基于SVG的电网公共图形交互规则分析

《工业控制计算机｝２０１２年第２５卷第３期　１７　基于ＳＶＧ的电网公共图形交互规则分析　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ　Ｒｕｌｅ　ｏｆ　ＳＶＧ－ｂａｓｅｄ　Ｐｏｗｅｒ　Ｇｒｉｄ　Ｃｏｍｍｏｎ　Ｇｒａｐｈ　李惠松（惠州供电局，广东惠州５１６００１）　摘要　电网公共图形的交互不只是要交换图形的一个“快照”，而ＳＶＧ文档中描述的图形是一幅静态的断面图形。以ＳＶＧ技　术为支撑。分析了电力系统图元的交互方式、图形元件到ＣＩＭ模型的映射方式以及电网网络拓扑关系的交互方式，从而实　现电网公共图形动态交互。　关键词：ＳＶＧ，电网公共图形，ＣｌＭ　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｅ　ｐｏｗｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ　ｎｅｅｄ　ｅｘｃｈａｎｇｅ　ｍｏｒｅ　ｔｈａｎ　ａ　ｓｎａｐｓｈｏｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｏｗｅｒ　ｇｒｉｄ　ｃｏｍｍｏｎ　ｇｒａｐｈ，ｂｕｔ　ｔｈｅ　ＳＶＧ　ｄｏｃｕｍｅｎｔ　ｏｎｌｙ　ｄｅｓｃｒｉｂｅ　ａ　ｓｔａｔｉｃ　ｇｒａｐｈ　Ｓ　ｓｅｃｔｉｏｎ．ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ＳＶＧ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｇｉｖｅｓ　ａ　ｍｅｔｈｏｄ　ｔｏ　ｅｘｃｈａｎｇｅ　ｔｈｅ　ｐｏｗｅｒ　ｇｒｉｄ　ｃｏｍｍｏｎ　ｇｒａｐｈ　ｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙ，ｂｙ　ａｎａｌｙｓｉｎｇ　ｈｏｗ　ｔｏ　ｅｘｃｈａｎｇｅ　ｔｈｅ　ｇｒａｐｈ　ｐｒｉｍｉｔｉｖｅｓ　ａｎｄ　ｈｏｗ　ｔｏ　ｍａｐ　ｔｈｅ　ｇｒａｐｈ　ｐｒｉｍｉｔｉｖｅｓ　ｔｏ　ｔｈｅ　ＣｌＭ　ａｎｄ　ｈｏｗ　ｔｏ　ｅｘｃｈａｎｇｅ　ｔｈｅ　ｐｏｗｅｒ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｔｏｐｏ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＳＶＧ，ｐｏｗｅｒ　ｇｒｉｄ　ｃｏｍｍｏｎ　ｇｒａｐｈ，ＣｌＭ　随着技术的更新和应用的不断深入，电网调度自动化系统　正从原有的孤立系统往集成化方向发展，各个系统间需要共享　资源来提高工作效率及决策分析的准确性。ＩＥＣ　６１９７０（ＥＭＳ—　ＡＰＩ能量管理系统应用程序接口）标准的出现，使得ＥＭＳ的应　用软件能够实现电力系统模型数据的互连互通。而ＳＶＧ　（Ｓｃａｌａｂｌｅ　Ｖｅｃｔｏｒ　Ｇｒａｐｈｉｃｓ，可缩放矢量图形）技术的出现则　为电力系统图形数据的发布和交互提供了一种开放性的解决方　案，使电网图形数据成为了一种可扩展可移植的资源。　１　基于ＳＶＧ电力系统图形交互策略　在电力系统集成应用中，实际数据交换不是只交换电力系　统图形的一个“快照”，而需要交换元数据，以使接收方能够动态　的刷新量测和其它的动态信息，而不需要从发送方获得。