí)、準(zhǔn)確的電網(wǎng)信息數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)線路的檢修、自恢復(fù)、改造提供真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)信息。即通過(guò)故障特性，結(jié)合該條線路及其配電設(shè)備的相關(guān)信息，對(duì)故障區(qū)域及其故障點(diǎn)進(jìn)行診斷。對(duì)高等級(jí)的供電區(qū)域通過(guò)控制電閘開(kāi)關(guān)改變線路實(shí)現(xiàn)持續(xù)供電。在無(wú)故障時(shí)，通過(guò)線路的資料對(duì)線路的故障隱患、風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)線路的可靠等級(jí)進(jìn)行評(píng)定。對(duì)某區(qū)域的用戶通過(guò)區(qū)域的效勞器〔居民電源系統(tǒng)〕對(duì)到達(dá)用戶的進(jìn)線進(jìn)行周期的信號(hào)診斷，不需要等用戶發(fā)生現(xiàn)停電狀況后再自行找人維修。同時(shí)開(kāi)通業(yè)務(wù)的用戶可通過(guò)上網(wǎng)對(duì)家庭電器進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作，用電情況的查詢，不必為家里的電器是否關(guān)閉而傷神。本設(shè)計(jì)具體是如何實(shí)現(xiàn)的呢？設(shè)計(jì)主要分為兩個(gè)局部，一個(gè)是總系統(tǒng)即電網(wǎng)的管理、調(diào)度、檢修、維護(hù)、信息管理等的總平臺(tái)，主要實(shí)現(xiàn)功能就是電網(wǎng)信息的查詢以及分析。系統(tǒng)的信息查詢功能不僅限于工作人員的查詢還包括用戶對(duì)家庭剩余電費(fèi)的查詢，以及家庭用電器的操作。由于silverlight與絕大多數(shù)瀏覽器的無(wú)縫連接，在操作的過(guò)程中，不需要下載任何相關(guān)軟件，便能進(jìn)行操作，真正實(shí)現(xiàn)了方便快捷。另一局部是用戶系統(tǒng)，用戶系統(tǒng)包括用戶單元系統(tǒng)和居民節(jié)電系統(tǒng)，用戶單元除聚集區(qū)域內(nèi)各用戶的數(shù)據(jù)外，還可檢測(cè)用戶的線路段的線路狀態(tài)。當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出申請(qǐng)，完成線路檢修。居民節(jié)電系統(tǒng)除節(jié)能以為還具有電器操作的功能，結(jié)合用戶單元系統(tǒng)以及總系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶電器的遠(yuǎn)程操作。本設(shè)計(jì)是一款高度智能化、自動(dòng)化的電網(wǎng)系統(tǒng)，但本系統(tǒng)是否能滿足城市電網(wǎng)的需求呢？2智能電網(wǎng)系統(tǒng)的現(xiàn)狀2.1城市電網(wǎng)的要求隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的開(kāi)展以及科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代城市電網(wǎng)應(yīng)該滿足如下幾個(gè)方面的要求:〔1〕供電平安:包括電網(wǎng)防止發(fā)生大面積停電的能力和發(fā)生大面積停電后的解決能力;〔2〕供電可靠:電網(wǎng)能夠不間斷的以一定的質(zhì)量向用戶供電的能力，可以用一定時(shí)間段內(nèi)電網(wǎng)的停電用戶數(shù)和停電時(shí)間等可靠性統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)衡量;〔3〕建設(shè)和運(yùn)行經(jīng)濟(jì):不僅能夠節(jié)約巨額的建設(shè)投資，而且能夠在很大程度上降低因網(wǎng)絡(luò)損耗、停電等原因造成的資金浪費(fèi);〔4〕適應(yīng)開(kāi)展:不僅能夠滿足現(xiàn)階段用戶的用電需求，而且能夠適應(yīng)負(fù)荷開(kāi)展需要;〔5〕供電協(xié)調(diào):不同電壓等級(jí)的電網(wǎng)具有不同的功能側(cè)重點(diǎn)。同時(shí)，各級(jí)電網(wǎng)間應(yīng)相互配合，各變電站所帶的負(fù)荷應(yīng)均衡開(kāi)展?！?〕智能高效:隨著智能電網(wǎng)的引進(jìn)，現(xiàn)在城市電網(wǎng)應(yīng)具有較高的智能化、信息化、自動(dòng)化水平。阿拉爾電網(wǎng)的管理，已經(jīng)不能完全滿足用戶的需求。因此阿拉爾需要有完善功能的智能電網(wǎng)系統(tǒng)，來(lái)滿足用戶的需求，實(shí)現(xiàn)電能的優(yōu)化利用。2.2本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)管理功能現(xiàn)代城市電網(wǎng)已經(jīng)構(gòu)成了規(guī)模巨大的而復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，每個(gè)城市都積累了大量的電網(wǎng)設(shè)計(jì)、施工、竣工的圖件和表冊(cè)資料。長(zhǎng)期以來(lái)，很多城市的電力公司都沿用人工管理這些資料。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速開(kāi)展，各種人工管理模式很難滿足實(shí)際需求。為了提高對(duì)電網(wǎng)管理的水平，供電部門在國(guó)外引進(jìn)或在本國(guó)開(kāi)發(fā)相應(yīng)軟件實(shí)現(xiàn)智能化電網(wǎng)，智能電網(wǎng)的需求不僅對(duì)這些資料進(jìn)行統(tǒng)一的管理分析，同時(shí)要求對(duì)電網(wǎng)具有智能化操作。因而確定系統(tǒng)應(yīng)具有以下功能。(1)電網(wǎng)根本信息的管理與數(shù)據(jù)查詢、更新。(2)緊急事故的處理?yè)屝薰こ掏ㄖδ堋?3)一般電網(wǎng)輔助工程的輔助設(shè)計(jì)功能。(4)電網(wǎng)的運(yùn)行調(diào)度功能。(5)電網(wǎng)的維護(hù)管理功能。(6)對(duì)線路的自檢測(cè)。(7)屬性統(tǒng)計(jì)功能。(8)電力系統(tǒng)各組成局部的根底數(shù)據(jù)儲(chǔ)存管理。(9)多種輸出功能。由上可見(jiàn)本系統(tǒng)不僅能完成城市電網(wǎng)的要求，而且對(duì)節(jié)能、能源的合理運(yùn)用等方面都有很大的助力。因此，本設(shè)計(jì)給電網(wǎng)管理帶來(lái)不僅是方便快捷的操作，還有更直觀的操作頁(yè)面。3智能電網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)智能電網(wǎng)的建設(shè)可以帶來(lái)巨大的社會(huì)效益。