第一篇：某供電公司配電自動化系統分析（模版）

某供電公司配電自動化系統分析

2006-8-9 9:59:00 來源：中國自動化網 瀏覽：384網友評論 條 點擊查看摘 要：承德城區配網自動化項目涉及城區45臺戶外開關、15座開閉所、121臺小區變與臺變。配網系統設計采用JN－6000分層設置，分級處理的原則。實現了全網的配網監控、饋線自動化及配網管理功能，提高了承德城區配網自動化的運行水平和供電可靠性。

關鍵詞：配電自動化；跨平臺系統；介紹；實時

Power Distribution Automation System in Chengde Power Supply Corporation

Abstract：There are 45 outdoor switchers，15 switch stations and 121 residential－area transformers or on－pole transformers in－volved in the distribution network automation project.The system design adopts JN－6000 principle of multi－layer arrangement，and being treated by grades，thus realizes the functions of full distribution grid supervision，feeder automation，and distribution grid management，which upgrades the level of automation of distribution grid in Chengde district and improves the reliability of power supply.Key words：power distribution automation；beyond platformsys－tem；introduction；real－time系統總述

承德供電公司2003年進行了配網的試點運行，幾乎涉及整個城區配電網，累計實現三遙的戶外開關45臺，開閉所15臺，小區變與臺變121臺。配網自動化工程完成后，將實現城區配網SCADA功能、配網高級應用分析功能、基于地理信息系統的配網管理功能和配網的饋線自動化功能。

承德城區配網自動化系統采用JN－6000配網自動化/配網管理系統，并根據承德城區配網點多、面廣的特點，采用分層分級控制的原則。系統結構見圖1。

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1.1 配電網監控和管理中心層(主站端)

中心層是整個配電自動化監控和管理系統的核心，采用JN－6000配電主站系統，主要負責采集、管理整個系統中區域工作站(子站)的上傳數據；負責數據的處理、存儲，事故的報警，遠方的控制，事故的隔離，無故障區域的供電恢復；負責與多個子系統的接口，實現數據共享；負責完成10kV配電信息的管理和維護。

1.2 配電監控子站

因為配網中監控設備點多、面廣，不可能把所有的站端監控設備連接到配電主站上，必須增設中間級站，稱為配電子站，由配電子站管理其所轄光環上的開閉所、柱上開關、配電變壓器上的配電終端監控設備和智能電能表，完成“數據集中器”的功能。根據實際情況和需求，共設立4個配電子站，所有現場信息通過配電子站送入配調中心。監控子站還具有所轄區域內故障診斷、隔離、恢復的功能。配電子站在變電站或大型開閉所等光纖匯接點內，本工程將子站放置在調度設備機房內，通過光纖與所屬饋線的監控終端通信，經以太網方式與配網自動化主站通信。采用JN－6000配電自動化子站系統。

1.3 配電終端設備層

配電終端設備層是整個系統的底層，完成柱上開關(FTU)、配電變壓器(TTU)、開閉所(DTU)等各種現場信息的采集處理及監控功能。通信系統設計

通信系統是實現配電自動化的重要環節，為滿足配網實時監控和饋線自動化的需要，采用以下設計方案。

2.1 主站與子站通信

主站與子站之間采用光纖雙環自愈網方式，根據承德城區配網的特點采用了3個光纖環網的設計。

光纜采用單模光纜，累計長度達42.9km。光接口設備采用十維光MODEM，主要性能指標如下：

a.每路可300bit/s～38.4kbit/s任意接入(最多可達36個通信)；

b.集中監控方式；

c.通道自動申請與人工分配；

d.自愈功能；

e.組網靈活，可單環/雙環；

f.主站端的光MODEM設備，根據光纜2m帶寬特點，利用分時機制，實現對子站設備的點對點通信；

g.終端與子站之間最大距離為10km。

2.2 FTU與TTU通信

FTU與TTU的通信采用485轉音頻的方式，累計鋪設屏蔽雙絞線300km，并采取就近接入的原則，30多個開閉所或FTU掛接戶外的121個TTU。主要性能指標如下：

a.每對芯可掛接30臺終端設備；

b.采用半雙工的通信方式，提供標準RS485口，通信速率9600kbit/s；c.最大傳輸距離可達10km。功能設計

承德城區配網自動化系統從功能上分為4個子系統：配網SCADA系統、配網高級應用軟件、基于GIS的配網管理系統、饋線自動化系統。下面就后3個子系統分別予以介紹。

3.1 配網高級應用軟件功能的設計

配電網具有三相不平衡，線路R/X(電阻/電抗)比值大、環網接線、開環運行的特性，要求使用詳細的元件模型，并能模擬平衡或不平衡系統，輻射型、網絡型和混合型系統，以及單相、兩相和三相系統，部分非遙測數據只能通過靜態數據補缺的方法來代替，靠操作員和現場人員的電話聯系，或間接使用負荷預報來跟蹤這些數據的變化。軟件實現了網絡拓撲、狀態估計、潮流計算分析、短路電流計算、無功電壓控制、線損計算、網絡重構、故障定位、故障隔離與恢復送電、負荷預報等功能。這些模塊采用基于三相分開模型與單線模型可選擇的方式來處理，解決了配電網三相不平衡所帶來的問題；在模型上細化了元件屬性，可根據元件機械屬性自動計算電氣屬性；基于負荷特性的分類及比例處理。

3.1.1 網絡拓撲

用于確定配電網的設備連接關系和帶電狀態，檢測輻射網絡是否出現合環現

象，給狀態估計和潮流計算提供網絡模型(電氣島)。

3.1.2 狀態估計

采用軟件手段，在硬件測量信息基礎上，計算出系統狀態變量的值，并進一步計算出所有相關的量。這樣可充分發揮硬件的潛力，提高數據精度，補充已有量測的不足，排除不良數據的影響，提高實時數據的可靠性和質量。它是為提高量測數據精度，利用一次采樣得到一組多余信息的測量方法。

狀態估計從不完整的SCADA數據和母線負荷預測數據獲得完整的實時網絡狀態，包括實時量測量和非實時量測量兩大部分。

3.1.3 短路電流計算

可在配電網出現短路故障情況下確定各支路電流和母線電壓。正常運行時，檢驗保護特性和檢查現行系統開關的斷路能力，當結線方式變化時，程序可自動計算、校核和告警。

3.1.4 電壓/無功優化

根據狀態估計、潮流計算結果和系統結構參數，通過對電容器組的投切和變壓器抽頭的調節實現網損最小化，變壓器負載平衡及電壓、潮流限值。

3.1.5 網絡重構

網絡重構包括網絡線損最小、配變負荷均勻分配、提高電壓質量、盡可能減少停電次數、平衡供電等。本系統針對這些目標對網絡重構給出了具體的結果和優化決策方法。

3.1.6 負荷預報

負荷預報有短期和超短期兩種。按預報范圍和目的可分為區域負荷預報和母線負荷預報。區域負荷預報主要用于購電計劃與供電計劃，母線負荷預報主要用于狀態估計和潮流計算。采用基本的加權最小二乘法，其中以時間、天氣等事件作為加權因子。系統各模塊既有一定的獨立性又相互關聯，具有層次清楚、速度快、精度高、操作方便等特點。

3.2 饋線自動化功能

此功能主要可減少停電時間和停電面積，系統為分層分布式系統。其功能實現分為如下2層：

a.主站層 負責整個電網系統電網狀態估計、潮流分析，提供無功優化方案和網絡重構方案。每次網絡重構方案確定后將故障隔離方案裝到相應子站系統中。在子站進行故障隔離過程中啟動觸發主站將故障隔離方案和負荷轉移方案進行篩選及校驗，并最終確定最優化供電方案，同時將方案裝到相應子站執行。整個過程可設置為全自動方式、恢復送電方案交互方式、建議方式等。

b.子站層處理子站所轄設備的故障隔離及恢復送電過程。由于對裝置的光環采集往往與電網結構不同，如某一個子站所轄線路的一個開關需要通過其他子站采集，本模塊為分布式網絡模塊，各裝置采取全系統統一編址方法。從處理邏輯上細分為開閉站故障處理、電氣島故障處理2個過程。同時具有將處理結果上報主站系統、接收主站系統的故障隔離方案等功能。

3.3基于GIS的配網管理功能

配網管理系統包括設備查詢管理，業擴報裝、線路規劃，停電管理等功能。與配網SCADA/DAS共用一個數據庫，在統一的、實時庫系統的基礎上，形成在GIS上的實時監控、運行分析等功能。

