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睢宁电网设备信息管理与决策支持系统设计
发布时间：2023-01-03 13:40
目录
摘 要 I
目 录 IV
图清单 VIII
表清单 X
1绪论 1
1.1研究背景及意义 1
1.2课题研究现状 1
1.3研究内容 4
1.4论文的章节安排 4
2相关理论技术基础 5
2.1Spring-Boot 框架工具 5
2.2Mybatis 框架 5
2.3Shiro 权限控制 7
2.4Thymeleaf 模板引擎 7
2.5Bootstrap 大数据展示 8
2.6本章小结 8
3睢宁电网设备信息管理与决策支持系统需求分析与整体设计 9
3.1睢宁电网概况 9
3.2系统功能需求分析 10
3.3软件功能设计 11
3.4系统整体结构设计 15
3.5主要技术难点与解决方案 19
3.6本章小结 20
4睢宁电网设备信息管理与决策支持系统数据库设计与实现 21
4.1数据库设计原则 21
4.2数据库表设计 22
4.3本章小结 26
5睢宁电网设备信息管理与决策支持系统主要功能具体设计与实现 27
5.1设备信息管理功能设计与实现 27
5.2专业流程管理功能设计与实现 31
5.3决策支持功能设计与实现 39
IV
5.4本章小结 42
6睢宁电网设备信息管理与决策支持系统运行效果 43
6.1设备信息全景展示 43
6.2专业流程管理 44
6.3电网规划收资智能支撑 47
6.4本章小结 48
7总结与展望 49
参考文献 51
作者简历 51
学位论文原创性声明 58
学位论文数据集 59
Contents
Abstract II
Contents VI
List of Figures VIII
List of Tables X
1Introduction 1
1.1Research Background and Significance 1
1.2Research Status 1
1.3Research Content 4
1.4Chapter Arrangement of the Thesis 4
2Related Theoretical and Technical Basis 5
2.1Spring-boot Framework Tools 5
2.2Mybatis Framework 5
2.3Shiro Permission Control 7
2.4Thymele Template Engine 7
2.5Bootstrap Big Data Display 8
2.6Summary of the Chapter 8
3Demand Analysis and Overall Design of Equipment Information Management and Decision Support System in Suining Power Grid 9
3.1System Design Principle 9
3.2System RequirementsAnalysis 10
3.3Major Technical Difficulties and Solutions 1 1
3.4System Architecture Design 15
3.5Main Technical Difficulties and Solutions 19
3.6Summary of the Chapter 20
4Design and Implementation of System Database of Suining Power Grid
Equipment Information Management and Decision Support System 21
4.1System Design 21
4.2Parameter Database Design 22
4.3Summary of the Chapter 26
5Specific Design and Implementation of Main Functions of Suining Power Grid
Equipment Information Management and Decision Support System 27
VI
5.1Design and Implementation of Equipment Information Management Function 27
5.2Design and Implementation of Professional Process Management Function 31
5.3Design and Implementation of Decision Support Function 39
5.4Summary of the Chapter 42
6Operation Effect of Equipment Information Management and Decision
Support System in Suining Power Grid 43
6.1Panoramic Display of Equipment Information 43
6.2Professional Process Management 44
6.3Intelligent Support for Power Grid Planning and Capital Collection 47
6.4Summary of the Chapter 48
7Summary and Prospect 49
Reference Documentation 51
Author's Resume 51
Declaration of Thesis 58
Thesis Data Collection 59
VII
图清单
图序号 图名称 页码
图 3-1 睢宁地区电网接线图 9
Figure 3-1 Wiring diagram of Suining Power Grid 9
图 3-2 配电自动化系统架构 14
Figure 3-2 Distribution automation system architecture 14
图 3-3 MVC 设计模式示意图 16
Figure 3-3 MVC design pattern diagram 16
图 3-4 系统网络架构 17
Figure 3-4 System network architecture 17
图 3-5 系统逻辑架构 18
Figure 3-5 System logic architecture 18
图 4-1 系统数据库关系图 22
Figure 4-1 System database diagram 22
图 5-1 设备管理模块功能框图 27
Figure 5-1 Function block diagram of equipment management module 27
图 5-2 设备管理模块用例图 28
Figure 5-2 Use case diagram of equipment management module 28
图 5-3 保护装置类型管理截图 28
Figure 5-3 Screenshot of protection device type management 28
图 5-4 电压等级管理截图 29
Figure 5-4 Screenshot of voltage level management 29
图 5-5 CT 变比管理截图 29
Figure 5-5 Screenshot of CT ratio management 29
图 5-6 主变管理截图 29
Figure 5-6 Screenshot of main transformer management 29
图 5-7 线路管理截图 30
Figure 5-7 Line management screenshot 30
图 5-8 电容器管理截图 30
Figure 5-8 Screenshot of capacitor management 30
图 5-9 开关管理截图 30
Figure 5-9 Screenshot of switch management 30
图 5-10 批量删除功能 31
Figure 5-10 Batch delete function 31
图 5-11 批量导入功能 31
Figure 5-11 Batch delete function 31
图 5-12 继电保护工程时序图 32
Figure 5-12 Sequence diagram of relay protection engineering 32
图 5-13 继电保护工程流程图 33
Figure 5-13 Flow chart of relay protection engineering 33
VIII
续图清单
图序号 图名称 页码
图 5-14 继电保护工程用例图 33
Figure 5-14 Use case diagram of relay protection engineering 33
图 5-15 继电保护功能截图 34
Figure 5-15 Screenshot of relay protection function 34
图 5-16 电量采集流程时序图 34
Figure 5-16 Power acquisition flow sequence diagram 34
图 5-17 电量采集流程图 35
Figure 5-17 Power acquisition flow chart 35
图 5-18 电量采集工程用例图 36
Figure 5-18 Case diagram of electric power collection Engineering 36
图 5-19 电量采集功能截图 36
Figure 5-19 Power acquisition function screenshot 36
图 5-20 配电自动化流程时序图 37
Figure 5-20 Distribution automation flow sequence diagram 37
图 5-21 配电自动化流程图 37
Figure 5-21 Distribution automation flow chart 37
图 5-22 配电自动化工程用例图 38
Figure 5-22 Distribution automation engineering use case diagram 38
图 5-23 配电自动化流程功能截图 38
Figure 5-23 Function screenshot of distribution automation process 38
图 5-24 决策支持模块功能框图 39
Figure 5-24 Functional block diagram of decision support module 39
图 5-25 配电自动化工程需求用例图 39
Figure 5-25 Demand case diagram of distribution automation engineering 39
图 5-26 睢宁电网接线图 40
Figure 5-26 Wiring diagram of Suining power grid 40
图 5-27 变电站相对坐标设置 40
Figure 5-27 Relative coordinate setting of Substation 40
图 5-28 线路路径设置 41
Figure 5-28 Route setting 41
图 5-29 可开放容量自动计算 41
Figure 5-29 Open capacity automatic calculation 41
图 5-30 设备裕度评估 41
Figure 5-30 Equipment margin assessment 41
图 6-1 电网大数据库 44
Figure 6-1 Power grid database 44
图 6-2 继电保护联系单 44
Figure 6-2 Relay protection contact list 44
图 6-3 系统登陆 45
Figure 6-3 Login system 45
IX
续图清单
图序号 图名称 页码
图 6-4 添加新的继电保护工程 45