智能電網(wǎng)具有強(qiáng)大的兼容功能，有利于促進(jìn)清潔能源的開(kāi)發(fā)利用，優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)，減少溫室氣體排放。智能電網(wǎng)有利于推動(dòng)電動(dòng)汽車等產(chǎn)業(yè)開(kāi)展，增加終端電能消費(fèi)，實(shí)現(xiàn)減排效益。智能電網(wǎng)將提高中國(guó)電網(wǎng)大范圍配置能源資源的能力，優(yōu)化能源輸送方式，提高能源供給的能力和靈活性。3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)根本原那么(1)實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性原那么系統(tǒng)能滿足供電網(wǎng)絡(luò)的需要，真正實(shí)現(xiàn)管理科學(xué)化，在保證各項(xiàng)功能完滿實(shí)現(xiàn)的根底上，應(yīng)以最好的性價(jià)比配置系統(tǒng)的軟、硬件系統(tǒng)(2)可靠性和完備性原那么數(shù)據(jù)可靠性：數(shù)據(jù)庫(kù)中的所有數(shù)據(jù)都應(yīng)是準(zhǔn)確可靠的系統(tǒng)可靠性：系統(tǒng)應(yīng)有很強(qiáng)的容錯(cuò)能力和處理突發(fā)事件的能力，不至于因某個(gè)動(dòng)作或某個(gè)突發(fā)事件而導(dǎo)致數(shù)據(jù)喪失和系統(tǒng)癱瘓。數(shù)據(jù)中的各種數(shù)據(jù)應(yīng)是全面的、完整的，能夠滿足系統(tǒng)各項(xiàng)功能的需要。(3)科學(xué)性和標(biāo)準(zhǔn)性的原那么系統(tǒng)應(yīng)以軟件工程的思想和方法來(lái)建立，保證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的科學(xué)性和合理性；同時(shí)，系統(tǒng)的各項(xiàng)功能應(yīng)符合電網(wǎng)管理的要求，信息編碼應(yīng)遵循行業(yè)或地方標(biāo)準(zhǔn)。(4)可操作性和可擴(kuò)展性系統(tǒng)應(yīng)有良好的用戶界面，用戶易學(xué)易懂，操作簡(jiǎn)便、靈活。系統(tǒng)應(yīng)具有良好地接口和方便的二次開(kāi)發(fā)工具，以便系統(tǒng)不斷的擴(kuò)充、求精和完善。(5)兼容性和開(kāi)放性原那么系統(tǒng)在輸入/輸出方面應(yīng)具有較強(qiáng)的兼容性，能進(jìn)行各種不同的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換。為系統(tǒng)提升可造性，增加系統(tǒng)潛力。3.2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)通過(guò)Webgis技術(shù)對(duì)電網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一，建設(shè)滿足不同需要的專業(yè)web系統(tǒng)。對(duì)線路、變電站、發(fā)電廠進(jìn)行統(tǒng)一的管理。并在此根底上搭建面向政府、企業(yè)、公眾的電網(wǎng)效勞平臺(tái)，建立完善的城市公用效勞體系。實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)數(shù)據(jù)的共享，方便、快捷地效勞廣闊公眾，全面提升阿拉爾市電網(wǎng)的科學(xué)管理水平，提高對(duì)城市公用電力設(shè)施的管養(yǎng)水平，增強(qiáng)市民對(duì)電力效勞的滿意態(tài)度，創(chuàng)造和諧可持續(xù)開(kāi)展的社會(huì)環(huán)境。通過(guò)智能電表實(shí)現(xiàn)用戶在互聯(lián)網(wǎng)上即可對(duì)家庭電器的掌控，全面提高能源的合理分配。從而建立真正意義的高、新、快的電網(wǎng)管理平臺(tái)。系統(tǒng)功能分析系統(tǒng)的功能描述如表3-1所示，主要包括地圖操作(漫游、放大、縮小、空間對(duì)象長(zhǎng)度、面積、周長(zhǎng)、距離等的計(jì)算、畫線、實(shí)體選擇和編輯)、信息查詢(空間查詢、屬性查詢)、信息分析(屬性分析、空間分析、專題分析)、系統(tǒng)維護(hù)等.其中空間分析中的“單一對(duì)象分析”，是指良接展示用戶選中的地圖對(duì)象的相關(guān)信息，包括其屬性信息、相關(guān)圖像、聲音、文檔、多媒體信息等.該項(xiàng)工作將鼠標(biāo)光標(biāo)設(shè)置為“點(diǎn)選擇”，移動(dòng)鼠標(biāo)到查詢對(duì)象上，單擊鼠標(biāo)左鍵選中對(duì)象并激活查詢窗口.“多重對(duì)象分析”，是指根據(jù)用戶劃定的區(qū)域，分頁(yè)顯示選中對(duì)象的相關(guān)信息，包括屬性數(shù)據(jù)、相關(guān)圖像、聲音、文檔等.并具有多重對(duì)象數(shù)據(jù)分析功能.該項(xiàng)工作將鼠標(biāo)光標(biāo)設(shè)置為“圓形區(qū)域選擇”、“矩形區(qū)域選擇”和“多邊形區(qū)域選擇”等狀態(tài)后，在地圖上劃定一區(qū)域即可.“緩沖區(qū)分析”，是指將用戶設(shè)定的區(qū)域(也可是一條線)，以給定的緩沖區(qū)范圍(如距離某變電廠1000m以內(nèi)的區(qū)域)搜索地圖對(duì)象，列出這些對(duì)象的相關(guān)信息，對(duì)這些信息還可進(jìn)一步的分析.“關(guān)聯(lián)查詢”是指事先確定好圖元對(duì)象的隸屬關(guān)系，如設(shè)定某輸電線路線穿越的工業(yè)園，這樣在查詢到該輸電線路時(shí)，可以查詢其關(guān)聯(lián)的工業(yè)園信息.表3-1阿拉爾市電網(wǎng)信息管理系統(tǒng)根本功能描述表功能輸入輸出功能描述身份認(rèn)證用戶名和口令是否成功登錄以及用戶的訪問(wèn)權(quán)限為了保證數(shù)據(jù)的平安和完整性，必須確定用戶是否真有合法的身份，對(duì)合法用戶還要確定其訪問(wèn)權(quán)限地圖操作用戶選定顯示相應(yīng)的地圖的操作翻開(kāi)、關(guān)閉、圖層控制、漫游、放大、縮小、移動(dòng)、前一視圖、全圖顯示、鳥瞰圖、信息標(biāo)注等高效操作控制功能圖元對(duì)象查詢選取的圖元圖元對(duì)象的屬性數(shù)據(jù)及其關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)確定用戶選擇的對(duì)象，求出其ID編號(hào)，然后取得其對(duì)象的屬性數(shù)據(jù)和與之關(guān)聯(lián)的其他對(duì)象數(shù)據(jù)，以表的形式顯示空間分析在地圖上設(shè)定空間查詢結(jié)果集提供穿越、區(qū)域、包含、緩沖區(qū)、邊界等交互rr詢方式，能進(jìn)行單一對(duì)象、多重對(duì)象、關(guān)聯(lián)對(duì)象的查詢，進(jìn)行疊加分析和緩沖區(qū)分析.