JAVA在电力生产管理系统中的开发及应用

摘 要

　　近年来，随着中国经济的快速发展，电力系统已发展成与国家经济和人民幸福生活息息相关的关键领域，电力资源为经济增长发挥基础性保障作用。近年来，体制改革的浪潮席卷全国各个行业领域，在这样的背景下，电力系统改革迫在眉睫，电力公司越来越意识到电力生产管理系统研发直接决定着电网安全与否，各电力部门开始投入大量的钱力物力，分配大量电力骨干人员，经过大家的齐心协力，生产管理系统已出成果，也在生产管理上发挥了实质性的作用。本文就是以国家电网供电公司变电生产管理系统为根本，对国家电网电力公司各项主要业务了解后，以国内外电力生产管理系统的研发和使用状况及现阶段系统存在的弊端为切入点，以实现生产管理系统对供电公司业务整合为设计目标，整合了国家电网公司对生产管理系统的需求，进而明确了该篇论文的总体思路、设计框架和不同模块功能，最后，利用系统测试试验对本文提出的电力生产管理系统合理性和可操作性进行检验。

　　本文重点做了如下工作：

　　首先，分析系统，明确系统需求，将电力生产管理系统分成三个部分，也就是三大业务功能，分别为电网设备资源管理系统、运行值班管理系统、两票管理系统。

　　其次，系统应用方面，构建 MVC 模型，开发系统功能程序。系统实现方面，以人性化和科学化的角度为出发点，结合电力安全生产要求，保证电力行业一线工人和管理人员具体操作更加便捷、简单、安全。

　　然后，分别分析电网资源管理功能、运行值班管理功能以及两票管理等生产功能一线的功能模块设计过程，变电全部生产一线业务内容都包含在内。

　　最后，用生产管理系统化进行功能测试，来证明是否满足国家电网公司的各种需求，达到应用条件。

　　本论文设计的生产管理系统运行后，实现了设备统一化管理、运行值班记录无纸化，数字化等功能，使得电力公司的信息化管理更上一个新的台阶。

　　关键词： JAVA; 生产管理；MVC 模型；电网资源管理；运行值班管理；两票管理

ABSTRACT

　　In recent years, with the rapid development of China's economy, the power system has become an important industry related to the country's economic development and people's happy life, and the power resources have become an important guarantee for economic growth. In the process of social reform, the system reform of China's electric power industry are also gradually thorough, the electric power company also gradually realize to the electric power production management system research and development for the importance of network security, power companies and related departments began to invest a lot of manpower and material resources, gradually on the production management system of research and development has achieved obvious results, each company's production management system played an important role on production management in for mationization. This article after the analysis of electric power company's main business, substation in electric power supply company as a starting point, the design and implementation of production management system in electric power production management system development and application status at home and abroad and the current lack of system as the research background, in order to realize the production management system for power supply company business integration as the design goal, three functional requirements of power supply company production management system are analyzed, and determine the system design principles and overall architecture of this article, and through the main modules of the detailed design and model analysis to further refinement of the system design idea, in the end, Verify whether the power production management system in this paper meets the requirements through system test.

　　This paper mainly does the following work:

　　First, on the basis of system demand analysis, three major businesses of power production management system are determined and designed

　　Functions include power grid equipment resource management, operation on-duty management and operation ticket management.

　　Secondly, the application of MVC model in the system design, the system function of the program development. In the implementation of the system, in order to operate and manage the front-line staff in the power industry, it follows the standardized operation specifications of power dispatching and safe production and fully considers the scientific and humanized system.

　　Then, from the business mainly introduced the power grid resource management, operation on duty management, two tickets management and other production.

　　The design process of front-line functional modules covers all front-line production operations of substation and transmission. Finally, through functional and performance tests to verify that the system designed in this paper can meet the corresponding requirements, to achieve use conditions.

　　After the operation of the production management system designed in this paper, the unified management of equipment, paperless operation record on duty, digitalization and other functions are realized, making the information management of power companies to a new level.

