基于异构数据库集成技术的配电网电气节能管理系统研究

摘要

电力能源问题是关系我国经济社会发展的一个重大战略问题，我国电力消费已占能源消费总量的39.5％。冶金、化工、钢铁、电力等高电耗行业的高速发展，直接导致我国单位GDP电耗不断上升。因此，对企业特别是高电耗企业的配电网进行电气节能管理已势在必行。 本文从分析冶炼厂的能耗现状出发，研究了对该企业进行电气节能管理的必要性，给出了总体节能方案，并且从功能和数据两方面分析现有应用系统跟电气节能管理系统之间的关系。为了充分利用现有应用系统的资源，必须实现企业配电网内各异构系统数据集成与共享。因此，本文提出了一种基于XML和WebServices技术的异构数据库集成体系结构，将整个异构系统分成应用层、业务逻辑层和数据层三层结构，利用XML技术解决数据源的语法异构问题，利用WebServices实现各个数据源的封装，解决了系统的互操作问题。考虑到不同工种的人员对数据的实时性要求不同，应用层采用C/S和B/S混合结构，实现优势互补。重点分析了异构数据集成过程中的关键技术：元数据字典和公共数据模型的建立，查询分解与处理，包装器的设计与发布。 电气节能管理系统通过变压器的经济运行减少运行过程中的电能损耗，通过无功功率的优化配置减小线路损耗，通过合理安排设备的检修计划，使得配电网检修停电电量最小，运行可靠性高。对于变压器经济运行，以综合功率损耗作为变压器经济运行的判据，引入短期负荷预测预计变压器的投切次数，采用动态规划法选取变压器的经济运行方式以及投切时机。针对标准遗传算法求解无功优化问题的缺点和不足，在建立无功优化模型的基础上，应用改进遗传算法进行求解。同样，对配电网检修计划模型，本文也给出了改进遗传算法的优化过程实现及其软件实现，并给出了算例分析。 从工程应用情况及所产生的经济效益来看，该节能管理系统能够提高企业配电网的能量管理水平，节能效果明显，取得了良好的经济效益和社会效益。

目录

文摘

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声明

第1章绪论

1.1课题背景及来源

1.2国内外研究现状

1.2.1电气节能管理技术研究现状

1.2.2异构数据集成技术研究现状

1.3本文的主要工作

第2章企业配电网电气节能管理系统分析

2.1企业配电网现有应用系统分析

2.1.1 110kV变电站综合自动化系统

2.1.2中央配电站监控系统

2.1.3热电分厂监控系统

2.2电气节能管理系统方案设计

2.2.1变压器经济运行子系统

2.2.2配电网全局无功优化管理子系统

2.2.3配电网检修计划管理子系统

2.3企业配电网各应用系统之间的关系

2.3.1功能分析

2.3.2数据分析

2.4企业配电网异构数据库集成要解决的问题

2.5本章小结

第3章异构数据库集成的设计与实现

3.1异构数据库集成相关技术

3.1.1 XML技术

3.1.2 Web Services技术

3.2异构数据库集成的体系结构

3.2.1应用层

3.2.2业务逻辑层

3.2.3数据层

3.3异构数据库集成的实现流程

3.4关键技术的研究

3.4.1数据源数据字典的建立

3.4.2公共数据模型的建立

3.4.3查询分解与处理

3.4.4包装器的设计

3.4.5数据源包装器的服务发布和调用

3.5本章小结

第4章企业配电网电气节能管理相关理论基础

4.1变压器经济运行

4.1.1变压器经济运行的判据

4.1.2变压器经济运行的优化方法

4.2配电网无功优化模型

4.3配电网检修计划模型

4.4模型求解算法

4.5本章小结

第5章电气节能管理系统的实现及工程应用

5.1电气节能管理系统的实现

5.1.1变压器经济运行子系统

5.1.2配电网无功优化管理子系统

5.1.3配电网检修计划子系统

5.2配电网节能管理系统工程应用与效益分析

5.3本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

附录A攻读学位期间取得的研究成果