Figure 6-4 Add new relay protection engineering 45
图 6-5 继电保护工程审批流程单 46
Figure 6-5 Relay protection engineering approval process sheet 46
图 6-6 电网规划基础台账表 47
Figure 6-6 Basic account of power grid planning 47
图 6-7 设备收资一键查询 48
Figure 6-7 Relay protection engineering approval process sheet 48
表清单
表序号 表名称 页码
表 3-1 电网设备参数列表 11
Table 3-1 Parameter list of power grid equipment 11
表 4-1 电量采集数据表 23
Table 4-1 Electric energy collection data sheet 23
表 4-2 继电保护数据表 23
Table 4-2 Relay protection data sheet 23
表 4-3 线路参数数据表 24
Table 4-3 Data sheet of line parameters 24
表 4-4 主变参数数据表 24
Table 4-4 Variable parameter data sheet 24
表 4-5 接地变参数数据表 25
Table 4-5 Data sheet of grounding transformer parameters 25
表 4-6 电容器参数数据表 25
Table 4-6 Data sheet of capacitor parameters 25
表 4-7 配电自动化数据表 25
Table 4-7 Distribution automation data sheet 25
1绪论
1Introduction
1.1研究背景及意义(Research Background and Significance)
随着我国经济社会的不断发展，睢宁地区电网正向着高电压、大容量的方向 发展，电网结构日趋复杂。截至目前，睢宁电网共拥有 28座变电站，53台变压 器，变电容量 282.76 万千伏安；各电压等级线路308 条，长度累计达到 4600余 公里。同时，随着电力自动化、信息化水平的不断提高，电网的运行方式越来越 复杂，电网基础数据越来越多，电网设备参数的有效管理和应用也越来越重要， 如何有效的管理和利用这些数据成为一个亟需解决的问题。
近年来，为了适应可再生能源发电大规模接入，分布式能源、储能、电动汽 车等交互式能源设施快速发展，以及电力电子装置的快速普及对电网规划与运行 的冲击和影响，电力公司迫切需要采用先进的信息通信、数据集成和智能分析技 术，建设能源互联网[]，从而不断提升电网的感知能力、互动水平和运行效率， 有力支撑多种能源的高效接入与综合利用，实现电网公司向枢纽型、平台型、共 享型企业的转变。
2019 年以来，国家电网公司提出“建设具有中国特色国际领先的能源互联 网企业”的战略目标，以贯彻中央精神和决策部署，顺应时代发展和形势变化， 扛起使命担当持续奋进。国网江苏省电力有限公司紧密承接国网战略，提出构建 “一体两翼生态圈”，即以能源互联网建设与运营中心业务为主体，以能源互联 网支撑业务和能源互联网新兴业务为两翼，打造能源互联网生态圈。国网徐州公 司提出“十四五”期间的奋斗目标之一是“基本建成能源互联网”，基本完成向 能源互联网企业的转型。国网睢宁县供电公司紧扣省市公司精神，提出了“加快 电网升级实现向能源互联网转型的新跨越”和“建设新型电力系统县域样板”的 奋斗目标。
在上述背景下，本文通过研发“睢宁电网设备信息管理与决策支持系统”， 响应国网公司及省、市、县各级公司的战略政策，有力支撑电网向能源互联网转 型，实现电力设备信息互联、人机交互，大力提升数据管理和应用的能力，通过 加强数据基础能力建设，实现“数据一个源”，保障电力系统安全稳定运行，支 撑公司智慧决策，具有非常重大的现实意义。
1.2课题研究现状(Research Status)
在电网信息管理方面，20 世纪70 年代以前，电网设备信息采取手工纸头方 式记录和保存；70 年代后期，随着计算机的兴起，电力企业开始使用电脑记录， 但仍然保持着分散保存的状态。从 20世纪 80年代开始，电力企业开始建设为各 级电网业务部门服务的信息系统，按照电网电压等级划分，针对 220千伏以上的 输电系统，建设了能量管理系统(Energy Management System, EMS),部署在 省调、网调和国调三级电网控制中心；为了增强大电网故障分析与实时控制能力， 2000年以后, 在输电领域又建设了广域测量系统( Wide Area Measurement System, WAMS)o对于110千伏电压等级电网，建设了配电管理系统(Distribution Management System, DMS) ,部署在各个地区电力公司的控制中心。对于 10 千伏电网，建设了配电自动化系统(DistributionAutomation，DA)，部署在各个 县/区调的控制中心[]。
在信息的存储方面，以县一级供电公司为例，目前大部分没有对电网设备信 息进行统一的管理和应用，参数数据分散在各个部门独立管理。电网潮流和实时 参数主要由调度部门管理，存储格式为EMS内部数据文件；线路基本参数和保 护设备参数主要由输变电运检中心部门负责，格式多为电子表格或word文档； 电网历史数据和负荷参数等主要由运行方式科负责，数据存储格式为电子表格或 内部数据库，更多的具体设备的参数是由各部门和厂站人员进行管理维护。
电网数据信息的管理作为支撑新型电力系统建设发展的前沿研究，近年来得 到了各界的广泛关注。陈泠卉[]以统一数据平台为基础，提出了电力系统调度平 台的构建方案。进而实现平台管理的统一调度，和使用各类数字信息和数据资料。 徐敏、吴彦伟［4］等人基于智能电网大数据，提出将三维地理信息系统(Geographic Information System,GIS ) 、虚拟仿真、人工智能等技术手段结合，构建了一套输 变电施工过程三维可视化管理平台，并结合工程实例，介绍平台在工程进度管理 和工程安全管理等方面的应用。蒋鑫［5］将智能的大数据管理平台与电网基建管理 融合，以传统的电网基建工程管理内容为躯干，通过大数据、互联网赋予新的血 液,通过离散的信息资源获取、共享信息、数据分析实现电网基建工程建设管理 计划预警和科学决策，解放人力资源，提升工作效能,服务企业发展。李洵、卫 薇［6］等人通过分析智能电网数据信息与区块链技术特征,对智能电网数据管理平 台进行架构上的重塑，尝试将区块联盟链技术内嵌在电网数据管理框架中，并利 用区块链技术的分布式存储，非对称加密、共识机制、智能合约等特点解决电网 数据存储问题，打造智能电网数据优化的新型生态模式。
在理论和管理方面，查艺易、袁烨［7］等人研究数据管理的方法和支撑工具, 针对不同类型的数据用户，通过夯实数据资源台账、提升运维管理能力、优化资 源应用服务三方面，围绕公司数据资源“管控全覆盖、监测全方位、流程全自动、 服务全支撑”的“四全”目标，全面实现公司数据资产精益化管理，运用数据驱 动公司运营发展。涂练、张水平［8］等人提出了电厂机组出力数据分析的一整套流 程，包括数据集成、异常值预处理、数据可视化和电厂机组出力预测。汪林［9］ 阐述了智能网格计算的发展对实时获取大量数据、在线计算和相关的数据挖掘功 能提出了越来越多的要求，业务管理和业务模型创新需要新的要求来提高数据的 价值，探讨了大数据的关键技术。马军、宋盼盼［10］等分析了数据挖掘在电网系统 的应用效果,通过分析数据挖掘技术相关流程和方法，探寻该技术与电网内部及 各领域的有效融合,提高了电网企业电力数据整体应用水平。李坚林、张晨晨［11］ 等针对海量技术监督数据挖掘深度浅、数据价值低的现状，提出一种多源数据融 合的方法构建电网技术监督知识图谱，对其本体设计、数据的获取与抽取、知识 融合及可视化展示等内容进行了研究，电网设备技术监督知识图谱的应用,实现 了基于技术监督知识图谱的智能检索问答和设备家族缺陷识别，为电网设备数字 化管理提升提供了思路。杨志东、丁建武［12］等提出数据、云计算和物联网等新技 术在智能电网建设中的应用普及，使电力数据正在呈现出爆发式的增长，给电网 企业的发展带来了很大的影响和冲击，成为企业内部进行优化和管理的重要契 机，只有做好数据管理工作才能有效挖掘数据价值。在大数据时代当中，电网企 业不仅需要对数据信息进行积极的掌握，同时也需要对大数据的应用方式进行重 视，通过大数据的方式来实现市场信息的掌握和分析，为电网企业的发展提供更 多的数据支撑。
此外，对于现行的一些电网信息管理系统，针对智能电网数据存储的框架设 计，周高强、王二辉等人以智能电网配用电数据为切入点，分析其构成特点，进 一步提出具体的存储技术框架［13］，为本文积累了实践经验。对于软件的开发设计， 刘远龙介绍了一款基于Visual FoxPro 3.0语言开发的电网参数管理系统软件［14］, 厂站参数库主要从总体上对网架进行设计,包含厂站参数库、变压器参数库及线 路参数库,并具备相当的计算功能,具有安全保密性强、用户界面友好、功能扩 充便利等特点。但此系统的设计更多地为了服务于继电保护整定,对于参数的收 录有一定的局限性。郑龙、熊文［15］介绍了一款同样基于Visaul Bisic语言及FoxPro 数据库开发的电网结构参数管理系统,但其采取数据库平台与功能分离的形式, 以达到既充分利用现有的数据库,又尽量方便用户的操作和使用的目的,极大提 高了效率,具有很高的借鉴意义。钊晓辉、陈永琳［16］等设计的高压电网继电保护 参数管理系统,虽然数据类型比较单一,仅包含线路、变压器及发电机三个数据 库,但其功能选择窗口采用的是一个模态对话框,在此并不访问具体的某个数据 库，只是确定标志.chioce的值。框内配有代表不同操作的多个图标及汉字标注的 按钮给本系统的窗口设计带来了一些灵感。李锦华、纪小周［17］以风光储混合电网 为研究对象，基于大数据应用场景分析，结合Android手机开发了风光储混合电网 信息管理系统,实现对风电、光伏、储能等关键设备的电压、功率、环境等参数 3 的实时监测和处理，效地提高大数据应用的效率，便于电网进行实时优化决策, 具有广泛的应用前景。
1.3研究内容(Research Content)
本文首先对构建系统需要用到的关键技术，例如Spring-Boot框架工具、mybatis 框架、 Shiro 权限控制、 Thymeleaf 模板引擎、 Bootstrap 大数据展示等进行充分 研究，这些技术也是本系统构建的基础。接下来对本系统各模块的构建进行需求 分析，主要包括确定、分析用户角色、提取特性、分析用例、组织用例模型和惊 醒非功能性分析等等，需求分析是软件计划阶段的重要活动，也是软件生存周期 中的一个重要环节。需求分析的目标是把用户对待开发软件提出的“要求”或“需 要”进行分析与整理，确认后形成描述完整、清晰与规范的文档，确定软件需要 实现哪些功能，完成哪些工作。需求分析结束后则进行系统数据库的设计，数据 库设计的好坏会直接影响系统的成功与否，因此在数据库设计的过程中需要遵循 一定的规范。由于系统涉及到的数据实体众多，为了对各个数据实体之间的关系 进行管理，针对每个环节设计对应的数据库表关系图。数据库建立完成后，通过 功能拆解、绘制用例图、流程图，支撑各功能模块进行具体的设计和功能实现。
1.4论文的章节安排(Chapter Arrangement of the Thesis)
第一章:主要介绍背景。综述国内外电网参数管理系统在电力系统中的应用 现状，以睢宁供电公司为对象，提出建立电网大数据分析系统的现实意义。
第二章:主要对参数管理系统进行介绍。参数管理系统的技术原理、应用特 点等。同时对关键技术 Spring-Boot 框架工具、 mybatis 框架、 Shiro 权限控制、 Thymeleaf 模板引擎、 Bootstrap 大数据展示等进行介绍。
第三章:本章根据睢宁供电公司主要业务进行需求分析，根据需求，重点对 睢宁电网设备信息管理与决策支持系统进行设计分析。
第四章:利用 MySQL 技术，对通过对睢宁电网设备信息分析管理系统的分 析，具体设计了许多数据实体，建立数据库。