3.3.1設備查詢管理

它是配網管理的基本功能，在GIS背景基礎上，可實現以下功能：

a.地圖修改、刪除、繪制、數據連接、打印輸出；

b.設備的各種統計、查詢；

c.設備的空間、屬性的錄入、修改等；

d.配網負荷現狀分析和配變所帶負荷分析；

e.供電電源分析。

3.3.2業擴報裝、線路規劃

根據需求及地理邊境條件，確定配變與線路的位置及架設的路徑與方式，可實現錄入設備屬性、分析負荷現狀、自動生成報裝與架設方案、人工確認報裝報告等功能。

3.3.3 停電管理

停電管理系統具有模擬操作與實時運行2種運行方式，可實現以下功能：a.故障(停電)區域、用戶、損失等分析；

b.故障畫面的推出；

c.故障恢復方案的預演與確認；

d.停電通知單的人工、自動生成。

4結束語

工程較全面地實現了承德市雙橋區90％以上開關、開閉所、公用變壓器、關口電表的監控和饋線自動化功能。通過綜合地理信息查詢系統方便了生產調度及用戶管理，為提高供電服務質量和服務水平提供了技術保障。

第二篇：配電自動化簡介

配電自動化簡介

配電是電力系統發電、輸電和配電(有時也稱供電和用電)中直接面向電力用戶的功能。由配電設備，包括饋線、降壓變壓器、斷路器、各種開關在內構成的配電網和繼電保護、自動裝置、測量和計量儀表以及通信和控制設備構成一個配電系統，按一定的規則運行，以高質量的電能持續地滿足電力用戶需求。就我國電力系統而言，配電網是指110 kV及以下的電網。在配電網中，通常把110 kV，35 kV級稱為高壓，10 kV級稱為中壓，0.4 kV級稱為低壓。因此，完整地說，配電自動化應該是指整個配電網并包括電力用戶在內的自動化。

隨著國民經濟的發展和人民生活水平的提高，用戶對電能質量的要求愈來愈高。對用戶電能質量的評價主要有以下幾個指標：一是電壓質量，它包括電壓偏差、電壓波動和電壓閃變3個方面的要求；二是頻率；三是供電可靠率，它是配電網對用戶持續供電能力的量度，有多至11項的評價指標，其中主要是年平均供電可靠率，即用戶年平均供電時間的百分數；四是諧波含量，應不高于規定的含量。

提高電能質量要由改善整個電力系統的裝備和運行來達到。顯然，限于配電網絡設備及用戶所具有的能力，配電網只能對電能質量中的某些指標起到顯著的作用，如提高供電可靠率和電壓質量。而且，眾所周知，合理而完善的配電網絡結構對于提高供電可靠率和電壓質量至關重要，在某種意義上講是起主要作用的。

從另一方面說，保護、監測和控制的改進并逐步達到自動化，對于配電網的運行也十分重要，且其重要性和作用正逐漸增大，在某些方面，如故障隔離，是必不可少的。

當然，電力系統應以最經濟的能源消耗、最有效的運行管理，以最合理和便宜的價格向用戶供電。配電網及其控制和用戶管理也關系到供電的經濟性。因此，可以說，實現或實施配電自動化的目的是采用現代電子、通信和計算機等技術和裝備對配電網和用戶在正常運行和事故情況下實行監測、保護、控制和管理，提高供電質量和經濟性，改善服務和提高工作效率。我國配電網的狀況

我國目前的配電網很薄弱，絕大多數為樹狀結構，且多為架空線，可靠性差，尤其在農村，送電距離太長，損耗嚴重，電壓質量差。配電設備比較陳舊，大多是不可遙控的。配電網運行狀態監測設備少，信息傳輸通道缺乏，因而信息搜集量少，這些導致事故處理自動化程度低，處理時間長，事故后恢復供電慢。

近幾年，一些地區發生電網事故，導致重要用戶停電，除了某些人為的因素以外，電網結構薄弱、可靠性低，是其主要原因；自動化程度低、管理不善也是重要原因之一。加強電網建設，除了強化輸電網以外，加強配電網建設是當務之急。這是因為長期以來在配電網上投資欠賬太多，其薄弱的程度大大甚于輸電網。因此國家在近期內投資建設的重點在改造和建設配電網，合理增加變電站，完善配電網絡，更換陳舊的開關設備，提高配電自動化水平，這是非常正確的，也是迫切需要的。在建設過程中首先要做好規劃，而且在做好配電網一次系統規劃的同時，應同時做好配電自動化的規劃，與輸電網相比較，這一點尤其重要。這是由于配電網一次系統中的設備選擇與配電自動化關系密切。例如，在選擇開關設備時可以有多種選擇，如斷路器、重合器、重合分段器、分段器、電動負荷開關……，這與配電自動化采取何種方式有關；其次，某些一、二次結合設備，如電流(或電壓)互感器等，也與配電自動化的實施方案有關。2 配電自動化的內容

配電自動化是80年代末首先由美國而后到其他工業發達國家逐步發展起來的，其內容也在不斷變化。

配電自動化發展到今天，其內容大致可以分為4個方面：一是饋線自動化，即配電線路自動化；二是用戶自動化，這與需方管理含義是相同的；三是變電站自動化，它常常是輸電和配電的結合部，因此，這里僅指其與配電有關的部分；四是配電管理自動化，其中包括網絡分析。

目前還沒有哪一個權威機構對配電自動化下過嚴格的定義，也有人把這4個方面的內容統稱為配電管理系統(distribution management system，簡稱為DMS)，也有人把上述前3個方面的內容稱為配電自動化系統(DAS)。事實上，上述4個方面的內容可以相互獨立運行，并不是其中某一個必須以另一個或幾個方面的存在為前提，也不存在孰低孰高的問題，但有一點必須指出，它們之間的聯系十分密切，特別是信息的搜集、傳遞、存儲、利用以及這些信息經過處理作出的決策和控制是相互影響的。應在通盤設計的前提下，分步驟地從縱向和橫向兩個方向逐步實施、銜接和完善。因此，從這個意義上講這四方面是一個集成系統。它又可以與EMS，MIS等構成一個大的集成系統，換句話說，從信息化的角度來看，它是一個IMS(information management system)。饋線自動化

饋線自動化是指配電線路的自動化。廣義地說，饋線自動化應包括配電網的高壓、中壓和低壓3個電壓等級范圍內線路的自動化，它是指從變電站的變壓器二次側出線口到線路上的負荷之間的配電線路。對于高壓配電線，其負荷一般是二次降壓變電站；對于中壓配電線，其負荷可能是大電力用戶或是配電變壓器；對于低壓配電線，其負荷是廣大的用戶。各電壓等級饋線自動化有其自身的技術特點，特別是低壓饋線，從結構到一次、二次設備和功能，與高、中壓有很大的區別。因此目前在論述饋線自動化時是指中、高壓饋線自動化，而且特別是指中壓饋線自動化，在我國尤其是指10 kV饋線。因此下面的敘述是指此范圍。

饋線自動化要達到4個目的，也可以說有4個功能。

a.運行狀態監測。它又可分為正常狀態和事故狀態下的監測。正常狀態監測的量主要有電壓幅值、電流、有功功率、無功功率、功率因數、電量等和開關設備的運行狀態，監測量是實時的，監測裝置一般稱為線路終端(FTU)。在有數據傳輸設備時，這些量可以送到某一級的SCADA系統；在沒有傳輸設備時，可以選擇某些可以保存或指示的量加以監測。由于配電網內測點太多，因此要選擇確有必要的量加以監測，以節省投資。

裝有FTU的配電網，同樣可以完成事故狀態下的監測。沒有裝設FTU的地點也可以裝設故障指示器，通常它裝在分支線路和大用戶入口處，具有一定的抗干擾能力和定時自復位功能。如果故障指示器有觸點，也可以經過通信設備把故障信息送到某一級SCADA系統。

b.控制。它又分為遠方控制和就地控制，這與配電網中可控設備(主要是開關設備)的功能有關。如果開關設備是電動負荷開關，并有通信設備，那就可以實現遠方控制分閘或合閘；如果開關設備是重合器、分段器、重合分段器，它們的分閘或合閘是由這些設備被設定的自身功能所控制，這稱為就地控制。譬如：重合器本身具有故障電流檢測和操作順序控制功能，可按要求預先設定分斷—重合操作順序，它本身又具有繼電保護功能，可以斷開故障電流；分段器是一種智能化開關，可以記錄配合使用的斷路器或重合器的分閘操作次數，并按預先設定的次數實現分閘控制；重合分段器可以在失電壓后自動分段，重新施加電壓后又能按一定延時自動重合。

遠方控制又可以分為集中式和分散式兩類。所謂集中式，是指由SCADA系統根據從FTU獲得的信息，經過判斷作出控制，通常稱為SCADA—mate方式，也可以稱為主從式；分散式是指FTU向饋線中相關的開關控制設備發出信息，各控制器根據收到的信息綜合判斷后實施對所控開關設備的控制，也稱為peer to peer方式。控制方式的選用要根據配電網結構的復雜程度和對控制方式的適應性等要求而確定，SCADA—mate方式適應性強，可用于各種結構復雜的配電網絡和采用環網開關柜的配電網中，配電網絡變化時軟件修改也很方便。

