何江濤，陸治國，張瑞東，龔秋憬，龍飛

（1.國網(wǎng)重慶市電力公司南岸供電分公司，重慶 400000；2.重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院，重慶 400030）

基于EXCEL的配電網(wǎng)絡(luò)停電情況自動(dòng)通知和設(shè)備故障情況查詢研究

何江濤1，陸治國2，張瑞東1，龔秋憬2，龍飛1

（1.國網(wǎng)重慶市電力公司南岸供電分公司，重慶 400000；2.重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院，重慶 400030）

闡述了建立供電系統(tǒng)故障診斷可視化系統(tǒng)的必要性，提出了基于EXCEL的配電網(wǎng)絡(luò)停電情況自動(dòng)通知和設(shè)備故障情況查詢方案：將配電網(wǎng)的電氣圖節(jié)點(diǎn)信息錄入EXCEL中，再通過編程將信息以樹形結(jié)構(gòu)形式在WPF上顯示出來。同時(shí)，也可以將配電網(wǎng)絡(luò)圖在WPF中打開，通過編程實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣圖添加注釋信息的功能。當(dāng)供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行控制人員輸入故障點(diǎn)、故障原因和停電時(shí)間以及故障預(yù)計(jì)修復(fù)時(shí)間，就能以紅色的字體顯示出停電區(qū)域的樹形結(jié)構(gòu)和故障點(diǎn)負(fù)責(zé)人的詳細(xì)信息以及停電區(qū)域負(fù)責(zé)人的信息，并以短信方式通知故障點(diǎn)的負(fù)責(zé)人和停電區(qū)域的負(fù)責(zé)人，在縮短了停電時(shí)間的同時(shí)使用戶能夠了解到停電原因和大概恢復(fù)供電時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)的規(guī)范化管理。而當(dāng)需要查詢某個(gè)設(shè)備情況時(shí)，只要輸入該設(shè)備名稱就能夠查詢到該設(shè)備的具體情況。

配電網(wǎng)絡(luò)；EXCEL；WPF；設(shè)備

隨著生活水平的提高，人們對(duì)供電質(zhì)量要求越來越高，與此同時(shí)，配電網(wǎng)的規(guī)模及復(fù)雜度也在逐年遞增。這些都對(duì)供電穩(wěn)定性、故障解決的時(shí)效性等方面的要求提出了更大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)情況下的配電網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí),運(yùn)行人員首先會(huì)根據(jù)故障的地點(diǎn)去查找該故障所處位置檢修人員的聯(lián)系電話再去聯(lián)系該檢修人員，這需要花費(fèi)一定的時(shí)間從而使停電時(shí)間增加，同時(shí)要想通知用戶停電情況還要根據(jù)自己的電氣知識(shí)在配電圖上去觀察停電區(qū)域；其次，當(dāng)需要巡檢一些經(jīng)常出現(xiàn)故障的區(qū)域的時(shí)候需要去查閱以前的故障記錄，這樣做比較麻煩。基于上述的處理方式，需要較長的時(shí)間才能通知故障檢修人員，從而使停電時(shí)間較長；對(duì)出現(xiàn)故障時(shí)所出現(xiàn)的停電區(qū)域情況不是那么一目了然，也不能及時(shí)的通知用戶停電情況；巡檢經(jīng)常出現(xiàn)故障的區(qū)域時(shí)候需要查閱以往的故障記錄，浪費(fèi)時(shí)間和人力。本文針對(duì)這種情況提出了一種基于EXCEL的配電網(wǎng)絡(luò)停電情況自動(dòng)通知和設(shè)備故障情況查詢方法。此方法能及時(shí)地通知用戶停電消息，并及時(shí)地通知故障維修人員排除故障、恢復(fù)供電，縮短停電時(shí)間，同時(shí)還能方便工作人員隨時(shí)查看設(shè)備過去出現(xiàn)故障的時(shí)間和原因，因此，對(duì)基于EXCEL的配電網(wǎng)絡(luò)停電情況自動(dòng)通知和設(shè)備故障情況查詢方法的研究，具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。