第五章:在前几章涉及的技术之上，对睢宁电网设备信息管理与决策支持系 统进行功能设计与实现，开发出了睢宁电网大数据分析软件系统。
第六章:本章对系统软件进行实际应用案例展示，对系统应用特点、设备信 息全景展示及电网规划智能支撑进行简要展现。
第七章:介绍系统中可以进一步深入研究的几个方面方面和今后研发方向。
2相关理论技术基础
2Related theoretical and technical basis
2.1Spring-Boot 框架工具 (Spring Boot Framework Tools)
Spring框架是Java平台上的一种开源应用框架，提供具有控制反转特性的 容器。尽管Spring框架自身对编程模型没有限制，但其在Java应用中的频繁使 用让它备受青睐，以至于后来让它作为EJB(Enterprise Java Beans)模型的补充, 甚至是替补。
Spring框架为开发提供了一系列的解决方案，比如利用控制反转的核心特 性，并通过依赖注入实现控制反转来实现管理对象生命周期容器化，利用面向切 面编程进行声明式的事务管理，整合多种持久化技术管理数据访问，提供大量优 秀的 Web 框架方便开发等等。
Spring集成多种事务模板，系统可以通过事务模板、XML或Java注解进行 事务配置，并且事务框架集成了消息传递和缓存等功能。Spring的数据访问框架 解决了开发人员在应用程序中使用数据库时遇到的常见困难。 它不仅对 Java:JDBC、iBATS/MyBATIs、Hibernate> Java 数据对象(JDO)、ApacheOJB 和ApacheCayne等所有流行的数据访问框架中提供支持，同时还可以与Spring 的事务管理一起使用，为数据访问提供了灵活的抽象。Spring框架最初是没有打 算构建一个自己的 WebMVC 框架， 其开发人员在开发过程中认为现有的 StrutsWeb 框架的呈现层和请求处理层之间以及请求处理层和模型之间的分离不 够，于是创建了 SpringMVC。
2.2Mybatis 框架(Mybatis Framework)
Mybatis 是一款完全具有持久使用性能的高级多层次存储框架，它主要用于 支持高级数据库的存储管理流程、定制和优化的Sql以及高级数据映射。它完全 避免了几乎所有的通用移动程序设置通用参数Jdbc移动代码和任何获得移动结 果的通用工具。Mybatis管理系统用户可以通过利用简单的接口 Xml或者一种注 解式的方式接口来对其进行接口配置和直接映射其原生的接口信息，把这些接口 与一个 Java 的对象 Pojos (Plain ordinary java object，普通的是 Java 中的对象) 相互进行映射后再组合起来成为整个企业数据库管理系统过程中的一个信息记 录。
2.2.1总体流程
(1)加载配置并初始化
5
触发条件:加载配置文件
处理的过程是把来源于 Sql 的配置信息通过相关途径转换加载为 Mappedstatement 对象，并将它们存储在内存之中。
（2）接收调用请求
触发条件:调用 Mybatis 提供的 Api
传入参数:为Sql的Id和传入参数对象
处理流程:将一个请求发送到下层请求处理器上并对其中一个请求处理器进 行处置。
（ 3）处理操作请求
触发的条件:Api端口接口触发层向每个用户终端传送一个触发请求，一直 到达最终得出一个传入参数称为 Sql 的 Id 和一个传入参数的对象。
处理过程:
（a） 根据Sql的函数Idt来查找一个相应的存在Mappedstatement中的对象。
（b） 根据对Mappedstatement中的参数进行分析，得到了最终需要执行的 Sql 和其他执行参数。
（c） 通过接口获取与指令数据库执行相关的指令连接，根据最后一个Sql 的语句及其二次执行将数据传入的指令参数数据送至整个指令数据库中并进行 二次执行，得到整个指令的最终执行处理结果。
（d） 将一个电网中的参数采用Mappedstatement的参数对象通过再次映射参 数配置器的方式映射得到一个新的执行运算结果，然后将这个电网参数与其相关 的在运算中所得到的这个执行运算结果再次映射，得到最终的执行结果。
（e） 释放连接资源。
（ 4）返回处理结果。
2.2.2功能架构
（1） 配置:通过对来自Sql文件和Java代码的配置进行注解，把所有来自 Sql的配置信息通过相关途径进行转换后直接加载到Mappedstatement中，并将 它们保存在数据库的内存之中。
（2） Sql解析:当我们把Map放在接口中的层，每次接收发送到一个调用语 句请求时，会分别接收一个传入请求Sql的数据Id和其他接收传入请求参数的 数据对象（比如 Map、 Javabean 等），然后 Mybatis 放在接口中的层会根据其中 的Id分别找到一个相应的对象Mappedstatement，再根据其他接收传入请求参数 的数据对象类型来分别进行选择Mappedstatement并进行数据解析，解析后我们 就已经可以直接获得最终请求，以及需要同时执行的一个Sql调用语句和传入参 数。
6
（3） Sql执行:将最终得到的Sql和参数拿到数据库进行执行，得到操作数 据库结果。
（4） 操作数据库结果基本映射:将一个操作系统数据库脚本中的结果按照基 本映射中所有操作数据库的基本配置结果顺序自动进行结果转换，成为一个 Hashmap、 Javabean 或者基本所有数据的结果类型，并自动返回映射结果。
2.3Shiro 权限控制（Shiro Permission Control）
Apache Shiro 也是一种 Java 安全框架，其功能健全，且容易操作和运用，包 括执行身份验证、授权管理、会话交流和密码变更管理。
三个核心组件:Subject，Securitymanager 和 Realms。
Subject：用户即"当前操作用户"。在英文Shiro中，Subject这一简单的应用 概念并不只是用来泛指任何一个人，也有的概念可能认为是一个人的后台应用账 户（Daemonaccount）、第三方应用进程或其他类似的一件事物。它似乎只能直 接说明这就是"当前与软件交互的东西"。
Securitymanager：它本身其实就是整个Shiro安全框架的一个技术核心，典 型的是在Facade里的模式，Shiro通过这个安全软件防护系统Manager，该系统 看起来可以帮助企业用户实时管理内部的安全组件和数据实例，并且我们可以通 过其功能来为企业用户实时提供安全软件防护和数据管理的各类软件服务。
Realm：它可以作为与其他企业应用的“连接器”或者“桥梁”重要功能的 技术。例如当对于多个用户分别要求执行（用户登录）权限验证和（用户授权-包括 访问权和管理）权限验证时，Shiro将从一个人在应用程序配置中尚未发现的 Shrealm中自动地进行查找并指出该配置用户和其他人的权限。
2.4Thymeleaf 模板引擎（ Thymele Template Engine）
Thymeleaf是一个很适合使用现代网络服务器端直接处理Java的模板化处理 引擎，适合于 Web 和独立的文本环境，它能快速地处理出 Html， Xml， Javascript， Css甚至纯文本。它的主要目的就是为了提供优美而又易于维护的模板而进行创 造。极其方便的开启方式允许Thymeleaf轻松处理六种模板模式：
Html、Xml、文本、Javascript、Css 和 Raw.
有两个标记化的模板（Html和Xml），三个文本模板（Text，Javascript和 Css）及一个无操作化的模板（Raw）。
Html模板模式将允许任何类型的Html的输入，包括Html5,Html4和Xhtml。 不会执行验证或格式良好检查，并且将在输出中尽可能地尊重模板代码/结构。
这种在Xml中的模板输入模式可能会自动允许你在Xml中的输入。在这样 的情况下，代码本身应该被我们认为已经是一个格式良好的、没有未知或封闭的
7
特殊标签，没有不明或带有单引号的特殊属性等等。如果我们发现一个代码中的 格式存在错误，解析器将可能会自动向它抛出异常。但是也应该特别注意，它并 不一定能够自动执行(针对Dtd或Xml架构)。
该 Text 模式文本模板标记模式将更加有助于我们允许不具有标记模式性质 的文本模板模式使用一些特殊的文本语法。这些不同类型应用模板的文档显示功 能范围很广，但有些类型模板的文档显示功能范围很大，有些则主要是显示文字 或者电子邮件或者其他模板中的文档。请注意，Html或者Hxml这个模板也同样 只能可以被基于用来分别处理Text，在这样的应用情况下，它们将变成一个标记， 而且每一个新的标记，Doctype、注释等将被分别认为只能是一个纯文本。
此 Raw 中的模板内容模型将根本没有对任何模板内容进行任何无损删除处 理。它主要功能是基于用来把未经进行处理的文件资源(如子文件，Url响应等) 直接插入文件到正在需要进行文件处理的资源模板中。例如，Htmlf类格式的外 部非外接受控文件资源执行代码功能可以直接将其包含在一个新的应用程序文 件模板中，安全地可以让任何人可以知道这些非外部受控文件资源中所有外部可 能直接包含的任何关于Thymeleaf类的代码都不被正确地写入执行。
2.5Bootstrap 大数据展示( Bootstrap Big Data Display)
Bootstrap为用户程序提供了优雅的通用Html和Css脚本语言规范，由一种 动态的 Css 脚本语言和 Less 语言编写。 Bootstrap 在早期项目推出之后就很快的 受到年轻人们的广泛青睐，并且一直以来在使用Github上的各种类型开源广播 项目，其中就包括有NASA的msnbc环球在线就曾经使用过这个开源项目。同 时， Bootstrap 也被认为是一个基于 Web 的前端框架，可以广泛地用来开发各种 Web应用程序和网站，而且效率极高。Html、Css、Javascript都被认为是其设计 开发的基础，最大的优势之一就是简单灵活，可以广泛应用于建立当前最受人认 可的网站用户界面和交互式接口的 Html、 Css、 Javascript 三个工具集，它还拥 有其他非常多受人热爱的特性，如简单易懂的学习曲线，让人舒心的兼容性等等。
2.6本章小结( Summary Of This the Chapter)
本章结合睢宁电网设备信息管理与决策支持系统，对技术原理、应用特点等 进行介绍,重点对Spring-Boot框架工具、Mybatis框架、Shiro权限控制、Thymeleaf 模板引擎、Bootstrap大数据展示等5个关键技术进行详细说明。在软件的设计 中，专业流程管理模块需要应用Spring-Boot框架工具和Shiro权限控制技术，在 数据交互式展示方面需要应用Mybatis框架和Thymeleaf模板引擎，在电网设备 大数据需要应用Bootstrap框架。以上关键技术对电网设备信息管理分析系统的 软件设计提供了强大支撑，可以完全满足系统设计需要。
8
3睢宁电网设备信息管理与决策支持系统需求分析与 整体设计
3Demand Analysis and Overall Design of Equipment Information Management and Decision Support System in Suining Power Grid
3.1睢宁电网概况（General Situation Of Suining Power Grid）
睢宁电网共有220千伏变电站 4座、主变7 台、变电容量 126 万千伏安，220 千伏线路15 条、长度323.94公里；110千伏变电站 16座、主变32台、变电容 量 138.2 万千伏安， 110 千伏线路 40 条、长度 455.7 公里； 35 千伏变电站 7 座、 主变14台、变电容量 18.56万千伏安，35 千伏线路18 条、总长度 193.72 公里； 10千伏线路235条（不含用户专线）、总长度 3648.9公里，10 千伏配变7735 台（不含用户专变），总容量 267.34万千伏安。10 千伏柱上开关1804台、开关 站9 座、配电室223座、环网单元 65台；220千伏及以下电厂30 座，其中220 千伏1座，110千伏4座，35千伏 12座，10千伏13座，总装机容量66.15万千 瓦。10 千伏柱上开关 1804台、开关站 9座、配电室 223 座、环网单元65 台； 220千伏及以下电厂30 座，其中 220 千伏 1座，110千伏4座，35千伏 12 座， 10千伏13 座，总装机容量 66.15 万千瓦。