　　Keywords: jaya;production management; MVC model;grid resource management; operation shift management;two tickets management

目录

　　第1章绪论

　　1.1选题背景及研究的目的和意义

　　国家的高速发展会带动一系列的高效绿色能源的发展，传统的化石能源逐渐被取替，而绿色清洁能源属于一种新兴能源，电力行业对国家经济发展的助推作用越来越显著。不仅如此，电力生产为人们日常生活、工作提供着切实保障，它担负着支撑整个国家的经济命脉责任，所以，要想保证国家人民能过正常的用到电，电力安全生产就更加紧要，电网如果因安全隐患而造成了某座城镇大面积的停电，会给当地的居民带来很大的生活麻烦，而且会也会造成社会秩序的混乱。

　　进而会引发一系列问题，最终对整个社会的安全和平造成巨大影响，所以，电力安全生产对电力系统，乃至整个国家和社会而言都尤为关键。

　　供电公司为了安全起见，就要达到规范化和标准化管理，这样就需要建立更加高效的管理系统，而当今社会IT技术和网络信息化平台都在高速发展，这就给供电公司安全生产提供了更加便利的条件，能够完全借助于计算计网络与信息资源，构建集资产运营监督和分析、资产评估和管理、安全保证和管理、运行和检修、调度指挥为一体的全方位的电力安全生产管理综合信息平台，为电力安全生产提供的可靠的后台保障[1].

　　社会高速发展，创新型设计显得尤为重要，进一步推动和发展信息化平台，为了使生产管理系统功能更加全面，更加便捷，国家电网公司提出了面向生产一线、面向生产管理、面向指挥决策的管理标准，最终目标是构建完善的、综合性的、科学的、合理的、高效运行的信息平台，各项生产业务实精细化，国网内部保证信息安全可靠，利用信息化技术为国家电网公司安全生产体系的构建提供全方位保障[2].通过国家电网加大在各方面的投入，加大各种信息资源的整合力，终于在二十一世纪初的时候，建造出了国家电网生产管理系统，实现了安全生产管理的各种需求，国家电网生产管理系统的诞生对国家的电力系统具有划世代的意义，生产管理系统能够实现管理方面的需求。

　　但是，在新的时期，随着供电公司的战略发展需要，传统建设从模式到程序、使用等都与现阶段的需求存在着很大的差距，目前即使使用最多的生产管理系统，其弊端也特别明显，重点表现为五点：

　　1、电网基础信息不健全：缺少数据库，未构建独立的电网基础信息整理库，其无法对供电企业生产管理产生有效作用。现在一些生产管理部门查阅电力设备基本信息还需要从海量的资料中查找。

　　2、信息兼容性低：开发人员过多，开发系统的多样性导致数据的结构上差异很大，进而使生产管理数据不够精准，信息非常独立，系统的各个部门功能之间没有交叉管理，很多应用系统仍然是独立管理的，解决问题比较单一，各个部门之间相互独立，未实现资源有效衔接。现有的系统没有发挥其应尽的功能。

　　3、无法满足目前的业务需求：生产管理系统在开发阶段，眼光仅局限在这个期间内的业务总量和实际，伴随电力业力波及范围逐渐增加，最初的电力系统与越来越多元化的应用需求严重脱节。

　　4、业务流程需要统一规范：现在供电企业业务管理都有相应的制度规范，但不同的人执行同一项业务的结果却不尽相同。因此，各项业务的管理应该有统一标准的流程。所以，我们需要全面整合整个信息系统，系统内部资源应该是共通，共用的，流程与标准系统都有统一的规定。

　　5、一些信息未达到信息化程度。未构建健全的应用平台：一些业务数据还处于传统阶段，信息化技术应用较少，大部分仍然是文本表格的形式，生产运营管理各环节相互独立，应用平台未连接起来[3].

　　当前，因为这5部分缺陷的存在，应该构建标准化的统一一电力生产管理平台，把流程中所涉及到的所有环节都放入平台内，最终所有资源都统一享用，处理问题更高效准确，各个部门交叉管理，来弥补现有系统的不足，详细目标为：

　　1、整理业务流程，达到平台统一管理：对供电公司的各个管理部门，各项管理业务进行深层次的分析解刨，进而找到现有的业务流程的缺陷及不足之处，优化职能部门，把整个流程的具体操作通过生产管理系统呈现出来，各个流程之间的衔接顺畅，且信息处理高效及时，业务衔接无障碍，以此为依据构建平台框架。

　　2、构建基础数据库，搜集整理所有基础信息资料，并对资料进行筛选、分类，在建立生产管理系统时，需要建立基础的生产数据库体系。对目前已有的数据库进行系统的分析，充分整合各项资源进而使数据越来越丰富。利用这个系统，建立统一的信息资源共享平台，让之前较为散乱和没有整理到数据库的信息成为生产管理服务的重要资源，要实现这个目标，建立较为完善的基础数据库是必然选择，明确对信息交换、数据储存等所有业务内容的标准[4].