1 基于EXCEL的樹形結(jié)構(gòu)的生成

為了更好的顯示各個(gè)界面，選用了Visual Studio2010中的wpf作為我們的開發(fā)平臺(tái)，之所以選擇wpf開發(fā)平臺(tái)而不是其他開發(fā)平臺(tái)，是因?yàn)閣pf平臺(tái)是微軟在開發(fā)理念上的一次升級(jí)，它將以前那種由事件驅(qū)動(dòng)界面變成了由數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，使界面和內(nèi)部的邏輯編程分離開來，不至于將界面邏輯和業(yè)務(wù)邏輯糾纏在一起。而為了直觀的觀察配電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和停電區(qū)域的結(jié)構(gòu)，我們可以將配電網(wǎng)絡(luò)和停電區(qū)域以樹形結(jié)構(gòu)的方式顯示出來。本節(jié)將介紹如何挖掘配電網(wǎng)絡(luò)圖中的信息并以樹形結(jié)構(gòu)的方式顯示出來。

1.1 配電網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)信息的挖掘和錄入

想要顯示樹形結(jié)構(gòu)，我們首先就要將配電網(wǎng)絡(luò)圖中的節(jié)點(diǎn)信息存入EXCEL文檔，然后編程的時(shí)候再調(diào)用EXCEL文檔中的信息，從而將樹形結(jié)構(gòu)顯示出。為了使一個(gè)EXCEL文檔與一個(gè)配電網(wǎng)絡(luò)圖對(duì)應(yīng)，我們以XPS格式的配電網(wǎng)絡(luò)圖命名與該圖對(duì)應(yīng)的EXCEL文檔。從配電網(wǎng)絡(luò)圖中我們能夠很容易的看出各節(jié)點(diǎn)的名稱，但是僅僅知道各節(jié)點(diǎn)的名稱是不夠的，還需要附帶一些額外的信息來幫助我們知道圖中各節(jié)點(diǎn)的上下關(guān)系和各節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)人的信息。因此我們對(duì)每個(gè)EXCEL的文檔的列名進(jìn)行如下設(shè)置：第一列為序號(hào)，第二列為電網(wǎng)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的實(shí)際名稱，第三列則為每個(gè)節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)的序號(hào)。第四列對(duì)應(yīng)的為節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)的維修人員的姓名和聯(lián)系電話。這樣的設(shè)置不僅使我們知道各節(jié)點(diǎn)的名稱和與該節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的上下節(jié)點(diǎn)。還使我們知道了各節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障和停電時(shí)負(fù)責(zé)人的姓名和聯(lián)系電話。列設(shè)置完后，我們便根據(jù)配電網(wǎng)絡(luò)圖錄入各節(jié)點(diǎn)的信息。例如：在某配電網(wǎng)絡(luò)圖中，坪苑是該配電網(wǎng)絡(luò)的電能輸入點(diǎn)，所以將它序號(hào)設(shè)置為1，而由于其沒有父節(jié)點(diǎn)，所以其父節(jié)點(diǎn)序號(hào)為0。電能通過坪苑節(jié)點(diǎn)進(jìn)入該配電網(wǎng)絡(luò)之后，將電能分別傳送給苑典、苑交、苑世、苑佳、苑天這五個(gè)地方，因此他們的父節(jié)點(diǎn)序號(hào)都是1，而其序號(hào)則按照順序依次是2、3、4、5、6。苑交又繼續(xù)把電能傳給交通大廈配電房，所以交通大廈配電的父節(jié)點(diǎn)序號(hào)就是苑交的序號(hào)，而它自己的序號(hào)則按順序應(yīng)該是7。這樣依次類推下去就可以得到整配電網(wǎng)絡(luò)的信息，其信息如下表所示：

表1 節(jié)點(diǎn)信息表Tab.1 Node information table

1.2 TreeView控件節(jié)點(diǎn)生成算法的選取

在向EXCEL文檔錄入節(jié)點(diǎn)信息之后，便需要將這其中的一些信息以樹形結(jié)構(gòu)的形式顯示出來，這便設(shè)計(jì)到算法的選取，本文根據(jù)實(shí)際需要，在已知的算法上做出了一些改進(jìn)和優(yōu)化后提出了一種新的算法。