图 3-1 睢宁地区电网接线图 Figure 3-1 Wiring diagram of Suining Power Grid
3.2系统功能需求分析(System Function Requirement Analysis)
对睢宁县供电公司目前现有的 EMS 系统、大数据分析系统及其应用软件， 以及对电网参数管理需求进行了调研分析之后，初步确定了系统需实现的功能:
设备信息管理
用于管理睢宁电网所有设备信息，可以方便的新增、编辑、删除和替换所有 的设备及其参数，以此形成电网设备大数据库。本系统其他高级应用均建立在此 基础之上。
专业流程管理
将电网调度工作中涉及参数报送的专业，例如：继电保护工程、电量采集及 线损网损管理、主站自动化、信息通讯和配电自动化等纳入系统的流程化、痕迹 化管理。提高这些专业参数报送的及时率和正确率。同时，随着不同流程表单的 流转和归档，电网设备大数据库同步动态更新，并保留历史数据。
决策支持管理
基于本系统拥有的所有资源，为公司提供数据决策支持，支撑公司更好地为 社会提供服务。
此外，本系统应从以下几个方面考虑非功能性需求:
可靠性：系统在正式的物理环境下，需要让系统能够正确的运行，在系统发 布给用户之后，能够最大程度的满足用户的使用要求，并且确保不会发生一些原 则性的错误，保证系统在没有大bug的情况下运行，不会出现崩溃的情况。同时, 系统要满足一定的响应效率，保证对于用户的访问行为能够快速响应。
安全保密性：系统应该具备相当的安全性能，在登录的时候要求进行身份验 证。系统用户的权限配置权力掌握在系统的超级管理员手中，系统所有的用户的 所有信息都应该交给系统安全框架来判定和处理。所有的用户在访问本系统前， 都需要征得系统超级管理员的正式授权，在被授予系统相应的访问权限后，才能 进入系统相应的模块进行查看和操作。此外，为了避免发生泄漏机密数据的情况， 尤其是对于本系统来说，其中的设备数据都属于保密范畴，对于系统中更为敏感 或者数据密码安全性要求更高的账户，例如系统管理员的账号和密码，还应该通 过更高级别的加密方式来确保安全。
可维护性：系统在运行的过程中一旦发生错误和异常，能够及时被系统和运 维人员发现并得到及时的解决。本系统应通过日常记录系统日志和错误输出日志 的方式，及时收集到异常信息，这样可以及时发现系统bug，并及时做出代码维 护，保证系统正常运行。
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3.3软件功能设计(Software Function Design)
3.3.1设备信息管理功能
在设备管理模块中，需要能够对电网的所有类型参数进行全方位管理，建设 各专业的参数报送流程，以流程为转移，动态的更新系统参数库，并对统一设备 的历史参数作标签性展示。同时，系统集成一次接线图功能，综合搜索功能，能 够使各专业快速搜索到需要用到的参数。
电网参数主要指电气一次主接线图、变电设备规范及设计参数、线路长度、 导线型号及线路改接情况示意图、继电保护配置图、装置施工原理图及装置使用 说明书、调度自动化、远动设施及设备情况、通信工程相关资料、设备命名编号 的建议、负荷情况及用电性质和其他设备资料及说明等。各专业所需详细参数清 单如下：
表 3-1 电网设备参数列表 Table 3-1 Parameter list of power grid equipment
序号 参数类别 参数名称
1 电量采集 计量 Ct
2 电量采集 Pt
3 电量采集 电表地址
4 电量采集 端口号
5 电量采集 采集设备型号
6 配电自动化 终端类型（标识码）
7 配电自动化 终端生产厂家
8 配电自动化 终端硬件版本
9 配电自动化 终端软件版本
10 配电自动化 终端通信规约类型
11 配电自动化 终端Id号
12 配电自动化 终端网卡 Mac 地址
13 配电自动化 “三遥”运行参数
14 配电自动化 配网电子图
15 配电自动化 馈线及设备名称
16 调度自动化 变电站一次接线图
17 调度自动化 监控信息表
18 调度自动化 “三遥”运行参数
19 调度自动化 设备技术参数
20 调度自动化 自动化系统结构图与设备台帐
21 调度自动化 网络结构图与配置资料
22 调度自动化 网络布线图
23 调度自动化 电源系统图
24 调度自动化 工程竣工资料
25 继电保护 保护 Ct
26 继电保护 保护装置型号
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续表 3-1
序号 参数类别 参数名称
27 继电保护 版本号
28 继电保护 校验码
29 继电保护 线路型号
30 继电保护 长度
31 继电保护 图纸
32 继电保护 变压器
33 继电保护 电容器
34 继电保护 接地变
35 继电保护 新能源用户相关参数
36 调控运行 拉手开关
37 调控运行 同杆并架情况
38 调控运行 双电源清单
39 调控运行 可开放容量相关台账
3.3.2专业流程管理功能
因篇幅有限，以电量采集、继电保护及配电自动化三个专业为例来说明。
3.3.2.1电量采集流程管理
电量信息采集技术是当前正在应用的一种新型综合信息采集技术，能够对电 网内所有设备的电能使用信息进行更好的收集，并自动进行归纳和整理，为电量 管理人员发现电能存在的问题提供更大的方便，以便于及时进行调整和处理。
电量采集技术最大的特点就是可以快速及时地反映出抄表数据，结合相关数 据，对应管理部门就可以迅速地了解用户在用电线路和变压等方面的情况，综合 各类信息，形成曲线图，透过曲线图掌握电能信息采集信息的变动情况，并具备 了预知的功能，这样能够将电能信息采集技术很和谐地应用到电力系统当中去。 结合当前的情况，电力负荷最主要的监控内容有行业负荷、用户负荷和三相负荷 等，管理部门只有更好地掌握电力负荷的程度，才能够更为及时地了解总体的用 电信息，进而及时调整用电策略和方案，让电力负荷能够保持在一定的范围内。
为了实现上述功能，在新设备入网时需要项目管理单位及时报送采集设备的 相关参数，例如计量CT、PT、电表地址、端口号、采集设备型号等。
系统将提供标准的参数填写界面，依据设定好的流程进行审批工作。项目管 理单位依据现场实际情况将电量采集涉及的所有参数填写好后，流转至项目管理 部门领导，由项目管理部门领导进行审批。项目管理部门领导审批通过，拟写审 批意见并签名后，流转至调控分中心电量采集专职审核数据规范性。调控分中心 电量采集专职审定数据规范性后，流转至调控分中心领导审核，并批准电量采集
12 专职在江苏电网电能量计量系统中创建电表档案并与现场进行调试。调试成功后 由调度部门电量采集专职归档流程，流程涉及的参数自动进入睢宁电网参数库。
3.3.2.2继电保护流程管理
继电保护是对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测，从而发出报警信 号，或直接将故障部分隔离、切除的一种重要措施。继电保护装置为了完成它的 任务，必须在技术上满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个基本要求。对于 作用于继电器跳闸的继电保护，应同时满足四个基本要求，而对于作用于信号以 及只反映不正常的运行情况的继电保护装置，这四个基本要求中有些要求可以降 低。
继电保护整定计算是继电保护工作的一项重要内容，在系统发生故障时，继 电保护装置应满足速动性、选择性、灵敏性和可靠性的要求，其中除了可靠性的 要求应由继电保护装置本身来完成外，其他三项要求应有继电保护的接定计算来 满足，使当电力系统任一地点发生故障时，能够迅速、可靠、有选择性地切除故 障元件，尽可能缩小事故影响的范围，使电力系统能够迅速地恢复正常运行。继 电保护整定计算的基本任务，就是要对各种继电保护给出整定值，而对电力系统 中的全部继电保护来说，则需编制出一个整定方案。整定方案通常可按电力系统 的电压等级或设备来编制，还可以按继电保护的功能划分成小的方案分别进行。 例如，一个110 千伏电网的继电保护整定方案，可分为相间距离保护方案、接地 零 序电流保护方案、重合闸方案、设备保护方案等。这些方案之间既具有相对 的独 立性，又有一定的配合关系。
高效而准确的整定计算的基础，则是及时准确的参数报送。参数的报送主要 有以下两种情况：
一是新设备入网。包括新主变投运、新线路投运、新间隔投运、新电容器投 运、新接地变投运等。根据《睢宁电网参数管理意见》规定，需项目管理单位提 前 15 个工作日报送设备的相关参数，用以计算继电保护定值。若是整站投运， 根据《睢宁电网参数管理意见》规定，项目管理单位需提前 30 个工作日报送电 气一次主接线图、变电设备规范及设计参数、线路长度、导线型号及线路改接情 况示意图、继电保护配置图、装置施工原理图及装置使用说明书、调度自动化、 远动设施及设备情况、通信工程相关资料、设备命名编号的建议、负荷情况及用 电性质、其他设备资料及说明等资料。
二是设备新建、改建。包括主变更换、线路改造、负荷切转、电容器更换、 接地变更换等。根据《睢宁电网参数管理意见》规定，需项目管理单位提前 15 个工作日报送设备的相关参数，用以计算继电保护定值。
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系统将提供标准的参数填写界面，依据设定好的流程进行审批工作。项目管 理单位依据现场实际情况将继电保护整定计算涉及的所有参数填写好后，流转至 项目管理部门领导，由项目管理部门领导进行审批。项目管理部门领导审批通过， 拟写审批意见并签名后，流转至调控分中心继电保护专职审核数据规范性。调控 分中心继电保护专职审定数据规范性后，流转至调控分中心领导审核，并批准进 行定值整定。继电保护专职在 OMS 进行定值单编辑，编辑结束后发起流转，并 在本系统填写整定的相关情况，包括定值单编号、执行时的注意事项等等。最终 由继电保护专职终止流程，流程涉及的参数自动进入睢宁电网参数库。
3.3.2.3配电自动化流程管理
配电自动化是指以配电网一次网架和设备为基础，综合利用计算机、信息及 通信等技术，并通过与相关应用系统的信息集成，实现对配电网的监测、控制和 快速故障隔离，为配电管理系统提供实时数据支撑。通过快速故障处理，提高供 电可靠性；通过优化运行方式，改善供电质量、提升电网运营效率和效益。
配电自动化系统主要由主站、子站（可选）、配电终端和通信网络组成，通 过信息交换总线实现与其它相关应用系统互连，实现数据共享和功能扩展。
为了保证主站能够对自动化终端状态进行实时监控，在设备接入时必须严格 按照规定开展信息表审核、信息验收等工作。
配电自动化系统架构如下图所示：
图 3-2 配电自动化系统架构
Figure 3-2 Distribution automation system architecture
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系统将提供标准的信息表填写界面，依据设定好的流程进行审批工作。项目 管理单位依据现场实际情况将信息验收涉及的所有信息表填写好后，流转至项目 管理部门领导，由项目管理部门领导进行审批。项目管理部门领导审批通过，拟 写审批意见并签名后，流转至调控分中心配电自动化专职审核信息表规范性。调 控分中心配电自动化专职审定信息表规范性后，流转至调度员执行。由当值调度 员进行信息的验收工作，在表单中记录每一项信息验收的结果和存在的问题。验 收结束后由当值调度员终结流程。
3.4 系统整体结构设计(Overall Structure Design Of The System)
3.4.1系统设计原则(System Design Principles)
本系统的设计秉持MVC (Model View Controler)的原则。MVC本来是存在 于Desktop程序中的，M是指数据模型，V是指用户界面，C则是控制器。使用 MVC的目的是将M和V的实现代码分离，从而使同一个程序可以使用不同的 表现形式。
(1)视图 。视图是用户看到并与之交互的界面(它可以包括一些可以显示 数据信息的页面，或者展示形式。例如jsp，html，asp，php)。对老式的Web 应用程序来说，视图就是由HTML元素组成的界面，在新式的Web应用程序中， HTML依旧在视图中扮演着重要的角色，但一些新的技术已层出不穷，它们包括 Macromedia Flash 和象 XHTML， XML/XSL ， WML 等一些标识语言和 Web services.