對(duì)查詢集進(jìn)行空間對(duì)象統(tǒng)計(jì)和位置屬性分析SQL語(yǔ)句符合查詢條件的對(duì)象及其屬性數(shù)據(jù)包括常規(guī)的MIS查詢和基于GIS的交叉查詢，可根據(jù)查詢結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析并進(jìn)行空間定位搜索統(tǒng)計(jì)分析統(tǒng)計(jì)條件和方式統(tǒng)計(jì)結(jié)果表和圖進(jìn)行多種條件的數(shù)理統(tǒng)一if分析，形成完整的圖表斷面繪制選定管線管線空間位置圖顯示電網(wǎng)空間分布狀況和地理位置。使電網(wǎng)分布變的直觀操作簡(jiǎn)易年限分析管理架設(shè)年代處于給定年限的線路信息為了保證超過(guò)使用年限的線路，必須進(jìn)行及時(shí)更修和維護(hù)，本功能提供滿足設(shè)定條件的電網(wǎng)信息及其空間分布自診斷恢復(fù)出現(xiàn)事故的線路事故的應(yīng)急處理與警報(bào)對(duì)電網(wǎng)的是事故進(jìn)行自診斷、自恢復(fù)〔主要通過(guò)對(duì)電閘、配電設(shè)備的控制以及線路的切換來(lái)實(shí)現(xiàn)〕事故分析出現(xiàn)事故的區(qū)域給出事故最優(yōu)處理方案進(jìn)行電網(wǎng)事故的處理，準(zhǔn)確地輸出應(yīng)該關(guān)閉的電閘和檢修的配電設(shè)備，用以指導(dǎo)搶修和維護(hù)技術(shù)多媒體熱點(diǎn)技術(shù)與熱點(diǎn)相關(guān)的事件多媒體內(nèi)容鼠標(biāo)單擊引起與熱點(diǎn)相關(guān)的事件(窗口、圖像、文本、動(dòng)畫等)進(jìn)行多媒體播放、超文本瀏覽地理信息給定要求的地理信息符合條件的地理信息及地理位置在變電站的建設(shè)及電網(wǎng)的架設(shè)過(guò)程中需要很多的地理信息，本系統(tǒng)可直接通過(guò)輸入條件對(duì)信息進(jìn)行篩選居民權(quán)限用戶登錄該居民家庭電器的使用情況系統(tǒng)通過(guò)智能電表可對(duì)家庭用電器進(jìn)行遠(yuǎn)程的開(kāi)關(guān)操作，同時(shí)還能查詢居住區(qū)的電力信息在線幫助選定命令命令的使用方法對(duì)使用系統(tǒng)進(jìn)行在線幫助3.2.2本系統(tǒng)面向市政管理，能提供查詢分析和決策支持。系統(tǒng)充分發(fā)揮地理信息系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)，采用先進(jìn)的圖形處理技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)，將地圖空間信息和數(shù)據(jù)庫(kù)屬性信息結(jié)合起來(lái)，進(jìn)行綜合管理，系統(tǒng)與圖形界面良好結(jié)合，分析結(jié)果可視，充分表達(dá)了GIS特點(diǎn)，系統(tǒng)的主要特點(diǎn)有(1)強(qiáng)大的信息支持和全方位管理。以阿拉爾市為背景的可視化場(chǎng)景，支持相關(guān)工程多重關(guān)聯(lián)復(fù)雜信息管理，包括各種信息數(shù)據(jù)庫(kù)、關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫(kù)、地理圖層，支持各類信息(地理圖形、屬性、數(shù)據(jù)庫(kù)、文本、圖片、聲音及影像等多媒體信息)，進(jìn)行全方位管理。(2)開(kāi)放的體系結(jié)構(gòu)，GIS和MIS一體化，功能模塊控件化，操作直觀簡(jiǎn)單、可擴(kuò)展性。(3)面向功能管理，查詢方式靈活多樣，地圖與屬性可雙向查詢、交叉查詢。(4)方便的多媒體資料瀏覽和播放，以直觀或三維的形式展示給用戶。(5)快捷的信息跟蹤和定位、及時(shí)翻譯，信息瀏覽輕松自如，屬性定位方便快捷。(6)強(qiáng)有力的決策支持。信息專題、區(qū)域?qū)ο蟮慕y(tǒng)計(jì)分析、渲染，快速定位搜索，形象直觀。(7)快捷的電網(wǎng)事故情況分析，可以迅速給出最優(yōu)的事故處理方案，準(zhǔn)確地輸出應(yīng)該關(guān)閉的電閘和配電設(shè)備，用以指導(dǎo)搶修和維護(hù).(8)提供居民用戶的查詢功能，使居民通過(guò)智能電表不但可以看到家庭用電器使用情況同時(shí)還能對(duì)電器進(jìn)行操作。3.2.3按性質(zhì)劃分，供電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)可分為空間數(shù)據(jù)庫(kù)和屬性數(shù)據(jù)庫(kù)，前者由地形圖空間數(shù)據(jù)(x，y坐標(biāo)等)和電網(wǎng)各組成成分(如發(fā)電廠、變電站等)的空間數(shù)據(jù)組成；后者由地形圖屬性數(shù)據(jù)(如房屋層數(shù))和供電網(wǎng)絡(luò)組成成分(如發(fā)電廠、變電站)的屬性數(shù)據(jù)(測(cè)點(diǎn)號(hào)、電壓級(jí)等)組成。按類型劃分本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)包括地形圖數(shù)據(jù)、線段數(shù)據(jù)、發(fā)電廠數(shù)據(jù)、變電站數(shù)據(jù)、節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)、變壓器數(shù)據(jù)、電表數(shù)據(jù)3.2.3空間數(shù)據(jù)庫(kù)主要由地理地圖數(shù)據(jù)、節(jié)點(diǎn)文件(.WT)、線文件(.WL)、網(wǎng)文件(.WN)組成，其中地理底圖數(shù)據(jù)包含一些最根本的信息，如道路、建筑物；發(fā)電廠、變電站等的空間數(shù)據(jù)形成點(diǎn)文件；線路和線段的空間數(shù)據(jù)分別形成線文件和網(wǎng)文件，如圖3-1所示。圖3-1電網(wǎng)信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)圖3.2.3線路數(shù)據(jù)庫(kù)的建立主要為停電、線路檢修、事故自檢測(cè)等提供可靠的判斷依據(jù)，為快速解決事故提供可靠保障。