圖1 算法和函數(shù)流程圖Fig.1 Algorithms and functions flow chart

傳統(tǒng)的樹形圖都是靜態(tài)樹形圖，而靜態(tài)樹形圖是由開發(fā)人員根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的需要在編寫代碼時(shí)生成，若樹形圖的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，則需修改系統(tǒng)的源代碼，將對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)帶來麻煩。但借助EXCEL來保存樹形圖的節(jié)點(diǎn)信息，借助TreeView控件實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)樹形圖，當(dāng)節(jié)點(diǎn)信息發(fā)生改變時(shí)，只須修改EXCEL信息而無須修改源代碼。所以本文選用了基于EXCEL的客戶查詢方法。文獻(xiàn)[9]介紹了一種遞歸算法，可以通過遞歸算法實(shí)現(xiàn)樹形結(jié)構(gòu)，但它需要用到數(shù)據(jù)庫，而在普通用戶的電腦上安裝數(shù)據(jù)庫軟件并讓他們操作數(shù)據(jù)庫是非常不方便的。與文獻(xiàn)[9]相比，文獻(xiàn)[8]提出了一種新的算法，解決了遞歸算法效率低下的問題，但它不但需要用到數(shù)據(jù)庫還需要對(duì)數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)進(jìn)行精心的設(shè)計(jì)，這根本不適合普通用戶的使用。通過比較這兩種算法的優(yōu)劣，再結(jié)合供電系統(tǒng)客戶查詢的實(shí)際情況，同時(shí)考慮到普通電路圖所包含的數(shù)據(jù)較少，則運(yùn)算效率低下的問題在計(jì)算機(jī)速度如此之快的今天完全可以忽略。同時(shí)考慮到用戶使用的方便性，我們提出了使用EXCEL來保存配電網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)。并根據(jù)軟件使用過程中要顯示配電網(wǎng)絡(luò)圖的樹形結(jié)構(gòu)和停電區(qū)域的樹形結(jié)構(gòu)，提出了一種新的算法，它使我們在軟件運(yùn)行過程中只需連接一次數(shù)據(jù)庫，同時(shí)通過構(gòu)造函數(shù)降低了編程的重復(fù)性。圖1(a)是算法的流程圖，圖1（b）是構(gòu)造分層集合的函數(shù)。

1.3 樹形結(jié)構(gòu)的生成

圖2 節(jié)點(diǎn)類程序Fig.2 Node class program

要想將EXCEL與程序相連，首先要通過引用中的COM添加EXCEL程序集，然后再添加名稱空間using Microsoft.Office.Interop.Excel并建立節(jié)點(diǎn)類，圖2便是這個(gè)節(jié)點(diǎn)類的代碼，通過圖2我們可以看出節(jié)點(diǎn)類包括了字段序號(hào)、名稱、父節(jié)點(diǎn)序號(hào)、負(fù)責(zé)人和list＜節(jié)點(diǎn)＞。然后通過一定的編程方法將EXCEL與WPF相連，連接后通過VS編程將與配電網(wǎng)絡(luò)圖對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)信息提取到WPF中，再將這些信息賦予一個(gè)list＜節(jié)點(diǎn)＞集合，然后通過一定的編程方式將該集合分層。最后將該集合賦予控件TreeView的Itemsource屬性，這樣就將分層的集合與TreeView控件綁定在一起，通過運(yùn)行便能夠形成樹形結(jié)構(gòu)。所得的樹形結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 配電網(wǎng)絡(luò)樹形結(jié)構(gòu)圖Fig.3 The tree structure of the distribution network

圖4 添加注釋信息圖Fig.4 Add comments information map

2 在電氣圖中添加注釋信息

首先，我們需要打開XPS格式的配電網(wǎng)絡(luò)圖，之所以是XPS格式的，是因?yàn)閄PS是微軟公司開發(fā)的一種文檔保存與查看的規(guī)范[6]，它不但能夠?qū)D放大或縮小，還能方便我們將配電網(wǎng)絡(luò)圖打印下來。之所以需要打開配電網(wǎng)絡(luò)圖，一是為了讓我們知道程序需要與那個(gè)EXCEL文檔相連，以便顯示對(duì)應(yīng)的樹形結(jié)構(gòu)；二是當(dāng)我們需要在圖中添加一些注釋的時(shí)候可以很好的添加。其中具體打開XPS格式的配電網(wǎng)絡(luò)圖和添加注釋是通過使用DocumentViewer控件打開XPS格式的電氣圖，通過VS編程可以實(shí)現(xiàn)文本注釋、墨跡注釋和刪除注釋的功能。具體注釋如圖4所示。圖中，在綠色文本框中即可添加所需要的注釋[7]。其注釋可以為各個(gè)設(shè)備和線路的基本信息。

