基于java語言的變電站操作票繪圖系統(tǒng)開發(fā)

1、畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告 學(xué)生姓名： 孫鈺雯 學(xué) 號： 09 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 設(shè)計(論文)題目： 基于java語言的變電站 操作票繪圖系統(tǒng)開發(fā) 指導(dǎo)教師： 邢曉敏 2015 年 3 月 20日開題報告填寫要求1開題報告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在系審查后生效；2開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見；3“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫

2、（或打?。┰诒鹃_題報告第一欄目內(nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于10篇（不包括辭典、手冊）；4有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 740894數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2002年4月26日”或“2002-04-26”。 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告1結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述：文 獻(xiàn) 綜 述1 課題研究背景 電力工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是國家的經(jīng)濟基礎(chǔ)之一，它的安全穩(wěn)定運行對國民經(jīng)濟的發(fā)展起著舉足輕重的作用，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行是各級調(diào)度，特別是變電運行和

3、發(fā)電廠的中心任務(wù)。1電力系統(tǒng)運行方式的改變主要是通過對電力系統(tǒng)倒閘操作完成的。在電力系統(tǒng)中，電氣倒閘誤操作事故每年都有發(fā)生，這些事故輕者造成了經(jīng)濟上的損失，嚴(yán)重的甚至導(dǎo)致人員傷亡。因此盡量減少甚至杜絕誤操作的發(fā)生就成了人們關(guān)心和研究的對象。2 操作票、工作票是從組織上規(guī)定的保證人身、設(shè)備安全的重要措施，是電氣設(shè)備上工作的一切人員都必須嚴(yán)格遵守的強制性規(guī)定。3在電氣倒閘操作中，開寫操作票是必不可少的環(huán)節(jié)。一張正確的操作票是正確進行電氣倒閘操作的前提和保證。隨著電子技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，大批電廠、發(fā)電站進行了大規(guī)模的綜合自動化改造，電腦出票系統(tǒng)應(yīng)運而生并逐步發(fā)展。因此，研發(fā)一套通用性強

4、、利于擴展、操作簡單方便的跨平臺操作票系統(tǒng)具有非常迫切的現(xiàn)實意義4。對常見的幾種操作票繪圖系統(tǒng)生成系統(tǒng)的研究，最終確定使用java語言開發(fā)變電站操作票的繪圖系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有開票速度快，正確性高，效率高的特點，將極大減輕運行人員的工作強度，提高運行人員的工作效率，提高企業(yè)現(xiàn)代化的管理水平。2.課題研究的目的及意義 倒閘操作是一項既復(fù)雜繁瑣又非常重要的工作，往往包括一、二次設(shè)備的操作，操作項目有時多達(dá)幾十項。而且倒閘操作要求操作人員具有非常豐富的運行經(jīng)驗，并且，操作人員腦中必須時刻裝著整個系統(tǒng)的運行情況，根據(jù)運行方式和電網(wǎng)實際運行情況來編寫操作票，因此它對操作人員的要求很高。操作人員一旦受環(huán)境、情

5、緒和健康因素的影響就難免出錯，當(dāng)遇上緊急情況或需要頻繁操作時，發(fā)生錯誤的幾率就更高。誤操作輕則導(dǎo)致設(shè)備毀壞，小范圍停電，重則直接威脅人身安全，甚至是系統(tǒng)瓦解。5目前電力系統(tǒng)正經(jīng)歷著市場化改革，系統(tǒng)運行方式更加復(fù)雜多變，設(shè)備更多運行在接近安全極限的水平下，設(shè)備的倒閘操作更加頻繁，開列正確操作票的復(fù)雜程度、頻繁程度，以及誤操作帶來的損失都較以往增大了。隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用日益廣泛，變電站自動化系統(tǒng)的不斷完善使得系統(tǒng)中的各種設(shè)備實時運行的信息收集更加齊全，這為利用計算機進行開票提供了充足而便利的條件。微機開票可以提高開票速度, 達(dá)到票面清楚、整潔、無涂改。 可以提高操作票的