表3-2居民數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)字段名稱字段類型字段長(zhǎng)度小數(shù)位編號(hào)數(shù)值型200效勞器編號(hào)數(shù)值型200用戶名稱字符型24聯(lián)系人字符型12聯(lián)系數(shù)值型200用電性質(zhì)字符型10立戶時(shí)間日期型10連接節(jié)點(diǎn)數(shù)值型200用戶地點(diǎn)字符型24電表類型字符型12電表編號(hào)數(shù)值型200卡號(hào)數(shù)值型120賬號(hào)數(shù)值型300戶號(hào)數(shù)值型120變動(dòng)記錄(變動(dòng)工程、內(nèi)容、原因、日期、批準(zhǔn)人)字符型30表3-3線段數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)字段名稱字段類型字段長(zhǎng)度小數(shù)位起點(diǎn)圖號(hào)字符型12終點(diǎn)圖號(hào)字符型12線段號(hào)字符型12所屬區(qū)域字符型20線徑數(shù)值型123線材字符型12接線方式字符型12架設(shè)時(shí)間日期型10氣候條件字符型12所在路名字符型30線防老化字符型20施工者字符型20檢修記錄字符型30輸送電壓浮點(diǎn)型120變電站坐標(biāo)浮點(diǎn)型123輸送電量浮點(diǎn)型82線路負(fù)荷數(shù)值型122簡(jiǎn)圖表3-4節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)字段名稱字段類型字段長(zhǎng)度小數(shù)位節(jié)點(diǎn)編號(hào)數(shù)值型200配件名稱字符型12接線方式字符型12架設(shè)時(shí)間日期型10坐標(biāo)浮點(diǎn)型123電壓等級(jí)浮點(diǎn)型122配件規(guī)格數(shù)值型123檢修記錄字符型30簡(jiǎn)圖表3-5發(fā)電廠數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)字段名稱字段類型字段長(zhǎng)度小數(shù)位電廠編號(hào)數(shù)值型200名稱字符型12所在地點(diǎn)字符型12坐標(biāo)字符型123發(fā)電類型字符型12裝機(jī)容量數(shù)值型122設(shè)備平均容量數(shù)值型122簡(jiǎn)圖表3-6電網(wǎng)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)字段名稱字段類型字段長(zhǎng)度小數(shù)位編號(hào)數(shù)值型200測(cè)電參數(shù)字符型12測(cè)點(diǎn)所在點(diǎn)字符型24測(cè)點(diǎn)建立時(shí)間日期型10測(cè)點(diǎn)電壓級(jí)數(shù)值型120測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)值型123連接簡(jiǎn)圖表3-7變電站數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)字段名稱字段類型字段長(zhǎng)度小數(shù)位編號(hào)數(shù)值型200名稱字符型12電壓等級(jí)數(shù)值型120坐標(biāo)字符型123所在地點(diǎn)字符型12主變參數(shù)數(shù)值型123符合統(tǒng)計(jì)數(shù)值型123最大負(fù)荷數(shù)值型123簡(jiǎn)圖表3-8電表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)字段名稱字段類型字段長(zhǎng)度小數(shù)位編號(hào)數(shù)值型200型號(hào)數(shù)值型120規(guī)格數(shù)值型123生產(chǎn)廠家字符型30所在地點(diǎn)字符型30故障記錄字符型40所屬單位或個(gè)人字符型24周檢期字符型24信號(hào)接收裝置編號(hào)數(shù)值型200電表類型字符型120連接簡(jiǎn)圖3.3系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)前面的修改意見(jiàn)呢？前面的修改意見(jiàn)呢？本系統(tǒng)主要通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)管理的高速、高效。3.3.1電網(wǎng)輸入編輯子系統(tǒng)提供方便的網(wǎng)絡(luò)輸入手段，構(gòu)造拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)關(guān)系，建立與電網(wǎng)元素相關(guān)的屬性數(shù)據(jù)庫(kù)，提供供電網(wǎng)的圖形屬性編輯工具?！玻薄硨傩詳?shù)據(jù)輸入①按照供電網(wǎng)各組成成分進(jìn)行屬性輸入。②提供可視化的編輯功能。③電網(wǎng)屬性的儲(chǔ)存和更新管理。〔２〕空間資料轉(zhuǎn)入①可由空間數(shù)據(jù)庫(kù)讀入②可由電子簿直接讀入③由其他格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入④鍵盤輸入〔３〕電網(wǎng)編輯及設(shè)計(jì)①對(duì)線路、節(jié)電空間數(shù)據(jù)的各種操作和編輯②對(duì)線路、節(jié)電參數(shù)和屬性的編輯和統(tǒng)改地形圖庫(kù)管理子系統(tǒng) 圖形庫(kù)管理系統(tǒng)主要是針對(duì)空間數(shù)據(jù)庫(kù)的管理，用于儲(chǔ)存和管理地圖信息，屬于專用的地圖數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，旨在幫助管理海量的地圖內(nèi)容、豐富地形圖顯示內(nèi)容、加快地形圖檢索速度。地形庫(kù)實(shí)現(xiàn)了地形數(shù)據(jù)各個(gè)相關(guān)部門的一致以及共享。各個(gè)相關(guān)部門可以方便的根據(jù)較新的地形圖庫(kù)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行電網(wǎng)決策、設(shè)計(jì)、維護(hù)等。地形圖庫(kù)的輔助工具〔如定位線、道路中心線、地名庫(kù)等〕的使用對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)用起到了較大的幫助作用。電網(wǎng)管理子系統(tǒng)功能電網(wǎng)管理子系統(tǒng)是通過(guò)一些有效的方法快速對(duì)目前的電網(wǎng)信息進(jìn)行全面的了解和詳細(xì)分析，從而能夠指導(dǎo)管理人員高效且正確的進(jìn)行管理和決策，另外通過(guò)提供的查詢工具的各種查詢方法能夠方便的得到想要的資料信息。電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度子系統(tǒng)根據(jù)對(duì)系統(tǒng)本身的各類數(shù)據(jù)的計(jì)算和分析比擬，找到最優(yōu)的電能調(diào)度方案，并以報(bào)表的形式輸出，供調(diào)度使用。事故處理子系統(tǒng)事故是指供電網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障，事故的發(fā)生可能會(huì)引發(fā)較大的損失，所以事故發(fā)生后及時(shí)的制定事故方案是非常重要的。在電網(wǎng)信息相對(duì)健全、正確的情況下，事故處理子系統(tǒng)可以快速查閱資料、有效分析出線路故障以及所造成影響的范圍，輔助制定合理的處理方案，幫助及時(shí)排除故障。電網(wǎng)設(shè)計(jì)子系統(tǒng)電網(wǎng)設(shè)計(jì)子系統(tǒng)主要是針對(duì)變電站的設(shè)計(jì)，地理地圖于最短距離相結(jié)合，不但能找到最優(yōu)的地理位置還能找到最小距離點(diǎn)，從而真正的到達(dá)最優(yōu)。在線路的架設(shè)及其他電力建設(shè)中，也有很大的作用。