電力信息系統的開發及其應用研究摘要隨著經濟的發展，現代能源系統的規模不斷擴大，結構和運行方式越來越復雜，能源系統的安全經濟運行越來越受到重視。計算機具有強大的計算能力。利用它可以快速、方便、準確地計算、分析和研究能源系統的各項指標。因此，開發和設計一系列電力信息系統可以通過使用計算機輕松直觀地獲得潮流計算結果，從而顯著提高能源操作員的工作效率。本文開發的當前信息系統是基于程序開發工具MicrosoftDelphi的。通過對系統業務功能需求的詳細分析，完成了電力信息系統管理數據庫的設計。其中，數據庫中創建了四個表，每個表是節點、分支、生成器和結果數據表，并詳細指定了每個表的字段屬性。基于該數據庫，對系統各模塊的功能進行了詳細設計，從而完成了整個系統的設計與開發。本文設計的能源信息系統軟件界面友好、簡單，用戶使用方便。它可以對網絡數據進行整理和分析，實現對發電機、線路、變壓器等數據的管理、查詢和統計。關鍵詞：電力信息系統；Delphi語言；登錄注冊；客戶服務目錄TOC\o"1-3"\h\u240961引言 1201422電力信息系統需求分析 1148052.1系統功能需求分析 192402.1.1用戶的登陸 1316412.1.2用戶及權限的管理 297072.1.3業務功能的需求 2310792.2系統的非功能需求分析 363462.2.1安全管理需求分析 3311132.2.2存儲與備份需求分析 4136413電力信息系統的設計 4225353.1系統框架的設計 4240653.2數據庫設計 7289003.3.1Delphi數據庫 7152243.3.2系統數據庫的設計 8156023.3系統功能設計 951373.4.1登錄注冊功能設計 9159963.4.2統一認證系統功能設計 11103923.4.3新聞中心功能設計 1310533.4.4客戶服務功能設計 14251364總結 161引言隨著經濟的發展和人民生活水平的不斷提高，現代能源系統的規模越來越大。輸變電的電壓水平越來越高，其結構和運行方式也越來越復雜。電力系統的自動化水平也需要及時配合從低水平到高水平的發展。現代電流系統必須能夠快速、準確、全面地控制電流系統的實時運行狀態，如系統各節點的有功功率、無功功率和電壓狀態，以便及時針對運行中出現的各種問題提出各種適當的對策，以確保電力系統在運行期間的一般安全和經濟要求。在電流系統中，電流稱為電流，電壓和功率的分布稱為電流分布。為了確保電力系統的安全、經濟和可靠運行，及時了解電網流量的各項指標非常重要。然而，普通人在計算當前流量時，不僅消耗了大量勞動力，而且效率低，錯誤率高。對于電網結構復雜的現代電網，它已完全停止運行。進入21世紀后，電子計算機技術已廣泛應用于生活的各個領域。由于計算機強大的計算能力，計算機已成為現代能源管理系統不可或缺的一部分。利用電子計算機計算、分析和研究當前能源系統的各種指標流量計算是非常快速、方便和準確的。計算機高度自動化的原因是它們可以使用軟件實現各種功能。這些功能可用于處理網絡運行中的各種實時數據，使系統工作更安全、可靠、經濟。雖然許多人已經編制了潮流計算程序，但大多數程序輸入繁瑣，查詢困難，界面不友好，初學者難以啟動和使用。因此，開發一系列適用于大型電網的可視化、易學易用的電能信息系統軟件，使運營、人員和計劃人員能夠快速、準確地處理數據錄入、查詢、在良好的人機界面下可以實現計算分析和結果顯示，具有重要意義。