除了上述事故狀態下的控制以外，在正常運行時還可以實行優化控制，譬如選擇線損最小或較小的運行方式對開關設備進行的控制；在某些設備檢修狀態或事故后狀態下進行網絡重構的控制等。

c.故障區隔離，負荷轉供及恢復供電。在配電網中，若發生永久性故障，通過開關設備的順序動作實現故障區隔離；在環網運行或環網結構、開環運行的配電網中實現負荷轉供，恢復供電。這一過程是自動進行的。在發生瞬時性故障時，通常因切斷故障電流后，故障自動消失，可以由開關自動重合而恢復對負荷的供電。

配電網按導線區分有架空線和電纜線，按結構分有環網和樹狀網。環網的運行方式又可以有閉環和開環兩種。因此，故障區隔離的過程因配電網中采用的開關設備、繼電保護設備的不同而各不相同。一般，對于遠郊區或廣大農村，若無重要用戶，環網供電成本太高、經濟上不合算時，可用樹狀網。在分支線路上，可裝設分段器和熔斷器，并安置故障指示器。在城區配電網，以雙電源或多電源的環網結構開環運行為好。線路的分段和開關設備類型的選擇可以有多種方案，一般配電線分段的方法可以通過優化設計，根據供電可靠率指標，比較投資、運行費用與失電損失后確定，或以某種準則(如等負荷等)而確定。對于特別重要的地區，則可以閉環運行，并配置合適的繼電保護裝置。總之，這一功能對于提高供電可靠率有著十分重要的作用，因此在設計時要進行多方案比較。

d.無功補償和調壓。配電網中無功補償設備主要有安裝在變電站和用戶端兩種。前者在變電站自動化中加以控制和調節，后者一般為就地控制。但是在小容量配變難以實現就地補償的情況下，在中壓的配電線路上進行無功補償仍有廣泛的應用。通常采用自動投切開關或安裝控制器兩種方法加以實施。配電網內無功補償設備的投切一般不作全網絡的無功優化計算，而是以某個控制點(通常是補償設備的接入點)的電壓幅值為控制參數，有的還采用線路或變壓器潮流的功率因數和電壓幅值兩個參數的組合為控制參數。這一功能旨在保持電壓水平，提高電壓質量，并可減少線損。4 用戶自動化

用戶自動化這一說法見諸于我國出版的權威性出版物《電機工程手冊》。國外文獻中也有這種說法。在國內外許多文獻中有一種稱為需方管理(DSM)的功能，其內容大體相同，有控制和自動化的內容，但更多的是一種管理，主要有負荷管理、用電管理、需方發電管理等。

a.負荷管理。我國傳統的負荷管理(負荷控制)是在發電容量不足的情況下采取抑制負荷的方法改善負荷曲線(用削峰、填谷和錯峰等控制手段)。這種控制曾在我國配電網中普遍采用。隨著發電容量的增加，這種落后的負荷控制方式必須改變。先進的負荷管理是根據用戶的不同用電需求，根據天氣狀況及建筑物的供暖特性，并依據分時電價，確定滿足用戶需求的最優運行方式，并加以用電控制，以便用最少的電量獲得最好的社會、經濟效益以及用電的舒適度。這將導致平坦負荷曲線，節約電力，減少供電費用，推遲電源投資和減少用戶電費支出。

b.用電管理。它主要包括自動計量計費、業務擴充、用戶服務等內容。

自動計量計費可應用于不同層次，有為適應電力市場的交易，滿足發電、輸電、配電以及轉供等需要的計量計費系統，有適合于不同的發電廠家、不同的供電部門(公司)的計量計費系統；還有直接記錄各家各戶的自動抄表系統。它們都涉及到計量設備、數據傳輸(通信)和計費，甚至涉及與費用結算部門(銀行)之間的信息交換。

業務擴充是指用戶報裝、接電等一系列的用電業務的服務。現在已可利用計算機等設備進行操作，以提高處理事務的自動化程度，節省勞動力，改善勞動條件，并可提高服務質量，也便于對數據進行檢查和管理，有的供電局已實現了無紙化作業，其自動化程度可見一斑。

用戶服務方面如停電報告及處理、交費及票據處理等，也均可利用計算機及通信等較先進的技術和設備，使服務的自動化水平和質量得以提高。

c.需方發電管理。這是將用戶的自備電源納入直接或間接的控制之中。出于種種原因，用戶裝有各種自備電源，如電池蓄能的逆變不間斷電源，柴油機發電，太陽能、風能等發電，聯合循環發電以及自備熱電站和小水電等。它們在提供當地用戶相當的電力之后，可能有部分電力注入配電網，尤其在晚間，有可能惡化電網的運行。如將這些電源置于控制或管理之中，將有利于配電網的運行，增加供電的可靠性，并有可能調節電網發電機組的運行，從而提高經濟性。

用戶自動化的幾個內容涉及電力供需雙方，甚至與電力管理體制有關，必須通過立法和制訂相應的規則，并最終由電力市場來調節。可以看到，電力的供需雙方不僅僅是一種電力買賣關系，也是以雙方利益為紐帶的合作伙伴關系，在電力市場環境下，用戶自動化必將被重視。變電站自動化

變電站在配電網中的地位十分重要。它既是高壓配電網中的負荷，又是下一級配電網的電源。變電站自動化是配電自動化的重點。也正因為如此，它已發展成一個相對獨立的技術領域。

近幾年來變電站自動化發展十分迅速。概括地說，它至少有如下一些基本功能：各種電器設備運行參數的監測；開關就地或遠方控制；與繼電保護通信；與智能電子裝置聯接，并實行控制；與上級控制中心或其他控制系統通信；簡單的數據處理。

變電站自動化在技術上的進步也很快，這里不詳述了。下面僅敘述變電站自動化與饋線自動化的接口和配合的問題。

a.與繼電保護配合。實現饋線自動化有多種方法，開關設備也有斷路器、重合器等多種設備。饋線的負荷電流要考慮到負荷轉移的情況，因此在保護的配置(包括重合閘)和定值的設置上要加以綜合考慮。

b.如果饋線自動化是采用由饋線上的FTU采集信息送到某一級SCADA系統，由軟件處理信息并作出判斷，而后進行故障區隔離和負荷轉移，恢復供電，那么，這個SCADA系統可以是在配調中心的主站，或者就是設在變電站自動化系統。前一種方式，如果采用有線傳輸信息，變電站至少要將信息轉發至配調中心；后一種方式，變電站的SCADA系統要增加饋線自動化的應用軟件，這樣它就成為二級主站(如果配調中心的主站稱為一級主站的話)。采用哪一種方式，要根據不同的配電網具體地選擇。前一種方式，大大增加了變電站到配調中心主站的通信量，但簡化了變電站的SCADA系統。后一種方式，實行了信息和功能的分層，但增加了變電站自動化的技術難度。6 配電管理自動化

顧名思義，配電管理自動化是指用現代計算機、通信等技術和設備對配電網的運行進行管理，從信息的角度看，它是一個信息收集和處理的系統。

首先，要有一個計算機平臺，它在操作系統、數據庫、人機界面、通信規約上遵守現行的工業標準，是一個開放系統，因此是一個可以不斷集成和擴展的靈活的計算機系統。在這一點，與調度自動化系統的計算機平臺是一樣的。所不同的是，它面對的是信息量特別大，通信又較為薄弱的一個配電網。

由于配電網直接面向用戶，尤其是城市配電網，電器設備的布局、饋線的走廊與地理位置、城市房屋、街道走向關系密切。如果把配電網的設備和運行信息與地理信息、自動繪圖(GIS/AM)相聯系，將使配電網信息的含義表示得更直觀，也對運行帶來極大的方便(而在輸電網中，地理位置與輸電網的信息關系就較疏遠些)。因此與調度自動化系統不同，配電管理自動化中GIS技術十分必要。

從某種意義說，GIS/AM是計算機平臺的一部分，它可以在許多離線和在線的應用功能中使用。

配電管理自動化可以是集中式，即由一個配電管理自動化主站，實行對整個配電網的數據采集，并和饋線自動化、變電站自動化、用戶自動化集成為一個系統，這個系統可以稱為配電管理系統(DMS)。配電管理系統也可以是分層、分布式的結構，如前面已講到的，在變電站中設立二級主站，整個配電自動化由一個一級主站、若干個二級主站以及若干個子系統，如用電管理子系統、負荷管理子系統等集成，這樣信息的收集和處理也是分層和分布的，這種結構最適合采用計算機網絡技術。

實現配電管理自動化，可以有這樣的設計思想，一種思路是從配電自動化的目的是提高供電質量和經濟性出發，提出對功能的要求，從而確定需要哪些信息；另一個思路是從所能獲得的信息出發，對信息加以處理，以獲得有用的信息和決策。后一種思路就是我們所說的從IMS到DM(data mining)。因此，歸納起來主要功能有：數據采集與控制，運行狀態監控，配電設備管理，停電管理，檢修管理，計量計費，負荷管理，網絡分析，營業管理，工作管理，網絡重構，與相關系統通信。這些功能及其所需要的信息，有的屬于饋線自動化、用戶自動化和變電站自動化，這取決于配電管理系統的結構。