6、填寫合格率、實現(xiàn)操作票管理的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化,還可以降低操作人員的勞動強度, 確保在正式操作前保質(zhì)保量完成開票工作, 提高工作效率。6這明顯降低操作票的作廢率;明顯提高操作票的質(zhì)量，從現(xiàn)己投入使用的操作票自動生成系統(tǒng)的運行情況來看己經(jīng)取得了顯著的成果。3.課題研究中可能存在的不足 國內(nèi)部分高校及科研院所先后開展了操作票自動生成系統(tǒng)的研究工作，雖然這些系統(tǒng)在實際應(yīng)用中取得了一定的成績。但是現(xiàn)有的操作票系統(tǒng)，仍有不足和尚待改進的地方:7 系統(tǒng)的實時性差 由于目前的操作票自動生成系統(tǒng)基本上都是離線系統(tǒng)，其設(shè)備狀態(tài)的刷新要靠手工完成。如果對設(shè)備的狀態(tài)刷新出現(xiàn)錯漏，則可能導(dǎo)致電氣元件的狀態(tài)與對應(yīng)的現(xiàn)場設(shè)備

7、的實際狀態(tài)不符，系統(tǒng)開出的操作票就可能出現(xiàn)錯漏項。若運行操作人員依照這張錯誤的操作票進行操作，就可能導(dǎo)致事故的發(fā)生。 系統(tǒng)的可維護性差 有的開票系統(tǒng)往往是針對某個特定的變電站而開發(fā)，知識庫與推理機沒有完全分開，操作任務(wù)、操作規(guī)則等被寫入源程序中，在開發(fā)完成的初期也許能完全滿足開票的要求，但是隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，原先的系統(tǒng)就不能勝任了。 系統(tǒng)的智能性差 系統(tǒng)生成后，在實際應(yīng)用中需要隨著現(xiàn)場設(shè)置和操作規(guī)程及操作任務(wù)的變更而不斷地修改、完善、擴充，而系統(tǒng)的智能性差，自學(xué)習(xí)功能不強，因此系統(tǒng)無法接受新的知識而自我完善，用戶雖具苦于不懂計算機編程而難以介入，導(dǎo)致了軟件缺乏生命力。8 畢 業(yè) 設(shè) 計（論

8、文）開 題 報 告本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：1.本課題要研究或解決的問題 本系統(tǒng)設(shè)計了一個使用java語言編寫的變電站操作票的主接線圖繪制系統(tǒng)。具有實現(xiàn)主窗體和繪圖界面窗體設(shè)計、進行主接線圖的繪制及打印空白操作票的功能。研究的主要的內(nèi)容如下：1）利用Java語言建立一個主窗體 java中提供了人機交互的功能，程序在運行過程中接受用戶的輸入，然后對數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的處理，將得到的結(jié)果告訴用戶。Java的GUI編程是在它的抽象窗口工具箱（AWT）上實現(xiàn)的。在AWT的概念中，窗口系統(tǒng)中所顯示的各種對象都可以稱為組件(Component)，組件可以分為容器組件和非容器組件，容器有

9、分為頂層容器和非頂層容器，頂層容器是可以獨立的窗口，這些窗口大多具有標(biāo)題，邊框且可以進行移動、放大、縮小、關(guān)閉等功能較強的容器。9在操作票系統(tǒng)中對于操作人員的權(quán)限界定也是一個必須重視的問題。4因此為了保證只能由專業(yè)操作人員修改，我們在設(shè)計操作票的主窗體時要在界面上設(shè)置一個密碼。2）繪圖界面窗體設(shè)計 Java語言提供了對菜單功能的支持，在Java語言中，菜單組件是特殊的組件群，菜單并不是依托其他容器組件存在，菜單要放置在菜單條上，而菜單條又依賴于相應(yīng)的容器上，也就是必須放置在容器組件中才能顯示。要創(chuàng)建一個菜單系統(tǒng)，首先要有一個框架，在框架上添加菜單條，然后在菜單條中添加若干個菜單，每個菜單再添加

10、若干菜單項。為了運行可靠一般只能顯示一次系統(tǒng)主接線圖，對二次設(shè)備的操作或者通過菜單來實現(xiàn)，或者只能在簡單的、只顯示壓板的圖形上選擇。103）繪圖工具的開發(fā)在繪圖工具中的每一個組件都是有屬性的，大多數(shù)的組件都從Comonent的屬性和方法被這些子類共享。常用的屬性簡要描述如下：顏色:java,awt.Color類可以顏色對象。它定義了大量的靜態(tài)屬性，來代表內(nèi)置的顏色，所有的顏色都由紅、綠、藍(lán)混合而成，亮度均在0255之間。要改變一個可視組件的顏色，可以分別使用setForeground(Color)和setBackground(Color)方法來設(shè)置前景和背景顏色。激活：一個可視組件在被創(chuàng)建時，