2電力信息系統需求分析2.1系統功能需求分析2.1.1用戶的登陸由于本主題中設計的公用事業公司的業務應用程序系統彼此獨立，因此用戶在使用每個應用程序系統之前必須根據適當的系統標識登錄。系統首先評估用戶提供的輸入信息是否合法，即數據類型是否正確。如果輸入的用戶信息合法，系統會將用戶的輸入信息添加到數據庫（user_info表）。數據庫操作成功后，系統會將用戶信息添加到LDAP服務器，包括用戶帳戶、用戶密碼、用戶名和注冊時間。如果數據庫操作失敗，請直接跳到錯誤屏幕；如果輸入的用戶信息不合法，可以直接返回到用戶注冊畫面。2.1.2用戶及權限的管理用戶管理分為兩部分：一是外部用戶管理；第二，內部管理人員。外部用戶管理主要基于通過注冊和密碼設置進入信息平臺的用戶。內部管理員分為三個級別：最低級別的用戶主要是企業規模小于50的公司、企業規模為50-100的中間用戶和企業規模為100-150的高級用戶。每個高級用戶管理涵蓋下一個用戶級別，二級子管理可以設計為滿足能源供應企業的內部管理要求。基于企業門戶，實現訪客身份認證和安全會話管理，為受安全保護的后端系統資源提供統一認證和單點登錄服務。基于統一的身份帳戶管理，逐漸建立了集中式、基于角色的權限管理功能。2.1.3業務功能的需求在本課題設計的公用事業電力信息系統中，其業務功能主要包括四個方面，即新聞中心、客戶服務、業務服務和交互式通信。總體業務功能需求如下圖2-1所示。圖2-1業務功能需求分析1、新聞中心新聞中心模塊是公司發布信息的重要組成部分。它包括四個模塊，從各個方面展示公司的重要信息。每個模塊按時間順序顯示共享信息。用戶可以根據自己的需要選擇所需的標題瀏覽信息，并自動跳轉到相應的信息頁面閱讀。具體功能模塊包括總部動態、前線動態、媒體焦點、行業信息、農村電力動態和黨群動態。每個模塊中的信息都從數據庫中檢索并顯示在頁面上。2、客戶服務客戶服務是本課題設計的供電公司電能信息系統的一個重要功能模塊。其具體功能包括電費查詢、電報加載、文件查詢和網上支付。該系統提供流量平衡過程的管理，包括維護流量平衡準則、制定流量平衡方案、實施流量平衡方案以及記錄執行結果等功能。收費服務包括：制定交通分流策略、維持交通分流優先級、定義服務策略、應用交通分流、維護服務策略、維護交通平衡、制定交通平衡實施計劃、短信重定向和增加人員分流。務平衡策略維護、話務平衡實施方案制定、短信分流、增加人員分流。3、商務服務供電公司電力信息系統中的業務服務功能模塊包括四個方面，即電子商務、招標、電力交易和交易信息。電子商務介紹了國家電網公司的電子商務網站。例如，國家電網公司電子商務網站是國家電網公司工程項目和物資集中批量招標的電子商務平臺。競價功能模塊發布電力供應商的競價信息。電力交易功能是對電力公司電力交易網站系統的介紹。4、互動交流互動交流功能模塊包括四個功能點：在線調查、投訴建議、常見問題解答和聯系。常見問題解答訪問者的常見問題；投訴咨詢可以幫助需要在線投訴的人；在線調查是一種問卷調查，訪問者可以進行在線調查；聯系人功能介紹供電公司的聯系方式。2.2系統的非功能需求分析2.2.1安全管理需求分析系統安全管理的需求包括以下幾個方面：1、用戶驗證和授權輸入正確的用戶和密碼后，系統進入后臺界面。系統背景的設計接管了框架結構。管理員可以選擇左側的要素元素來管理某些要素。2、系統日志在圖形模塊中，主要是圖形模型交互操作協議，主要用于記錄圖形模型層實體的更改操作。