关于电力企业监察管理系统的设计与实现

唐斌 杨建平 袁鸿斌

摘  要：随着我国经济的不断发展，电力行业的重要性愈发突出，作为用电保障的电力监测系统显得非常重要，但是传统电力监测系统已经难以满足电网的发展要求。为了使电力监测系统操作简单且数据安全可靠，优化电力信息系统是不可或缺的一步。在本次系统设计过程中，通过系统设计目的、系统集成设计、系统软件架构和功能模块设计，再加入相关数据库的处理与数据库表结构的设计，来实现实时监测、数据分析处理等功能，并且还能通过简单的方式实现远程控制，以便处理各类突发情况。

关键词：电力企业;监察管理系统;Java语言;数据处理

中图分类号：TP311.52      文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）21-0013-03

Abstract：With the continuous development of Chinas economy，the importance of the power industry has become more and more prominent，and the power monitoring system as a power security is very important，but the traditional power monitoring system has been difficult to meet the development of the power grid. In order to make the operation of power monitoring system simple and data safe and reliable，optimizing power information system is an indispensable step. In this system design process，through the system design purpose，system integration design，system software architecture and functional module design，and then add the related database processing and database table structure design，to achieve real-time monitoring，data analysis and processing functions. And it can also realize remote control in a simple way in order to deal with all kinds of emergencies.

Keywords：electric power enterprise;supervisory management system;Java language;data processing

0  引  言

在国家不断发展的背景下，电网发挥着不可或缺的作用。随着现代信息化程度的不断提高，电网的智能程度也在一定层面上影响着国家经济发展的可持续性。然而，不管是电力企业，还是企业内部的各个板块，都存在着电力系统智能化程度不足、各个板块之间联系不足的问题，使电力系统各个板块之间的信息交互存在困难，不能及时、很好地处理各种电力突发故障，从而导致整个电力行业业务流程繁琐、解决问题时间长等问题。因此，为了使电网满足日益增长的社会需求，计算机智能技术开始应用于电力企业中。在这种情况下，更加高新的电力电子技术、计算机技术和人工智能技术应用于电网之中，可以让电网更加智能化，已经成为发展的主流趋势。由于电网的安全性和可靠性在很大程度上影响了国家经济发展的稳定性、民众的幸福感，所以更加智能的电力企业监察系统对于社会的经济和民生有了更加重要的意義。智能电网将人工智能技术（Artificial Intelligence）、自动化技术（Automation Technology）、传感测量技术（Sensor Measurement Technology）等许多高新前沿技术融为一体，实现电网的稳定性，为企业提供可靠的保障，为用户提供更加稳定优质的服务。

1  国内外研究现状

早在上世纪80年代，英国政府针对整个IT行业服务质量较低的现状，要求电信局对该问题进行全面调查，并针对问题研发了一套能够高效处理信息的信息处理系统，该系统能独立高效地实现对企业的监管和运行的维护。在此之后，更加智能化的监管体系逐渐取代了传统方法在企业监管中的位置，使企业的监察管理系统有了一次飞跃性的发展。如今，智能化信息处理不能仅停留在简单的网络设备和数据处理上，而是应该更加注重系统的综合管理作用。为了让更完善的IT信息管理系统和电力网络相结合，使整个系统更加整体化、数字化，各个国家也加快了相关方面的研究，推动了电力系统智能化和数字化发展。

1.1  国内研究现状

我国智能电网起步较晚、起点较低，但在吸取国外发展经验的基础上，我国智能电网发展迅速，并且在特高压方面取得了世界顶级的成果。但与此同时，我国国家电网也在会议中强调，在以建设特高压电网为主干的同时，特别要加强电力行业的监管系统建设，使其匹配我国快速的经济发展。在这样的情况下，我国电力行业根据我国现状和实际情况，将智能电网建设分为了几个步骤。首先，2009年到2010年为试点阶段，在这一阶段要统一智能电网细则，并对各个环节进行监测管理;第二阶段为城乡搭配建设阶段，加强城乡电网之间的联系，加快电网智能化发展;最后一个阶段为引领阶段，即在2020年前，在全国范围内建设完成统一的智能电网。

1.2  国外研究现状

早在2001年美国就开始着手于智能电网的研究，通过对原有电网的改造，从而实现提高电力行业的智能信息化程度的目的。为了实现这一目标，美国在2003年之后就启动了Grid Works和Grid Wise两个项目。2008年美国在科罗拉多州实现了智能电网建设的第一期工程。对于欧洲来说，智能电网的发展主题是新能源再生和可持续发展，除此之外，提高电力行业的信息化程度，以让用户获得更加优质的服务。

2  相关技术

2.1  MySQL数据库

MySQL是最常用的数据库管理系统，具有良好的数据管理功能、分布式处理功能，性能优越。该数据库管理系统有着以下几个特点：第一，多样化的分区模式，MySQL数据库既可以通过具体数值，也可以通过检索的难易程度来进行划分，这样就不会受限于数据储存问题，极大地提升了数据库管理处理能力;第二，良好的伸缩性，MySQL使用插件以后，该数据库具有强大的伸缩性，随着信息技术的不断发展，这一措施使MySQL数据库具有超百TB的可拓展型，极大地丰富了发展空间;第三，该数据库拥有较大的开放性，能够兼容和支持许多数据源，比如CORBA、JSQL等的标准模范;第四，MySQL数据库具有优秀的修复能力和自主备份能力。

2.2  Java编程技术

Java是一门面向对象的编程语言，不仅吸收了C++语言的优点，还摒弃了C++语言里指针、多继承等概念，所以Java语言具有简单易用和功能强大两个明显特征。除此之外，Java语言还具有简单性、面向对象、分布性、稳健性、高性能等众多特点。Java编程语言通过单继承的方式将数据内容进行传输和转换，并不像其他C语言只通过指针来访问内存中的数据，所以Java语言的数据传输更加可靠，在编写程序的过程中应用程序也更加稳定。

