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1、乐江源 博士研究生关键词! “ # $ % L : “专栏!6 “ 3 + 8, ( )“冶金电气“) * * +年第) ,卷第- .期基于B ? L M F技术的电力系统 仿真平台的研究“随着电力系统的不断增大和新型电力器件的不断涌现# 使得电力系统的运行和控制越来越复杂#同时对电力系统仿真软件也提出了更高的要求$为了适应电力系统全过程和大范围仿真的趋势#提出了一个电力系统仿真程序的互操作和集成化的问题$该文针对电力系统仿真程序的互操作和集成化问题#提出了一种基于6 I J K 4技术的电力系统仿真平台#该平台采用3 , 6 E ; L : “标准对电力系统进行面向对象建模#具有良好的可维护
2、性%可扩展性和灵活性#为电力系统的全过程动态仿真提供了一条新的思路$乐江源，&“谢运祥“张“志“陈“琳 .华南理工大学电力学院“& .赣南师范学院物理与电子信息学院“随着电力系统的发展越来越庞大! 电力系统的运行控制也越来越复杂!尤其在我国随着三峡电站的建成和西电东送工程的实施!将在& 世纪初形成全国性的互联电网“在这样一个全国性的互联电网中!既有交流输电线路!又有直流输电线路!既包括传统的电力设备!又有不断涌现的各种新型的电力电子设备!从而使电网的安全运行控制变得十分复杂“为了提高电力系统的安全运行水平!对电力系统的仿真技术提出了更高的要求“传统的电力系统数字仿真是针对某一具体的电网或范围在
3、数字计算机上建立物理过程的数学模型!用数学方法求解!从而进行仿真研究的过程“但随着电网的不断拓展!必然要求各个电力系统的仿真程序之间能进行互操作!但是由于操作系统#开发工具等方面的不兼容性!使这种互操作实现起来很困难“甚至在同一仿真系统内!由于开发商的不同!也可能造成电站仿真系统与变电站仿真系统等不能进行互操作“因此!就造成电力仿真系统的可扩展性差!不易维护“本文针对这一现状!结合软件工业界近几年新兴的构件技术!提出了一种基于构件技术的电力系统仿真软件集成化构想!能大大提高系统的可扩展性和可维护性!从而满足电网不断拓展的需求“关键技术- 4 B ? L M F技术 通用对象请求代理体系结构 $
4、4 W : : W M N 3 V Q Z _ 9 Q _ S V 9!4 M N 3%技术是 当今主流的三大构件技术之一“构件是指软件系统的基本单元!它由一个或多个在逻辑上紧密关联的对象封装而成!实际上它也是一种开发人员不必改变软件源代码就可以跨平台运行!并在各种软件环境下实现重用的#具有某种功能的独立软件“构件技术能很好地解决分布式计算环境中异构数据源间的互联共享和互操作问题!实现各种应用程序间的协同工作“此外!利用构件的重构性还可以大大提高软件系统的开发效率!增强系统的稳定性和开放性!提高系统的可扩展性和可维护性“M)?组 织 制 定 了M)3参 考 模 型!该模型中提供了可以透明地发出
5、请求和接收响应的机制M N “针对M N !M)?组织于 8 8 年颁布了4 M N 3规范 . 版本& 8 8 !年颁布4 M N 3规范& . 版本!该版本增加了4 M)4 M N 3的互操作规范& 8 8 7年面世的4 M N 3& . &开始注重与应用的结合&4 M N 3( . #则主要解决网络的实时性问题!于& # # &年7月发布“4 M N 3构件模型实际上包括一个M N 和 一组对象服务“M N 是4 M N 3的基础!是在分布环基于6 I J K 4技术的电力系统仿真平台的研究“$ $ $ . “ / 0 “ . 1 % 2 . 1 3) * * +年,月下!冶金电气! !