用戶智能電表子系統(tǒng)提供收費(fèi)、查詢系統(tǒng)的接口，已獲得完整的用戶信息，查詢多種屬性。電網(wǎng)維護(hù)子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)前后期數(shù)據(jù)一體化維護(hù)管理。維護(hù)電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的完整性和數(shù)據(jù)的一致性，管理電網(wǎng)的維修記錄，及時(shí)發(fā)出預(yù)警。電網(wǎng)Web發(fā)布子系統(tǒng)用戶通過(guò)網(wǎng)頁(yè)瀏覽器可以直接訪問(wèn)官網(wǎng)系統(tǒng)主頁(yè)瀏覽圖形，按類型、區(qū)域、條件查詢配電設(shè)備信息，實(shí)施搜索等。瀏覽器端不用安裝任何附加軟件。電網(wǎng)數(shù)據(jù)的Web信息發(fā)布充分利用了公司的網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)信息的信息共享，有利于遠(yuǎn)程辦公和領(lǐng)導(dǎo)的遠(yuǎn)程查詢。電網(wǎng)數(shù)據(jù)的Web信息查詢不需要安裝電網(wǎng)信息系統(tǒng)，但不同的數(shù)據(jù)項(xiàng)有不同的權(quán)限，因而便于數(shù)據(jù)共享。4智能電網(wǎng)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1用戶單元設(shè)計(jì)WebServices作為一種軟件技術(shù),它提出了一種新的基于Internet/Intranet的信息系統(tǒng)共享架構(gòu),它可以讓用戶在TCP/IP環(huán)境下毫無(wú)約束地遠(yuǎn)程調(diào)用不同行業(yè)不同技術(shù)構(gòu)建的不同平臺(tái)下的Web效勞,實(shí)現(xiàn)在Internet/Intranet下的信息系統(tǒng)共居民電源控制局部圖4-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)共分為居民電源控制局部(插座)，總控箱(數(shù)字式小型微波分控器)，WEB效勞器，WAP終端或數(shù)字式移動(dòng)終端，軟件系統(tǒng)等五大局部，如圖4-1所示。在本系統(tǒng)中，使用上文所述插座作為控制終端;使用總控箱控制所有插座，總控箱支持有線方式控制電源，每個(gè)電源預(yù)設(shè)唯一編碼作為標(biāo)識(shí)碼，也作為受控的識(shí)別碼;總控箱中編碼由計(jì)算機(jī)通過(guò)RS232串行接口提供，編碼分為地址碼和操作碼兩局部，地址碼指明操作對(duì)象，操作碼指明相應(yīng)操作(“開(kāi)”或“關(guān)”)；控制總控箱的計(jì)算機(jī)采用WEB效勞器l，安裝WindowsServe2003操作系統(tǒng)，應(yīng)用程序采用Silverlight作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，工作人員可以通過(guò)局域網(wǎng)上的客戶機(jī)登錄效勞器完成控制操作，也可以通過(guò)移動(dòng)WAP或者GSM終端設(shè)備登錄效勞器完成相應(yīng)的控制操作。效勞器在初始化狀態(tài)下設(shè)定所有用戶為“開(kāi)’(顯示在屏幕上為“亮”)，接受控制信號(hào)后再改變?yōu)椤瓣P(guān)”(顯示在屏幕上為“灰”)?？偪叵淇偪叵洳捎脭?shù)字編碼，接收到效勞器的指令和操作對(duì)象編碼后，采用播送式發(fā)射微波信號(hào)，各用電插座接收到信號(hào)后與預(yù)先儲(chǔ)存在插座內(nèi)的編碼進(jìn)行比照，符合那么執(zhí)行相關(guān)指令；不符合那么不產(chǎn)生動(dòng)作。效勞器與總控箱采用RS232串行接口相連，總控箱中的單片機(jī)完成指定插座操作編碼后播送方式發(fā)送，同時(shí)回送已發(fā)送信號(hào)給效勞器，效勞器接收到該信號(hào)后，改寫相應(yīng)電源的狀態(tài)，顯示于屏幕上；對(duì)于某些用戶或者供電位置的插座，可能因?yàn)闊o(wú)線信號(hào)屏蔽而致使插座收不到微波信號(hào)的，在工程施工時(shí)預(yù)埋有線電纜，必要時(shí)可以采取有線方式接收控制信號(hào)。通過(guò)這種方法本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)可選擇性的智能控制。4.1.3采用移動(dòng)終端進(jìn)行監(jiān)控具有方便，易于操作，人們往往是離開(kāi)家后卻發(fā)現(xiàn)記不清辦公室的相關(guān)設(shè)備電源是否關(guān)閉;這時(shí)可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)家庭用電及正在使用的用電器進(jìn)行查詢及操作。我們采用的是web連接大樓的效勞器，再通過(guò)效勞器連接家庭智能電表進(jìn)人控制界面，查看用電狀使用狀況后，發(fā)出相應(yīng)指令完成操作。這是本系統(tǒng)節(jié)電的又一個(gè)智能點(diǎn)。web效勞WEB效勞技術(shù),包括3種角色(效勞提供者、效勞注冊(cè)中心和效勞請(qǐng)求者)和3種操作(發(fā)布、查找和綁定),各角色間通過(guò)相應(yīng)操作進(jìn)行交互。(1)效勞提供者。提供效勞并對(duì)效勞進(jìn)行注冊(cè)發(fā)布以便于效勞的利用。(2)效勞注冊(cè)中心。是效勞提供者和效勞請(qǐng)求者之間的媒介,提供了一定的機(jī)制使效勞提供者和效勞請(qǐng)求者能夠發(fā)現(xiàn)對(duì)方。(3)效勞請(qǐng)求者。向效勞注冊(cè)中心請(qǐng)求效勞并調(diào)用這些效勞以完成具體任務(wù)。效勞提供者開(kāi)發(fā)一個(gè)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可以被訪問(wèn)的效勞,然后將效勞描述注冊(cè)到效勞注冊(cè)中心或發(fā)布給效勞請(qǐng)求者;效勞請(qǐng)求者通過(guò)查找本地或效勞注冊(cè)中心的效勞描述,選擇所需的效勞進(jìn)行綁定;通過(guò)綁定后,效勞提供者就可把結(jié)果返回給效勞請(qǐng)求者,從而實(shí)現(xiàn)信息交互。本系統(tǒng)在效勞器中預(yù)先輸入照明設(shè)備及各用電設(shè)備、儀器的位置及狀態(tài)信息(初始值為關(guān)),客戶機(jī)或無(wú)線移動(dòng)終端可以通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)登錄系統(tǒng)發(fā)送指令,查看各電器插座的狀態(tài),開(kāi)啟或關(guān)閉插座;用戶權(quán)限由系統(tǒng)管理員預(yù)先設(shè)定。如圖4-2所示。圖4-2WebServices模型軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)分為本地客戶機(jī)登錄與移動(dòng)用戶遠(yuǎn)程登錄、效勞器與總控箱采用雙向串行接口通訊模式，程序中嵌人串口通訊軟件、總控箱的編碼由單片機(jī)完成。