功能的劃分和名稱，以及它所包含的具體內容，不同的人、不同的文獻有不同的提法，目前也無權威機構的規定。這些功能所需要的信息，有配電網內變電站、線路、開關、繼電保護、自動裝置、電桿的所有技術參數，生產廠家以及這些設備的維修記錄；有配電網的所有運行實時信息，如電流、電壓、功率、電量和電力設備運行狀態的實時信息；有稱為用戶信息(CIS)的用戶名稱、地址、電話、賬號、繳費和供電優先級、用電量和負荷，停電次數、時間，電壓水平等；有備品備件及其參數、儀器儀表、工具等；有人員名稱、工種、技術等級、操作票記錄等，信息之多不勝枚舉，這里不再一一羅列。

下面對幾個功能及GIS/AM作一簡單說明。

a.關于GIS/AM應用。有些文獻將設備管理(FM)與GIS/AM寫在一起(AM/FM/GIS)，給人感覺GIS/AM只用于FM。其實這是一種誤解。GIS/AM是一種技術，可以離線應用，如設備管理(FM)，用電管理；而且很適合用于規劃設計，如饋線擴充、走線路徑選擇、配電設備定位等。GIS/AM的在線應用可與SCADA系統的動態著色相接口，在地理圖上顯示配電網帶電狀況和潮流、電壓分布；也可與TCM相接口，顯示故障位置，以便選擇合理的操作順序和恢復供電路由。

b.網絡分析。它包括負荷預測、網絡拓撲、潮流計算、線損計算分析等一些應用軟件。這些軟件與調度自動化系統的相類似，所不同的是在配電網中由于不對稱程度較嚴重，可能要采用三相計算。另外由于配電網絡結構與輸電網的不同，其算法也有較大的不同。網絡分析功能旨在全面了解配電網的運行狀態，以便進一步減少線路損耗和提高供電質量。

c.網絡重構。由于計劃檢修或事故，以及擴建、業擴等各種原因導致配電網內某些設備的停運，需要改變原來的正常運行方式，這就有可能引起某些設備的過負荷或損耗的增加，導致不安全或降低經濟性。在這種情況下，就要將配電網結構加以調整，對各種可能的運行方式進行比較，選擇最好的配電網連接方式，這個過程叫作網絡重構。它本質上是一個離線的優化計算過程，不是一個閉環的自動控制過程，需要配電網實時的或預計的數據以及網絡的參數和結構數據。在獲得網絡重構的結果后，由調度員操作實施。

d.停電管理。現在普遍認為，故障處理的快慢及停電期間對用戶質詢的答復，是供電部門服務的重要內容，因此停電管理是DMS中的重要內容，在電話通信已經普及的情況下，尤其如此。從自動停電監測系統或電話投訴獲得信息后，停電管理進程就會啟動GIS，CIS，SCADA等相應的功能模塊和檢索有關數據庫，迅速判斷故障地點和范圍，作出事故處理的決策，然后將決定送達工作管理模塊，必要時還要查詢備品備件狀況。工作管理程序啟動后，就會派出人員，調動車輛，并根據操作票的內容攜帶必要的工具和備品備件去處理事故。一個好的停電處理功能能夠在有關的控制室顯示處理過程。與此同時，還會把處理過程中的重要信息和結果送入投訴電話的應答裝置。7 幾個重要的技術問題 7.1 通信

7.1.1 通信設計

配電自動化需要有效的通信手段，以便在主站與大量遠方終端之間傳遞信息和控制信號。雖然有多種通信技術和裝備可以使用，但配電網結構復雜，城市和農村各有特點，新建的和原有的配電網在設備和網絡結構上也不盡相同。配電自動化的通信點較多，且分布極為分散，但單個通信點信息量少，通信設備環境條件差。因此目前還難有某個單一的通信方式可很好地滿足所有配電自動化的需要。

配電自動化使用的通信還應考慮到：

a.配電設備大多安裝在室外，因此FTU也大多是在戶外或在開關柜中，它受到高溫、低溫、雨、雪、風等的影響和強電、磁場的干擾，所以要求通信設備應能適應惡劣的工作環境。

b.不同的通信方式，其建設、安裝、運行費用差別較大。由于配電網中通信點多，其費用是一個敏感的問題。

c.因為配電自動化需要對停電區內的配電設備采集數據和輸送控制信號，因此它要有在停電區通信的能力。

配電網因擴建等原因經常變化，因此與其配套的通信也處于同樣的狀況，這就要求配電自動化的通信易于擴充，易于維護。

7.1.2 通信方式

目前主要有配電載波、無線、電話線、光纖、微波、衛星、電纜等，在某些場合也可采用RS—422/485的低速總線，也有用局域網/現場總線，其媒介可用光纖、同軸電纜或雙絞線。重要的變電站有些已采用衛星通信技術。實際上，在配電自動化中，在不同地區、不同投資條件、不同場合、不同設備之間采用混合通信方式更符合實際。7.1.3 通信規約

目前輸電網中普遍采用的CDT和Polling規約不完全適用于配電自動化，它的主要問題是沒有事件驅動上報功能。在我國已經實施配電自動化的一些工程中，采用了DNP 3.0規約或Modbus規約。但是，根據國家對于標準的使用原則，我國應采用或等效采用IEC的規約，即IEC 60870—5系列規約。因此這個問題應該及早研究解決。7.2 開關設備和終端設備

配電網中許多開關設備和終端設備是在戶外使用的，且常常要在停電區內進行操作，因此，其抗惡劣環境(包括氣象環境和電、磁環境)的能力是一個必須解決的問題。另外，除了在正常運行時用電壓互感器提供電源外，停電時的工作電源也必須解決。電源本身也要適應高、低溫差大的環境。對當前配電自動化工作的幾點意見

我國政府決定投資改造、建設城市、農村配電網。應該趁這個機會把配電網、配電自動化和配電設備的制造以及有關的科學研究和開發工作扎扎實實地向前推進。我們有許多有利的條件：政府的重視和資金的投入；幾十年來電力建設的經驗；已有一支相當水平的電力自動化研究和工程隊伍和較強的配電設備制造能力。但是正如前面已經提到的，在技術上還有若干問題需要解決，在經驗上還比較缺乏；配電設備的某些性能還不能適應配電自動化的要求；還沒有一個較完善的配電管理系統的實踐經驗。因此必須十分認真地來迎接這一挑戰。

a.做好規劃，首先是配電網絡一次系統的規劃，與此同時做好配電自動化的規劃，要考慮多個方案，并進行比較。在規劃中對配電自動化幾個方面的功能，都應全面考慮到，但不一定要同時實施，而應選擇對改善供電質量最有效、技術上較成熟的先實施，然后逐步擴充功能，不斷完善，以便保護投資，避免浪費。在選擇采用的技術和設備時，應該按照先進、實用的原則，在選擇實施方案時應按照各自配電網的不同情況，遵循因地制宜的原則。

b.在設計計算機系統(主站)、數據采集和傳送方案時，要從信息化的角度統一考慮EMS，DMS，MIS等，盡量利用計算機網絡技術，做到信息資源共享。

c.提高開關設備、FTU、控制終端等設備的技術性能和質量，特別是提高它們抗惡劣環境的能力。

d.加強配電自動化的通信技術、設備的開發及規約的規范化。

e.加強配電自動化應用軟件的開發。EMS的應用軟件可以借鑒，但是配電網的結構和運行有其自身的特點，有許多功能是配電自動化所特有的。軟件生產周期較長，投入大，要早作安排。

f.加強科研、生產制造和工程的結合，走國產化道路。這是利國利民的大好事。

g.加強人才培養。多年來已經培養了一批調度自動化專業技術人才，但從事配電自動化的技術人員，無論是數量還是學識、技術水平都遠遠不能滿足配電自動化的需要，配電自動化的建設和運行維護都需要人才。

h.當前配電自動化的重點應是中壓配電網(10 kV)的饋線自動化。因為這與配電網的改造和建設關系最密切，對提高供電可靠率有明顯的作用，且技術上較為成熟。

i.研究配電網一次系統的幾個問題。主要是中壓配電電壓采用20 kV的可行性研究；變電站變壓器配置(2臺還是3臺)的研究，這涉及到在變電站中變壓器發生故障停運時對供電可靠性的要求；還有高可靠性配電網絡結構和開關配置的研究，例如對4×6網絡開關配置配電網系統的研究等。

j.加強指導。除了采用發文件、規范等作指導外，還可以用示范、交流、現場會等各種方式進行指導，以減少盲目性，避免錯誤和浪費，使配電自動化真正為國民經濟和人民生活服務。

第三篇：圖書館自動化系統分析與設計

軟件工程案例

圖書館自動化系統分析與設計

案例

某圖書館自動化系統分析與設計

一．項目開發背景

某圖書館是一所綜合性大學的圖書館，其讀者對象主要是該校的教師和學生，約20000人左右。館藏各類圖書300多萬冊，期刊4800多種。圖書館工作人員約110。

雖然該圖書館在某些局部工作中使用了計算機。但尚未建立起真正的集成自動化系統，大部分業務工作仍靠手工完成。為了能更好地利用現代信息技術的成果，提高圖書館的工作效率和水平，更好地為讀者服務，決定開發圖書館自動化系統。二．系統分析 1．可行性研究