3、數據校驗能源供應公司電力信息系統中的所有數據必須存儲在系統數據庫中。在數據存儲在系統數據庫中之前，系統必須處理數據，包括數據所屬的操作連接、數據類型和內部數據區域，以便在不可用的情況下將數據輸入系統數據庫。當用戶向供電公司的電力信息系統輸入非法數據時，系統可以對用戶的非法輸入進行一定的判斷和識別，并采取一定的措施，包括警告和阻止當前用戶的輸入。2.2.2存儲與備份需求分析系統存儲和備份要求包括以下方面：1、運行業務數據業務數據分為運營數據和歷史業務數據（運營歷史數據）。操作數據和歷史數據分別存儲。歷史數據通常保存五年。2、配置數據系統配置數據是永久存儲的系統最重要的核心配置數據。3、日志數據系統數據集中存放系統日志必須保存至少兩年。3電力信息系統的設計3.1系統框架的設計由于服務器必須通過服務器解釋動態頁面，然后才能將其傳輸到客戶端，因此這會增加應用程序服務器的性能消耗。當對數據庫的額外訪問增加了數據庫服務器的性能消耗時，動態頁面有額外的瓶頸：應用程序服務器性能和數據庫服務器性能。系統的框架結構如圖3-1所示：圖3-1系統的總體框架設計系統的拓撲設計如圖3-2所示。雙防火墻和雙交換機用于網絡冗余，以確保平臺服務。雙防火墻用于通知兩條互聯網接入線路的連接。設備之間使用VRRP協議。如果防火墻或互聯網出現故障，流量可以自動切換到另一端，以確保網站正在運行。設備或網絡恢復后，將自動恢復。雙千兆交換機分別連接到兩個防火墻。如果設備或網絡連接失敗，好的設備會自動接管有缺陷設備的工作，而不會影響現場的整體運行。交換機可以根據服務和實際服務器的數量隨時增加。此外，硬件設備負載平衡用于與WEB服務器集群中的每個節點服務器共享網絡流量負載平衡，以確保平臺服務器資源的均衡使用。在系統架構中使用代理服務器來實現軟件級的網絡負載平衡。數據庫服務器分為生產數據庫集群和查詢數據庫集群，在實現生產讀寫和后臺查詢統計分離的同時，生產數據庫采用rac技術進行。圖3-2系統的物理架構系統的總體功能結構如圖3-3所示，包括登錄和注冊、新聞中心、客戶服務、業務服務和交互式通信：圖3-3系統的功能結構圖（1）登陸注冊公司信息門戶主要通過單點登錄、用戶認證、目錄服務等技術實現對訪問用戶的管理，確保用戶只訪問自己授權的信息，增強信息系統的安全性。（2）新聞中心功能模塊NewsMind是企業信息發布的重要組成部分，由四個模塊組成，分別從不同的角度呈現發布者的一些重要信息。每個模塊按時間順序顯示發布的信息。用戶可以根據自己的需要選擇所需的標題瀏覽信息。此功能模塊自動跳轉到相應的信息頁面進行閱讀。具體功能模塊包括總部動態、前線動態、媒體焦點、行業信息、農村電力動態和黨群動態。（3）客戶服務客戶服務是本課題設計的供電公司電能信息系統的一個重要功能模塊。其具體功能包括電費查詢、電報加載、文件查詢和網上支付。（4）商業服務能源供應公司能源信息系統中的業務服務功能模塊包括四個方面，即電子商務、招標、電力交易和交易信息。電子商務介紹了國家電網公司的電子商務網站。例如，國家電網公司電子商務網站是國家電網公司工程項目和物資集中批量招標的電子商務平臺。競價功能模塊發布電力公司的競價信息。電力交易功能是對電力公司電力交易網站系統的介紹。單擊功能模塊中的鏈接可直接跳轉。（5）互動交流互動交流功能模塊包括四個功能點：在線調查、投訴建議、常見問題解答和聯系。