3 停電區(qū)域和故障點(diǎn)負(fù)責(zé)人的顯示

停電區(qū)域菜單為此軟件的核心部分，實(shí)現(xiàn)了停電區(qū)域的顯示。如圖2所示為單擊停電區(qū)域菜單后所顯示的配電網(wǎng)絡(luò)樹形結(jié)構(gòu)圖。在實(shí)際操作過程中是先輸入故障點(diǎn)信息后單擊“確定”按鈕，出現(xiàn)如圖5（b）所示的停電區(qū)域的詳細(xì)信息以及

在如圖5（a）所示的方框內(nèi)顯示停電區(qū)域的樹形結(jié)構(gòu)。在單擊確定的同時(shí)，程序會(huì)將故障設(shè)備名稱，故障原因，故障發(fā)生時(shí)間，故障預(yù)計(jì)修復(fù)時(shí)間和設(shè)置人這些信息自動(dòng)添加到一個(gè)叫“設(shè)備”的EXCEL文檔。而在使用程序之前就應(yīng)該建立“設(shè)備”這個(gè)EXCEL文檔，他的列名分別就是設(shè)備名稱，故障原因，故障發(fā)生時(shí)間，故障預(yù)計(jì)修復(fù)時(shí)間，設(shè)置人。以某配電網(wǎng)絡(luò)圖為例，當(dāng)打開停電區(qū)域后，在故障設(shè)備名稱輸入“佳苑（612）”，故障原因輸入為“不知道”，故障時(shí)間和故障修復(fù)時(shí)間以及故障設(shè)置人分別安要求輸入之后點(diǎn)擊確定就會(huì)出現(xiàn)如圖6所示的菜單。

圖5 停電區(qū)域和故障點(diǎn)負(fù)責(zé)人的顯示Fig.5 Blackout area and fault point person in charge of the display

圖6 停電區(qū)域菜單Fig.6 the menu of blackout area

4 設(shè)備查詢菜單的功能

設(shè)備查詢菜單實(shí)現(xiàn)的是對(duì)設(shè)備故障的查詢以及新故障的記錄，便于工作人員了解整個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀況和發(fā)生故障的類型，以此在設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)縮短維修時(shí)間。具體的操作方法如圖7所示，當(dāng)需要查詢時(shí)在設(shè)備名稱欄中輸入設(shè)備的名稱，然后點(diǎn)擊確定，此時(shí)程序就會(huì)從“設(shè)備”EXCEL文檔里查找與輸入名稱相同節(jié)點(diǎn)信息，然后將其顯示出來。下面的文本框中就顯示了故障原因、故障發(fā)生的時(shí)間以及故障設(shè)置人這些信息。

圖7 設(shè)備查詢菜單界面Fig.7 the menu of Device Query

5 結(jié)論

綜上所述，本文提出了一種新的算法用于顯示樹形結(jié)構(gòu)，該算法可以使用戶使用EXCEL來保存樹形圖的節(jié)點(diǎn)信息，同時(shí)借助TreeView控件實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)樹形圖，當(dāng)節(jié)點(diǎn)信息發(fā)生改變時(shí)，只需對(duì)EXCEL中的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改而無須修改程序源代碼，該算法簡單易操作便于非專業(yè)人員輸入新的數(shù)據(jù)。同時(shí)，該系統(tǒng)可以將繁雜的配電網(wǎng)絡(luò)簡化成一組相對(duì)應(yīng)的樹形結(jié)構(gòu)圖，同時(shí)對(duì)配電網(wǎng)中配電節(jié)點(diǎn)的主要設(shè)備的歷史檢修情況及在線運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行在EXCEL文檔中進(jìn)行備份，當(dāng)配電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通過該可視化系統(tǒng)可以有效地、及時(shí)地通知故障維修人員排除故障、恢復(fù)供電，縮短停電時(shí)間，對(duì)提升配電網(wǎng)調(diào)度安全管理和提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平起著很大的作用，同時(shí)也能大大的提高供電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。

