基于UML的電能質量管理系統設計

林慶程 陳瀚

摘要：該文在研究國內外電能質量管理應用技術和項目總體架構的基礎上，基于統一建模語言（UML）對電能質量管理系統進行系統設計與建模，通過UML分別設計系統的用例、靜態、動態模型，在每個總體模型基礎上都對其進行細化。使用UML建模可以縮短系統的開發周期，增加系統的可移植性。

關鍵詞：電能質量;UML;系統設計

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）34-0226-02

電能質量管理是電力企業提高其運行經濟效益的重要環節，只有及時有效地對電能質量進行實時準確的監測才能進一步提高用能管理的水平，并且提高供電的質量。雖然國外已經研發出較好的電能質量監測與管理系統，運行效果也比較可靠，但是這些產品價格非常昂貴，加上跨國維護服務問題，使得國內用戶難以承受。本系統屬于自主研發，在價格和服務以及應用范圍上有一定的優勢。另外，本系統在用戶化服務上較為突出，通過對客戶企業的用電能系統質量進行監測與分析，協助企業進行節能整改，能夠為用戶減少能耗、并大大提高節能效益。本文根據電能質量監測與管理系統功能需求和性能需求，參考和依據國家通訊規約和電能質量、能耗計算等技術標準、管理標準以及相關理論和參考資料，對電能質量管理系統進行了分析。

1 總體功能框架

系統的功能框架如圖1，其主要功能包括對數據采集、基本數據管理、能源使用管理、能耗分類統計分析、系統管理等主要功能。其中數據采集是對數據的傳輸和處理;基本數據管理是對車間、監測點、設備及電表數據的管理;能源管理主要是對能源使用的添加修改、查詢。能耗分類統計是對能耗的統計查詢及審核;系統管理是對用戶、權限、日志的管理。

2 數據采集終端設備連接

數據采集終端設備主要包含智能電表、集線器兩種。數據傳輸處理過程中，用ID號唯一表示一個終端設備，每個設備連接PNl-PNn多個電表終端。數據采集的連接情況如圖2。

3 基于UML的主要功能設計

在系統UML設計中主要涉及的功能有添加、修改、刪除、查詢、審核等功能，現以“能源使用管理”模塊為例說明，UML用例設計過程。

3.1 業務用例

如圖3所示。

3.2 子用例

3.2.1能源使用添加

用例圖

用例描述

用例名稱：能源使用添加。

用例描述：能源管理員進入能源使用添加頁面，添加某日的能源使用情況。

參與者：能源管理員

前置條件：無

后置條件：能源管理員和企業管理部門就可以月報表統計了。

基本路徑：

1.能源管理員進入能源使用添加頁面;

2.能源管理員需要選擇能源種類、選擇能源單位、輸入新水、軟水、除氧水、壓縮空氣、鼓風、氧氣、氮氣（做副產品時）、氮氣（做主產品時）、二氧化碳氣、乙炔、電石、輸入累計數量、輸入折標煤/噸、選擇年份與月份（作為統計的月份必須），額外的擴展字段;

3.能源管理員將添加信息進行提交;

4.系統對提交的信息進行有效性檢查;

5.系統顯示系統管理員是否添加成功。

3.2.2 能源使用查詢用例

用例圖

用例描述

用例名稱：能源使用源查詢

用例描述：能源管理員進入能源使用源查詢頁面。

參與者：能源管理員。

前置條件：無

后置條件：能源管理員如果查詢成功后，可以查看詳細信息、修改能源使用源、刪除能源使用源信息。

基本路徑：

1.能源管理員進入能源使用源查詢頁面;

2.能源管理員選擇年份與月份，選擇能源種類;

3.系統管理員進行提交;

4.系統對提交的信息進行處理;

5.系統顯示查詢結果，顯示內容如下：年份與月份、能源種類、能源單位、水加工、累計數量、折標煤/噸、添加日期。

3.2.3 能源使用修改用例

用例圖

用例描述

用例名稱：能源使用修改

用例描述：能源管理員進入能源使用修改頁面，修改錯誤信息。

參與者：能源管理員

前置條件：無

后置條件：無

基本路徑：

1.能源管理員進入能源使用修改頁面;

2.能源管理員輸入修改信息;

3.能源管理員將修改信息進行提交;

4.系統對提交的信息進行有效性檢查;

5.系統顯示能源管理員是否修改成功。

3.2.4 能源使用審核用例

用例圖

用例描述

用例名稱：能源使用審核

用例描述：企業管理部門進入能源使用審核頁面。

參與者：企業管理部門。

前置條件：無

后置條件：無

基本路徑：

1.企業管理部門進入能源使用審核頁面;

2.月報表統計：企業管理部門選擇年份與月份;審核數據：企業管理部門選擇某年某月，顯示凍結數據按鈕f如果已經凍結則不需要凍結）;

3.企業管理部門進行提交;

4.系統對提交的信息進行處理;

5.系統顯示查詢結果，顯示內容如下：年份與月份、能源種類、能源單位、水加工、累計數量、折標煤/噸、額外字段信息（多個列），在最后一欄為合計項和占總比例;如果是凍結數據，則提示凍結是否成功。

4 結論

本文基于UML設計電能質量管理系統，并以主要功能能源使用管理模塊為例，詳細說明UML用例設計過程，其他模塊中添加、修改、刪除、審核功能的UML設計與之類似。通過UML設計，系統模塊增強了可移植性，便于程序人員擴展，大大縮短了系統的開發周期。

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【通聯編輯：朱寶貴】

收稿日期：2019 -10 -15

作者簡介：林慶程（1972-），男，福建莆田人，工程師，主要研究方向為電力通信技術;陳瀚，工程師，碩士。