常見問題解答訪問者的常見問題；投訴咨詢可以幫助需要在線投訴的人；在線調查是一種問卷調查，訪問者可以進行在線調查；聯系我們功能，輸入電力公司的聯系信息。3.2數據庫設計3.3.1Delphi數據庫數據庫（database，DB）是存儲在計算機上很長時間的有組織、共享和統一管理的數據集。它是一個根據數據結構存儲和管理數據的計算機軟件系統。數據庫的概念實際上有兩個含義：（1）數據庫是一個實體。它是一個可以合理存儲數據的“倉庫”。用戶可以在此倉庫中存儲和管理自己的數據。數據庫中的數據和單元成為一個數據庫。（2）數據庫是一種新的數據管理技術和方法。與其他方法相比，它更適合組織數據，更便于管理數據，更高效地管理和使用數據。Delphi是Microsoft推出的基于Windows的關系數據管理系統，也是Office的組件之一。它可以提供7種類型的對象用于建立數據庫系統，包括表、查詢、表單、報表、頁面、宏和模塊。同時，它還提供了多種生成器、模板和向導，使數據存儲、界面設計、數據檢索、報告等標準化。，它可以方便地建立一個功能齊全的數據庫管理系統。同時，它還允許普通用戶無需編寫代碼即可編寫大多數數據管理任務。Delphi環境首先通過數據集組件聯系NDE，然后通過NDE聯系數據庫。數據應用程序的功能是使用數據訪問組件，通過數據機連接到數據源（數據庫）（提供數據庫驅動程序），并使用數據控制組件創建用戶界面，以便用戶可以訪問和編輯數據庫中的數據。安裝Delphi系統時，為數據庫選擇配置了默認數據庫環境。通常，安裝完成后，數據庫應用程序可以使用默認配置正常運行。3.3.2系統數據庫的設計該系統總共需要9張表。Project表用于存儲項目名稱、SolBus表，SolBranch表用于存儲當前流量計算的結果。PSystemData表、PBranchData表和PBusData表的表結構與SystemData表、BranchData表和BusData表一致。前者用于存儲所有項目數據，后者用于插入指定的項目數據。表3-1SolBus表3-2SystemData結構表表3-3BusData結構表表3-4BranchData,結構表表3-5SolBus結構表表3-6SolBran結構表3.3系統功能設計3.4.1登錄注冊功能設計訪客無需注冊即可訪問系統。管理員必須在主頁上操作“新用戶注冊”功能，該功能在會員注冊信息中分為必填信息和可選信息。注冊頁面是reg1.jsp。完成所有信息后，可以保存它并將其發送到注冊處理頁面reg3.jsp。使用JAVASCRIPT腳本將用戶名與原始用戶表進行比較。如果用戶名已存在，則系統將提示您重新填寫用戶名。驗證后填寫的數據將添加到數據庫的usr表中。如果您輸入的信息不正確，您可以選擇重新填寫。注冊后，管理員可以使用注冊的帳戶登錄。在jsp或主頁的login字段中輸入帳戶、密碼和成員類型，并將它們發送給user_login。jsp頁面處理登錄請求，將提交的數據與數據庫中的原始用戶名、用戶名和用戶類型進行比較，并在驗證后登錄到成員系統。當管理員進入管理頁面管理器/索引Jsp時，普通成員可以輸入站點的主頁索引。在會話中保存用戶名后，您可以執行管理和其他操作。管理員通過設置不同的用戶權限來確保用戶登錄和訪問權限的有效性。1、用戶登錄功能設計單點登錄流程：用戶在門戶中選擇合適的業務應用系統，進入業務應用系統；讀取用戶映射關系，找到對應業務應用系統的身份證書；用戶首次登錄業務應用系統時，系統提示用戶輸入業務應用系統的賬號和密碼；系統存儲賬號和密碼，模擬業務應用系統登錄過程登錄業務應用系統；如果注冊成功，直接進入業務應用系統主頁。