電力市場(chǎng)技術(shù)支持系統(tǒng)人機(jī)圖形組態(tài)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)

顏?zhàn)詧?jiān)，孫 鵬，劉曉梅，朱桂英，王高琴

（中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司（南京）,江蘇省南京市210003）

0 引言

近年來(lái),新一輪深化電力體制改革全面啟動(dòng),電力市場(chǎng)化建設(shè)正在提速,中國(guó)各地相繼建立了相對(duì)獨(dú)立的電力交易機(jī)構(gòu),逐步建設(shè)形成公平規(guī)范的市場(chǎng)交易平臺(tái)［1］。之后,國(guó)家發(fā)展改革委和國(guó)家能源局發(fā)布了《關(guān)于開(kāi)展電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)試點(diǎn)工作的通知》［2］,選擇南方（以廣東起步）、蒙西、浙江、山西等8個(gè)地區(qū)作為第1批試點(diǎn),現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)也開(kāi)始全面提速。

電力市場(chǎng)技術(shù)支持系統(tǒng)是市場(chǎng)交易公平規(guī)范開(kāi)展的信息化基礎(chǔ),所有市場(chǎng)主體依法依規(guī)在平臺(tái)上公開(kāi)、公平、公正地開(kāi)展各類(lèi)市場(chǎng)交易［3-6］。人機(jī)子系統(tǒng)作為電力市場(chǎng)技術(shù)支持系統(tǒng)重要的一環(huán),包括交易申報(bào)、交易出清、交易發(fā)布、交易結(jié)算、交易分析等各核心業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)錄入與數(shù)據(jù)展示的功能,需要具備快速生成及調(diào)整界面的功能。現(xiàn)有的電力市場(chǎng)技術(shù)支持系統(tǒng)總體仍偏重于交易業(yè)務(wù)的信息化管理,業(yè)務(wù)與界面展示邏輯沒(méi)有分離,任何畫(huà)面的細(xì)微改動(dòng)都依賴(lài)開(kāi)發(fā)人員開(kāi)發(fā)、調(diào)試、部署,難以快速響應(yīng)業(yè)務(wù)對(duì)界面變化的需求。

隨著面向?qū)ο蠹敖M件技術(shù)的發(fā)展,圖形組態(tài)軟件在工控領(lǐng)域［7］、電力調(diào)度控制領(lǐng)域研究及應(yīng)用比較成熟。電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)［8-9］中的圖形組態(tài)軟件采用CIM/G［10］格式進(jìn)行圖形存儲(chǔ),通過(guò)圖形組態(tài)系統(tǒng)能快速滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)畫(huà)面調(diào)整的需求。文獻(xiàn)［11］設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)的電力監(jiān)控組態(tài)軟件；文獻(xiàn)［12］介紹基于CIM/G的調(diào)控系統(tǒng)Web圖形展示技術(shù)；文獻(xiàn)［13］介紹了基于HTML5的電網(wǎng)圖形組態(tài)軟件；文獻(xiàn)［14］介紹了能量管理系統(tǒng)（EMS）圖形組態(tài)系統(tǒng)的架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)；文獻(xiàn)［15］設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一種基于互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的圖示化維護(hù)工具；文獻(xiàn)［16］提出基于調(diào)控云的電網(wǎng)圖形一體化維護(hù)技術(shù),實(shí)現(xiàn)國(guó)分省地圖形一體化維護(hù)、構(gòu)建全網(wǎng)拓?fù)涞哪繕?biāo)。電力市場(chǎng)技術(shù)支持系統(tǒng)的人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以借鑒電網(wǎng)調(diào)控系統(tǒng),但是不能完全照搬,主要原因有:①現(xiàn)有調(diào)控人機(jī)系統(tǒng)主要針對(duì)實(shí)時(shí)斷面數(shù)據(jù)的組態(tài)及展示,難以滿(mǎn)足電力市場(chǎng)的多維數(shù)據(jù)組態(tài)及展示需求；②現(xiàn)有調(diào)控人機(jī)系統(tǒng)畫(huà)面聯(lián)動(dòng)依賴(lài)定制開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn),難以滿(mǎn)足電力市場(chǎng)靈活配置畫(huà)面聯(lián)動(dòng)的需求；③現(xiàn)有調(diào)控人機(jī)系統(tǒng)難以滿(mǎn)足電力市場(chǎng)某些業(yè)務(wù)功能,如全系統(tǒng)申報(bào)容量累加和價(jià)格關(guān)系的綜合分析展示需求。

綜上所述,針對(duì)電力市場(chǎng)多維復(fù)雜數(shù)據(jù)的特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)景,本文借鑒電力調(diào)度系統(tǒng)中圖形組態(tài)技術(shù),提出一種適用于電力交易運(yùn)營(yíng)的多維數(shù)據(jù)圖形系統(tǒng)架構(gòu),詳細(xì)闡述了屬性引用和事件交互組態(tài)、多維數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)定義、基于推送和觸發(fā)模式融合的數(shù)據(jù)交互、業(yè)務(wù)人機(jī)操作的擴(kuò)展等關(guān)鍵技術(shù),利用組態(tài)技術(shù)實(shí)現(xiàn)電力市場(chǎng)畫(huà)面的組態(tài)編輯,實(shí)現(xiàn)面向用戶(hù)的多維數(shù)據(jù)靈活配置及畫(huà)面元素聯(lián)動(dòng)配置。基于此架構(gòu)設(shè)計(jì)的組態(tài)系統(tǒng)通過(guò)“搭積木”的方式快速構(gòu)建各類(lèi)電力市場(chǎng)業(yè)務(wù)的人機(jī)界面,并能迅速調(diào)整畫(huà)面以適應(yīng)業(yè)務(wù)需求的變化,有效提升電力交易運(yùn)營(yíng)平臺(tái)的靈活性和適應(yīng)性。

