邵淮嶺

(國(guó)網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院計(jì)量中心，鄭州 450001)

一種電能計(jì)量檢定配送智能計(jì)劃系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

邵淮嶺

(國(guó)網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院計(jì)量中心，鄭州 450001)

為確?！按鬆I(yíng)銷(xiāo)”體系高效運(yùn)轉(zhuǎn)，提升電能計(jì)量工作質(zhì)量和運(yùn)行效率，進(jìn)行電能計(jì)量檢定配送智能計(jì)劃系統(tǒng)設(shè)計(jì)。電能計(jì)量檢定配送智能計(jì)劃系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)包括應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計(jì)、物理架構(gòu)設(shè)計(jì)和技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)主要包含6大功能模塊，生產(chǎn)指標(biāo)管理模塊、基礎(chǔ)信息管理模塊、計(jì)劃生成模塊、計(jì)劃預(yù)演模塊、計(jì)劃調(diào)優(yōu)模塊、生產(chǎn)方案管理。計(jì)劃管理平臺(tái)生產(chǎn)環(huán)境集中部署在電力信息內(nèi)網(wǎng)，通過(guò)weblogic proxy實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量檢定配送資源的負(fù)載均衡調(diào)度，采用基于組件的多層架構(gòu)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)，在Matlab仿真環(huán)境下進(jìn)行計(jì)劃仿真預(yù)演驗(yàn)證生產(chǎn)計(jì)劃的可執(zhí)行性以及執(zhí)行過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)度。系統(tǒng)使用結(jié)果表明，該電能計(jì)量檢定配送智能計(jì)劃系統(tǒng)能有效實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量檢定配送和調(diào)度，準(zhǔn)確性好，穩(wěn)定性高。

電能計(jì)量；檢定；配送；智能計(jì)劃系統(tǒng)；負(fù)載均衡調(diào)度；Matlab 仿真預(yù)演

隨著國(guó)家電網(wǎng)公司“大營(yíng)銷(xiāo)”體系建設(shè)的不斷推進(jìn)，對(duì)電能計(jì)量的集約化、專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化水平要求不斷提高，為了提高電能計(jì)量的自動(dòng)化水平，在運(yùn)行設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督和計(jì)量方面提高電能和電力管理的效率，要深化省計(jì)量中心與地市客戶服務(wù)中心的業(yè)務(wù)磨合，構(gòu)建計(jì)量檢定配送智能計(jì)劃管理平臺(tái)，打造出獨(dú)具特色的計(jì)量檢定配送體系，提高電能的計(jì)量檢定配送智能水平，研究電能計(jì)量檢定配送智能計(jì)劃系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，將在電能管理、電能調(diào)度等領(lǐng)域，具有較好的應(yīng)用價(jià)值[1]。電能計(jì)量檢定配送智能化計(jì)劃系統(tǒng)由基礎(chǔ)生產(chǎn)信息啟動(dòng)，通過(guò)電能計(jì)量檢定配送智能計(jì)劃系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，使整個(gè)計(jì)量生產(chǎn)平穩(wěn)、高效、可控的順利進(jìn)行。

傳統(tǒng)方法中，對(duì)電能計(jì)量檢定配送智能計(jì)劃系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法采用多線程人工檢定調(diào)度模型，隨著電力用戶的增多和電能輸出規(guī)模的擴(kuò)大，檢定的準(zhǔn)確性不好，精度不高，且容易出現(xiàn)調(diào)度紊亂，負(fù)載均衡出現(xiàn)偏差。針對(duì)上述問(wèn)題[2-4]，本文提出一種改進(jìn)的電能計(jì)量檢定配送智能計(jì)劃系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方法，在Matlab仿真環(huán)境下進(jìn)行系統(tǒng)集成開(kāi)發(fā)和調(diào)試，得出有效性結(jié)論。

1 電能計(jì)量檢定配送智能計(jì)劃系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)及功能模塊分析

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)電能計(jì)量檢定配送智能計(jì)劃系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，首先進(jìn)行系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)架構(gòu)分析，計(jì)量檢定配送智能計(jì)劃系統(tǒng)通過(guò)分析計(jì)量生產(chǎn)調(diào)度過(guò)程，建立智能化生成計(jì)劃、實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程、及時(shí)反饋電能計(jì)量經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，計(jì)量檢定配送智能計(jì)劃系統(tǒng)正是以“生產(chǎn)計(jì)劃”為核心，監(jiān)控生產(chǎn)計(jì)劃的執(zhí)行，檢查計(jì)量結(jié)果。計(jì)量器具從到貨到最終配送必須要經(jīng)過(guò)的生產(chǎn)和庫(kù)存周期，為滿足市、縣一個(gè)月的配送量(總量10萬(wàn)只，批量2萬(wàn)只，5批次)，根據(jù)市、縣公司用表需求推出當(dāng)月的配送計(jì)劃，將檢定計(jì)劃向前推一個(gè)月制定為到貨計(jì)劃，以此類(lèi)推，形成不同粒度和側(cè)重點(diǎn)的生產(chǎn)計(jì)劃，由此得到電能計(jì)量檢定配送智能計(jì)劃系統(tǒng)的生產(chǎn)調(diào)度過(guò)程如圖1所示。