圖書館自動化系統是使用計算機對圖書館工作進行管理的系統。圖書館自動化系統以現代信息技術(計算機技術、通信技術、數據庫技術等)為手段，以提高圖書館的工作質量和工作效率為目標，利用先進的硬件設備，對圖書館工作的各個業務環節實行計算機管理、控制。

在該項目的可性行研究與計劃工作中，系統分析人員對圖書館工作環境進行了實地調查。同主要領導、管理人員和工作人員進行了交流，對手工工作情況、工作流程、所完成的任務及目前存在的問題、新系統要解決的主要問題等進行了初步調查。初步調查研究的結果成為可行性研究的前提。

目前，該圖書館有采購部、編目部、流通典藏部、閱覽室、期刊部、咨詢部、技術部(完成拍照、復印工作及計算機等設備的維護工作)、辦公室等部門，負責各自相關的工作。該圖書館存在的主要問題有：(1)圖書館的業務工作涉及各類數據量大，讀者人數多。手工模式下的工作勞動強度高，效率低，錯誤多，處理速度慢。

(2)在各類業務工作中，編目工作具有智力程度高、工作量大的特點，是圖書館工作流程中的瓶頸。手工編目工作存在成本高、勞動重復和編目結果總體不一致等問題，編目規范難以徹底貫徹。

(3)在手工工作中，很多理論上可行的工作方法，如流通系統中的多軌制管理模式，公務目錄和讀者目錄中多套目錄體系的維護等，實際難以實現。(4)業務工作中存在著大量查找工作，如各類查找、讀者查詢等，手工查詢方式速度慢，查準率和查全率低，影響了圖書館的服務質量。

針對以上問題，需進行圖書館自動化系統的開發工作。在本次開發中，開發工作涉及采購部、編目部、流通典藏部、期刊部和咨詢部五個部門。技術部、閱覽室、辦公室等部門不在系統開發范圍之內，咨詢部的部分工作(公共目錄查詢)包括在系統開發中。

本系統開發的目的，就是通過系統開發，實現圖書館有關部門工作的計算機化，提高關鍵業務環節的處理速度和規范化程度，并對有關的工作進行集成和重組，通過網絡系統加強本圖書館同其他圖書館之間的業務聯系，提高業務工作水平，進而全面提高工作效率和質量，更好地為讀者服務。圖書館自動化系統的應用可大幅度提高圖書館工作的效率和質量，這主要表現在以下幾個方面：(1)聯機編目

編目是組織圖書館文獻資源的手段。編目工作所形成的圖書館書目體系是管理、揭示和利用館藏的唯一工具，也是圖書館重要的數據資源。編目工作具有多種工作形式，其中聯合編目是多館協同合作編目的一種方式。聯合編目克服了各館分散編目所造成的編目成本高、重復勞動和編目結果總體不一致問題，提高了編目效率和質量。聯合編目的實施需要一個基本的編目環境，即聯合編目的管理中心和成員館之間便捷的數據存取途徑，而在當前技術條件下滿足這種環境要求的配置是廣域網環境下連接各成員館內的自動化系統。在編目過程中，各成員館應同編目的管理中心聯機，以完成編目數據的共享、數據上載和一致性的驗證。(2)計算機化的公共查詢

在圖書館自動化系統中，計算機對大量的書目數據進行了有效的管理。作為圖書館自動化系統的重要功能，公共查詢充分發揮了計算機大容量、高速度的特點，多檢索途徑索引的建立和組合邏輯檢索使讀者擺脫了卡片目錄查找的不便，極大地提高了查全率和查準率，降低了查找時間。(3)更為有效的內部業務管理

圖書館自動化系統的應用降低了圖書館業務工作的強度、提高了工作質量和效率。很多手工工作方式中無法實現的功能，如流通系統中的多雙軌制管理模式，公務目錄和讀者目錄中多套目錄體系的維護等，都變得簡單、易行，使圖書館業務工作更為有效。(4)便捷的讀者服務

圖書館自動化系統使直接面向讀者的服務發生了巨大的變化。光筆等輸入輸出設備的應用使讀者的查詢、借閱等方面更為便捷、準確有效。讀者可以通過校園網，在學校的每個辦公地點和家庭進行圖書的查詢、預約、續借乃至館際互借，圖書館的讀者服務工作質量和效率得到明顯的提高。

從技術上講，現行的網絡技術、計算機技術完全能完成本系統的功能要求。在經濟方面，該圖書館用于系統開發的預算基本可滿足設備投入和人力投入。就收益而言，由于圖書館自動化系統主要的效益是社會效益。系統一旦投入使用，將會極大提高圖書館的工作效率和工作質量，為讀者創造一個更好的環境和服務。在社會可行性方面，系統開發和開發后的運行等活動不違反現行法律，沒有對他人的專利、版權造成侵犯，與現行的管理制度沒有沖突。系統開發時充分注意可操作性及易用性。現有員工通過培訓完全能掌握系統和主便地使用系統。

綜上所述，可行性研究最后認為：該圖書館具備系統開發的條件，項目可行，建議開始開發。2．需求分析

根據圖書館工作的需要，圖書館自動化系統的應用包括采購部、編目部、流通典藏書部、期刊部、咨詢部等部門。需求分析主要采用結構化分析方法，用數據流圖表示需求分析模型，必要時在局部分析采用原型法。由于篇幅限制，本書只對流通部分的工作進行數據流分析。(1)流通工作的數據流分析

流通工作應完成借還管理、圖書管理、讀者管理、流通查詢、流通統計和系統管理等功能，如圖1的IPO圖所示。

圖2----圖8為流通工作的數據流圖。

(2)數據字典

以下為進一步說明數據流圖內容的文件條目和數據項目條目，其他條目略。? 文件條目 a．讀者文檔

文件名稱：讀者文檔

簡述：記錄和保存讀者的基本信息和借書信息

記錄組成：借書證號，證碼，姓名，性別，單位，住址，發證日期，有效使用期，讀者類型，通信地址，聯系電話，借書證狀態，允許借書數量，實際借書數量，借書記錄={借書登錄號+借書日期+續借次數，違章次數，累計罰款金額

組織方式：記錄定長，按記錄建立次序順序排列有借書證號索引、姓名索引、證碼索引存取頻率：100—300次/天

b．圖書書目文檔 文件名稱：圖書書目文檔 簡述：記錄和保存參加流通的每種圖書的基本書目信息

記錄組成：索書號，題名，責任者，ISBN號，出版者，出版地，出版日期，單價，裝訂，文種，頁數，版次，復本量，復本記錄={圖書登錄號}，復本記錄={圖書書碼}，預約記錄={預約讀者借書證號} 組織方式：記錄定長，按記錄建立次序順序排列有題名、責任者、ISBN號、索書號索引存取頻率：100—300次/天

c．圖書書目文檔 文件名稱：圖書流通文檔

簡述：記錄和保存流通中的每本圖書的借出信息

記錄組成：登錄號，書碼，索書號，圖書類型，物理狀態，借出記錄=借書證號+借書日期

組織方式：記錄定長，按記錄建立次序順序排列有登錄號索引，書碼索引 存取頻率：100—300次/天 d．流通統計文檔 文件名稱：流通統計文檔

簡述：記錄和保存流通的有關統計信息

記錄組成：索書號，借出次數，預約次數，續借次數，分類統計={單位代碼+借出次數} 組織方式：記錄定長，按記錄建立次序順序排列 存取頻率：100—300次/天 e．系統管理文檔 文件名稱：系統管理文檔

簡述：此文件為系統的配置文件，記錄和保存系統運行的基本參數。記錄組成：借書權限，借書期限，有效證號范圍，最后使用證號 組織方式：記錄定長，按記錄建立次序順序排列 存取頻率：1次/天 f．新書文檔 文件名稱：新書文檔 簡述：由編目部門發來的記錄新入館圖書基本書目信息的文檔。

記錄組成：索書號，ISBN號，題名，責任者，出版者，出版地，出版日期，單價，裝訂，文種，頁數，版次，復本量，{登錄號} 組織方式：記錄定長，按記錄建立次序順序排列 存取頻率： 0—1次/天 g．日志文檔 文件名稱：日志文檔

簡述：記錄和保存流通系統運行中的有關修改文件操作，供數據恢復用 記錄組成：操作類型，操作日期，操作時間，操作對象=文件名+字段名，操作行為=原值+更新值

組織方式：記錄定長，按記錄建立次序順序排列 存取頻率： 300—900次/天

? 加工說明

由于篇幅所限，本書只列出五個加工說明條目，其他省略。

加 工 名：取讀者文檔數據

編 號：2．2．1

處理邏輯：在讀者文檔的借書證號索引中查找所收到的證號，IF 無此證號 THEN發“非法證號”信息 ELSE 從讀者文檔中調出相應數據，并發此數據到加工 2．2．2．