登錄用戶分為1,2,3級(jí):1級(jí)可以控制所有用戶總電源，2級(jí)可以控制樓該用戶的家庭電器情況(就是指開(kāi)通權(quán)限的用戶本人)3級(jí)只可以查詢無(wú)操作權(quán)限;主程序流程圖如圖4-3系統(tǒng)初始化時(shí)把所有用戶置于開(kāi)啟位置，使整座大樓處于待機(jī)狀態(tài);圖4-3居民電源控制系統(tǒng)主流程圖電器插座位置編輯主要是增加用戶，刪除用戶，并對(duì)大樓的公共用電設(shè)施進(jìn)行分析控制;系統(tǒng)信號(hào)檢測(cè)主要是驗(yàn)證用戶接收信號(hào)后是否動(dòng)作;顯示供電狀況是把所有用戶的狀態(tài)顯示出來(lái)，供查閱。4.2居民智能節(jié)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)智能電網(wǎng)系統(tǒng)以其在提高能源利用效率、設(shè)備利用效率以及投資收益等方面的巨大優(yōu)勢(shì)而受到各國(guó)越來(lái)越多地關(guān)注。居民用電在我國(guó)多數(shù)地區(qū)用電增長(zhǎng)率較高，從建設(shè)智能電網(wǎng)的角度看，居民用電方式的靈活、節(jié)約、創(chuàng)新和居民用電系統(tǒng)的智能化是具有更實(shí)際價(jià)值的先期應(yīng)用領(lǐng)域。本設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)智能電網(wǎng)中關(guān)于居民用電高級(jí)計(jì)量系統(tǒng)的探索，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套“居民智能節(jié)電系統(tǒng)”，結(jié)合智能電網(wǎng)中的高級(jí)計(jì)量管理體系〔AMI〕和遠(yuǎn)程資產(chǎn)監(jiān)視和控制系統(tǒng)，運(yùn)用智能電能表實(shí)時(shí)顯示用戶用電情況，并且利用計(jì)算機(jī)智能地為用戶呈現(xiàn)不同的節(jié)能方案以供用戶選擇，在滿足用戶用電需求的前提下，智能地調(diào)配居室內(nèi)各用電器具使用，從而最大程度地節(jié)約居室日常用電量，實(shí)現(xiàn)能源優(yōu)化配置。4.2.1隨著智能電網(wǎng)概念的出現(xiàn)，一種集智能表計(jì)、數(shù)據(jù)管理以及負(fù)荷智能控制等技術(shù)于一體的高級(jí)計(jì)量體系〔advancedmeteringinfrastructure，AMI〕作為智能電網(wǎng)的根底組成局部越來(lái)越受到人們的重視。AMI并不是一項(xiàng)單一的技術(shù)，而是一個(gè)多技術(shù)的綜合體。如圖7所示，AMI的根本結(jié)構(gòu)是由以下幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)組成的?！?〕智能電能表AMI中使用的智能電能表是一種固態(tài)可編程的裝置，它具有很多傳統(tǒng)電能表所不具備的功能，如顯示電能使用數(shù)據(jù)，顯示時(shí)變電價(jià)，失〔修復(fù)〕電源通告，電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)，干擾與竊電監(jiān)測(cè)，與室內(nèi)其它的智能設(shè)備互相通信等。智能電能表被稱為綠色的計(jì)量裝置，它與傳統(tǒng)電能表最重要的不同就是它能引導(dǎo)用戶進(jìn)行節(jié)能減排，從而實(shí)現(xiàn)需求響應(yīng)機(jī)制。它不僅僅是一塊電能表，可以說(shuō)它是居室內(nèi)的能源控制中心。它的智能控制單元能夠根據(jù)用戶當(dāng)前的用電情況，幫助用戶做出節(jié)能決策。它與室內(nèi)的各種用電設(shè)備緊密相連，一旦用戶做出決策，它能夠立即開(kāi)始根據(jù)方案，控制各用電設(shè)備的工作，整個(gè)過(guò)程無(wú)需用戶手動(dòng)參與，用戶所需要做的就是在屏幕上發(fā)出節(jié)能指令。〔2〕廣域通信結(jié)構(gòu)AMI的通信結(jié)構(gòu)支持在電力公司、用戶以及可控電力負(fù)荷之間的互相通信。它采用雙向通信標(biāo)準(zhǔn)，以確保通信的快速平安。根本流程是：數(shù)據(jù)集散中心從各組智能電能表中采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過(guò)回程通道傳送給中心效勞器。通信介質(zhì)可以采用電力線載波、電力線寬帶、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)以及Internet或者是以上的結(jié)合。圖4-4AUO結(jié)構(gòu)圖〔3〕家庭〔本地〕局域網(wǎng)〔HAN〕家庭〔本地〕局域網(wǎng)是AMI中重要的結(jié)構(gòu)根底。本設(shè)計(jì)將智能電能表和各種可控的用電設(shè)備連接起來(lái)，組成局域網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)多種能源管理功能。其中包括顯示能源使用情況，對(duì)價(jià)格信號(hào)做出相應(yīng)的反響，電力平安監(jiān)測(cè)等?！?〕表計(jì)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)〔MDMS〕DMS是一個(gè)帶有分析工具的數(shù)據(jù)庫(kù)，它的最重要的功能就是完成對(duì)AMI數(shù)據(jù)確實(shí)認(rèn)、編輯與評(píng)估〔VEE〕，從而防止通信網(wǎng)絡(luò)的中斷以及在用戶端保證數(shù)據(jù)流的完整與準(zhǔn)確。節(jié)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行機(jī)制本居民智能節(jié)電系統(tǒng)處于AMI結(jié)構(gòu)體系中的用戶端。在用戶需求的層面上，組建家庭用電和寬帶共享的局域網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)智能電能表控制居室內(nèi)的各種用電設(shè)備，根據(jù)各個(gè)時(shí)段電價(jià)的不同，為用戶計(jì)算分析出最正確的節(jié)電策略供用戶選擇，從而起到需求側(cè)響應(yīng)的作用。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖8所示。圖4-5節(jié)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖本設(shè)計(jì)由于僅僅是在用戶端實(shí)現(xiàn)AMI的體系，因此用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬電網(wǎng)端。