如何处理应用程序的界面变得越来越有挑战性。MVC 一个大的好处是它能 为你的应用程序处理很多不同的视图。在视图中其实没有真正的处理发生，不管 这些数据是联机存储的还是一个雇员列表，作为视图来讲，它只是作为一种输出 数据并允许用户操纵的方式。
(2)模型。模型表示企业数据和业务规则(可以说就是后端接口，用于业 务处理)。在 MVC 的三个部件中，模型拥有最多的处理任务。例如它可能用象 EJBs 和 ColdFusion Components 这样的构件对象来处理数据库。被模型返回的数 据是中立的，就是说模型与数据格式无关，这样一个模型能为多个视图提供数据。 由于应用于模型的代码只需写一次就可以被多个视图重用，所以减少了代码的重 复性。
(3)控制器。控制器接受用户的输入并调用模型和视图去完成用户的需求 (接受客户发送的请求，根据请求调用所对应的接口，然后模型业务处理后返回
的数据，由控制器决定调用那个View展示)。所以当单击Web页面中的超链接 和发送HTML表单时，控制器本身不输出任何东西和做任何处理。它只是接收
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请求并决定调用哪个模型构件去处理请求，然后用确定用哪个视图来显示模型处 理返回的数据。
图 3-3 MVC 设计模式示意图 Figure 3-3 MVC design pattern diagram
MVC 设计模式具有以下优点：
（1）低耦合性
前后端分离，更有效率。视图层和业务层分离，这样就允许更改视图层代码 而不用重新编译模型和控制器代码，同样，一个应用的业务流程或者业务规则的 改变只需要改动 MVC 的模型层即可。因为模型与控制器和视图相分离，所以很 容易改变应用程序的数据层和业务规则。
（2）高重用性和可适用性
MVC 模式允许你使用各种不同样式的视图来访问同一个服务器端的代码。 它包括任何WEB（HTTP ）浏览器或者无线浏览器（wap）,比如，用户可以通 过电脑也可通过手机来订购某样产品，虽然订购的方式不一样，但处理订购产品 的方式是一样的。由于模型返回的数据没有进行格式化，所以同样的构件能被不 同的界面使用。例如，很多数据可能用HTML来表示，但是也有可能用WAP来 表示，而这些表示所需要的命令是改变视图层的实现方式，而控制层和模型层无 需做任何改变。
（ 3 ）较低的生命周期成本
MVC 使开发和维护用户接口的技术含量降低。
（ 4 ）快速的部署
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使用MVC模式使开发时间得到相当大的缩减，它使程序员(Java开发人员) 集中精力于业务逻辑，界面程序员(HTML和JSP开发人员)集中精力于表现形 式上。
(5)可维护性
分离视图层和业务逻辑层也使得 WEB 应用更易于维护和修改。
(6)有利于软件工程化管理 由于不同的层各司其职，每一层不同的应用具有某些相同的特征，有利于通
过工程化、工具化管理程序代码。
3.4.2系统架构设计
本系统总体网络架构如图 3-4 所示，采取总线型结构。
各个工作节点每次在自动接收网络到的相关信息时都会需要经过一个地址 上的测试，看它们地址是否完全符合自己目前所在的各个工作站上网地址，如果 它们是完全符合那么就系统会自动接收网上的相关信息。
总线式结构具有整体结构简单，可扩充性强等优点。我们只是需要通过在总 线上的某一位置添加相应的分支接口，就已经可以在这里添加节点了。在总线的 容量有限，负载超容时，还可以进行总线的扩充。总线式电缆结构安装简便，并 且所使用电缆数量非常少，用到的各种设备也都很简单，可靠性高。
图 3-4 系统网络架构
Figure 3-4 System network architecture
系统总体的逻辑架构可以分为五层：展现层、应用层、应用支撑层、数据层
和基础设施层；
基础设施层主要是指本系统的硬件和网络设施。由于本系统是基于网络建立 的，因此必须在网络环境中才能正常运行。睢宁电网设备信息管理分析系统需要 一个安全可靠的网络基础环境，要具有承受力较强的硬件环境和高效的服务器环 境。现阶段，本单位已经实现了基础的信息化网络，具有了一定的网络基础。因 此，本系统的基础设施层是有保障的。
数据层是用来保存本系统的具体数据信息的，包括设备信息、电量采集工程 信息、继电保护工程信息、配电自动化工程信息、数据展示信息、综合搜索信息、 角色、日志等详细信息；本系统采用的是Mysql数据库，通过数据层完成对系统 全部数据的集中存储。本系统通过连接字符串连接Mysql数据库，并通过数据库 操作类对数据库的数据进行增删改查等操作，就能完成相关的业务操作。
应用支撑层主要是本系统采用的一些核心技术；本系统采用了 Spring-Boot，
Mybatis， Shiro，Thymeleaf和Bootstrap等关键技术；系统通过加载相关jar包， 通过调用这些接口，就能为应用层的业务功能提供支持。
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应用层主要是用于接受用户的业务操作请求，并对请求进行分析和处理，判 断应该调用哪些具体的操作方法完成用户的实际请求。应用层是本系统的核心 层，它通过相关的业务逻辑，连接展示层和数据层，通过对数据层的数据增删改 查，最后将最终的数据库结果返回给展示层，进而完成用户的实际操作请求。
展示层是系统的最上层，用户可以通过展示层对系统进行交互操作，并将 操作具体请求发送给应用层；展示层还能接受应用层的返回结果，并将操作结 果通过具体界面进行展示。
3.5 主要技术难点与解决方案（ Main Technical Difficulties and Solutions）
本系统的设计目标是实现一个电网设备信息管理及决策支持系统，基于 Springboot 框架为基础，结合 WEKA 开源算法库相关贝叶斯分类算法等，实现 睢宁电网设备参数的管理分析及决策支持功能。
3.5.1工作流引擎
系统的专业管理模块涉及到大量流程提交、退回、归档等操作，并且需要根 据业务逻辑开发出符合实际需要的程序逻辑并确保其稳定性、易维护性（模块化 和结构化）和弹性（容易根据实际业务逻辑的变化作出程序上的变动，例如决策 权的改变、组织结构的变动和由于业务方向的变化产生的全新业务逻辑等等）。
通过activiti平台来构建工作流引擎来解决系统内流程的频繁提交、退回和 归档的操作，工作流引擎最常见用于审批流程中，现在一线互联网公司也开始使 用，并有快速推广的趋势，复杂繁多的业务流程如果采用if else实现那将是崩溃 的，代码不可维护，业务流程在代码中可读性很差，所以高人设计了业务流程模 型图示BPMN2.0,我们要做到就是把业务场景抽象为标准流程图，把流程图丢到 流程引擎中按流程定义约定逐步流转，很显然扩展性和业务可描述性会好很多， 所以工作流引擎主要用于解决复杂的业务，目前经常被提起的中台系统抽象业务 为服务，也涉及大量智能的业务流程引擎做支撑。
3.5.2数据查询及呈现
基于本系统的基本功能，后台需要大量的分析数据库中数据，写出复杂的 sql 语句，然后将查询出的数据传送到前台。前台要再一次解析后台传来的数据， 把这些数据转化为图表。
在后台，利用 mybits 进行数据查询。使用 select 完成单条件查询，使用 select 完成多条件查询（以实体类入参），使用select完成多条件查询（以Map集合入 参），可以在SQL的映射配置文件中进行配置，将每个参数都使用#{paraml}・“. 的方式进行获取，在接口中进行配置，指定当前的变量，配置当前的参数，设置
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别名，在映射文件中以当前的别名为准，才能获取到传入的值。
在前台，利用 echart 展示数据。首先，需要在项目中引入 Echarts 插件(引 入路劲根据自己的项目进行调整)，给Echarts图表存放的容器div设置 width/height。此后，可以直接在js代码中设置Echarts数据，也可以从json文件 中获取 Echarts 数据，还可以从后台获取 Echarts 数据。整体也是采用了 Spring MVC 框架，来完成数据的查询与呈现。
3.6本章小结(Summary of the Chapter)
本章主要对睢宁电网设备信息管理分析系统的进行设计分析，重点介绍了软 件的设计原则MVC架构，并全面结合睢宁供电公司主要业务进行需求分析，将 需求分为解决设备信息管理、专业流程管理、决策支持管理和非功需求等4个方 面。同时，对软件设计上存在的工作流引擎、数据查询及呈现等主要技术难点进 行分析，提出了解决方案，再根据系统总体的逻辑架构设计了系统软件架构图。 通过对系统功能需求分析，对接下来软件系统设计和实现指明具体方向。
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4睢宁电网设备信息管理与决策支持系统系统数据库 设计与实现
4Design and Implementation of System Database of Suining Power Grid Equipment Information Management and Decision Support System
4.1数据库设计原则（Database Design Principles）
数据库设计的好坏将会影响系统的成功与否，因此数据库设计需要谨慎对 待，在数据库的设计规范中，遵循了以下的设计规范。
首先是访问权限控制，系统对用户的权限有严格的控制，通过安全框架进 行验证，当用户的身份验证通过之后，即可访问系统。其次是容错要求，需要 对用户的输入进行校验，当用户输入了非法输入时，需要给出提示，让用户进 行重新操作，确保数据的安全性。再次是安全性要求，当数据库连接超时或者 出现异常时，要给出提示信息。本系统基于互联网模式开发，与外界的网络相 连，服务器容易受到外界的攻击，所以数据的安全是关键的因素，当有外界的 攻击入侵时，系统需要做到能够迅速的排查，并及时的解决问题，系统在运行 时，数据库应采用 jdbc 连接，避免代码暴露，同时还需要对用户的数据库口令 进行定期的修改，降低黑客入侵的效率，提升系统的安全性。最后是故障处理 的要求，系统需要确保稳定的运行，出现故障的概率一定要降到最低，即使出 现了故障之后，也需要能够在短时间内进行问题的排查与解决，并给用户友好 的提示。