目标图　形应该有和源图形同样的布置，但各个项的理解可存在差异，这　取决于动态信息的当前状态以及发送和接收系统不同的描述规　则，也就是说，在接收方只要知道原图形中各个电力对象的位置　分布以及各个位置上是什么对象就行了，至于这个对象在原系　统中是怎么表达的以及他有哪些功能都不重要，接收方需要根　据自己的软件进行重新利用。因此在交换中心必须传递比单纯　描述一个源图形的一个快照更多的信息。　图１　电力系统图形交换方式　１）考虑图元的样式，包括字体、线形、颜色、线宽等。　２）考虑图元的旋转、缩放、平移等。　３）考虑图元的链接、跳转等。　４）考虑图元的分层组织显示。　在ＳＶＧ文档中，＜ｓ　Ｙ　ｍｂ　Ｏ　ｌ＞标签预先定义各种标准的电　以图形为中心的数据交换方式体现了图形描述规则与元数　据分离的思想：图形由源电力系统或其他图形生成软件导出，用　ＳＶＧ文档结构进行描述；元数据用ＣｌＭ对象进行表述，定义于　独立的ＸＭＬ文档中；在图形ＳＶＧ文档中存在从图元到ＣＩＭ对　力系统设备图元的形状，形成标准电力系统图元库，方便后续　ＳＶＧ文档反复使用标准图元，而不必重复描述图元相同的属性。　＜ｓｙｍｂｏｌ　ｉｄ＝”Ｂｒｅａｋｅｒ：ｈｚ断路器２—０”ｖｉｅｗＢｏｘ＝　０，０，３２，１４　＞　＜ｕｓｅ　ｘ＝ｌ…３　＜ｕｓｅ　ｘ＝ｆ＇２９　７　ｘｌｉｎｋ：ｈｒｅｆ＝　＇＃ｔｅｒｍｉｎａｌ　Ｐｌａｎｅ＝　，＞　７　ｘｌｉｎｋ：ｈｒｅｆ＝＂＃ｔｅｒｍｉｎａｌ　Ｐｌａｎｅ＝＂０　，＞　象的引用，提供图元动态信息。　２电网公共图形交互规则　ＳＶＧ图形交换包括导出和导入两个部分，导出环节需要将　电力系统图形按照ＳＶＧ标记语言转化成标准的ＳＶＧ文件，所　导出的ＳＶＧ文件包含基础ＳＶＧ图元，导人环节将标准ＳＶＧ文　件转换成目标系统所需的私有图形格式。　２．１公共图形的图元定义和交互规则　＜ｒｅｃｔ　ｘ＝”３”ｙ＝”１　ｗｉｄｔｈ＝”２７　ｈｅｉｇｈｔ＝”０　ｔｒａｎｓｆｏｒｍ＝　ｒｏｔａｔｅ（０，１６，　１　ｙ　ｓｔｒｏｋｅ－ｗｉｄｔｈ＝”１”／＞　＜ｒｅｃｔ　ｘ＝”３”ｙ＝”１”ｗｉｄｔｈ＝　２６”ｈｅｉｇｈｔ＝”１２”ｔｒａｎｓｆｏｒｍ＝”ｒｏｔａｔｅ（０，１６，　７　ｓｔｒｏｋｅ－ｗｉｄｔｈ＝”１，，／＞　＜／ｓｙｍｂｏｌ＞　ＳＶＧ必须考虑的基本图元包括线段、矩形、圆、椭圆、开口　折线、闭ＩＺｌ折线、多边形、椭圆弧、样条曲线、路径、文本等，这些　在标准ＳＶＧ规范中已有对应的标签语言可以进行处理。但由于　要保持目标系统与源系统图形显示上的一致性，仍需要对上述　基础ＳＶＧ图元作如下的处理：　＜ｕｓｅ＞标签将预定义的标准图元实例化，对图元作相应的　缩放、旋转、平移处理，并根据ＣＳＳ呈现规则生成图元显示样式。　＜ｕｓｅ　ｘ＝　２４９８”ｖ＝”８１　１”ｗｉｄｔｈ＝”３２”ｈｅｉｇｈｔ＝　１４　ｔｒａｎｓｆｏｒｍ＝　ｒｏｔａｔｅ　（０，２４９８，８１１）ｓｃａｌｅ（１，１）ｔｒａｎｓｌａｔｅ（一１６，一７），，ｘｌｉｎｋ：ｈｒｅｆ＝”＃Ｂｒｅａｋｅｒ：ｈｚ　断路器２＿０　ｃｌａｓｓ＝”ｋｖ１０ｋＶ＂／＞　（下转第１９页）　《工业控制计算机｝２０１２年第２５卷第３期　１９　ＩｎＴｏｕｃｈ应用程序的访问级别最高为９９９９（此级别允许访　定了随时可将ＩｎＴｏｕｃｈ配置成冗余或热备。