可視化繼電保護整定綜合軟件的數據庫管理

1、可視化繼電保護整定綜合軟件的數據庫管理             可視化繼電保護整定綜合軟件的數據庫管理梅慧蘭1，胡志堅1，陳允平1，曾 軍2( 1.武漢大學電氣工程學院，湖北 武漢 430072； 2.宜昌供電局調度通信分局，湖北 宜昌 443000)    摘 要：目前的繼電保護整定軟件雖然計算功能比較完善，但多在復雜電網數據建模、數據組織和管理、數據格式的兼容性、定值文件輸出的直觀性、通用性及與其它相關軟件的數據共享和集成等方面存在一定不足，

2、給軟件開發(fā)者和用戶造成諸多不便。本文介紹了在Visual Basic 6.0 的開發(fā)環(huán)境下，結合關系型數據庫系統(tǒng)Microsoft Access可視化管理繼電保護整定計算各種原始參數信息及保護定值的方法，文中論述了該方法的具體實現方案，并指出了其應用于電力系統(tǒng)繼電保護領域的前景及實用價值。    關鍵詞：數據庫管理；可視化；繼電保護；整定計算；定值 Data management of visual integrated software for relay protectionMEI Hui-lan1, HU Zhi-jian1, CHEN Yun-ping1,

3、 ZENG Jun2(1.Wuhan University, Hubei Wuhan 430072; 2. Dispatch Communication substation of Yichang Power Supply Bureau, Hubei Yichang 443000)    Abstract: Though the current software of the setting of relay protection has perfect calculating functions, most of it has some problems suc

4、h as data modeling, organization, management of complicated power network, incompatibility of data format and original database, indirect output of setting files, scarce of universality, which have brought many disadvantages to soft-users and soft-developers. This article introduces an effective met

5、hod of visual database management. Under the development circumstance of Microsoft Visual Basic 6.0, it utilizes the relational database system Microsoft Access to manage the various original data of setting calculation and setting value of relay protection. The article provides the concrete impleme

6、ntation in detail, and also it describes the future and practical value in application in the relay protection field of electric power systems.    Key words: Database Management; Visualization; Relay Protection; Setting Calculation; Setting Value0  引言    計算機技術

7、的引入和迅猛發(fā)展，有效的提高了繼電保護整定計算的工效和精度1。隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的日益擴大和繼電保護技術的迅速發(fā)展，繼電保護整定軟件中數據管理的任務越來越繁重，突出表現在電網參數管理、保護配置管理以及保護定值管理上。系統(tǒng)運行方式的改變、設備檢修、新設備的投運等，都會引起保護配置和定值的改變，數據量龐大且維護工作枯燥、復雜，容易出錯。在繼電保護整定軟件的使用過程中，用戶除了對軟件的運行速度、計算精度、可靠性和準確性等提出要求外，越來越對軟件中數據庫組織和管理的科學性、直觀性以及可維護性等提出了更高的要求，這就要求軟件開發(fā)人員開發(fā)出數據管理功能更加強大、先進的綜合應用軟件，以適應電力系統(tǒng)應用的需要。

8、    在整定計算軟件新的發(fā)展方向的指引下，作者利用面向對象程序設計工具VB6.0與關系型數據庫系統(tǒng)Access的緊密結合，運用可視化編程技術和模塊化設計思想，成功開發(fā)出滿足用戶需求的數據庫管理功能強大的可視化整定綜合軟件。軟件的數據庫管理具有通用性、直觀性和用戶可維護性等特點，采用圖形與文本相統(tǒng)一的可視化數據維護方式，能與各電網現有數據庫直接兼容，亦能實現與其他相關軟件的數據共享。數據信息的表示符合用戶使用習慣，易于理解?？梢詷O大的縮短對使用人員的培訓時間，減輕運行管理人員的工作量，還為電力系統(tǒng)的安全及正常運行創(chuàng)造了條件。    本

9、課題是我院與宜昌供電局調度通信分局聯合科研項目(即為宜昌電網開發(fā)一套可視化整定計算綜合軟件)的一部分。其中數據庫管理一方面是整個計算軟件的基礎，另一方面又是一個相對獨立的部分，具有較強的靈活性和通用性，為電網基本參數、網絡圖形數據、系統(tǒng)運行方式信息、計算過程數據的管理和維護提供服務，同時也提供了一個易與原來手工方式銜接的定值管理系統(tǒng)。本文結合作者在編制該軟件的過程中開發(fā)數據庫管理系統(tǒng)的實際經驗，擬對繼電保護整定綜合軟件中數據庫管理的設計方案及其應用價值略陳一孔之見。1  基于Visual Basic 與Access 結合的繼電保護數據庫管理1.1  開發(fā)環(huán)境 &#

