本站原创摘 要：电力系统在运行时,在电源电势激励作用下,电流或功率从电源通过系统各元件流入负荷,分布于电力网各处,称为电力潮流.通过编辑电网拓扑关系,设计电网潮流流向规则,再引入WebGIS技术构建的电网潮流动态展示系统,可以通过怎么写作器集中部署,客户端通过浏览器访问怎么写作器,即可完成电网潮流动态展示.
关 键 词 ：电网；潮流；拓扑；WebGIS
中图分类号：TM769
以往电网潮流展示主要是在单机版系统中,不但安装部署麻烦,而且不利于系统分发.本文借助超图软件公司SuperMap iServer 怎么写作平台,结合WebGIS技术构建电网潮流动态展示系统,将电网潮流展示网络化.系统采用Ja后台语言,,Jascript传统客户端,并安装部署在怎么写作器.最后通过怎么写作器集中部署,客户端通过浏览器访问怎么写作器,即可完成电网潮流展示系统一次部署,到处运行.充分展示电网潮流展示系统的协同交互和操作特性.
1.WebGIS技术简介
WebGIS是利用Web技术来扩展和完善地理信息系统的一项技术.它是基于网络的客户机/怎么写作器系统；利用因特网来进行客户端和怎么写作器之间的信息交换；它是一个分布式系统,用户和怎么写作器可以分布在不同的地点和不同的计算机平台上.WebGIS主要作用是进行空间数据发布、空间查询与检索、空间模型展示、Web资源的组织等.
2.系统架构设计
系统设计采用B/S结构,用户通过浏览器就可进行信息访问和交流,数据操作和程序运行都在怎么写作器中完成,实现客户端的零安装和零维护.这不仅可节省开发费用和加快开发进度,更重要的是实现了跨越平台的开发.由于数据访问是实时的.因而,系统对多用户并发访问、协作操作有良好的支持.
电网动态潮流展示具有大量的地理图和动态流向图,需要将这些功能以Web方式在客户端浏览器实现.考虑到各GIS平台的特性,本系统采用国内领先的SuperMapiServer平台作为基础GIS平台,使用SuperMap SDX+ for Oracle作为空间数据库引擎,SuperMap iClient 6R（2012） for JaScript接口作为系统WebGIS开发API.SuperMap iClient 6R（2012） for JaScript 是一套由JaScript语言编写的GIS客户端应用开发包,支持多源数据地图,支持多终端,跨浏览器,通过本产品可快速实现浏览器上美观、流畅的地图呈现.
系统总体架构如下图：
图1
针对电网动态潮流展示WebGIS系统需求,本系统主要由数据层、怎么写作层和表现层三层架构组成.
2.1 数据层
数据层主要由电网潮流基础库和空间数据库两部分组成.电网潮流基础库主要保存了元件模型信息和元件公共参数信息,及运行库数据信息；空间数据库主要存储地理接线图空间地理位置数据（仅限地理接线图）,包括厂站、220kV以上线路等.元件参数基础库用以描述设备属性信息,描述电网结构及运行逻辑（电网模型）为主,主要面向电网逻辑结构的网络拓扑关系.空间数据库用于描述目标设备图元间的空间拓扑关系,主要体现为图元的连接性、多边形区域定义、邻接性等,并结合外部地图,体现电力设备设施的地理空间分布关系.
2.2 怎么写作层
怎么写作层主要提供Ja Web怎么写作和SuperMap iServer地图相关怎么写作.SuperMap iServer地图怎么写作以REST接口方式发布.同时SuperMap iServer怎么写作器对象可以支持Ja语言进行二次开发.Ja Web怎么写作主要用于潮流标注信息的查询、电网线路流向查询以及针对ie9以下不支持HTML5浏览器的潮流箭头标注位置动态计算.客户端与怎么写作层均通过JSON格式进行数据的交换,通过HTTP协议进行通信.