具体实现过程如下：　问所有的安全性命令），缺省安全设置是“无”。创建新的应用程　两台不同的计算机内都配置Ｉ／Ｏ　Ｓｅｒｖｅｒ，同时与ＰＬＣ进行　序时，缺省条件下，用户名会被设置为“Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｏｒ＂，其访问级　通讯，一台计算机故障不影响另一台计算机正常运行。冗余上位　别是９９９９，密码是“ｗｏｎｄｅｒｗａｒｅ”。　机上均设置标志位，本机为主机则标志位设１，否则置Ｏ。上位机　ＩｎＴｏｕｃｈ的安全性脚本函数：　的控制权是由主标志位决定的，当本地计算机Ａ标志位为１　Ｐ０ｓｔＬｏｇｏｎＤｉａｌｏｇ（）：启动Ｉｎｔｏｕｃｈ“登录”对话框，并返回　时，本地变量就和主系统的ＰＬＣ变量相连，而标志位为Ｏ另一　ＴＲＵＥ　台备用计算机Ｂ则同时通过以太网访问主机以获得相关数据。　Ｌｏｇｏｆｆ０：从Ｉｎｔｏｕｃｈ中注销用户　在Ａ机中设置一个循环计数器供Ｂ机访问，Ｂ机不断监测Ａ机　ＣｈａｎｇｅＰａｓｓｗｏｒｄ０：显示改变１３令对话框，供已经登录的　循环计算器状态，当检测到Ａ机循环计数器值停止变化时，即认　操作员更改口令。　定Ａ机已发生故障不能工作，从而进行主备机切换。Ｂ机成为主　点击菜单“特别一安全性一选择安全类型一ｌｎＴｏｕｃ　ｈ’’，可以　机掌握控制权，标志位置１，同时Ａ机成为备用机，标志位置Ｏ。　配置用户需要的用户名、密码及用户权限、增加或删除用户等。　当遇到故障重启时，应用程序脚本监测对方标志位的状态，　本系统中共设置了两个级别的访问权限，分别为工程师级、操作　若对方的标志位为１，则本机自动置０。一般情况下，我们习惯用　员级。工程师级可以进行参数修改、画面组态、实时监控等，操作　固定的一台计算机作为主机，所以在故障主机恢复正常后，我们　员级的权限只能进行实时监控。ＩｎＴｏｕｃｈ软件运行时，可以通过　可以通过手动切换来将它设为主机。　点击画面右上角的“登录”、“注销”按钮来改变当前操作权限。　３结束语　２．３　ＩｎＴｏｕｃｈ冗余实现　本系统实现了对现场设备与控制器运行状态的远程监视和　自动控制系统在工业生产环境中出现设备、通信和软件运　控制，为维修人员和操作人员提供了方便，系统安全和ＩｎＴｏｕｃｈ　行上的故障是很现实的问题。为了避免因此造成不必要的损失，　冗余的实现更加确保了系统的安全运行，历史趋势显示、报警记　必须尽量做到冗余，减小故障范围，缩短故障处理时间。控制系　录则为管理人员提供了分析故障、提高工艺水平的科学依据。　统的冗余分为上位机冗余和下位机冗余，下位机ＰＬＣ的冗余是　基于控制级的冗余，上位机的冗余指通讯服务器的冗余。两台机　参考文献　器可以相互监控，如果一台出现故障，另一台可以接管并控制整　［１］Ｗｏｎｄｅｒｗａｒｅ技术资料［Ｋ］　个系统，在机器恢复继续运行后，之前全部消息和过程归档就复　［２］马正午过程可视化组态软件ＩｎＴｏｕｃｈ应用技术［Ｍ］北京：机械工　制到先前因故障不能运行的机器上。上位机作为控制系统的重　业出版社，２００６　要一环，其冗余功能越来越被重视。　［３］亢红波，等．基于ＩｎＴｏｕｃｈ的冗余系统应用研究［Ｊ］．工业控制计算　ＩｎＴｏｕｃｈ没有专门的冗余软件包，但它特有的体系机构决　机，２００７，２０（７）　［收稿日期：２０１２．１．９］　（上接第１　７页）　２．３　ＳＶＧ对网络拓扑关系的扩充　２．