計(jì)算機(jī)模擬電力公司向智能電能表傳送電價(jià)等數(shù)據(jù)，智能電能表將接收到的電價(jià)等信息送到內(nèi)置處理器中進(jìn)行分析處理，根據(jù)這些信息并結(jié)合居室內(nèi)當(dāng)時(shí)的電能使用狀況，為用戶提供一系列節(jié)能方案，并顯示在智能電能表的觸摸式控制屏上。用戶可以結(jié)合實(shí)時(shí)電價(jià)與自己的電能需求情況適當(dāng)?shù)剡x擇節(jié)能方案。當(dāng)方案被用戶確定以后，智能電能表立即產(chǎn)生一套控制指令，將指令傳送到控制器中，控制器接收到這些指令通過(guò)模擬或數(shù)字信號(hào)控制居室內(nèi)的各用電設(shè)備。同時(shí)，居室內(nèi)的各設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況也會(huì)通過(guò)控制器傳回智能電能表，智能電能表的內(nèi)處理器會(huì)分析這些數(shù)據(jù)，計(jì)算出當(dāng)前的節(jié)能效率，并將結(jié)果顯示在顯示屏上。這樣一來(lái)用戶對(duì)整個(gè)室內(nèi)的用電情況就一目了然。由于電價(jià)和節(jié)能率也同時(shí)顯示出來(lái)，能夠使用戶對(duì)自己的電能使用效率有一個(gè)更加直觀、更加量化的了解，這就從側(cè)面鼓勵(lì)用戶去自覺(jué)的節(jié)能。系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)由于采用計(jì)算機(jī)模擬電網(wǎng)端，本系統(tǒng)硬件主要包括2個(gè)主要局部：智能電能表和居室電器控制器。.1智能電能表設(shè)計(jì)本圖4-6顯示界面示圖SRES系統(tǒng)中的智能電能表，是由一塊液晶顯示屏及其控制電路組成。它可以通過(guò)RS232串口與計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。計(jì)算機(jī)向串口發(fā)送一組二進(jìn)制代碼，控制液晶顯示屏上的一個(gè)顯示動(dòng)作，代碼與顯示動(dòng)作一一對(duì)應(yīng)，這樣就可以到達(dá)對(duì)液晶顯示屏的實(shí)時(shí)控制。我們將“智能電能表”的顯示界面設(shè)計(jì)成圖9的樣式，可以顯示出用戶的當(dāng)前時(shí)段及對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)電價(jià)，受控制的用電器被一一列出，當(dāng)前居室內(nèi)用電器的使用狀況一目了然。同時(shí)，根據(jù)用電器的使用情況計(jì)算出當(dāng)前的用電總功率，并顯示在液晶屏上，如果總功率高于某一設(shè)定好的值，屏幕下方會(huì)出現(xiàn)節(jié)電提示。液晶顯示屏通過(guò)串口與計(jì)算機(jī)相連，在“居室智能節(jié)電系統(tǒng)”的軟件局部里，運(yùn)用串口控件向計(jì)算機(jī)串口發(fā)送指定的數(shù)據(jù)，控制液晶屏幕上的顯示。液晶模塊的RS232接口設(shè)計(jì)如圖10所示。通過(guò)這個(gè)模擬的智能電能表，可以為用戶提供詳細(xì)的用電信息，使用戶對(duì)居室當(dāng)前的用電狀態(tài)有一個(gè)全面的了解，并且能夠?qū)τ脩舻墓?jié)電行為起到很好的鼓勵(lì)作用。圖4-7液晶模塊RS232接口.2居室電器控制器設(shè)計(jì)控制器主要起到作為智能電能表和室內(nèi)用電設(shè)備之間聯(lián)絡(luò)橋梁的作用。它接收智能電能表發(fā)出的控制口令，并將其轉(zhuǎn)換成模擬或數(shù)字輸出量對(duì)室內(nèi)的用電設(shè)備進(jìn)行控制。同時(shí)，它也可以采集室內(nèi)各用電設(shè)備的工作情況，并將其反響給智能電能表。這一局部主要由數(shù)字量模擬量輸入輸出控制器完成對(duì)各個(gè)用電器的控制。它可以利用計(jì)算機(jī)RS232串口實(shí)時(shí)控制模擬量的輸出和數(shù)字量的輸出，控制器采用特有的抗高頻干擾電路，工作穩(wěn)定可靠，其中每路模擬量輸出都有過(guò)壓保護(hù)電路，可抗雷擊以及靜電沖擊。工作電源為直流24V，采用高速C8051系列單片機(jī)，具有2路模擬量輸出〔0-12V〕，6路數(shù)字量輸出。通過(guò)向串口發(fā)送簡(jiǎn)單的代碼就可以控制各數(shù)字量和模擬量的輸出，使用極其方便。控制器的接線圖如圖11所示。我們?cè)诰邮夷Ｐ椭?，選用了照明燈、落地?zé)簟⒀b飾燈、空調(diào)、電暖氣、電視機(jī)、飲水機(jī)、組合音響這8個(gè)可控的不同功率的家用電器，用直流電動(dòng)機(jī)、發(fā)光二極管、音樂(lè)芯片等器件代表不同的用電器，來(lái)模擬真實(shí)的家庭居室。居室電器控制器通過(guò)串口與計(jì)算機(jī)連接，在“居民智能節(jié)電系統(tǒng)”的軟件局部里，根據(jù)具體情況實(shí)時(shí)地發(fā)出指令，指令代碼通過(guò)RS232串口發(fā)送到控制器，控制模擬量的輸出電壓和數(shù)字量的開(kāi)通與關(guān)斷，從而到達(dá)對(duì)直流電動(dòng)機(jī)、發(fā)光二極管等器件的控制，這樣就可以準(zhǔn)確地模擬出居室內(nèi)的電器使用狀況。本系統(tǒng)還制作了居室模型，將各個(gè)用電器安裝到其各自的位置，使其更具有欣賞性，更完整地表達(dá)出了本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想。圖4-8控制器接線原理圖系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)表4-1系統(tǒng)選定的居室常用電器序號(hào)電器名稱功率數(shù)量1裝飾燈2001組2高亮度照明燈1001組3低亮度照明燈501組4立式空調(diào)800-13001臺(tái)5電暖氣1600-20001臺(tái)6背投電視2001臺(tái)7組合音響5001臺(tái)8飲水機(jī)5001臺(tái)本系統(tǒng)假設(shè)了4個(gè)模擬時(shí)段，各個(gè)時(shí)段分別采用一種電價(jià)模式?？晒┻x擇的時(shí)段分別為：6：00~8：00，8：00~19：00，19：00~23：00，23：00~6：00，在演示時(shí)，用戶需要選擇一個(gè)模擬時(shí)段。然后，系統(tǒng)會(huì)向用戶顯示出當(dāng)前居室內(nèi)所用用電設(shè)備的根本情況，如表11所示。用戶根據(jù)需要選擇自己要開(kāi)啟的用電設(shè)備，系統(tǒng)即可計(jì)算出整個(gè)居室內(nèi)的用電總功率。接下來(lái)用戶需要選擇希望節(jié)約的功率，系統(tǒng)將根據(jù)用戶的選擇自動(dòng)生成一套節(jié)電方案，系統(tǒng)自動(dòng)生成的方案優(yōu)先排序如下：〔排列按照建議首先關(guān)閉→最后關(guān)閉，其中④⑤為功率可調(diào)電器，隨時(shí)參與功率調(diào)整，但為最后關(guān)閉電器〕6：00~8：00：⑦①②③⑥⑧④〔⑤〕8：00~19：00：①②③⑦⑧⑥④〔⑤〕19：00~23：00：①②⑦⑧⑥③④〔⑤〕23：00~6：00：⑦①⑥⑧②③④〔⑤〕節(jié)電方案并不唯一，用戶可以根據(jù)自己的偏好，對(duì)節(jié)電方案進(jìn)行調(diào)整。