激發條件：接收到讀者借書證號時

輸 入：讀者借書證號

輸 出：“讀者數據”或“非法證號”

加 工 名：審查借書權

編 號：2．2．2

處理邏輯：IF 有過期書 或 借書已滿

THEN 發“無借書權信息”

ELSE 向加工 2．2．3 發“有借書權信息”。

激發條件：接收到讀者數據時

加 工 名：登記借書信息 編 號：2．2．3

處理邏輯：接收擬借書書碼，按書碼在圖書流通文檔中找到相應記錄，在該記錄的相應 字段中記錄書碼和借書日期，接收讀者證碼，按證碼找到讀者文檔中的相應記錄，修改讀者 文檔中的“借書記錄”。

激發條件：收到有借書權信息

輸 入：有借書權信息

輸 出：借書登記數據

加 工 名：取圖書文檔數據

編 號：2．3．1 處理邏輯：根據還書證碼在圖書流通文檔中找到相應記錄。激發條件：收到還書證碼后

輸 入：還書證碼

輸 出：一個圖書流通文檔記錄數據

加 工 名：預約檢查

編 號：2.3.2

處理邏輯：根據所還書的流通數據得到該書的索書號，根據此索書號讀出圖書書目文檔 中的相應記錄，IF 有預約讀者 THEN 發第一個預約讀者的借書證號 ELSE 發無預約信息．

激發條件：收到所還圖書的流通數據時

輸 入：所還書的圖書數據

輸 出：“ 預約借書證號”或“無預約信息”

? 數據項條目

由于篇幅所限，本書只列出五個數據項條目，其他省略。

a．數據項名稱：借書證號

別名：證號

簡述：給每個讀者借書證的一個唯一的、做標識用的號碼

數據項組成：單位代碼+流水號碼

值類型：6 位字符

取值范圍：000000..99999 b.數據項名稱：發證日期

簡述：給讀者簽發借書證的日期

數據項組成：年+月

值類型：4 個字符

取值范圍：有意義的年、月值

? c.數據項名稱：有效使用期

簡述：讀者借書證的最后使用期限，結構及取值同“發證日期”

數據項組成：年+月

值類型：4 個字符

取值范圍：有意義的年、月值

d.數據項名稱：讀者類型

簡述：讀者在圖書流通管理中的身份和借出權限的類型

數據項組成：[學生|教師] 值類型：1 個字符

取值范圍：[1|0]

e．數據項名稱：借書證狀態

簡述：借書證能否正常使用的標志

數據項組成：[正常|掛失|停用] 值類型：1 個字符

取值范圍：[1|2|3]

三.項目開發背景

1．總體設計

系統設計工作以需求分析的結果為基礎。根據需求分析，該圖書館自動化系統可分成采

購子系統、編目子系統、流通子系統、連續出版物管理子系統、公共查詢子系統等子系統組

成。如圖 9所示。

(1)采購子系統

該子系統完成對圖書館文獻資料采購工作的管理。其組成部分主要包括采購過程管理、館藏財產管理、數據統計和報表、出版商數據管理等幾個模塊。

其中采購過程管理包括的功能有：套錄訂購數據，編輯采購數據，輔助采購決策，采購 數據的檢索、查重，打印訂單或生成、發送采購數據交換文檔，采購數據的驗收、登記(個 別登記、總括登記)； 館藏財產管理的主要工作是各類登記賬管理，采購數據登記，采購資金管理、結算等。

(2)編目子系統

該子系統完成對圖書館文獻資料編目工作的管理。其主要功能包括編目查重、著錄、套 錄標準數據、原始數據錄入、編輯書目數據記錄、數據校驗、編排新書通報、打印款目卡片、打印書袋卡和打印書標等。

(3)流通子系統

該子系統完成對圖書館文獻資料流通工作的管理。它 主要由讀者數據維護、書 目數據維 護、出納管理、查詢和統計及其他系統管理等幾個模塊組成。下邊是這些模塊的具體功能。讀者數據維護模塊的功能包括：辦 理讀者借閱證、借 閱證件掛失與解掛、借 閱證注銷等； 書目數據維護模塊的功能包括：新書登錄、圖書注銷、圖書掛失與解掛、圖書暫停外借 與恢復外借等；

出納管理模塊的功能包括：辦理圖書外借、還書、預約、續借、交罰金等手續;查詢和統計模塊的功能包括：查詢圖書流通情況、查詢讀者借閱情況、打印催還通知單 和預約通知單等；

實用工具模塊的功能包括：日志備份、日志瀏覽和讀者批注銷等;系統維護模塊的功能包括；日期與時間管理、書目庫狀態與讀者庫狀態管理和賬戶管理等。

(4)連續出版物子系統

在圖書館工作中，連續出版物管理是一項獨立的、自成體系的工作，它包括了采購、編 目、流通和查詢等各個環節。

圖書館自動化系統中連續出版物子系統完成對圖書館有關連續出版物的管理工作，主要 有訂購管理、連續出版物著錄、現刊和過刊管理、產品輸出、查詢和系統維護等幾個模塊。

訂購管理模塊主要完成訂購查重、訂購數據錄入、訂購決策(如根據以往訂購情況確定訂 購數據、停訂或補訂等)、編輯訂購數據、打印訂單、驗收、記到與登記、催詢、財產與賬 目管理、訂購統計等。

連續出版物著錄模塊按照標準格式，如 CNMARC、LCMARC 等完成書目數據的建立工作，產 生以后各個工作環節的數據基礎。

現刊和過刊管理模塊完成條碼生成、確定館藏分配、整理館藏數據、裝訂管理等。

產品輸出模塊主要是根據多種途徑和限定條件輸出著錄卡片、館藏卡片、書本式目錄、書標、書袋片及各種打印輸出產品。

（5)公共查詢子系統

該子系統完成對圖書館文獻資料采購工作的管理。其 主要模塊包括書目查詢和讀者查詢。其中讀者查詢是指讀者對其借閱基本情況進行查詢，因而該功能一般放在流通子系統管理 中。

書目查詢包括用戶查詢和書目庫索引維護兩方面的功能。書目查詢的功能主要體現在其 性能上。一般來說，書目查詢的性能可由以下指標描述：

檢索途徑：是否能提供盡可能多的檢索入口點，如記錄號、控制號、ISBN 號、題名、主 題、責任者、分類號和索書號等。

檢索手段：是否能提供盡可能全面的檢索形式，如單項檢索、組配檢索、限制檢索、截 詞檢索和全文檢索等。

響應時間：完成一個檢索所花費的時間。

檢索表達式的復雜性：是否可以利用任意中間步驟構造新的檢索式，布爾檢索所支持的 邏輯運算的嵌套層數。

檢索結果的輸出形式：能否提供形式多樣的檢索結果輸出形式，如卡片數據、機讀目錄 數據、全文等。

用戶易用性：用戶界面是否友好，檢索操作是否簡單，是否有檢索向導幫助自動生成檢 索式。

2．詳細設計

詳細設計包括多方面的工作，如數據設計、人機界面設計、處理過程設計等，其中最主 要的內容是對總體設計中得出的模塊進行處理過程設計。在結構化設計中，處理過程設計可 以多種圖形化工具表示，如 盒圖、模 塊結構圖等。由 于處理過程設計涉及大量處理邏輯細節，所以這里不再贅述。

第四篇：某圖書館自動化系統分析與設計

實例二：某圖書館自動化系統分析與設計 一.項目開發背景

某圖書館是一所綜合性大學的圖書館，其讀者對象主要是該校的教師和學生，約20000人左右。館藏各類圖書300多萬冊，期刊4 800多種。圖書館工作人員約110人。

雖然該圖書館在某些局部工作中使用了計算機，但尚未建立起真正的集成自動化系統，大部分業務工作仍靠手工完成。為了能更好地利用現代信息技術的成果，提高圖書館的工作效率和水平，更好地為讀者服務，決定開發圖書館自動化系統。

二.系統分析 1.可行性研究

圖書館自動化系統是使用計算機對圖書館工作進行管理的系統。圖書館自動化系統以現代信息技術(計算機技術、通信技術、數據庫技術等)為手段，以提高圖書館的工作質量和工作效率為目標，利用先進的硬件設備，對圖書館工作的各個業務環節實行計算機管理、控制。

在該項目的可性行研究與計劃工作中，系統分析人員對圖書館工作環境進行了實地調查。同主要領導、管理人員和工作人員進行了交流，對手工工作情況、工作流程、所完成的任務及目前存在的問題、新系統要解決的主要問題等進行了初步調查。初步調查研究的結果成為可行性研究的前提。

目前，該圖書館有采購部、編目部、流通典藏部、閱覽室、期刊部、咨詢部、技術部(完成拍照、復印工作及計算機等設備的維護工作)、辦公室等部門，負責各自相關的工作。該圖書館存在的主要問題有：