J2EE技术构架具有强大的独立性，是一款适用于企业升级的应用程序技术构架，能够进行跨平台的应用开发，并且拥有良好的二次开发能力和再生能力。J2EE运作流程如下：通过HTTP客户端获取客户的相关需求，再通过JSP服务器传递到数据库，然后反馈给客户。在项目开发中合理运用J2EE，并利用J2EE提供的开发平台良好的稳定性和可移植性，开发团队只需要根据统一标准进行研发即可，并且实用性也会不断得到提升，为后续开发打下了坚实的基础。

JDBC是Java API，可以进行跨平台操作，主要作用是实现结构化的查询，为不同种类的数据库设定统一的访问规则。这样能够使访问者更加高效地访问数据库中的数据，并且获得的数据也更加安全可靠。

JDBC通过中间环节，将不同类型的数据库分类，通过统一的法则去访问各个数据库，这样使得整个过程更加便捷，简单易懂，也完善了数据处理过程。

Servlet（Server Applet）是Java Servlet的简称，即服务连接器，服务器端程序使用Java编写，可以具有独立于平台和协议的特性，交互式浏览和生成数据是其主要功能，生成动态Web内容。Servlet技术的使用可以使Java应用程序更好地进行Web内容的查阅和管理，从而提升系统的信息交互速率，满足客户的需求，这也比传统方法更加高效。

3  系统方案设计

3.1  系统集成设计

该系统总体可以分为三个层面，分别是现场设备层、网络通信层、站控管理层。每一层独立完成相应任务，再通过三个层面之间的联系完成整体设计需求。站控管理层主要由计算机和打印机等硬件设备构成;网络通信层主要由RS双绞线、TCP/IP数据线和串口服务器组成;现场设备层则是由控制开关和保护设备构成。企业可根据自身不同需求，来实现自身所需功能的拓展，对设备进行更新。

3.2  软件构架设计

该设计具有较好的电力实用价值，电力企业监察管理系统的基本需求都可以满足，并且性能上还具有一定的优越性，比如简易的操作以及设备维护便捷等优势。该系统能够及时反馈给工作人员信息，工作人员通过反馈的信息能够比较直观地掌握整个系统的运行情况，并及时对异常情况进行处理，使整个系统运行得更加安全、高效和稳定。

在软件层面的设计上，本次设计利用Java语言程序完成编写，选定SSH2作为系统的内部架构，而显示界面则是由FusionCharts技术完成。

4  系统设计与实现

4.1  IMS系统运行监控设计

IMS系统运行监控模块，目的是分析监控电力系统的整体数据，并进一步识别异常情况。技术手段为网络协议，以监控内部情况，对获得数据进行处理分析，并及时将异常情况发送给工作人员，并且这些数据具有可视化展示。

4.2  平台软硬件设计

因为企业电网的不断扩大，所以电力企业在监管大规模电网时需要更加可靠的电能监管系统。本次设计按照电力企业的要求，实现了电力企业对监管的实时需求，采用数据处理、数据分析、实时监控、可视化处理和远程控制等服务，为企业提供了一套完整可靠、性能优异的监管系统。该系统可利用计算机实现控制、诊断和修复。通过搭台实验，测试各功能模块，排除了现存的所有问題，并为以后的设计打下了坚实的基础。

4.3  数据库机制

由于该系统需要处理的信息量较大，数据处理比较繁琐，因此需要严格选用数据库机制，同时根据开发特点和企业现状，最终采用MySQL数据库。在编写代码过程中，采用Hibernate技术，这样会节省大量的时间，利用该技术建立长期的持久化的模型。

5  系统实现用例

本设计可以较好地满足电力企业的监管需求，同时可以进行实时地监控和报警。实现了满足该企业不同层次的需要，各个层次的测试结果也可表明该系统完美适用于该企业，提高了该企业的监管水平。具体测试表格如表1和表2所示。

表1和表2分别给出了监察管理系统的功能与性能的测试结果。表1表明，系统登录、IMS、容灾和告警等四项功能均能实现。通过测试，系统能满足用户需求和逻辑设计。表2从时间特性、系统容量和系统负载三个方面对系统性能进行测试，每个测试方面均使用三个以上的冗余指标进行测试，以保证系统的稳定性和安全性，根据测试结果，系统满足预先设定的所有性能测试指标。这表明，本次整个系统的设计满足企业的监管需求，提高了企业的监管水平。

6  结  论

现如今，电力行业的主流趋势是建设操作更加简单且更加可靠的电力信息系统。本次监察系统的设计与实现通过具体的电力企业实现，对目前国内外研究现状进行分析，得出一套比较可靠的系统设计方法。再对该企业的电力监察进行实时监测，之后利用B/S架构作为整个系统架构，使用Java语言设计一套适用于企业现状的、操作简单的、能够完美匹配于企业需求的电力监管系统。

参考文献：

[1] 王继业.电力企业数据中心建立及其对策 [J].中国电力，2007（4）：69-73.

[2] 王英涛，张道农，谢晓冬，等.电力系统实时动态监测系统传输规约 [J].电网技术，2007（13）：81-85.

[3] 林伯强.中国电力工业发展：改革进程与配套改革 [J].管理世界，2005（8）：65-79+172.

[4] 刘宇穗.全面数字化电厂构想 [J].电力勘测设计，2008（3）：63-67.

作者简介：唐斌（1978.06-），男，汉族，云南巧家人，工程师，本科，学士学位，研究方向：安全生产监督管理。