2.3 表现层
由于Web开发技术以及客户端计算机和浏览器性能的不断提升,尤其是HTML5的出现,可以使我们原来在单机版程序中才能进行的大数据动态展现的工作,在WEB客户端也可以实现.通过系统需求分析和系统选型,客户端选用基于SuperMap iServer JaScript API开发包实现.系统主要业务逻辑和用户交互工作主要在表现层完成,当需要调用怎么写作器功能和数据时,动态向怎么写作器发送HTTP请求.怎么写作器与客户端数据交互采用轻量级的JSON格式,减少数据传输压力并提高客户端解析速度.目前结构设计中,均通过客户端通过事件驱动,异步访问怎么写作层接口,而对于调用分析结果,大量数据修改保持等耗时操作,采用系统提示滚动条、对话框等模态窗口,使用同步方式操作,保证数据和状态与怎么写作器端一致.
3.系统物理架构
系统主要有数据库怎么写作器、Tomcat应用怎么写作器、SuperMap iServer地图怎么写作器、SuperMap Deskpro以及系统支持的各种客户端浏览器部分组成.数据库、Tomcat、SuperMap iServer可以部署在同一台怎么写作器上,也可以根据系统软硬件环境和客户端数量,进行分机部署,将各组件部署在不同的软硬件环境中,扩充怎么写作器性能.SuperMap Deskpro部署在客户端机器上,必须是window平台.
图2
4.潮流动态展示系统实现
动态潮流展示采用Supermap平台Jascript地图API在浏览器客户端实现,实现思路为加载线路坐标数据为箭头运行轨迹,箭头以png图片展现,按照运行方式设置（包含方向、大小等参数）实时动态计算箭头运行轨迹,按照运行轨迹动态改变箭头位置,实现电网潮流动态效果.
浏览器要求支持HTML5的浏览器,经测试可支持2000个以上的箭头在地图上沿着路线动态移动. 图3
5.拓扑处理及潮流演示方法
5.1 地理接线图拓扑处理
地理接线图数据来源为CAD数据,经过数据转换,关键信息录入转换为SuperMap数据格式.地理接线图数据拓扑处理设计思路：（1）地理数据增加属性字段：FromNode,ToNode；（2）获取电网线路坐标序列；（3）设定默认规则：线路方向默认为从第一个坐标流向最后一个坐标；（4）查询第一个坐标穿过的厂站,将该厂站名称定义为电网线路的FromNode节点；（5）查询最后一个坐标穿过的厂站,将该厂站名称定义为电网线路的ToNode节点；（6）默认数据拓扑关系建立完毕.
5.2 电网潮流动态展示方法
相关关系描述：线路信息表中有I侧节点和J侧节点属性字段.实际应用中线路信息表中I侧J侧与地理接线图中线路图层的FromNode、ToNode是相对对应的,及I侧等于FromNode或ToNode,或者J侧等于FromNode或ToNode.
判定原则：I侧有功-J侧有功等于P,I侧无功-J侧无功等于Q.当P>0时,功率由I侧流向J侧,当P<0时,功率由J侧流向I侧.
计算步骤：（1）获取线路I侧节点和J侧节点对应的厂站名称.（2）获取对应线路拓扑关系FromNode,ToNode.（3）根据运行库I、J侧对应厂站名和线路拓扑关系对应该线路的方向为正方向还是反方向.
6.总结
本系统架构设计,充分考虑了SuperMap iServer的平台特性和系统的功能需求,在软件物理架构上,可以做到各节点均可以分布式部署和扩展,负载均衡；在系统软件架构上,尽可能做到充分系统层级划分和低耦合设计,主要体现在针对元件库操作的Ja Web怎么写作接口设计,是独立于GIS平台而操作的.
而针对与空间数据操作和展现的相关功能,必须依赖GIS平台功能.所以这部分功能如果需要进行平台更换,则需要重新开发.这部分开发工作占据了开发的绝大部分工作量,包括：空间怎么写作扩展开发,Web表现层交换功能开发,空间数据web图形展示开发.