10、160;  Microsoft 開發(fā)的可視化編程語言Visual Basic 6.0，具有編程簡單、方便、功能強大，與其它語言及環(huán)境有良好接口的特點，在數據庫編程方面更是顯示了其獨特的優(yōu)勢2,3?；谄溟_發(fā)的可視化繼電保護整定綜合軟件，體現了可視化編程技術和模塊化設計思想，具有友好的人機對話界面，操作簡捷，設置靈活。實現了全鼠標操作，用戶可直接用鼠標在主畫面上進行諸如圖形化數據管理、電力系統(tǒng)故障計算、線路過流保護、接地距離保護、零序電流保護、發(fā)電機、變壓器保護等各項軟件功能選擇。計算結束后，可在另一窗體的菜單選擇下，進行原始數據的查看和修改及保護定值的查看等功能。此外，Visual

11、Basic 有完善的報表設計功能，利用DDActiveReport報表設計器、ARViewer控件和Microsoft SQL(結構化查詢語言)查詢功能，可以完成用戶需要的各種定值單的打印，用戶還可以自己設計出需要的定值單。    Access是目前比較流行的關系型數據庫系統(tǒng)，它能方便地與其它數據庫兼容2,3。在繼電保護整定計算過程中，要進行大量的數據處理，這些參數繁雜、瑣碎，目前各個電力局對這些參數的管理多采取建立元件參數數據庫，但各局的數據庫管理系統(tǒng)卻有所區(qū)別，Access 可以無需任何編程就可直接對各種格式的數據庫進行轉化，如文本形式的數據文件、Micros

12、oft Excel、Microsoft FoxPro、Paradox、Dbase等，并對數據進行任意瀏覽、條件查詢、增刪等操作，實現了通用性。它使處理數據的工作不再是繁瑣、枯燥的事情，而變得井井有條了。同時，用數據庫管理繼電保護定值輸出，能方便地實現定值查詢、定值錄入、修改、備份以及整定單的打印等功能，也便于電力局的日常管理。1.2 數據庫管理方案的實現    繼電保護整定計算的數據信息主要包括：計算網絡的原始參數(也稱網絡參數)；按整定原則計算出來的各種保護定值，生成的定值圖以及所對應的運行方式(也稱最終計算結果)。該軟件中對這一系列數據實現了更加科學、先進的數

13、據庫管理，現將其具體實現方案分述如下。     1.2.1 繼電保護整定計算原始參數數據庫管理    在本課題組可視化繼電保護整定綜合軟件的開發(fā)中，對于系統(tǒng)各項參數信息，包括網絡結構參數、保護裝置參數，各元件參數等，采用數據公用區(qū)的形式4，即將各種數據分區(qū)放置，使得數據資料系統(tǒng)化、結構化，提高了數據庫管理的歸一性，避免了大量重復性的勞動。    在原始數據庫中設計了TablecTabler共16個表(table)，分別存貯網絡基本參數，保護配置參數、互感區(qū)參數，運行方式變化區(qū)參數等，便于不同區(qū)的

14、數據格式相互獨立(表1列出了數據庫中有關輸入數據的部分表格的定義和類型)。而Access這一典型的關系型數據庫又能通過定義表內和表間的關系及索引、關鍵字等手段，讓各表之間相互聯系，維持數據的一致性。以變壓器基本參數為例：應包括變壓器名、正序、零序高中低壓支路的支路號，各側接線方式，各側變比值，各側電壓值等字段，其中，變壓器名即為其主關鍵字，它與網絡基本參數表中的支路名相聯系。數據錄入的基本原則是：既要保持數據的完整性，又要減少數據的重復，當然同一數據的描述方法應該保持一致。    用戶可利用Access本身所具有的“獲取外部數據”功能方便的從外部導入各電力局現有的

15、各種類型的數據，而無需進行復雜的格式轉換即可與自身的數據庫接口并統(tǒng)一，減輕了用戶輸入系統(tǒng)參數的工作量，提高了工作效率和工作精度。然后通過Visual Basic的數據訪問對象DAO(Data Access Object)將原始數據讀入，將Data控件與數據庫建立聯系后，Data控件無需任何編程便可訪問Access數據庫，并能進一步將數據綁定到列表框、文本框等，從而實現對各原始數據的快速查詢及修改等功能。    1.2.2 繼電保護定值數據庫管理    對于整定計算得到的保護定值計算結果，如保護型號、整定原則(過程)、定值、保護查詢、修