MySQL是一种开放源代码的关系型数据库管理系统（RDBMS）,使用最 常用的数据库管理语言--结构化查询语言（SQL）进行数据库管理。MySQL是开 放源代码的，因此任何人都可以在General Public License的许可下下载并根据个 性化的需要对其进行修改。
MySQL是最流行的关系型数据库管理系统，在WEB应用方面MySQL是最 好的 RDBMS （Relational Database Management System:关系数据库管理系统） 应用软件之一。由瑞典MySQLAB公司开发，目前属于Oracle公司。MySQL是 一种关联数据库管理系统，关联数据库将数据保存在不同的表中，而不是将所有 数据放在一个大仓库内，这样就增加了速度并提高了灵活性。
它具有以下优点：
（1） Mysql 是开源的，不需要支付额外的费用。
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（2） Mysql 支持大型的数据库。可以处理拥有上千万条记录的大型数据库。
（3） MySQL 使用标准的 SQL 数据语言形式。
（4） Mysql 可以允许于多个系统上，并且支持多种语言。这些编程语言包 括 C、C++ 、Python 、Java、Perl、PHP、Eiffel、Ruby 和 Tcl 等。
（4） Mysql对PHP有很好的支持，PHP是目前最流行的Web开发语言。
（5） MySQL 支持大型数据库，支持 5000 万条记录的数据仓库，32 位系统 表文件最大可支持 4GB， 64 位系统支持最大的表文件为 8TB。
（6） Mysql 是可以定制的，采用了 GPL 协议，能够修改源码来开发自己的 Mysql 系统。
4.2数据库表设计（Parameter Database Design）
过对睢宁电网设备信息分析管理系统的分析，系统涉及到了许多数据实体， 主要有继电保护流程、电量采集流程、配电自动化流程、用户、角色和用户关系、 角色和菜单关系、变电站、开关、电表、角色、部门、菜单、线路、主变、电容 器、继电保护装置等，为了对各个数据实体之间的关系进行管理，设计数据库表
关系图如图 4-2 所示。
图 4-1 系统数据库关系图 Figure 4-1 System database diagram
22
本系统主要包括以下数据表，由于数据库表较多，在此只展示部分。系统数 据库部分表结构如下:
4.2.1电量采集流程表
电量采集流程表主要存放电表相关的各项参数，其基本结构见下表:
表 4-1 电量采集数据表 Table 4-1 Electric energy collection data sheet
Name Type Comments Remark
Bdz Id Int 变电站名称
Kg_Id Int 开关名称
Sssb_Id Int 所属设备
Dydj_Vl Varchar 电压等级
Bgyy_Reason Varchar 变更原因
Sqdw_Name Varchar 申请单位
Sqtysj_Time Varchar 申请投运时间
Lxr_Id Varchar 联系人
Dh_Num Varchar 电话
Pt_Cr Varchar Pt 变比
Cjsbmc_Name Varchar 采集设备名称
Cjsbmc_Model Varchar 采集设备型号
Cjzs_Ip Varchar 采集装置 Ip 地址
Dbtxdkxh_Num Varchar 电表通讯端口序号
Zdtxdkxh_Mum Varchar 终端通讯端口序号
Dbmc_Id Varchar 电表名称
Dbxh_Name Varchar 电表型号
Dbgy_Statute Varchar 电表规约
Cssl_Ts Varchar 传输速率
Dbdz_Add Varchar 电表地址
Ct Cr Varchar Ct 变比
4.2.2继电保护流程表
继电保护流程表主要存放继电保护整定相关的各项参数，其基本结构见下
表：
表 4-2 继电保护数据表
Table 4-2 Relay protection data sheet
续表 4-2
Name Type Comments Remark
Fj Enc Varchar 附件
Bz_Remark Varchar 备注
Xlcs_Form Varchar 线路参数表
Zbcs_Form Varchar 主变参数表
Jdbcs_Form Varchar 接地变参数表
Drqcs Form Varchar 电容器参数表
其中，线路参数表、主变参数表、接地变参数表、电容器参数表属于内附表，
具体数据表如下：
①线路参数表
表 4-3 线路参数数据表 Table 4-3 Data sheet of line parameters
Name Type Comments Remark
Xlxh Model Varchar 线路型号
Xlcd_Num Varchar 线路长度
Xlfd Name Varchar 线路分段
②主变参数表
表 4-4 主变参数数据表
Table 4-4 Variable parameter data sheet
Name Type Comments Remark
Sbmc_Name Varchar 设备名称
Edpl_Freq Varchar 额定频率
Eddy_Vl Varchar 额定电压
Eddl_Ec Varchar 额定电流（高压）
Edrl_Cap Varchar 额定容量
Lqfs_Cm Varchar 冷却方式
Tyrq_Data Datetime 投运日期
Ljzbh_Name Varchar 连接组标号
Xh_Name Varchar 型号
Rlb_Num Varchar 容量比
Kzdl_Num Varchar 空载电流
Kzsh_Num Varchar 空载损耗
Ccrq_Date Datetime 出厂日期
Dyb_Num Varchar 电压比
Fzsh(g-z)_Num Varchar 负载损耗（高压-中压）
Fzsh(g-d)_Num Varchar 负载损耗（高压-低压）
Fzsh(z-d)_Num Varchar 负载损耗（中压-低压）
Dlzk(g-z)_Num Varchar 短路阻抗（高压-中压）
Dlzk(g-d)_Num Varchar 短路阻抗（高压-低压）
Dlzk(z-d)_Num Varchar 短路阻抗（中压-低压）
Rzxs_Name Varchar 绕组型式
Sccj Name Varchar 生产厂家
24
③接地变参数表
表 4-5 接地变参数数据表
Table 4-5 Data sheet of grounding transformer parameters
Name Type Comments Remark
Sbmc_Name Varchar 设备名称
Xh_Name Varchar 型号
Tyrq_Data Datetime 投运日期
Eddy_Vl Varchar 额定电压
Edpl_Freq Varchar 额定频率
Eddl_Ec Varchar 额定电流
Edrl_Cap Varchar 额定容量
Ljzbh_Name Varchar 连接组标号
Kzdl_Num Varchar 空载电流
Dlsh_Num Varchar 短路损耗
Kzsh Num Varchar 空载损耗
④电容器参数表
表 4-6 电容器参数数据表
Table 4-6 Data sheet of capacitor parameters
Name Type Comments Remark
Sbmc_Name Varchar 设备名称
Tyrq_Data Datetime 投运日期
Eddl_Ec Varchar 额定电流
Eddy_Vl Varchar 额定电压
Edpl_Freq Varchar 额定频率
Dtrl_Num Varchar 单台容量
Zzrl_Num Varchar 整组容量
Drl_Num Varchar 电容量
Ts Num Varchar 台数
4.2.3配电自动化流程表
配电自动化流程表主要存放终端信息验收的相关的各项内容，其基本结构见
下表：
表 4-7 配电自动化数据表
Table 4-7 Distribution automation data sheet
Name Type Comments Remark
Gzxz_Type Varchar 工作性质
Zdlx_Type Varchar 终端类型
Bdz_Name Varchar 变电站
Dydj_Vl Varchar 电压等级
Xl_Name Varchar 线路
Tysj_Date Datetime 投运时间
Tssj_Date Datetime 调试时间
25
续表 4-7
Name Type Comments Remark
Bz_Remark Varchar 备注
Sbmc_Name Varchar 设备名称
Ip_Add Varchar Ip 地址
Xmxz_Name Varchar 项目性质
Zdsbcs_Name Varchar 终端设备厂商
Zdsbxh_Name Varchar 终端设备型号
Txfs_Name Varchar 通讯方式
Gy_Sta Varchar 规约
Yxqsdz_Add Varchar 通信起始地址
Ycqsdz_Add Varchar 遥测起始地址
Ykqsdz_Add Varchar 遥控起始地址
Qylx Name Varchar 区域类型
4.3本章小结(Summary of the Chapter)
由于电网参数及其复杂，数据库的设计至关重要，本章利用Mysql技术，对 通过对睢宁电网设备信息分析管理系统的分析，具体设计了许多数据实体，建立 了继电保护流程、电量采集流程、配电自动化流程等数据表。
26
5睢宁电网设备信息管理与决策支持系统主要功能具 体设计与实现
5Specific Design and Implementation of Main Functions of Suining Power Grid Equipment Information Management and Decision Support System
5.1设备信息管理功能设计与实现(Design and Implementation of Equipment Information Management Function)
设备管理模块是整个系统的基础。本模块收录睢宁电网管辖范围内所有一次 及二次设备及其类型，包括保护装置类型管理、变电站管理、CT变比管理、电 压等级管理、线路管理、主变管理、接地变管理、所用变管理、电容器管理、母 线管理、开关管理、电表管理、电流互感器管理和电压互感器管理等。本模块能 够实现对这些设备进行编辑，包括新增、删除、修改等。
设备管理模块