(1)圖書館的業務工作涉及各類數據量大，讀者人數多。手工模式下的工作勞動強度高，效率低，錯誤多，處理速度慢。

(2)在各類業務工作中，編目工作具有智力程度高、工作量大的特點，是圖書館工作流程中的瓶頸。手工編目工作存在成本高、勞動重復和編目結果總體不一致等問題，編目規范難以徹底貫徹。

(3)在手工工作中，很多理論上可行的工作方法，如流通系統中的多軌制管理模式，公務目錄和讀者目錄中多套目錄體系的維護等，實際難以實現。

(4)便捷的讀者服務

圖書館自動化系統使直接面向讀者的服務發生了巨大的變化。光筆等輸入輸出設備的應用使讀者的查詢、借閱等方面更為便捷、準確有效。讀者可以通過校園網，在學校的每個辦公地點和家庭進行圖書的查詢、預約、續借乃至館際互借，圖書館的讀者服務工作質量和效率得到明顯的提高。

從技術上講，現行的網絡技術、計算機技術完全能完成本系統的功能要求。在經濟方面，該圖書館用于系統開發的預算基本可滿足設備投入和人力投入。就收益而言，由于圖書館自動化系統主要的效益是社會效益。系統一旦投入使用，將會極大提高圖書館的工作效率和工作質量，為讀者創造一個更好的環境和服務。在社會可行性方面，系統開發和開發后的運行等活動不違反現行法律，沒有對他人的專利、版權造成侵犯，與現行的管理制度沒有沖突。系統開發時充分注意可操作性及易用性。現有員工通過培訓完全能掌握系統和方便地使用系統。

綜上所述，可行性研究最后認為: 該圖書館具備系統開發的條件，項目可行，建議開始開發。2．需求分析

根據圖書館工作的需要，圖書館自動化系統的應用包括采購部、編目部、流通典藏部、期刊部、咨詢部等部門。需求分析主要采用結構化分析方法，用數據流圖表示需求分析模型，必要時在局部分析采用原型法。由于篇幅限制，本書只對流通部分的工作進行數據流分析。

(1)流通工作的數據流分析

流通工作應完成借還管理、圖書管理、讀者管理、流通查詢、流通統計和系統管理等功能，如圖1的IPO圖所示。

(2)數據字典

以下為進一步說明數據流圖內容的文件條目和數據項條目，其他條目略。

①文件條目 a．讀者文檔

文件名稱：讀者文檔

簡述：記錄和保存讀者的基本信息和借書信息

記錄組成：借書證號，證碼，姓名，性別，單位，住址，發證日期，有效使用期，讀者類型，通信地址，聯系電話，借書證狀態，允許借書數量，實際借書數量，借書記錄={借書登錄號+借書日期+續借次數}，違章次數，累計罰款金額

組織方式：記錄定長，按記錄建立次序順序排列有借書證號索引、姓名索引、證碼索引 存取頻率：100～300次/天 b.圖書書目文檔

文件名稱：圖書書目文檔

簡述：記錄和保存參加流通的每種圖書的基本書目信息

記錄組成：索書號，題名，責任者，ISBN號，出版者，出版地，出版日期，單價，裝訂，文種，頁數，版次，復本量，復本記錄={圖書登錄號}，復本記錄={圖書書碼}，預約記錄={預約讀者借書證號}

文件名稱：新書文檔

簡述：由編目部門發來的記錄新入館圖書基本書目信息的文檔。

記錄組成：索書號，ISBN號，題名，責任者，出版者，出版地，出版日期，單價，裝訂，文種，頁數，版次，復本量，{登錄號}

組織方式：記錄定長，按記錄建立次序順序排列 存取頻率：O～1次／天 g．日志文檔

文件名稱：日志文檔

簡述：記錄和保存流通系統運行中的有關修改文件操作，供數據恢復用 記錄組成：操作類型，操作日期，操作時間，操作對象=文件名+字段名，操作行為=原值+更新值

組織方式：記錄定長，按記錄建立次序順序排列 存取頻率：300～900次／天 ?? 加工說明

由于篇幅所限，本書只列出五個加工說明條目，其他省略。加 工 名：取讀者文檔數據

編 號：2．2．1

處理邏輯：在讀者文檔的借書證號索引中查找所收到的證號，IF 無此證號THEN發“非法證號”信息

ELSE 從讀者文檔中調出相應數據，并發此數據到加工2．2．2． 激發條件：接收到讀者借書證號時 輸 入：讀者借書證號

加 工 名：預約檢查

編 號：2.3.2

處理邏輯：根據所還書的流通數據得到該書的索書號，根據此索書號讀出圖書書目文檔中的相應記錄，IF 有預約讀者 THEN 發第一個預約讀者的借書證號 ELSE 發無預約信息． 激發條件：收到所還圖書的流通數據時 輸 入：所還書的圖書數據

輸 出：“預約借書證號”或“無預約信息” ②數據項條目

由于篇幅所限，本書只列出五個數據項條目，其他省略。a．數據項名稱：借書證號

別名：證號

簡述：給每個讀者借書證的一個唯一的、做標識用的號碼

數據項組成：單位代碼+流水號碼

值類型：6位字符

取值范圍：000000..99999 b.數據項名稱：發證日期

簡述：給讀者簽發借書證的日期

數據項組成：年+月

值類型：4個字符

取值范圍：有意義的年、月值

(1)采購子系統

該子系統完成對圖書館文獻資料采購工作的管理。其組成部分主要包括采購過程管理、館藏財產管理、數據統計和報表、出版商數據管理等幾個模塊。

其中采購過程管理包括的功能有：套錄訂購數據，編輯采購數據，輔助采購決策，采購數據的檢索、查重，打印訂單或生成、發送采購數據交換文檔，采購數據的驗收、登記(個別登記、總括登記)；

館藏財產管理的主要工作是各類登記賬管理，采購數據登記，采購資金管理、結算等。

(2)編目子系統

該子系統完成對圖書館文獻資料編目工作的管理。其主要功能包括編目查重、著錄、套錄標準數據、原始數據錄入、編輯書目數據記錄、數據校驗、編排新書通報、打印款目卡片、打印書袋卡和打印書標等。

(3)流通子系統

該子系統完成對圖書館文獻資料流通工作的管理。它主要由讀者數據維護、書目數據維護、出納管理、查詢和統計及其他系統管理等幾個模塊組成。下邊是這些模塊的具體功能。

讀者數據維護模塊的功能包括：辦理讀者借閱證、借閱證件掛失與解掛、借閱證注銷等；

書目數據維護模塊的功能包括：新書登錄、圖書注銷、圖書掛失與解掛、圖書暫停外借與恢復外借等;

出納管理模塊的功能包括：辦理圖書外借、還書、預約、續借、交罰金等手續;

檢索手段：是否能提供盡可能全面的檢索形式，如單項檢索、組配檢索、限制檢索、截詞檢索和全文檢索等。

響應時間：完成一個檢索所花費的時間。

檢索表達式的復雜性：是否可以利用任意中間步驟構造新的檢索式，布爾檢索所支持的邏輯運算的嵌套層數。

檢索結果的輸出形式：能否提供形式多樣的檢索結果輸出形式，如卡片數據、機讀目錄數據、全文等。

用戶易用性：用戶界面是否友好，檢索操作是否簡單，是否有檢索向導幫助自動生成檢索式。

2．詳細設計

詳細設計包括多方面的工作，如數據設計、人機界面設計、處理過程設計等，其中最主要的內容是對總體設計中得出的模塊進行處理過程設計。在結構化設計中，處理過程設計可以多種圖形化工具表示，如盒圖、模塊結構圖等。由于處理過程設計涉及大量處理邏輯細節，所以這里不再贅述。

第五篇：XX電業局配電自動化技術報告

XX電業局配網自動化系統驗收資料匯編

技術報告

XX電業局配網自動化工程項目

技術報告

XX電業局 二〇一一年七月

目 錄

一、需求分析...................................................................................................................................1

二、技術方案的比較和確定...........................................................................................................1

三、系統建設完成情況...................................................................................................................3

（一）主站系統結構...............................................................................................................3

（二）主站系統功能...............................................................................................................3

1、系統功能簡介.....................................................................................................................3

2、SCADA功能..........................................................................................................................4

3、網絡拓撲分析功能.............................................................................................................5

4、饋線自動化功能.................................................................................................................5

5、豐富的統計功能.................................................................................................................5

6、配電仿真功能.....................................................................................................................6

（三）系統主要創新點...........................................................................................................6

1、基于IEC標準的信息系統應用集成.................................................................................6

2、完備的饋線自動化功能.....................................................................................................6

四、配網建設建議...........................................................................................................................7

（一）管理方面.....................................................................................錯誤！未定義書簽。

（二）主站系統方面.............................................................................錯誤！未定義書簽。XX電業局配網自動化系統驗收資料匯編