16、改記錄等信息均可采取報表的形式輸出。所設計的定值單是完全按照供電局平時所習慣用的定值單的式樣所作，保護的各個整定值從數據庫里直接調用。其實現原理是：在計算過程中將定值計算結果 “導出”到定值數據庫中，利用Visual Basic 的DBGrid(Data Bound Grid)控件對計算結果所形成的數據庫進行報表設計，采取先形成數據，再對特定字段進行填充的方法，即可方便的實現各種保護的定值單輸出，當然也能進行查詢和修改，實現人工干預。這種以報表形式輸出的定值通知單簡潔、清晰，便于繼電保護整定工作人員與上級部門和運行人員聯系，大大減少了人力、物力的浪費。    此外

17、，可視化思想的運用，使得定值計算結果還能以直觀的圖形顯示方法給出，用戶可以很容易的查找所需要的定值數據。圖形化的數據對象，生動、形象，易于被用戶所理解和接受。     1.2.3 繼電保護圖形化數據庫管理    該軟件的開發(fā)中，充分利用了可視化技術，實現了強大的圖形功能：(1) 系統(tǒng)電氣主接線圖的繪制；(2) 各序網圖的繪制(包括正序阻抗圖，零序阻抗圖)；(3) 定值圖的繪制(整定計算結束，由軟件自動生成)。在此基礎之上，利用圖形建模的方法，實現了圖形化數據庫管理，使得用戶的圖形和數據不再是分離的，而成為封裝了數據和數據操作

18、過程的對象，改進了以往原始數據和計算結果依賴數據文件輸入輸出的落后形式。    在面向對象的圖形界面下(如圖1所示)，用戶可利用該軟件強大的圖形功能，方便的用鼠標點擊菜單和工具欄，即可進行所需圖形的繪制。其中的元件參數的輸入，由彈出式數據對話框完成，且發(fā)電機、變壓器等元件參數的輸入，按照工作人員易于理解的銘牌格式，支路、母線等也以用戶所接受的實際名稱標注，而非枯燥難懂的數字代號。在圖形環(huán)境中，還可對電網進行保護配置，同樣通過彈出式對話框，輸入所需的參數和信息。對數據輸入中出現的嚴重錯誤，會彈出錯誤信息窗口給予提示。圖形文件和數據信息將一并存入數據庫中。 

19、   由于圖形模塊也存儲并處理大量數據，為了實現數據無冗余、統(tǒng)一、方便的管理，只有將圖形模塊的數據同整定計算原始數據庫表格中的參數相應的聯接起來。在這里我們使用了DAO數據訪問對象在圖形模塊的數據與Microsoft Access數據庫表中的數據間建立緊密的關聯。通過這個圖形數據接口，使枯燥的系統(tǒng)數據與形象直觀的系統(tǒng)接線圖聯系起來，使表格中的數據和圖形數據一致、統(tǒng)一了起來。用戶可只需通過鼠標點擊相應圖元，就可以查看、修改和管理數據庫表中各種網絡參數信息。此外，當整定計算結束后，可以自動通過這個接口將整定值輸出顯示在圖上的適當位置，生成所需定值圖。這就實現了圖形參數、系統(tǒng)數據

20、、定值輸出與整定計算功能之間的通訊，所有的數據均可有圖形和文本兩種數據庫維護方式，明了直觀，能將用戶從枯燥的體力、腦力勞動中解放出來，且大大降低了出錯率。    程序的簡要流程圖如圖2所示。 2  總體效果    該數據庫管理方案的實現過程中，采用以Access內核為支持系統(tǒng)的關系型數據庫，提供了結構化的資料管理、先進的查詢功能、數據共享能力。運用圖形建模的可視化編程思想，實現了圖形化的數據庫管理，使得枯燥的數據和生動的圖形結合起來，用戶既能以表格模式輸入系統(tǒng)原始參數，又能隨時在接線圖上通過鼠標選定元件進行參數的輸入和修改，并且表格中數據與圖形界面上數據相互關聯，隨時保持一致，改變了原始數據和定值結果采用數據文件的單一形式。數據維護的可視化，使得數據輸入輸出直觀、方便。計算結果、報表、圖形既可屏幕顯示、可打印輸出，亦可實現網