圖1 電能計(jì)量檢定配送智能計(jì)劃系統(tǒng)的生產(chǎn)調(diào)度過(guò)程

根據(jù)上述設(shè)計(jì)原理，構(gòu)建電能計(jì)量檢定配送智能計(jì)劃系統(tǒng)的應(yīng)用架構(gòu)模型，系統(tǒng)主要包含6大功能模塊，分別為生產(chǎn)指標(biāo)管理模塊、基礎(chǔ)信息管理模塊、計(jì)劃生成模塊、計(jì)劃預(yù)演模塊、計(jì)劃調(diào)優(yōu)模塊、生產(chǎn)方案管理，電能計(jì)量檢定配送智能計(jì)劃系統(tǒng)的應(yīng)用架構(gòu)模型如圖2所示。

圖2 電能計(jì)量檢定配送智能計(jì)劃系統(tǒng)的應(yīng)用架構(gòu)模型

根據(jù)圖2各處的應(yīng)用架構(gòu)，進(jìn)行系統(tǒng)的模塊化開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)采用X86架構(gòu)的GNU開(kāi)發(fā)工具進(jìn)行控制系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)，在嵌入式Linux內(nèi)核驅(qū)動(dòng)環(huán)境下進(jìn)行電能計(jì)量檢定配送智能計(jì)劃系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[5]。其中，生產(chǎn)指標(biāo)管理模塊，通過(guò)對(duì)持續(xù)產(chǎn)生的生產(chǎn)數(shù)據(jù)的分析，使生產(chǎn)指標(biāo)能夠智能化學(xué)習(xí)，使生產(chǎn)計(jì)劃的生成、預(yù)演、執(zhí)行逐漸趨于高效、穩(wěn)定、真實(shí)。生產(chǎn)指標(biāo)管理模塊采用Qt/Embedded 4.6創(chuàng)建用戶接口，實(shí)現(xiàn)可視化的系統(tǒng)控制?；A(chǔ)信息包括“工作時(shí)間管理”、“檢修管理”、“年度用表需求管理”、“季度用表需求管理”、“招標(biāo)分配管理”、“庫(kù)存管理”等信息維護(hù)，為進(jìn)行電能計(jì)量檢定配送智能計(jì)劃系統(tǒng)設(shè)計(jì)體統(tǒng)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)輸入基礎(chǔ)。計(jì)劃預(yù)演按照生成的生產(chǎn)計(jì)劃，對(duì)到貨、庫(kù)存、檢定、配送各個(gè)流程環(huán)節(jié)的模擬執(zhí)行；計(jì)劃調(diào)優(yōu)包括“用表需求迫切度分析”、“優(yōu)化策略管理”，以Linux2.6.32內(nèi)核為平臺(tái)，執(zhí)行程序加載；生產(chǎn)方案包括“生產(chǎn)方案生成”、“生產(chǎn)方案分析”兩個(gè)功能點(diǎn)，構(gòu)建HP E1485A/B多模控制模塊，進(jìn)行電能計(jì)量檢定配送智能計(jì)劃系統(tǒng)的多?？刂坪统绦?qū)懭搿?/p>

2 系統(tǒng)的物理架構(gòu)設(shè)計(jì)和組件開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)

根據(jù)上述對(duì)電能計(jì)量檢定配送智能計(jì)劃系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理分析和總體設(shè)計(jì)構(gòu)架，進(jìn)行系統(tǒng)的物理架構(gòu)設(shè)計(jì)和組件開(kāi)發(fā)，電能計(jì)量檢定配送智能計(jì)劃系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器采用2臺(tái)PC服務(wù)器，運(yùn)行oracle RAC實(shí)現(xiàn)對(duì)智能計(jì)劃數(shù)據(jù)的并行處理和故障切換，采用LabWindows/CVI實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量檢定遠(yuǎn)程控制，數(shù)據(jù)記錄動(dòng)態(tài)范圍：-40dB～+40dB，檢定配送智能計(jì)劃管理平臺(tái)的數(shù)據(jù)收發(fā)轉(zhuǎn)換采樣通道為8通道，采用同步、異步輸入兩種方式。應(yīng)用服務(wù)器通過(guò)weblogic proxy實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡來(lái)進(jìn)行WEB請(qǐng)求分配，VME總線傳輸?shù)腁/D分辨率為10位，采用備份存儲(chǔ)對(duì)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)進(jìn)行物理備份，電能計(jì)量檢定配送智能計(jì)劃系統(tǒng)Linux內(nèi)核配置過(guò)程為：

export PATH=$PATH:/ Generate bin /compilation/ makefile 920t-eabi/bi Script server//電能計(jì)量檢定