保护装置类型管理 变电管理 CT变比管理 电压等级管理 线路管理 主变管理 接地变管理 所用变管理 电容器管理 母线管理 开关管理 电表管理 电流互感器管理 电压互感器管理
图 5-1 设备管理模块功能框图
Figure 5-1 Function block diagram of equipment management module 新设备入网时，以系统管理人员收到命名文件为准，在系统中新增设备题头。 其余信息由后面提到的各个流程，流转审批结束后自动入库。 设备管理模块需要能够通过管理员权限，对表 1-1 中提到的所有参数进行编 辑，包括对任一设备，以及任一设备的任一参数进行新增、修改、删除等，本模 块作为整个系统参数管理的最终抓手。
27
设备管理模块用例图如下图所示:
图 5-2 设备管理模块用例图
Figure 5-2 Use case diagram of equipment management module 由于篇幅有限，下面只展示设备管理模块中的部分管理功能。 在相应的界面中，点击“添加”、“编辑”、“删除”按钮可以进行相应的 操作。
图 5-3 保护装置类型管理截图
Figure 5-3 Screenshot of protection device type management
保护装置类型管理主要服务于继电保护工程流程管理，能够使用户在填写继
电保护联系单时，在下拉框中选择设备的继电保护装置型号。
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电压等级管理和CT变比管理主要服务于系统各处的表单填写。由于电力系 统的设备电压等级和CT变比都相对固定，在电压等级方面，县级公司主要只会 涉及到220千伏、110千伏、35千伏和10千伏等几个固定的电压等级；在CT 变比方面只会涉及 600/5、300/5 等几个固定的变比，系统中所有涉及填写设备电 压等级和CT变比的地方，都设置了下拉框选择，最大程度避免用户打字造成的
图 5-6 主变管理截图
Figure 5-6 Screenshot of main transformer management
图 5-7 线路管理截图 Figure 5-7 Line management Screenshot
图 5-8 电容器管理截图
Figure 5-8 Screenshot of capacitor management
图 5-9 开关管理截图
Figure 5-9 Screenshot of switch management
以上几张图所示的主变管理、电容器管理、线路管理和开关管理等，也是服
务于系统各处需要填写电网设备名称的地方。由于电网设备的命名是有明确的规
定的，睢宁地区电网设备命名遵照徐供电调〔2017〕166 号文《徐州地区中压配
电网设备调度命名规范》，系统中所有涉及到填写设备名称的地方，全部采用下
30
图 5-10 批量删除功能
Figure 5-10 Batch delete function
在执行相应删除设备前的一个复选框中只要您需要再次打"点击"批量 删除"按钮，就已经可以直接开始自动执行批量自动删除的相关操作，大大减少 操作人员的日常工作量。
5.2专业流程管理功能设计与实现(Design and Implementation of
Professional Process Management Function)
专业流程管理模块分为继电保护流程、电量采集流程和配电自动化流程。
5.2.1继电保护工程流程管理
继电保护工程联系单需要填写的内容主要包括两块，一是工程信息部分，该 部分主要是将工程名称、申请单位、工作联系人、技术负责人、变电站、电压等 级和一些图纸作为附件上传，用以表明该工程的基本信息；二是该工程包含的所 有设备参数，包括主变、线路、开关、电容器等的本体参数和继电保护装置信息。
31
当遇到设备新建、改建时，首先要由调度部门的方式计划专职在设备管理模 块中将相应的设备维护好，再由项目管理单位相应专职填写表单，发起流程。将 表单传递至项目管理部门主任审批，审批无误后签字，发送至调度部门继电保护 专职审批，若存在问题，则将流程退回至项目管理部门专职修改后重新传递流程。 审核无误后发调度领导审批，经审批后调度部门继电保护专职则开始计算相应定 值，并在江苏智能电网调度技术支持系统（OMS）中出具定值单，将单号填写 在流程中发送至归档。具体时序图如图5-12 所示。
Figure 5-12 Sequence diagram of relay protection engineering 具体继电保护流程图如图5-13 所示。
32
图 5-13 继电保护工程流程图
Figure 5-13 Flow chart of relay protection engineering 继电保护工程需求用例图如下所示：
图 5-14 继电保护工程用例图
Figure 5-14 Use case diagram of relay protection engineering
33
图 5-15 继电保护功能截图 Figure 5-15 Screenshot of relay protection function
继电保护工程功能截图如图 5-15 所示。
5.2.2电量采集流程管理
电量采集的联系单中所需要填写的信息主要有两块，一是采集了电表上所属 设备的信息，该部分主要包括将变电站的名称、开关设备的名字、所属设备、电 压等级、变更的原因、申请单位、联系时间、联系人和其他的联系电话等；二是 该电表的属性信息，包括 PT 变比、采集设备名称、采集装置型号、采集装置 IP 地址、终端通讯端口序号、电表名称、电表型号、电表规约、CT变比和电表地 址等。当遇到电表新增、更换或参数改变时，首先由项目发起部门在设备管理模 块中将相应的电表的设备维护好，再由项目管理单位相应专职填写表单，发起流 程。将表单传递至项目单位主任批复，审批无误后签字，发送至调度部门电量采 集专职审批，若存在问题，则将流程退回至项目单位专职修改后重新传递流程。 审核无误后发调度领导审批，经审批后调度部门电量采集专职在江苏电网电能量 计量系统中维护相关内容，维护完成后在本系统将表单流程发送至归档。具体时 序图如图 5-16 所示。
项H曾理 单位人员
项II传理
电轻采集
图 5-16 电量采集流程时序图 Figure 5-16 Power acquisition flow sequence diagram
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具体电量采集流程图如图 5-17 所示。
图 5-17 电量采集流程图
Figure 5-17 Power acquisition flow chart 继电保护工程需求用例图 5-18 如下所示：
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图 5-19 电量采集功能截图
Figure 5-19 Power acquisition function screenshot
5.2.3配电自动化工程流程管理
配电自动化工程联系单需要填写的内容主要包括两块，一是流程所属的工程 设备信息，该部分主要包括工作性质（新增、变更或删除）、终端类型、变电站、 电压等级、线路名称、投运时间、调试时间等；二是信息表的主体部分。
当遇到配电自动化设备新增或变更时，首先由配电运检中心运检专职填写表 单，发起流程。将表单传递至配电运检主任审核，审批无误后签字，发送至调度
36
部门配电自动化专职审批，若存在问题，则将流程退回至配电运检中心运检专职 修改后重新传递流程。审核无误后下发至调度员执行信息验收工作，全部验收完 成后，由调度员将流程发送至归档。具体时序图如图 5-20 所示。
图 5-20 配电自动化流程时序图
Figure 5-20 Distribution automation flow sequence diagram
图 5-21 配电自动化工程审批流程图
Figure 5-21 Approval flow chart of power distribution automation engineering
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配电自动化工程需求用例图 5-22 如下所示：
配电自动化工程流程功能截图如图 5-23 所示。
图 5-23 配电自动化流程功能截图
Figure 5-23 Function screenshot of distribution automation process
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5.3决 策 支 持 功 能 设 计 与 实 现 ( Design and Implementation of Decision Support Function)
决策支持功能是本系统的高级应用，旨在利用本系统所搜集的数据，达到指 导生产，更好地面向企业和客户，为其提供更优质的服务。功能框图如图 5-24 所示：
决策支持模块
图 5-24 决策支持模块功能框图
Figure 5-24 Functional block diagram of decision support module 配电自动化工程需求用例图 5-25如下所示：
图 5-25 配电自动化工程需求用例图
Figure 5-25 Demand case diagram of distribution automation engineering
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图 5-26 睢宁电网接线图 Figure 5-26 Wiring diagram of Suining Power Grid 图 5-26 是睢宁电网连接图功能界面，涉及所有变电站的相对地理分布及联 络关系，鼠标放在不同的设备上显示相应的设备信息。
系统通过设置不同变电站的相对坐标来实现变电站布点。变电站来源是“设 备管理”模块中统一维护的变电站。
图 5-27 变电站相对坐标设置
Figure 5-27 Relative coordinate setting of substation 通过设置起点和重点来确定线路路径，如图 5-28。
^倉^^^^^^^倉 2 口血皿型口口皿皿型1 IIIIIIIIII
40
图 5-28 线路路径设置
系统还可以通过大数据库，
Figure 5-28 Route setting
计算可开放容量。
I当前般：智能分析 > 线路分析
S线路概览 恭线路列表
0t?