　　1.2国内外研究现状

　　1.2.1国外研究现状

　　美国生产管理信息系统发展较早，众所周知，曾经发生过一次典型的停电事件，就是在美国及加拿大东部区域，这次的停电事件，导致这两个国家大部分城市无电时间为30个小时以上。这次事件发生后，这两个国家成立了专门调查组，就造成停电的原因全面调查，同时形成报告[5].报告中指出，之所以出现大规模的停电，主要是由于电压变化幅度较大，输电线出现故障等多种因素综合导致的。同时，整个输电网还未瘫痪时，事实上这种停电的状态已经出现。美国的电力网管理构成较为分散，管理模式也是各个运营商独立管理，但目前的电力市场都是各个区域联合操作，同时电力销售的模式多元化，监督管理非常不规范，以区域管理为主，独立运行[6].采取这样的方式进行管理，充分体现出电网存在着严重的信息化弊端。美国就这次停电事件发表了明确态度，认为该事件与国家安全息息相关，并与国家安全摆在同等重要的位置[7-8].2003年，美国能源部提出了"Grid2030计划",实行这个计划的核心就是建立一个可以实现稳定运行的电网，利用最为先进的科学技术，如材料、实时仿真等[9],其最终要实现的是建立一个能波及美国各个角落的一级电网，电网根据区域的层级不同进行层次划分，层层覆盖，来确保电网系统运行更加安全稳定，从而为全国用电提供保障，同时还明确应该构建"综合能源及通信系统体系结构"[10].现阶段，国外电力企业生产管理信息化程度相对较高，与我国相比，优势较为明显，在前些年构建的智能型电网，其架构与基础设施基本实现了信息化，标志着国外电网进入了全信息化时代[11].

　　在电网信息系统构建过程中，要综合考虑电网运行安全性、经济性，同时保证其实现统一管理，提高运行效率，以最少的资源利用，获取最大的资源利用效率，同时构建电网结构与数据相关模型，达到实时监管电网的目的[12].

　　1.2.2国内研究现状

　　在信息化程度方面，与国外比较来说，我们国家还存在着很大的差距。近年来，全球经济发展迅速，人们所有正常生活都离不开稳定电力供应和保障。作为政府，需要提高对电力企业发展的重视程度，对电力企业目前的各种不足要给以解决和改善，对电力企业的生产管理系统进行全面改造，以有效监控电力生产，以保证其高效稳定运行，方便管理。基于此，应进一步提升企业生产管理水平，并健全生产管理制度，以此为切入点，逐步强化企业竞争力水平，将信息化融入到电力企业生产管理中，拓展利益空间，压缩成本，促进生产管理决策更加科学、合理，实现电力企业的健康可持续发展[13].

　　2002年发展至今，我们国家电力行业一直在信息化道路上开拓创新，总体发展趋势良好，国内一些电网公司、发电企业在信息化方向的投入也越来越多，可见重视程度越来越高。ERP、电力销售系统等都广泛应用于国内各大电力企业，部分供电公司也建立了很多管理信息系统，然而因为没有统一的规划与布局，在电力企业实施信息化时，信息化的主要标志是基础设施改善及软件升级，也正是由于这个原因，电网架构越来越复杂，电压的等级也在逐渐提升，设备越来越多，而且种类繁多[14];伴随信息化程度越来越高，各个层次的电网公司以本身的需求为基点，构建了多种多样的信息管理系统，也就逐渐有了无数个信息"孤岛"的出现。资源无法统一使用，对资源事实上是一种浪费。另外，在缺陷数据的分析上，不具备一定的技术水平，导致同样的缺陷会再次发生；计划与预算管理未实现精细化，导致运营成本相对较高。物资管理未实现主动管理，对物资储备没有详细的计划，也没有科学计算，导致库存成本高居不下[15].

　　针对这一系列问题，我国将信息化建设工程（"SG186工程"）和智能电网工程纳入到"十一五"、"十二五"信息发展规划中，各个电力公司以此政策为依托，逐渐推动电力系统换代升级，走向信息化。也就是国家电网公司系统将成立一个集信息网络、数据交换、数据中心、应用集成、企业门户五位一体的企业级信息综合平台[16].

　　现阶段，我们国家大部分供电企业的管理信息系统总体上完成，在这里有相当一部分是生产管理子系统，不过三分之二的系统规模不大，一般仅为市级公司管理层面提供服务，缺乏相应基础数据的梳理，对于变电运行和检修等各个环节之间的关系梳理不完善，系统里内容覆盖不全面，如变电站的日常工作管理如今仍以文字表格的形式存在，未纳入平台内[17-18].变电站远程数据库处于断连状态，没有和运行自动化系统有机融合在一起，所以有些偏离实际工作，计算机自动化管理功能作用未体现完全[19].