系統(tǒng)應(yīng)用軟件采用基于組件的多層架構(gòu), 通過(guò)weblogic proxy實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量檢定配送資源的負(fù)載均衡調(diào)度，在應(yīng)用平臺(tái)層之上，是由各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)模型、配置信息、組織權(quán)限定義、應(yīng)用系統(tǒng)的業(yè)務(wù)處理邏輯和界面控制邏輯等組成的軟件系統(tǒng)。采用多模組件拼裝設(shè)計(jì)，將應(yīng)用功能分成表示層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)層3部分。采用三層(多層)B/S結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的軟、硬件系統(tǒng)構(gòu)成。采用基于組件的多層架構(gòu)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)。電能計(jì)量檢定配送智能計(jì)劃系統(tǒng)的J2EE技術(shù)構(gòu)架由多種基于JAVA的技術(shù)組成：JSP、SERVLETS、JNDI、JTA、 JDBC等。根據(jù)上述設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電能計(jì)量檢定配送智能計(jì)劃系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)，最后進(jìn)行程序加載，實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量檢定和均衡調(diào)度。

3 實(shí)驗(yàn)分析

為了測(cè)試本文設(shè)計(jì)系統(tǒng)的性能，采用Matlab與WEB系統(tǒng)的集成方式進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，將仿真程序打包成為Ocx控件的方式與WEB進(jìn)行集成，使用Matlab自帶的WEB Server，進(jìn)行系統(tǒng)集成開(kāi)發(fā)和調(diào)試，以電能計(jì)量檢定配送智能計(jì)劃系統(tǒng)的穩(wěn)定性為測(cè)試指標(biāo)，圖3為得到仿真結(jié)果。

圖3 電能計(jì)量檢定配送智能計(jì)劃系統(tǒng)仿真調(diào)試分析

實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果表明，該電能計(jì)量檢定配送智能計(jì)劃系統(tǒng)能有效實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量檢定配送和調(diào)度，準(zhǔn)確性好，穩(wěn)定性高。

4 結(jié)語(yǔ)

本文提出一種改進(jìn)的電能計(jì)量檢定配送智能計(jì)劃系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方法，首先進(jìn)行電能計(jì)量檢定配送智能計(jì)劃系統(tǒng)的總體架構(gòu)模型設(shè)計(jì)，采用基于組件的多層架構(gòu)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)，最后在Matlab仿真環(huán)境下進(jìn)行系統(tǒng)集成開(kāi)發(fā)和調(diào)試，分析表明，該系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。

[1] 郭長(zhǎng)歡,黃 建.基于RT-LAB的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)半實(shí)物仿真[J].國(guó)外電子測(cè)量技術(shù),2015,34(10):22-27.

GUO Chang-huan, HUANG Jian. Hardware-in-the-loop simulation of brushless DC motor servo system based on RT-LAB[J]．Foreign Electronic Measurement Technology，2015，34(10)：22-27．

[2]陸興華,彭意達(dá).智能汽車(chē)防撞系統(tǒng)中的電力控制優(yōu)化[J].電力與能源,2015,36(4):482-486.

LU Xing-hua, PENG Yi-da. Power control optimization for intelligent vehicle anticollision system[J]．Power & Energy, 2015，36(4)：482-486．

[3]鄧 異,梁 燕,周 勇.水聲換能器基陣信號(hào)采集系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),2015,5(4):36-37,41.

[4]羅澤峰,單廣超.基于網(wǎng)絡(luò)和虛擬多媒體技術(shù)的海戰(zhàn)平臺(tái)視景仿真實(shí)現(xiàn)[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),2015,5(3):91-92,94.

[5]王 勛,張代兵,沈林成.一種基于虛擬力的無(wú)人機(jī)路徑跟蹤控制方法[J].機(jī)器人,2016,38(3):329-336.

WANG Xun, ZHANG Dai-bing, SHEN Lin-cheng. A virtual force based path following approach for unmanned aerial vehicles[J]．Robot，2016，38(3)：329-336．

(本文編輯：嚴(yán) 加)

Design and Implementation of a Power Measurement and Verification Distribution Intelligent Planning System

SHAO Huai-ling

(State Grid Metrology Center of HAEPC Electric Power Research Institute, Zhengzhou 450001, China)

In order to ensure the efficient operation of the "big marketing" system, to improve the quality and efficiency of electric energy measurement, the design of the intelligent planning system for power measurement is carried out. The system architecture design includes application architecture design, physical structure design and technical architecture design; the system comprises 6 functional modules: production quota management module, basic information management module, the program generation module, plan preview module, plan tuning module and production plan management module. On the plan management platform, production environment is centralized in electric power information network; the power measurement and verification distribution load balancing resources scheduling is deployed through the weblogic proxy. The component-based multilayer architecture is used to develop the system application software. In the MATLAB simulation environment, production validation and plan execution risk degree are simulated and previewed. The results of the system application show that the system can effectively realize the distribution and scheduling of electric energy measurement with high accuracy and stability.

electric energy measurement; calibration; distribution; intelligent planning system; load balancing; Matlab simulation preview

10.11973/dlyny201606028

邵淮嶺(1977)，男，碩士，高級(jí)工程師，主要研究領(lǐng)域?yàn)殡娔苡?jì)量自動(dòng)化。

TP273

A

2095-1256(2016)06-0790-03

2016-10-18