11、默認(rèn)處于激活狀態(tài)，并且有一定特征，表明它已經(jīng)被選定。通過調(diào)用setEnable(Boolean)方法，可以激活或者停用一個組件可視性：一些組件在被創(chuàng)建時是自動可見的，而另外一些組件默認(rèn)地呈現(xiàn)出他們所屬的容器的可視性。11在本系統(tǒng)中，當(dāng)單擊繪圖工具所對應(yīng)的圖標(biāo)時會顯示出它對應(yīng)的屬性，并可以對這些屬性進行修改，如點擊代表直線的圖標(biāo)時，會出現(xiàn)一個菜單，上面有直線的顏色、大小、粗細(xì)等屬性，如何實現(xiàn)將繪圖工具的屬性與代表它的圖標(biāo)結(jié)合在一起是本系統(tǒng)設(shè)計的難點。4）能繪制主接線圖。 主接線圖主要用于將變電站室外部分的整體結(jié)構(gòu)以符號化的語言描述出來，根據(jù)對變電站室外部分的分析，變電站室外部分包括刀閘、電抗器、

12、變壓器、開關(guān)、避雷器、電容、電阻、接地線、電壓互感器以及各種電壓等級的輸送線等設(shè)備，在此以每一類設(shè)備作為一個圖元建立圖元類。雖然不同的設(shè)備有著不同的物理屬性和圖形外觀，但同時它們又擁有很多共性的東西，例如從圖形的角度看，具有顏色、線性等特征，因此從各類設(shè)備中抽象出一個基類（設(shè)備類），再從基類派生出其他各圖元類。125）打印空白操作票 最后，在繪圖窗體菜單欄后面添加一個按鈕（臨時預(yù)留出來），它與word中的空白票關(guān)聯(lián)在一起，用戶可以通過單擊該按鈕對應(yīng)的圖標(biāo)調(diào)出空白票，并可以根據(jù)需要打印出來。這種圖形與數(shù)據(jù)庫結(jié)合的方法，可以應(yīng)用于電力系統(tǒng)的很多方面，如對電力設(shè)備在圖形上進行增刪改，使之更加直觀化。

13、132.本課題擬采用的手段 1）掌握了解有關(guān)java語言的知識。java語言具有安全、跨平臺、面向?qū)ο?、簡單、適用于網(wǎng)絡(luò)等顯著特點。面向?qū)ο笙到y(tǒng)是非常值得推薦的一種信息系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)，它尤其適合于近幾年出現(xiàn)的Internet系統(tǒng)14，面向?qū)ο蟮乃枷牒图夹g(shù)的提出不僅為解決軟件工程危機提供了一個有效的工具, 也對軟件業(yè)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。15將面向?qū)ο蠹夹g(shù)運用于操作票知識的表示，充分利用面向?qū)ο蟮姆庋b性、繼承性和多態(tài)性，才能使設(shè)計出的操作票具有代碼短、易維護、易修改和易擴充的優(yōu)點。16 2）采用面向連接的矢量圖形系統(tǒng)，它利用二維的矢量圖形與數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)在一起，這種圖形與數(shù)據(jù)庫結(jié)合的方法，可以點擊頁面上圖

14、標(biāo)來實現(xiàn)相應(yīng)的功能，使之更加直觀化。17圖元基于最小圖素設(shè)計,可完成對變電站內(nèi)開關(guān)、刀閘、地線等工具欄的設(shè)計，并使用工具欄內(nèi)的工具完成變電站主接線圖繪制。使電力的安全性管理得到進一步的提高，也使電力管理系統(tǒng)向現(xiàn)代化邁出了極具意義的一步。133）采用功能模塊化的軟件設(shè)計方案，從系統(tǒng)整體出發(fā)，將整個系統(tǒng)按功能分解成一系列子系統(tǒng)，得到具有單獨功能的獨立模塊，各模塊相互獨立又相互聯(lián)系，實現(xiàn)開放性設(shè)計。18 4）本系統(tǒng)采用了一種用開關(guān)邏輯表示電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、系統(tǒng)運行狀態(tài)和設(shè)備操作的方法, 并將該方法應(yīng)用于電力系統(tǒng)主接線圖的繪制和操作票的自動生成, 開發(fā)了一種基于開關(guān)邏輯的電力系統(tǒng)圖形和操作票自動