　　最近几年，很多公司都利用域网技术开发了生产管理应用，进度不一，但都取得了阶段性效果，通过域网建设，各电力公司倡导"平台共用、系统互联、数据共享"的建设要求[20].全国在应用的推广方面，以福建、江苏等很多省市电力公司为试点，开始谋划建设网络信息系统，并有一些单位获得了良好的成效，向全省逐步推开。通过收集14个局的相关资料，对其系统实用进行了全面评估，得出的结论是从整体上来看，数据质量及业务流程都具备非常好的支撑度，但在报表辅助决策方面存在着一定的不足，由此可以看出现阶段系统把生产放在了中心位置，对于决策重视程度不高，还是实用化的初期水平，需要进一步强化辅助决策支持这个部分[21-22];保证电力生产管理更全面、更规范、信息化程度更高，并给其它功能的增加创造了一个良好的前提[23-24].

　　伴随电力工业的持续性进步，电网机构日常对信息的处理能力也在迅速提高。

　　其一是因为电网结构越来越复杂，接入的设备总数越来越多，类型也多种多样；其二，是由于供电要求的质量越来越高，各个电网企业要高效处理各种信息。对于电网的安全而言，信息的存储管理及分析所年的位置更加关键。怎样更好地处理好所涉及到的信息数据，同时合理分析与处理，给电力企业在具体操作中指明方向，这是现阶段电网机构首要破解的难题，通过分析可以看出，电力生产管理信息化是破解该瓶颈的最佳途径[25].

　　近年来，电网电压等级越来越高，相应的电网容量与电力用户也在迅速增加，同时电网技术升级换代频繁且速度快，这对电力安全性而言是个极大的挑战。所以，在这样的背景条件下，与新形势有机契合的高效的生产运行管理系统的建设必要且紧迫，只有通过该渠道，才能为电网的安全稳定提供强大的保障，从而确保电力市场的稳健可持续。

　　下一步研究的重点在于业务数据统计分析、流程变更与系统畅通评价三个方面，第一个主要是以分类或聚类等数据挖掘方式来对数据进行分析，从而为决策提供数据基础，但业务流程变更对于信息系统而言，其是不可或缺的，也是接下来研究的重要方向。

　　1.3本论文的主要工作

　　该论文的工作重点是：整合三大主营业务的需求为出发点，并结合国家电网在生产过程中所设立的各项相关法规，设计完善供电公司生产管理系统。在整个项目里，本人重点部分集中在系统设计、基础数据管理和功能测试三个方面，全面剖析了变电业务的具体流程，对其标准、要求需求等都做出具体说明，同时进行设计和实现时，通过分层设计与面向对象的方式来实现最终目标。工作主要涉及以下几个方面：

　　1、研究项目具体开发时涉及到的有关技术理论和优势，同时结合系统实际进行最佳判断。具体阐述了在开发时所处环境的有关配置规定与应用方法等。

　　2、按照企业有关发展实际，全面深刻剖析企业业务流程，以此为依据，利用UML建模技术将重点业务流程构建成模型，奠定了下一步工作的基础。同时结合系统原理提供了补充性的拓扑图。

　　3、对电力生产管理系统项目实施制定具体方案，同时把系统重点功能以模块形式展示，在框架的构建上，利用J2EE系统规划模式，保证数据库接口和与之有关的业务正常运行。设计电力生产管理系统编码，用高内聚、低耦合的模块设计标准建设部分功能模块。

　　4、按照软件系统测试相关规定，同时结合管理系统总体上的特征来采取相应的测试方法，从而设计出和系统相吻合的测试用例来实施测试。

　　1.4论文内容与主要结构

　　第1章为绪论。介绍了本文研究的电力生产管理系统所处的背景，同时具体说明国内外现阶段系统发展情况，最后具体阐述了本论文的重点内容和总体结构。

　　第2章为系统相关技术概述，重点基于有关理论阐述，如程序设计语言JAVA技术，数据库技术等，目的是为下文进行论述奠定进论基础。

　　第3章为系统的需求分析。以电力系统业务说明为指导，明确本文系统实现的目标，达到的标准等，这个章节主要实现的是理论与实践的有效衔接。

　　第4章为系统总体设计。着重介绍了设备资源管理、运行管理模块、操作票和工作票管理模块整个设计流程作出具体说明。

　　第5章系统实现与测试。重点介绍了系统实现，同时利用对这个系统的多次测试进而对系统设计中的功能反复检验，设计系统实现的程序设计代码，利用系统的仿真测试来研究系统的各项设计，是否符合设计要求。