技術報告

XX配網自動化系統建設技術報告

一、需求分析

配電網是電力供應鏈的末端，是直接面向社會和廣大客戶的重要能源載體之一，也是堅強智能電網中的重要基礎和組成部分。配電自動化是以一次網架和設備為基礎，綜合利用多種通信方式，以配電自動化系統為核心，實現配電系統的監測與控制，并通過與相關應用系統的信息集成，實現配電系統的科學管理。是利用現代電子、計算機、通信及網絡技術,將配電網在線數據和離線數據、配電網數據和用戶數據、電網結構和地理圖形進行信息集成,構成完整的自動化系統,實現配電網及其設備在正常運行及事故狀態下的監測、保護、控制、用電配電管理的現代化。配電自動化是實施智能化配電網的重要手段，是提高城網供電可靠性的必然需要，是電力系統現代化發展的必然趨勢。

二、武威配電自動化試點工程的建設必要性

(1)提高供電可靠性的需要。隨著經濟的快速發展和人們生活的不斷改善，人們對供電可靠的要求也越來越高，但目前武威配電網還存在著檢修任務繁重、人工查詢故障、一點故障全線停電、恢復供電速度慢的問題，供電可靠性已不能滿足人們的需要。而實現配電網自動化是提高供電可靠性的最有效手段，它不但可以實現三遙，還可以實現故障自動定位、隔離和對非故障區段的恢復供電，從而減少停電

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范圍，縮短停電時間，提高經濟效益和社會效益。

(2)提高配電網運行管理水平的需要。隨著電網規模的不斷擴大及城市立體化、復合化進程的迅速發展，傳統的電網架構、運行方式及信息表現方式將難以滿足現代電力發展的要求。因此，配電網在運行、管理、規劃、設計等方面需要更多利用現代電子技術、計算機及網絡技術、信息處理及通信等技術，將配電網數據和用戶數據、實時數據和歷史數據、電網圖形和地理圖形、圖形與數據集成在一起，對配電網的運行進行監視、管理和控制，而這些技術的實現正是配電自動化建設的首要內容。

(3)實現配電網智能調控的需要。目前在設備檢修或故障需要轉移負荷時，我們只采用簡單的靜態估算法來計算潮流，并以此來決定負荷轉供方式，這種方法并不科學，也不能充分利用設備的容量，所以經常會導致無謂的停電。而實現配電自動化則可有效避免上述問題，它采用先進的負荷預測和仿真技術來模擬實時的動態潮流，并能自動計算出最優運行方式，以為調度人員提供參考。此外，實現配電自動化的遙控功能，還可以滿足設備發生故障時進行快速負荷轉移的要求，也可以有效解決開關操作人員與檢修施工人員不同時，銜接與配合上的問題。

(4)建設智能配電網的基本要求。建設智能電網是國家電網公司的重大戰略性目標，也是必然趨勢。未來的配電網必然是一個集信息化、自動化、數字化、互動化為一體的智能配電網，而配電網的自動化是智能化的基本要求，配電自動化的建設也正是我們走向智能配電

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網的第一步，也是最基礎、最關鍵的一步。

三、系統建設完成情況

建成了一套穩定、可靠、功能齊全的配電主站系統，具有超過80萬點的超大數據處理能力，可以滿足武威電網未來5到8年的發展需求；實現了配電SCADA、饋線自動化、網絡拓撲、配電仿真、統計分析等功能；系統集成實現了和GIS系統、EMS系統的接口與數據交換；，截至2011年__月底，已完成17個配電節點的安裝調試。

（一）主站系統結構

1、雙網冗余配置，系統服務器采用雙機冗余熱備用及集群技術相結合，可充分保證系統的可靠性。

2、采用開放的、分布式應用環境，網絡管理技術、數據庫中間件和通信中間件技術，面向服務架構（SOA）的設計理念，既保證了系統的先進性，又滿足了應用的實時性和擴展性要求。

系統結構如下圖所示：

（二）主站系統功能

1、系統功能簡介

（1）配電自動化平臺

系統管理、界面管理、數據庫管理、報表管理、系統接口與集成（2）配電SCADA功能

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數據采集、數據處理、事項告警、遙控、分區分流（3）饋線自動化功能

故障定位、故障區域隔離、非故障區域恢復供電（4）配網仿真系統

事故反演、控制操作仿真、設備操作模擬、運行狀態仿真、饋線故障模擬

（5）實時信息發布

2、SCADA功能

（1）信息告警

目前的告警窗能提供豐富的告警動作和告警行為。告警動作包括推畫面報警、打印報警、需人工確認報警等。事故時在指定窗口可以實現人工調圖，可正確判斷事故信息與正常變位信息，未處理的事故信息一直排在告警記錄最前面；發生事項的設備可在畫面高亮、變色顯示；可以根據責任區及權限對報警信息進行分類、分流；可根據調度員責任及工作權限范圍設置事項及告警內容，報警限值及報警死區均可以人機界面方式修改；報警信息顯示在專門開辟的窗口位置，且已實現分類、分流告警，既能對信號進行分類分屏顯示（分為事故信號、操作信號、告警信號、越限信號、告知信號等七個窗口），也能對信號進行分責任區過濾顯示；可以通過告警窗中告警條快捷調出相應接線圖畫面并快速定位相關設備；可在不同屏幕上分別推出相關的單線圖和接線圖；事項信息可長期保存并可隨時按指定條件查詢、打印。

（2）遙控功能

對已改造過的實現“三遙”點的設備，調度員可直接在DMS系統上對該開關進行遙控切合開關操作，遙控響應時間滿足調度運行要求。遙控操作的每一步都保存入庫，可查詢打印；在被控設備、工作

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站及人員權限等條件不符合操作要求時，系統拒絕控制請求并顯示相關錯誤信息。主站可在“操作告警窗”即時顯示遙控操作是否成功，在遙控失敗時會發出告警信息。

3、網絡拓撲分析功能

系統能夠根據配電網網絡拓撲結構，自動判斷和推理，直觀地用顏色來區分線路、開關狀態和配電線路的停電范圍、電氣島連接、動態電源分析等；用不同的顏色表示電網元件的運行狀態（帶電、停電、合環、故障、接地、通信中斷、無效數據等），快速實現對配電線路的供電范圍及供電路徑進行分析。

4、饋線自動化功能

主站根據各配電終端檢測到的故障報警，結合變電站、開閉所等的繼電保護信號、開關跳閘等故障信息，啟動故障處理程序，確定故障類型和發生位置，并能在推出的配網單線圖上，通過網絡動態拓撲著色的方式明確地表示出故障區段。根據需要，主站可根據沿線設備的自動化程度（三遙、二遙），提供事故隔離和恢復供電的一個或兩個以上的操作預案，輔助調度員進行遙控操作，達到快速隔離故障和恢復供電的目的。系統的故障診斷、隔離與恢復提供實時運行和模擬研究功能。

5、豐富的統計功能

系統擁有豐富的統計功能，包括配電終端在線率統計、配電線路負載率統計和母線電壓、開關電流三相不平衡率統計，可以統計過濾高負載率的線路和配變信息，豐富了配電網的管理手段，提高了配

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電網工作效率。

6、配電仿真功能

利用仿真技術，研究和預演電網運行中的諸多不安全因素，實現事故動態模擬，提供故障應急處理訓練，提高調度人員和生產運行人員應對電網突發事故的能力。在仿真態下，既可以通過任意拉合開關，系統自動啟動動態拓撲分析，對線路和設備進行動態著色，實現模擬停電范圍的分析。也可以人工模擬開關站、環網柜、配電室、配網線路等設備發生的故障，檢測系統模型正確性和對各類故障的處理結果的合理性，達到對調度人員和維護人員的培訓作用。

（三）系統主要創新點

1、完備的饋線自動化功能

（1）故障準確定位

主站根據各配電終端或故障指示器檢測到的故障報警，結合變電站的繼電保護信號、開關跳閘等故障信息，啟動故障處理程序，確定故障類型和發生位置，并能在推出的配網單線圖上，通過網絡動態拓撲著色的方式明確地表示出故障區段。

（2）故障快速隔離

故障區域定位后，主站推出事故隔離的操作預案，輔助調度員進行遙控操作，達到快速隔離故障。

（3）非故障區域及時恢復供電

故障隔離后，根據主站推出的恢復供電操作預案，輔助調度員進行遙控操作，達到快速恢復非故障區域供電的目的。

（4）并發故障的高效處理機制

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DMS系統可以高效處理同時并發的不同饋線的故障，通過先進的多線程技術，同時為每條饋線單獨計算故障恢復方案，及時提交給調度人員進行擇優處理。

四、配網建設建議

1、管理方面

配網自動化點多面廣、維護工作量大，配網自動化系統建設、完善和實用化是一個非常艱辛的過程，為保證配網自動化系統穩定運行和可靠應用，需要特別注重加強系統的運行維護，并積極推進系統的應用。另外，為促進系統的完善和實用化，需積極推進系統的應用工作，如：配網調度運行管理、故障搶修和不停電轉供電等方面。

2、進一步完善配電網絡結構，提高配電網絡的自動化水平

配網自動化系統的建設是一項長期任務，主站系統僅是其中一個環節，其實用性需要強健的配電網絡結構、可靠的通訊支持。

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