基于圖形界面的配電臺區電能質(zhì)量監測分析系統的設計與實(shí)現

其次在圖元基類(lèi)中定義了多個(gè)虛函數，作為成員函數一一對應相應的圖元所具有的各項功能。例如圖元的拖動(dòng)、繪制、確定響應鼠標點(diǎn)擊的有效區域以及連接數據庫，輸入各項參數等等。在各個(gè)圖元基類(lèi)的派生類(lèi)中，會(huì )重載這些虛函數，以實(shí)現派生類(lèi)的具體方法。
最后應用了一個(gè)鏈表將所有的圖元連接起來(lái)，形成了一個(gè)圖元對象串。在實(shí)現各個(gè)圖元的具體功能時(shí)，程序中并沒(méi)有具體的直接去調用相應圖元類(lèi)的成員函數，而是調用了虛基類(lèi)的虛函數，然后利用動(dòng)態(tài)聯(lián)編技術(shù)，由系統自動(dòng)判斷該圖元所屬的圖元類(lèi)，并調用相應圖元類(lèi)的成員函數。這樣就避免了在程序編寫(xiě)時(shí)加入大量的 if...then...的判斷語(yǔ)句，而將判斷工作交由系統自動(dòng)完成，這樣既減少了代碼量，又提高了程序的執行效率，充分體現了動(dòng)態(tài)聯(lián)編技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。
3.3 系統維護模塊
本模塊只對系統管理員開(kāi)放。該模塊提供一個(gè)繪圖工具箱，系統管理員可以從中選擇所需的設備圖元，包括變壓器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、母線(xiàn)等等。并提供圖元的剪切，拷貝，復制，粘帖，移動(dòng)，變色功能和全圖縮放功能。在繪圖過(guò)程中，還可以通過(guò)鼠標點(diǎn)擊圖元，彈出數據輸入對話(huà)框，輸入設備參數。而且所輸入的數據將直接存入數據庫中。此外，系統管理員還可以向數據采集裝置發(fā)送指令，修正下位機的參數，完成設備對時(shí)和初始化。
3.4 數據監測分析模塊
本模塊主要包括實(shí)時(shí)數據顯示、歷史數據顯示分析和綜合分析三大功能。
(a) 實(shí)時(shí)數據顯示?？梢詮臄祿杉b置中讀取并實(shí)時(shí)顯示三相有功功率、三相無(wú)功功率、三相電壓、三相電流、頻率、三相功率因數、三相有功電度和無(wú)功電度、諧波、不平衡度及負荷率等數據。根據用戶(hù)需要，還可以繪制實(shí)時(shí)數據曲線(xiàn)。
本模塊設計思路是首先根據用戶(hù)所選擇變壓器的編號，按照通信協(xié)議向數據采集裝置發(fā)送指令。數據采集裝置收到指令后做出響應，上傳對應變壓器的各項電能質(zhì)量參數，此后每隔一秒鐘重新上傳一次數據。上位機獲取數據后首先對數據進(jìn)行校驗，校驗無(wú)誤后對數據分幀，獲取三相有功功率、三相無(wú)功功率、三相電壓、三相電流、頻率、三相功率因數、三相有功電度和無(wú)功電度數據，并將所有數據顯示在指定的對話(huà)框中。
(b) 歷史數據顯示分析。根據用戶(hù)選擇，可以從數據采集裝置中讀取并顯示某一時(shí)間段內或者某兩個(gè)數據記錄序號之間的所有歷史記錄。通過(guò)ODBC接口連接后臺數據庫，將歷史記錄存入相應的數據庫中。能按照日、月、年以及峰值、谷值、均值分別統計和處理歷史數據，并根據統計結果顯示、打印電能質(zhì)量數據的曲線(xiàn)圖和報表。
在設計思路上與實(shí)時(shí)數據顯示模塊類(lèi)似，首先根據用戶(hù)所選擇變壓器的編號以及所選擇的歷史記錄查詢(xún)區間，按照通信協(xié)議向數據采集裝置發(fā)送指令。數據采集裝置收到指令后做出響應，上傳對應符合查詢(xún)條件的變壓器電能質(zhì)量歷史數據。上位機獲取數據后首先對數據進(jìn)行校驗，校驗無(wú)誤后對數據進(jìn)行分幀、顯示和存儲。
(c) 綜合分析。根據后臺數據庫中的數據記錄，計算、分析用戶(hù)指定時(shí)間段內的多項電能質(zhì)量指標，包括電度總計、電壓極值記錄、電流極值記錄、停電記錄、電壓合格率、負荷率、供電可靠率和線(xiàn)損率。最終形成綜合分析報表，打印輸出。
3.5 數據記錄顯示模塊
本模塊通過(guò)ODBC接口訪(fǎng)問(wèn)后臺數據庫，用戶(hù)可以直接應用本模塊查看后臺數據庫中的所有數據記錄，而不必進(jìn)入相應的數據庫操作環(huán)境。

4 通信的實(shí)現
4.1 通信方式
本系統中數據采集裝置可以對配電變壓器運行參數進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、計算和存儲，并具有數據遠傳功能。數據傳輸方式有以下幾種。
(a) 采用RS232總線(xiàn)接口。RS232是一種較簡(jiǎn)單的通信標準。由于其數據傳輸速率小(20Kbit/s),傳輸距離短(15m),所以該種方式適于在使用手提式PC機到現場(chǎng)采集數據時(shí)應用。
(b) 采用RS485總線(xiàn)接口。相對于RS232總線(xiàn)，RS485總線(xiàn)的傳輸距離遠，最多可1.2KM，速度最高可達到10Mbit/s,可作為標準的有線(xiàn)傳輸方式。
(c) 應用已有的無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現無(wú)線(xiàn)通信。相比于有線(xiàn)方式，無(wú)線(xiàn)通信更加快捷、經(jīng)濟。
(d) 使用手抄器。在現場(chǎng)抄錄數據采集裝置中的數據，再由手抄器將數據上傳至上位機中。
4.2 通信程序
本系統中實(shí)現上、下位機之間數據通信的程序也是應用Visual C++6.0開(kāi)發(fā)的。并且融合到了后臺信息管理系統軟件中。該部分程序采用功能強大、靈活的Win32API函數，以異步方式，實(shí)現串口通信功能^[6]。并且應用了多線(xiàn)程技術(shù)，在輔助線(xiàn)程中完成數據傳送，在主線(xiàn)程中實(shí)現數據的分析、處理。輔助線(xiàn)程并不影響主線(xiàn)程的運行，主線(xiàn)程還可以控制輔助線(xiàn)程的運行，從而提高了程序的可靠性和執行效率。

5 結語(yǔ)
本文所給出的基于圖形界面的電能質(zhì)量監測分析系統，其監測內容和分析功能可以滿(mǎn)足配電臺區實(shí)際的應用要求。其最大特點(diǎn)就是后臺信息管理系統軟件以配電臺區的接線(xiàn)圖為主要的操作界面，大大提高了界面友好性。目前，該系統已在佳木斯電業(yè)局的配電系統中得到成功的應用，并在多個(gè)供電局中得到推廣。