　　1.5本章小结

　　本章最开始系统的分析了电力生产管理系统开发背景，接下来根据国外与国内电力生产管理系统目前情况作出具体介绍，最后明确本文研究核心与整体行文框架。

　　第 2 章 系统相关技术概述
　　2.1 JAVA 技术概述
　　2.2 数据库概述
　　2.3 供电公司电力生产管理系统
　　第 3 章 电力生产管理系统需求分析
　　3.1 供电公司生产业务介绍
　　3.2 系统设计目标

　　3.3 功能性需求分析
　　3.3.1 电网设备资源管理
　　3.3.2 运行值班管理
　　3.3.3 两票管理
　　3.4 非功能性需求分析
　　3.4.1 可扩展性需求
　　3.4.2 系统性需求
　　3.5 本章小结

　　第 4 章 系统设计
　　4.1 系统体系架构设计
　　4.2 功能模块设计
　　4.2.1 电网设备资源管理模块设计
　　4.2.2 运行值班管理模块设计
　　4.2.3 两票管理模块设计
　　4.3 系统测试
　　4.3.1 系统测试环境
　　4.3.2 系统功能测试
　　4.3.3 系统性能测试
　　4.3 数据库设计
　　4.4 本章小结

　　第 5 章 系统实现与测试
　　5.1 系统界面实现
　　5.1.1 登录界面
　　5.1.2 电网资源管理
　　5.1.3 运行值班管理
　　5.1.4 两票管理
　　5.2 系统功能模块实现
　　5.3 本章小结

第 6 章 结论

　　本文以研究电力企业生产管理系统为目标，介绍了现阶段国内外电力生产管理系统研究实际发展情况，以业务整体上需要的角度全面剖析了电力企业生产管理系统，明确论文在系统设计方面准则与整体框架，同时利用对重点模块的具体说明和对系统的需求进行了更详细的解读，创新研究途径，最后利用系统测试的方式来证明该电力生产管理系统与实际需要是契合的。

　　一、详细介绍了原始系统存在的弊端，以此为研究背景，深入剖析了国内外电力生产管理系统目前发展实际情况。

　　二、结合电力公司现阶段业务发展情况和首要克服的难题，明确系统要实现的目标，以此为依据，对系统的功能与非功能需求进行了具体说明。

　　三、完成系统基于 J2EE 的技术架构设计和整体架构设计。

　　四、系统功能测试是最后环节，根据测试结果，来界定其是否适应实际生产需要。

　　结合前文对功能需求的详细介绍，本文研究出的电力公司生产管理系统完全符合设计要求，性能方面可以适应日常工作需要。

　　受限于本人研究水平与时间两个方面的原因，设计系统还有很多不完善之处。

　　运行速度方面，本文以一千个用户数进行测试，如果同时使用的用户达到了一千个以上的情况下，便无法保证反应速度。系统两票功能方面，应该改善的如操作票图形开票功能设计中操作任务中能选中，不能通过手动输入，有可能造成工作任务涵盖不全而造成没有准确的操作任务，导致无法进行图形开票，工作无法进行。在图形开票功能上，可以增加手动输入工作任务的功能，能有效解决工作任务涵盖不全面而产生的问题。

　　但是随着电力生产管理系统功能创新研究，促进生产管理效率提升的系统也会更多地出现，其实用性会更强，极大地推动电力公司实现信息化。存在的功能问题也会慢慢得到解决。就长远而言，以人性化的角度去创新完善系统会更满足于实际生产的需求，系统应用市场十分可观。

致 谢

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致 谢

　　论文撰写基本到了收尾阶段，在这里，我要对我在毕业设计的期间里，在学习时给我提供支持与鼓励的所有老师、同学们。本论文由最初的选题，再到最终成稿，所有环节都以导师的指导为方向。导致在宏观角度上对整体框架给以把控，让我始终能保证中心论点不偏题；论文在最后归纳阶段导师依然给以认真批改，提供重要思路，让论文更有深度和广度，再次表达我真诚的谢意。

　　进行毕业具体设计时，资料的查阅和梳理大部分都是来自于专业类书籍与网络平台。在撰写时一些灵感的获得得益于 Java 语言的热爱 J2EE 开发前辈们提供的很多心得。另外，我的同事们，非常关心我论文的编写，并给出中肯的观点，不但让我有了灵感，还让我有信心和勇气去解决各类问题。

　　在此我还要感谢答辩组，因为答辩老师严谨的态度与渊博的学识，让我充分认识到很多不足，激发我进行深入的研究与探索。同时，专家对我的论文表示肯定，是对我研究及今后工作最大的支持与鼓励，真心感谢！

　　最后，感谢所有帮助与支持我的家人、老师和同学！

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