用戶登錄功能設計流程圖如下圖3-4所示。圖3-4用戶登錄過程2、用戶注銷功能設計用戶點擊“注銷”按鈕；在后續會話列表中，瀏覽注冊的業務應用程序系統；轉到業務應用程序系統注銷URL以注銷業務應用程序；向門戶登錄的處理類發送退出請求；門戶登錄處理類調用平臺認證接口注銷門戶并銷毀當前會話；重定向至“匿名門戶主頁”診斷樹。用戶注銷功能的流程圖如下圖3-5所示。圖3-5用戶注銷過程3.4.2統一認證系統功能設計統一認證系統通常由單點訪問控制系統、訪問策略提供系統、認證提供系統等組成。訪問策略提供程序系統和身份驗證提供程序系統可以獨立存在，也可以作為一個整體存在。其組成如下圖3-6所示。圖3-6基于反向代理技術的統一認證系統總體架構圖單點訪問控制系統的主要功能是充當后端企業門戶和應用程序系統的單點訪問門戶。它可以控制客戶端對應用系統服務器的請求，驗證客戶端的身份，并管理客戶端對后端應用系統的訪問。單點訪問控制系統可以通過反向代理技術實現。提供單點登錄服務是統一認證系統的核心模塊。身份驗證提供者系統的主要功能是充當用戶身份的存儲庫，接受訪問控制系統對用戶身份的請求，并向訪問控制系統提供用戶身份信息。國家電網公司綜合平臺目錄系統中的認證目錄可以作為認證提供商系統的認證數據源，通過構建中央用戶身份庫，可以將企業門戶和應用系統中的用戶進行集成。訪問策略提供程序系統的主要功能是充當訪問控制策略存儲庫，接收來自訪問控制系統的用戶訪問權限請求，并向訪問控制系統提供有關用戶對后端應用程序系統的訪問權限的信息。采用反向代理技術構建國家電網公司統一認證系統符合建設規劃原則，最大限度地降低了應用系統改造的總體成本，符合國家電網公司構建集成平臺的要求。身份驗證過程是統一身份驗證系統驗證用戶身份的過程。用戶必須向單點訪問控制系統提供用戶名/密碼、數字證書或其他信息，以唯一標識用戶身份。單點訪問控制系統向身份驗證訪問策略系統查詢特定規則，以確保個人身份的真實性。根據國家電網公司的實際情況和綜合平臺建設的要求，統一認證系統必須具有基本認證、表單認證、客戶端數字證書認證、，支持生理特征或令牌身份驗證，可實現與Windows域和第三方身份驗證系統的無縫集成。圖3-7顯示了單一登錄身份驗證模塊的結構。圖3-17單點登錄認證模塊結構圖表單身份驗證可以用作標準基本身份驗證機制的替代方案。此方法允許身份驗證服務器生成自定義HTML登錄表單，而不是在基本身份驗證期間生成默認登錄提示。客戶端證書身份驗證使用SSL協議，客戶端提供客戶端證書來標識用戶的身份。為了提高安全性，客戶證書通常存儲在智能卡中以防止被盜。鑒于一些省級公司已經建立了Windows域，統一認證系統應該實現Windows域的集成。登錄Windows域后，用戶可以直接訪問受統一身份驗證系統保護的各種授權資源。WindowsActiveDirectory支持Kerberosv5身份驗證協議。系統主要支持Kerbero認證，解決Windows域用戶的自動認證問題。登錄Windows的用戶可以將Kerberos票證發送到身份驗證服務器，然后身份驗證服務器聯系ActiveDirectory以實現自動用戶身份驗證。幾乎所有LDAP服務器都支持Kerberos身份驗證。