（References）

[1]黃山,吳竹媚.配電網(wǎng)絡(luò)可視化管理系統(tǒng)建設(shè)[J].廣東電力,2007,20(3):61-63.Huang Shan,Wu Zhumei.” Construction of Visualized Management System for Distribution Network”[J].Guan Dong Electric Power,2007,20(3):61-63.(in Chinese)

[2]齊立波.C#入門經(jīng)典[M].(第5版).北京:清華大學(xué)出版社,2010.Qi Libo.“Beginning Visual C# 2010”[M].(5th edition).Beijing:Tsinghua University Press,2010.(in Chinese)

[3]劉鐵猛.深入淺出WPF[M].北京:中國水利水電出版社,2010.Liu Tiemeng.“Head First WPF”[M].Beijing:China WaterPower Press,2010.(in Chinese)

[4]張昀.輸配電線路故障可視化定位及搶修支持系統(tǒng)[J].動(dòng)力與電氣工程,2013,18:111.Zhang Jun.“Transmission and Distribution Line Fault Location and Repair Visualization Support System”[J].Science &Technology Information,2013,18:111.(in Chinese)

[5]崔曉陽.用Treeview控件實(shí)現(xiàn)樹形管理信息系統(tǒng)[J].農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息,2007,11:135-136.Cui Xiaoyang.“The Accomplishment of Tree Shaped MIS Using Treeview Control ”[J].Agriculture Network Information,2007,11:135-136.(in Chinese)

[6]顧嘉利.XPS文檔頁面處理技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)[J].微計(jì)算機(jī)信息,2007,23:166-168.Gu Jiali.,“Applied Research on Varying Page layout of XML Paper Specification Format Document”[J].Control &Automation,2007,23:166-168.(in Chinese)

[7]王德才.WPF編程寶典C#2010版[M].北京:清華大學(xué)出版社,2011.Wang Decai.“WPF Programming Bible C#2010 Edition”[M].Beijing:Tsinghua University Press,2011.(in Chinese)

[8]李俊鋒,方明.基于編碼的TreeView控件節(jié)點(diǎn)生成算法[J].電腦知識(shí)與技術(shù),2007,11:847-852.Li Junfeng,Fang MingNode.“Generating Algorithm of TreeView Control Basing on Code”[J].Computer Knowledge and Technology,2007,11:847-852.(in Chinese)

[9]儲(chǔ)岳中.基于遞歸算法和樹形控件的動(dòng)態(tài)樹形圖的實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展,2007,11(6)：87-93.Chu Yuezhong.“plementation of Dynamic TreeView Based on Recursion Algorithm and TreeView WebControl”[J].Computer Technology and Development,2007,11(6):87-93.(in Chinese)

Power Supply System Client Query Methods Based on EXCEL

HE Jiangtao1,LU Zhiguo2,ZHANG Ruidong1,GONG Qiujing2,LONG Fei1
(1.Nanan Power Supply Bureau of Chongqing Power Grid Corporation,400000,China 2.College of Electrical Engineering,Chongqing University,400030,China)

On the basis of using the Microsoft Visual Studio 2010 and EXCEL and other software,Proposed the power supply system client query methods based on the EXCEL.Inputted the electrical diagram node information of distribution network in the TreeView tables of database by the database software,and then used the WPF programming and TreeView function module to display the information in tree structure.Meanwhile,we can also turn on the electrical diagram in WPF by programming the electrical diagram to realize the function of adding the annotation.When the power supply system fails,the personnel of the power network dispatching operational control click a branch can show the detailed information of breakdown maintenance personnel,and note maintenance personnel by short message.Thereby this method improves the work efficiency and achieving standardized management of the distribution network.

power system;EXCEL;treeView;WPF

TP311.5

：A

1672-6332（2014）03-0066-05

【責(zé)任編輯：高潮】

2014-07-28

重慶市自然科學(xué)基金（項(xiàng)目編號(hào)：CQ2013250303）

何江濤（1982-），男（漢），重慶市人，高級(jí)工程師。主持或參與電網(wǎng)規(guī)劃 、配電線路故障在線監(jiān)測等多項(xiàng)課題研究。E-mail:57120025@qq.com