系統(tǒng)可以根據(jù)節(jié)電方案計(jì)算出方案實(shí)施后電器的總功率以及減少的功率，供用戶參考，是否繼續(xù)調(diào)整方案。點(diǎn)擊“方案確定”按鈕，即可連接到系統(tǒng)的硬件局部，實(shí)現(xiàn)電器的節(jié)電自動(dòng)控制。軟件系統(tǒng)的流程圖如圖12所示。居室智能節(jié)電系統(tǒng)用戶操作界面如圖13所示。圖4-9節(jié)電系統(tǒng)流程圖圖4-10系統(tǒng)操作頁(yè)面、節(jié)電效應(yīng)分析通過(guò)模型的假定以及最優(yōu)方案的設(shè)計(jì)，可以給出實(shí)施本工程的節(jié)電量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：由于在系統(tǒng)設(shè)置上，本系統(tǒng)選擇立式空調(diào)結(jié)合電暖氣的電器設(shè)施，所以將一年分為2個(gè)時(shí)段來(lái)計(jì)算電量，每天按照平均值計(jì)算〔在這里不考慮特殊情況和用電習(xí)慣〕：〔1〕假設(shè)夏天和秋天〔每年的5月份至10月份〕用戶選擇使用立式空調(diào)，根據(jù)居室智能節(jié)電系統(tǒng)優(yōu)化方案，將一天分為4個(gè)時(shí)段，各時(shí)段平均節(jié)能量如下：6：00~8：00每小時(shí)節(jié)電200W，共節(jié)電0.4kWh；8：00~19：00每小時(shí)節(jié)電300W，4h總計(jì)節(jié)電1.2kWh；19：00~23：00每小時(shí)節(jié)電400W，總計(jì)節(jié)電1.6kWh；23：00~6：00每小時(shí)節(jié)電100W，共節(jié)電0.7kWh。一天內(nèi)節(jié)電總量3.9kWh?！?〕假設(shè)冬天和春天〔每年的11月份至來(lái)年4月份〕用戶選擇使用電暖氣，同樣將一天分為4個(gè)時(shí)段，各時(shí)段平均節(jié)電量如下：6：00~8：00每小時(shí)節(jié)電300W，2h節(jié)電0.6kWh；8：00~19：00每小時(shí)節(jié)電400W，按照4h計(jì)算節(jié)電1.6kWh；19：00~23：00每小時(shí)節(jié)電500W，4h節(jié)電2kWh；23：00~6：00每小時(shí)節(jié)電100W，總計(jì)節(jié)電0.7kWh。一天內(nèi)節(jié)電總量4.9kWh。這里以5月份—10月份的用戶節(jié)電量為例，上面已經(jīng)計(jì)算出每戶每天的節(jié)電量為3.9kWh，那么每100戶每年節(jié)電量就可到達(dá)142350kWh。實(shí)際上，本系統(tǒng)的思想是在用戶需求和能源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)之間尋找一個(gè)較優(yōu)的匹配，既不影響用戶的正常需求，同時(shí)以智能提示的方式對(duì)用戶進(jìn)行催促，減少額外用電，節(jié)省能源、減少排放，以到達(dá)各方狀態(tài)的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)開(kāi)展。5總結(jié)總結(jié)或結(jié)論，應(yīng)該是針對(duì)前面的設(shè)計(jì)表達(dá)后的一個(gè)總結(jié)。總結(jié)或結(jié)論，應(yīng)該是針對(duì)前面的設(shè)計(jì)表達(dá)后的一個(gè)總結(jié)。本智能電網(wǎng)系統(tǒng)是運(yùn)用了Silverlight的Web開(kāi)發(fā)，其特點(diǎn)有：1、Silverlight是跨平臺(tái)/瀏覽器的。對(duì)于大局部開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)，創(chuàng)立一個(gè)能夠在所有流行的瀏覽器(包括IE、Firefox、Safari、Opera)上完美運(yùn)行的Web站點(diǎn)是很具挑戰(zhàn)性的事情。這不只是增加代碼實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題，還要進(jìn)行大量復(fù)雜的測(cè)試。通常面對(duì)這個(gè)問(wèn)題的解決方法有兩個(gè)：僅支持少數(shù)最流行的瀏覽器或者增加質(zhì)量保證人員的數(shù)量。而Silverlight允許“一次開(kāi)發(fā)，到處運(yùn)行”，微軟已經(jīng)承諾會(huì)支持Windows和Mac上的Opera，而Silverlight的Linux版Moonlight也正在開(kāi)發(fā)中。2、使用開(kāi)發(fā)者們已經(jīng)掌握的技術(shù)。Silverlight由微軟現(xiàn)有的一些技術(shù)創(chuàng)立而成，如XAML，JavaScript以及.NET技術(shù)4、Silverlight的用戶界面使用標(biāo)記語(yǔ)言——就像HTMLSilverlight使用XAML來(lái)進(jìn)行用戶界面設(shè)計(jì)。HTML是一種很常見(jiàn)的標(biāo)記語(yǔ)言，文件是純文本的，它只需要告訴瀏覽器如何渲染網(wǎng)頁(yè)，XAML也是這樣的，只不過(guò)，執(zhí)行文本命令的不再是瀏覽器，而是Silverlight。無(wú)論開(kāi)發(fā)者在效勞器端用什么工具進(jìn)行怎樣的開(kāi)發(fā)，最后你總要?jiǎng)?chuàng)立動(dòng)態(tài)的HTML頁(yè)面。XAML是標(biāo)記語(yǔ)言，因此你可以使用效勞器端技術(shù)動(dòng)態(tài)創(chuàng)立XAML，就像你的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)動(dòng)態(tài)創(chuàng)立HTML一樣。標(biāo)記語(yǔ)言有所不同，但技術(shù)并未變化。5、Silverlight和AJAX技術(shù)互為補(bǔ)充。網(wǎng)絡(luò)是不斷進(jìn)化的，回到1990年代，所有人都告訴開(kāi)發(fā)者應(yīng)該把盡可能多的執(zhí)行都放在效勞器端，技術(shù)上沒(méi)問(wèn)題，但是這相當(dāng)影響用戶體驗(yàn)?，F(xiàn)在AJAX已經(jīng)廣泛流行開(kāi)來(lái)，把代碼直接放置在瀏覽器中就可以有效改善用戶體驗(yàn)，這方面最典型的代表就是GoogleMaps。Silverlight也參照了這樣的模型，允許在瀏覽器中創(chuàng)造更加豐富的用戶界面，而采用AJAX和效勞器端交換數(shù)據(jù)使Silverlight更加強(qiáng)大，結(jié)合了Silverlight豐富的用戶界面和AJAX的異步數(shù)據(jù)傳輸，用戶將得到非常舒適的交互體驗(yàn)。因此，我選擇了Silverlight，我相信在互聯(lián)網(wǎng)的高速開(kāi)展下，方便