6、“境下4 M N 3所使用的!基于对象模型的软件总线“它的基本职责是解决对象引用的请求和建立应用对象之间的联结#通过标准接口使这种联结独立于所使用的硬件和软件平台#从而保证了对平台的透明性以及对操作系统!网络协议和编程语言的透明性“图-“I#M对象管理体系结构对象服务是为公共设施和各种应用对象提供的基本服务#它包括命名服务!事件服务!事件处理服务!通知服务!交易服务!生命周期服务和安全服务等“总之#4 M N 3提供了开发可移植的分布式应用程序的抽象和服务#而不必顾及它们的底层细节“它对多请求响应模型的支持#透明的对象定位和调动#以及编程语言和操作系统的无关性为传统的系统集成和新的应用程序开发
7、提供了坚实基础“) 4 K = B. - + *标准 构件技术只是为构件之间的互操作提供了一个环境#为了充分利用M N 的 $ 软总线%功能#真正实现应 用 程 序 的 $ 即 插 即 用% #就 必 须 采 用A 2 4- 8 ! #标准来进行信息表示和建模“这样也可以使 仿真系统与遵循A 2 4- 8 ! #标准的2) =和) A =等应用程序之间实现互操作#从而开发出更强大的功能“A 2 4- 8 ! #标准是在美国电力科学院控制中心3 W R W G W T a( !电线包 * V 9 1( !停运包 M S _ D T 9( !保护包 I)2 A 4+_ a R 9 5 9 XS 1
8、 T 9 51 Z W V _B S : 9 V a R 9,_ a R 9 5 9 X5 W S G 9 “= S 1 Q 9 R _ D Q 9 a R 9,“ _ 9 V X D Q 9 f 3 V _ Z : 9 _ Q+ * X W V : = 9 jQ W 9 V _ _ W X W V :!“ B S : 9 V = 9 jV 9 X 1 9 j# B S : 9 V = 9 j S 1 _ a R 9 1 9 j# A _ 9 V = 9 j _ 9 V 1 9 j# = 9 G X = 9 j1 9 G X 1 9 j# W S _B S : 9 V = 9 j G Q W
9、G# W S _B S : 9 V = 9 j W J 9#基于6 I J K 4技术的电力系统仿真平台的研究“$ $ $ . “ / 0 “ . 1 % 2 . 1 3) * * +年,月下!冶金电气! #“ W S _B S : 9 V = 9 j 1 9 j! “#“$“$ 第二步%编译 5 G模块&利用不同的编译器可以将 5 G模块映射到不同的编程语言上去比如可以用 5 G _ W Q 00的编译器来产生400框架代码包括客户方的框架代码 (1 _ S 代码!和服务方的框架代码 (1 $ 9 G 9 _ W 代码! & 5 G文件映射成的框架类只是提供了一个基类我们应在这些基类的基础上
10、派生出具体的实现类并用对应的编程语言来实现&而且可以使映射到服务器端和客户端的编程语言不同如映射到服务器端的语言为400则要用400语言实现具体的类而映射到客户端的为C D D语言则在编写客户端程序时可以使用C D D语言用C D D语言调用由400语言实现的接口从而实现真正意义上的跨语言&第三步%声明和实现能具体化4 M N 3对象的伺服类&在M N 能够调度一个请求之前每个4 M N 3对象必须由一个伺服类的实例来具体化所以必须定义伺服类该伺服类继承自服务方的框架类并实现它们的成员函数 ( 表示它们的A Y O方法! 以便完成为客户机程序提供4 M N 3对象的服务&对于文中要讨论的通用快
11、速解耦算法构件主要就是用40 0实 现 成 员 函 数Q W 9 V _ _ W X W V :从而完成电力网络导纳矩阵和通用快速解耦算法修正方程组系数矩阵之间的桥梁&其中输入参数V 9 X 1 9 j) _ 9 V 1 9 j和1 9 G X 1 9 j表示的是链式列 表 方 式 存 放 的 导 纳 矩 阵“ W S _参 数G Q W G) W J 9) 1 9 j和函数的返回序列用来存放双因子分解法求解前的系数矩阵&在转换过程中用式 (!来计算系数矩阵各元的值&J 4) K(08) K?&) KF8&) K(L) KJ 4) K(#K ( )8) K?&) KF8&) K(0#K ( )
12、L) KJ E) K40 8) KJ E) K4#K ( ) 8) K0L)*+#(!同样的方法可以开发出其他常用算法的构件从而组成一个名为3N A I)2 A 4的算法构件库而且基于该构件库开发了一个可视化潮流仿真软件该软件针对不同特点的电力网络可以调用不同的算法构件来计算从而寻求到一种最适合的算法该软件运行正常且结果准确&本文中阐述的电力系统仿真软件集成框架是基于4 M N 3技术采用了面向对象的方法&因此具有以下特点%!可维护性&由于采用了构件技术的封装思想在不改变接口的前提下可对构件内的实现代码进行修改和优化&!可扩展性&可扩展性主要有两方面一方面是由于采用了A 2 4- 8 ! #
13、4 A )*4 A =标准可在数据库中间件层上扩展电力系统的其他软件“另一方面随着电力系统中新型电力设备层出不穷对于每一类新型设备可以在构件层扩展相应的构件以适应电力系统不断发展的需要&(!灵活性&由于4 M N 3技术具有跨平台) 跨操作系统和跨语言的特性因此在开发平台和运 行平台的选取上有极大的灵活性同时在编程语言 的选取上也有极大的灵活性&结束语电力系统仿真在电力系统的规划设计和选择系 统最佳运行方式方面起着非常重要的作用同时也 为电力系统的其他软件提供必要的支持&面对电力 系统方向全过程动态仿真发展的需要必然要求更 多的仿真软件集成从而协同仿真&本文针对电力系 统仿真软件集成问题进行了初步研究提出了一个 全新的系统集成框架并讨论了实现这种框架的关 键技术&参考文献+, 朱其亮郑武d4 M N 3原理及应用 +),d北京%北京邮电大学出版社& # # d+&, 王文于戈胡少鹏d电力市场运营系统中的软件集成 +C,d电力系统自动化& # # &(-! % “ !d+(, 张慎明刘国定dA 2 4 - 8 ! #标准系列简介 +C,d电力系统自动化& # # &( +! % -d+, 汤涌d电力系统数字仿真技术的现状与发展 +C,d电力系统自动化& # # &( ! %- - ! #d( 收稿日期%& # # 7 # 8 & “! “! “