15、生成系統(tǒng)。應(yīng)用開關(guān)邏輯進行圖形自動生成具有如下特點:應(yīng)用開關(guān)邏輯進行圖形自動生成具有編程簡單和移植性好的特點;將電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和系統(tǒng)運行狀態(tài)表示成開關(guān)邏輯形式, 具有統(tǒng)一的表示形式, 便于用邏輯符號和邏輯表達(dá)式描述規(guī)則;規(guī)則表示成開關(guān)邏輯形式, 簡單明了, 推理過程簡單;規(guī)則易于修改, 通過修改元件的操作允許邏輯表達(dá)式可達(dá)到修改規(guī)則的目的;可維護性和通用性強。19 5）設(shè)計簡約，大方的人機交互界面，使操作人員有條不紊，輕松自如的完成操作票的編寫，打印，登記等工作。5【參考文獻(xiàn)】1.趙玉成. 智能操作票系統(tǒng)研究與開發(fā)D. 華北電力大學(xué)（北京）, 2008.2.王晶. 變電站自動開票系統(tǒng)的

16、研究D. 上海交通大學(xué), 2010.3.游仁敏. 兩票實施中存在的問題與整改措施J. 電力安全技術(shù), 2005, 7(8):14-17. DOI:10.39694.曹海梅, 紀(jì)菁. 基于Java語言的跨平臺操作票系統(tǒng)開發(fā)J. 水電廠自動化, 2006, (4):72-75.5.林媛媛. 變電站操作票自動生成系統(tǒng)的研究與應(yīng)用D. 北京工業(yè)大學(xué), 2006.6.李富貴, 蘇學(xué)軍, 張冰冰. 變電站倒閘操作票生成系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用C. /科技、工程與經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展河南省青年學(xué)術(shù)年會. 2004.7.李孝眾. 變電站操作票專家系統(tǒng)的研究與開發(fā)D. 華北電力大學(xué)（北京）, 2003.8.張瑩. 基于軟件

17、復(fù)用的變電站工作票與操作票智能開票系統(tǒng)D. 華北電力大學(xué)（河北）, 2004.9.馬月坤,張航,張素娟.Java程序設(shè)計基礎(chǔ)與應(yīng)用M.北京：清華大學(xué)出版社，2012，10.10.狄傳民. 智能變電站操作票生成系統(tǒng)研究J. 中國科技信息, 2012, (15):109-109. DOI:10.396911.劉新.Java開發(fā)設(shè)計大全M.北京：清華大學(xué)出版社,2009.12.季剛，陸達(dá)，許新征.基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)的變電站主接線圖繪制平臺的實現(xiàn)J.電氣應(yīng)用.2005, 24 (3) : 78-82.DOI:10.396913.葉綠，史烈.變電所操作票圖形輔助開票系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)J.計算機 輔助設(shè)計與圖

18、形學(xué)學(xué)報，1999, 11 (6) :512-515.14.楊德華. 利用JAVA實現(xiàn)面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)開發(fā)J. 計算機工程與應(yīng)用, 1999, 36(9):37-41. DOI:10.332115.吳文傳, 張伯明. 基于圖形數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼捌鋺?yīng)用J. 電網(wǎng)技術(shù), 2002, 26(2):14-18. DOI:10.332116.張健, 楊子強. 適用于變電站操作票推理的面向?qū)ο笾R表示法J. 電力自動化設(shè)備, 2002, 22(1):63-65. DOI:10.396917.孫峰. 多模式智能工作票、操作票系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用D. 華北電力大學(xué)（北京）, 2007.18.田麗欣. 分布式變電站工作票操作票智能系統(tǒng)的研究與開發(fā)D. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué), 2008.19.江振華，程時杰,華中理工大學(xué)電力工程系.基于開關(guān)邏輯的電力系統(tǒng)圖形和操作票自動生成系統(tǒng)J.電力自動化設(shè)備，1999,19(3):12-15.