Kerberos身份驗證的優點是用戶密碼不會通過網絡傳輸，以防止密碼泄漏。生理特征或令牌身份驗證是使用唯一令牌識別用戶身份。統一認證系統應提供生理特征或令牌認證的擴展機制，以確保將來需要創建生理特征或符號認證。3.4.3新聞中心功能設計消息管理中心模塊分為消息列表模塊和消息添加模塊，主要實現以下功能：1）添加新聞信息只有具有管理員權限的用戶才能訪問新聞管理中心模塊，并在新聞中心管理導航欄中選擇“新聞添加”以打開新聞發布頁面。添加郵件的類別、標題和內容。用于添加消息內容的字段使用Web編輯器將多行文本輸入框“textarea”轉換為可視富文本輸入框。在導航欄“新聞中心管理欄”中選擇“新聞列表”，打開“新聞列表管理”界面。消息列表主要用于消息管理。此頁面顯示發布的郵件標題信息，以表格的形式添加時間和類別，然后刪除。2）刪除新聞信息刪除此功能模塊可以直接刪除消息，而無需確認提示。因此，在選擇刪除消息時，您需要清楚地看到，否則會導致不必要的問題。這也是該系統的一個缺點。此外，消息設置不會更改。3.4.4客戶服務功能設計管理咨詢的功能模塊包括：咨詢受理、咨詢處理、咨詢響應和咨詢提交。管理咨詢功能模塊的功能設計如圖3-8所示：圖3-8業務咨詢功能模塊的設計（1）咨詢受理接收來自客戶訪問的客戶請求。對于那些可以直接回復的人，他們可以直接回復客戶。對于那些無法直接回應的人，他們可以向相關部門或專家發出商業咨詢單，以獲得答案。（2）咨詢處理相關部門或專家應回答并處理擬定的咨詢工作表。（3）咨詢回復回答客戶詢問的結果。（4）咨詢歸檔驗證客戶詢價單的完整性和準確性，并插入客戶詢價單、電話記錄、客戶滿意度調查結果和其他相關信息。管理咨詢功能模塊的流程設計如圖3-9所示：從服務請求中檢索服務訪問信息，包括電話號碼、接受方法、請求接受時間、客戶號碼和基本客戶聯系信息。客戶必須按照客戶的規范完成驗收內容。您可以查詢同類型咨詢的歷史工單、公共信息、能源知識庫、能效管理信息和市場管理信息。如果您直接回答，可以調用TTS語音功能向客戶播放答案。一旦接受，將提供滿意度調查功能。如果客戶暫時無法將工單轉移到下一個部門，他可以暫時保存。從任務中，他可以選擇此工單以繼續編輯。該頁面提供打印工單和臨時保存的功能。根據實際情況選擇簽發工單的部門。如果有直接答案，請選擇咨詢和歸檔的運送方法。如果可以向專家組詢問答案，請選擇發送建議和響應的方法。如果您需要將其發送給加工部門進行加工，請選擇咨詢和加工的裝運方法。然后選擇加工部門。可以設置選擇方法的默認值。由待辦工作項進入，可以查看本工單的流轉過程信息。受訪者提供的信息是成功回應、回應內容、客戶評論等的標志。您可以調用TTS語言轉換函數來播放響應內容。可以進行客戶滿意度調查。可以收集知識，將典型問題和答案添加到Power知識庫中。如果回答成功或不想再次答復，可以選擇存檔方法。如果選擇手動存檔，則可以將其發送到咨詢存檔。如果選擇“自動存檔”，則可以填寫完整性標志、準確性標志和存檔注釋，提交即告完成。在輸入任務時，檔案管理員檢查咨詢任務的接受、處理、響應、滿意度調查、附件、記錄等信息，填寫完整性標記、準確性標記和意見提交，并完成提交。您可以查詢存檔的咨詢訂單。提供打印和導出工單的功能。4總結本文開發設計一套電力信息系統軟件，利用計算機方便直觀快速地得出潮流計算的結果，可以極大地提高電力運行人員的工作效率。本文首先完成了電力信息系統的需求分析，進行了電力信息系統的數據庫設計，給出