10kV
35kV
高翹
备用29线
备用他线
备用廿2线
翻107线
蹴103线
高集105线
高金106线
高庆28线
高朱104线
九翩变
I高河107线
研放电流 259.18A 可开放容量 1070 kg 线路硼贻量4489 kW,所麻迥吊熔量1070 k\A,齡得出魁研6熔量1070 kVA
1线路息
艇电流 额翅OTtt■瓢值:480A（ D500CW值）
D5000裁值 480 A 手IW41 -A 纟遛值 485 A
额定功率 10392 kW 电压魏 10 kV 在途申请容量 OkW 历史最大电流 76.82 A 最大电流日期 2020-09-29
|所息（来自D5000萦统）
所属变电站 高集变 所属主变 1号匹 主变电压荻 35kV 母线 10千伏T段母线 主变裕度 1.07MW
I挂接配变台区信息方菖销基《除据平台）
台区总数量 33个
公变台区数量 19个
专变台区数量 14个
有计量点台区数26个
图 5-29 可开放容量自动计算
Figure 5-29 Open capacity automatic calculation
同时，对设备裕度进行评估。
I当前瞬:智能分析 > 主变分析
耳变电站概览 隹主刪表
-35kV
励5变
蒲鞍
110kV
220kV
|主变名称：1号主变
i主变裕度:1.07MVA
负就态:中载
图 5-30 设备裕度评估
Figure 5-30 Equipment margin assessment
41
5.4本章小结(Summary of the Chapter)
本章在前几章涉及的技术之上，对睢宁电网设备信息管理与决策支持系统进 行功能设计与实现，从设备信息管理功能、专业流程管理、决策支持功能 3大块 进行详细说明，特别重点对专业流程管理模块进行设计，分为继电保护流程、电 量采集流程和配电自动化流程，并基于 Java 语言及 Mysql5.1 数据库开发出了睢 宁电网大数据分析软件系统。
42
6睢宁电网设备信息管理与决策支持系统运行效果
6Operation Effect of Equipment Information Management and Decision Support System in Suining power grid
在睢宁供电公司具体应用中，我们发现该系统有如下几个特点，流畅的流程 管控、安全的权限管理以及值观的图表展示等，同时，在各类工作场景中得到有 效应用，极大提高工作效率。本章介绍三个本系统的典型应用场景。
6.1设 备 信 息 全 景 展 示 ( Panoramic Sisplay of Equipment Information)
在睢宁县供电公司电网调度工作中，许多专业的开展都需要完备的设备信息 用来支撑。
本系统为每一个电网设备都分别设置了唯一的档案标签，在系统中检索搜寻 某一个设备，数据库将自动检索与之相关联的所有信息并作以展示，其中包括: 在“基本信息”栏中，显示的是线路名称、线路简图、电压等级、投运日期、配 变容量、历年最大负荷等基础数据；在“设备关系”栏中，显示拉手信息、同杆 信息，为运行方式安排提供便利；在"设备异动记录"栏中，用时间轴的方式展现 该设备的历史异动情况，为计划检修安排提供支撑；在"附属设备"栏中，显示该 设备的继电保护装置信息、电能表信息、柱上开关、配电自动化设备等信息，全 景式、一键式地展示设备涉及的所有基础数据，方便各部门各专业提取利用。例 如，电网的调控人员主要是指挥其所在地区管辖范围内各种电站的设施进行运 转、操纵和对电网发生的事故进行处理等。尤其是事故处理时，更需要完备的设 备信息。从前，要获得一个设备所有的信息，需要在D5000、海迅、电能量、线 损等至少5 个系统和3 张自制的表格中进行搜索，频繁切换系统、自制的表格都 难免带来错误和遗漏，效率也比较低。通过本系统，能够一键显示设备信息，有 助于更加快速、准确的处理事故。
某月某日，10千伏睢民线发生跳闸事故，D5000系统收到监控信息“10千 伏睢民线事故分闸，重合不成”。调控员当即在本系统中搜索“睢民线”，调出 睢民线相关所有的设备信息。根据显示的信息，调控员联系该线路对应的运维班 组城区抢修班，通知其立即对线路开展巡视。同时，根据系统显示的拉手联络信 息信息，考虑将停电线路转供至10千伏秦中线。在调取秦中线相关信息后实施 负荷转供，最大程度减少用户停电时间。
43
图 6-1 电网大数据库
Figure 6-1 Power grid database
6.2专业流程管理(Professional Process Management)
以继电保护工程为例。
继电保护的整定计算工作的根本任务，就是需要对不同设备上的继电保护器 件进行整定。
正确进行继电保护整定的基础是正确的系统参数。
从前，各项目管理部门需要填写Word版本的继电保护联系单，如下图所示:
图 6-2 继电保护联系单
Figure 6-2 Relay protection contact list
采用这种方式，不仅做不到层层审核，在继电保护联系单传递的过程中，也
容易发生格式和内容的错误。最重要的是，调度部门继电保护专职在接到联系单
后只能简单存档，做不到事后智能查询。
44
应用本系统后，当遇到设备新建、改建，需要为设备整定参数时，参数的流 转和归档都可以在系统中进行，确保了电网参数的正确性，有力保障了睢宁电网 的安全运行。
项目管理部门用自己的账号登录系统。
图 6-3 系统登陆 Figure 6-3 Login system
在“继电保护工程”模块中的“项目管理单位发起”中，点击“添加”按钮 来填写参数。
图 6-4 添加新的继电保护工程 Figure 6-4 Add new relay protection engineering
在工程资料信息部分，填写工程名称、申请单位（列表选择）、申请编号（自 动生成）、工作联系人及其他的联系电话、技术负责人及其他的联系电话、变压 器（列表选择）、电压等级（列表选择）、附件（上传）及备注等相关信息。变 电站（列表选择）、电压等级（列表选择）、附件（上传）及备注等内容。
在设备的参数部分，可以通过直接点击相关按钮，调取不同类型设备的参数 模板来进行填写。调取不同设备的参数模板进行填写。填写内容保存完毕后，点
45 击下方的"保存并关闭"按钮保存自己所填写的信息。点击下方的"保存并关闭"按 钮保存填写的内容。
在"线路名称"栏下拉列表中选择对应的线路名称，这里只显示在工程信息部 分"变电站"一栏中选择的相应变电站的线路列表，方便用户使用。
点击"添加线路型号及长度"按钮，依次填入线路参数，可以满足配电网线路 分段多的需求。在添加线路型号及长度界面中，可以根据实际情况任意添加不同 线路分段的型号和长度。此外，还能够对所添加线路的不同分段进行修改，点击 分段对应的"编辑"按钮，可以修改线路的分段、型号及长度，点击"删除"按钮可 删除该分段。
填写完成后，点击下方的"确定"按钮，即可在联系单填写界面看到该条线路 的信息。在该条线路信息下方点击"添加保护装置"按钮，即可为该条线路添加保 护装置信息。点击下方的"添加线路"按钮，即可为该工程继续添加线路。
点击"添加主变"、"添加接地变"、"添加电容器"按钮，即可分别添加工程相 关的设备及其保护装置信息。填写完毕后，点击"保存并关闭"，即可保存所填工 程信息。
点击"提交"、"修改"和"删除"按钮，可分别对该工程联系单执行发送、修改 和删除操作。
在"查询统计"模块中，可以对本账号发起的所有联系单进行"查看明细"、" 查看流程图"和"导出"操作。
点击"查看明细"按钮，则会弹出该工程联系单；点击"查看流程图"按钮，则 会弹出该工程联系单的流程图和流程节点，此外，还可以查看流程日志
最终，流程单中能够显示项目管理部门及调度部门各级的审批意见、签名及 审批时间，确保用于继电保护计算的参数经过层层确认，最大程度保证电网安全。
图 6-5 继电保护工程审批流程单
Figure 6-5 Relay protection engineering approval process sheet 据统计，通过本系统的应用，继电保护参数报送及时率已由57%提升至 76%。
46
参数退回修改次数由原来平均3.2次下降至 1.8 次。参数的实时报送工作周期从
7 天缩减到 3 天以内，极大地提高了系统工作效率。
6.3电网规划收资智能支撑（Intelligent Support for Power Grid
Planning and Capital Collection）
电网规划系统是一项繁琐而又复杂的系统工程，它信息量较大、涵盖面广、 专门技术要求高、综合能力强等优势。在电网规划工作中，规划资料的收集是整 个规划体系中最为繁杂和基础的工作，对规划材料收集是不是足够充分，以及是 否有足够的准确性，会直接影响到规划的成果是否准确。同时，规划资料的收集 工作也是整个体系中最枯燥、最繁杂的部分，电网规划人员对这样工作往往也是 疲于应付，常常有厌烦的情绪，因此常常导致资料收集的质量不足。
对于县级电网，大电网类收资的内容主要包括电网基本情况和电网诊断分析 两类。电网基本情况主要包括经济社会综合指标、配网规模和供电能力、装备水 平和网架结构等。电网的电变诊断数据分析主要任务是收集包括 110千伏-35 千 伏的电网主要电变、线路，10 千伏的主变线路和千伏配电网的站台运行区域图 等的分析数据，如图6-6 所示。
图 6-6 电网规划基础台账表 Figure 6-6 Basic account of power grid planning 县级电网收资的传统做法，是针对不同的收资对象，制作不同类型的表格， 发至各设备管理部门，如调控分中心、配电运检中心、输变电运检中心、营销部 及三新公司等。由这些管理部门进行安排的工作人员，从不同的管理系统，例如 公司PMS （企业国家电网公司的电力设备（固定资产）以及运维管理精益优化 管理控制系统）、OMS （企业智能化的设备调度任务管理控制系统）、营销管理 系统中进行抄录，填写在表格中，再由规划人员汇总整理。这种传统的收资方法 不仅耗时，而且耗力，并且存在一定的错漏风险。
47
本系统作为电网设备大数据库，能够有效支撑电网规划的支撑工作，通过系
统的导出功能，提高工作人员收资的正确性，降低其工作强度。
□Us
图 6-7 设备收资一键查询
Figure 6-5 Relay protection engineering approval process sheet
6.4本章小结(Summary of the Chapter)
本章针对睢宁电网设备信息管理与决策支持系统的几个典型应用场景做了 应用分析，对系统应用特点、设备信息全景展示及电网规划智能支撑进行简要分 析，重点专业流程管理方面进行实际检验。
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7总结与展望
7Summary and Prospect
本文以睢宁供电公司为对象，分析电网参数管理中存在的实际问题，提出建 立电网大数据分析系统，利用 Spring-Boot 框架工具、 Mybatis 框架、 Shiro 权限 控制、Thymeleaf模板引擎、Bootstrap大数据等关键技术关键技术，基于Java 语言及 Mysql5.1 数据库开发出了睢宁电网大数据分析软件系统。同时，通过对 软件系统具体的应用，检验了该系统在操作中的有效性、安全性和系统的高效性， 极大地提高了系统工作人员的生活效率。将供电系统中的设备资料信息管理、专 业流程管理、智能化决策支持等各个领域的数据资源进行整合与综合利用，目前 在各大供电企业中是独一无二的。专业流程管理、智能决策支持等不同领域数据 数据整合与利用，目前在供电公司是独树一帜的。
至此，本项目已经完成了所有的预期目标，为睢宁供电公司提供了方便可靠 的应用系统，有着深远的科研和工程意义。
下一步，我将持续推进对本系统功能和作用的研究: 一是持续性的数据整治。依托已经建设完成的睢宁电网设备管理分析系统， 持续对电网基础数据进行规范化整治，驱逐劣质数据，消除僵尸数据，以本系统 数据整治行动为契机，倒逼公司其他系统数据质量提升，营造健康的数据运行生 态。
二是自助式的报表定制。为了有效方便各个部门各专业人员对自助式报表进 行综合利用，研发"自助式报表"功能，用户可以根据不同的专业、不同任务需求， 自助式定制报表导出，最大限度地降低了对人工数据的信息处理和填写过程中所 耗费的时间和工作量，提高了其工作效率。
三是定制式的任务提醒。随着电网的不断发展，公司转型任务的不断推进， 而 220 千伏输变电运检业务回归， 110 调度权即将下放，综合能源服务、泛在电 力物联网建设等新业务全面铺开，工作量大幅提升。在"减员增效"的人力资源新 常态下，许多人往往身兼数职，难免造成遗漏，而导致流程超期。针对这个问题， 下一步我们将在系统中开发智能式任务提醒功能，使用户在不打系统的前提下， 桌面也收到任务提醒弹窗，提醒其及时完成工作。
四是深入性的数据挖掘。随着电改的持续推进，电力系统的经济效益越来越 突出，传统的电力生产、营销技术也将向数字化方向提升。下一步，一方面我们 会主动去探索和调研承接新业务带来的问题，比如220 千伏输变电业务的回归， 110 千伏调度权的下放等等，以期从数据方面助力解决实际问题，更好的应对挑
49
战。另一方面，我们将进一步整合现有数据，主动深挖电网大数据价值，真正做
到跨专业的数据的融合汇聚，高效助力公司运营决策。
50
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