２公共图形的元数据交互规则　如果ＳＶＧ图形中不包含任何电力系统公共图形的网络拓　ＳＶＧ文档中描述的图形是一幅静态的断面图形，而电力系　扑连接关系，图形和ＣＩＭ拓扑可能存在不一致性。ＣＩＭ模型使　统图形是一幅能够实时动态反应电网运行状态的动态图形，其　用ＴｅｒｍｉｎａＩ节点和ＣｏｎｎｅｃｔｉｖｌｔｙＮｏｄｅ节点来定义拓扑模型，而　动态特性主要表现在：①图形中定义的设备图元对应的量测信　在ＳＶＧ文档中同样使用了ＴｅｒｍｉｎａＩ节点，因此可以扩充ＳＶＧ　息和遥信状态不断会发生变化，动态反应设备的运行状态；②随　对网络拓扑关系的描述，这样目标电力系统将更容易生成ＣｌＭ　着量测和遥信的变化，电网图形的拓扑着色状态不断更新。因此　拓扑，并与导入的ＣｌＭ　ＲＤＦ／ＸＭＬ拓扑生成同样的结果。扩充　在实际电力系统图形交互应用中，ＳＶＧ定义的图元需要关联到　的网络拓扑描述提供了网络连接关系，在ＳＶＧ图形交换中是可　特定的电力系统设备，而以图形为中心的电力系统数据交互方　选的，它只是让目标系统从图形生成ＣｌＭ拓扑。　式中，电力系统模型是使用ＣＩＭ文档单独描述的。为了能够通　３结束语　过ＳＶＧ文档中的图元引用到特定的电力设备对象，ＳＶＧ文档　对调度自动化维护人员来说，电网公共图形的Ｅｌ常维护工　中还需要对图元进行设备元数据定义，这使用＜ｍｅｔａｄａｔａ＞标签　作量是巨大并且繁琐的，而要同时手工维护多套系统的电网公　完成。　共图形带来的问题就不仅是工作量重复，还有就是非常容易导　＜ｍｅｔａｄａｔａ＞　致各套系统图形风格的不一致。因此，实现各个系统电网公共图　＜ｃｇｅ：ＰＳＲ—Ｒｅｆ　ＯｂｊｅｃｔｌＤ＝”２２０００５３９９”ＯｂｊｅｃｔＮａｍｅ＝”鹿江站　形的交互和共享对于系统的稳定运行和减轻运维人员工作量都　＼１　１．００千伏ｋＣＢ＿５Ｃ２”Ｐｌａｎｅ＝　０　ＡＦＭａｓｋ＝　３２７９９　ｒ／＞　是很有必要的。基于ＳＶＧ的图形系统界面优美、表达能力强、可　＜ｃｇｅ：Ｍｅａｓ＿Ｒｅｆ　ＯｂｊｅｃｔｌＤ＝　０２２０００５３９９００２０＂／＞　平滑缩放并具有良好的开放性，方便了不同厂商之间的图形信　＜／ｍｅｔａｄａｔａ＞　＜ｍｅｔａｄａｔａ＞元素定义了图元到电力系统设备对象及其量　息交换以达到信息共享的目的。　测对象的引用，两者都是通过关联ＯｂｊｅｃｔｌＤ完成。根据ＳＶＧ图　元设备引用的ＯｂｊｅｃｔｌＤ，目标电力系统可以从ＣｌＭ文档中搜索　参考文献　［１］陈传波，吴方文．基于ＳＶＧ的图元对象描述模型的研究［Ｊ］华中科　得出电力设备的属性信息以及电气连接关系，而根据图元设备　技大学学报（自然科学版），２００２，３０（１Ｏ）：５Ｏ一５２　对应量测的ＯｂｊｅｃｔｌＤ，目标电力系统可以实时获得图元设备的　［２］ｗ３ｃ　Ｓｃａｌａｂｌｅ　Ｖｅｃｔｏｒ　Ｇｒａｐｈｉｃｓ（ＳＶＧ）１．１　Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ［ＥＢ／　运行状态。有了电气连接关系和电力设备运行状态数据，目标电　ＯＬ］ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ　ｗ３　ｏｒｇ／ＴＲ／ＳＶＧ／．　力系统能够对ＳＶＧ图形进行网络拓扑分析和实时量测展现，实　『收稿日期：２０１１．１１．２９］　现了电网公共图形的动态交互。