1 電力市場(chǎng)數(shù)據(jù)展示交互需求

電力市場(chǎng)技術(shù)支持系統(tǒng)包括合約、結(jié)算、現(xiàn)貨等多個(gè)子系統(tǒng),其中合約子系統(tǒng)支持中長(zhǎng)期市場(chǎng)的運(yùn)行,現(xiàn)貨子系統(tǒng)支持日前、日內(nèi)、實(shí)時(shí)市場(chǎng)的運(yùn)行,每個(gè)市場(chǎng)內(nèi)部均包括市場(chǎng)管理、市場(chǎng)出清、市場(chǎng)分析等業(yè)務(wù)。電力市場(chǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)比較繁雜,在時(shí)間尺度方面,電力市場(chǎng)涉及的業(yè)務(wù)含有中長(zhǎng)期、多日或星期、日前、日內(nèi)、實(shí)時(shí)等不同周期的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),在市場(chǎng)主體方面包括發(fā)電集團(tuán)、市場(chǎng)成員、業(yè)務(wù)單元、經(jīng)濟(jì)機(jī)組等,在業(yè)務(wù)類(lèi)別方面包括各種口徑的電力、電量、電價(jià)、電費(fèi)以及各類(lèi)市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)參數(shù)等。另外,電力市場(chǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)還具有交易屬性,時(shí)間、主體、業(yè)務(wù)屬性相同的數(shù)據(jù)可能對(duì)應(yīng)不同的交易屬性。

與調(diào)控業(yè)務(wù)相比,電力市場(chǎng)業(yè)務(wù)具備顯著的信息化特點(diǎn),對(duì)圖形系統(tǒng)展示交互需求主要包括數(shù)據(jù)展示、畫(huà)面聯(lián)動(dòng)查詢(xún)、業(yè)務(wù)參數(shù)修改、應(yīng)用命令調(diào)用等,圖形系統(tǒng)應(yīng)提供良好的業(yè)務(wù)擴(kuò)展機(jī)制。另外,隨著電力市場(chǎng)的深化改革,現(xiàn)貨子系統(tǒng)將逐漸由目前的類(lèi)信息化系統(tǒng)過(guò)渡至市場(chǎng)交易和生產(chǎn)調(diào)度緊密結(jié)合的新型類(lèi)實(shí)時(shí)系統(tǒng)。電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)、送受電計(jì)劃、機(jī)組檢修安排等會(huì)直接影響現(xiàn)貨市場(chǎng)出清結(jié)果,并且現(xiàn)貨市場(chǎng)的出清結(jié)果也會(huì)直接用于電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行,因此圖形系統(tǒng)需直觀展示市場(chǎng)運(yùn)行過(guò)程及電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行狀態(tài)。

根據(jù)上述分析可知,電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)復(fù)雜且維度多,為實(shí)現(xiàn)工具化的電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)圖形組態(tài)展示平臺(tái),需對(duì)電力市場(chǎng)數(shù)據(jù)統(tǒng)一定義標(biāo)識(shí)。

2 電力市場(chǎng)數(shù)據(jù)定義

2.1 數(shù)據(jù)模型

IEC 61970標(biāo)準(zhǔn)［17］主要描述了EMS的電網(wǎng)物理模型。而電力市場(chǎng)的公共信息模型,是構(gòu)筑在電網(wǎng)物理模型上電力交易的商業(yè)模型。IEC 62325-301標(biāo)準(zhǔn)［18-19］描述了電力市場(chǎng)公共信息模型,建立形成了一個(gè)系統(tǒng)完整的電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)標(biāo)準(zhǔn)體系,可以完整覆蓋電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)所需信息。《電力市場(chǎng)交易運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)建模標(biāo)準(zhǔn)》［20］繼承IEC 62323-301標(biāo)準(zhǔn),并結(jié)合市場(chǎng)分級(jí)運(yùn)營(yíng)、多方合同、結(jié)算等中國(guó)電力市場(chǎng)特點(diǎn)擴(kuò)展形成。

2.2 多維標(biāo)簽數(shù)據(jù)定義

為使得電力市場(chǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)滿(mǎn)足便于畫(huà)面組態(tài)展示的需求,本文采用多維標(biāo)簽數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模,主要包括以下4個(gè)維度。

1）時(shí)間維度。時(shí)間維度主要包括年度、季度、月度、日、時(shí)段、分等,用來(lái)表征數(shù)據(jù)的時(shí)間屬性。

2）項(xiàng)目維度。項(xiàng)目維度包括交易號(hào)、合同號(hào)等,用來(lái)表征數(shù)據(jù)的項(xiàng)目屬性。

3）主體維度。主體維度包括發(fā)電集團(tuán)、市場(chǎng)成員、業(yè)務(wù)單元、經(jīng)濟(jì)機(jī)組等,用來(lái)表征數(shù)據(jù)的主體對(duì)象屬性。

4）業(yè)務(wù)維度。業(yè)務(wù)維度主要包括電力、電量、電價(jià)、電費(fèi)等,用來(lái)表征數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)屬性。

隨著業(yè)務(wù)不斷擴(kuò)展變化等需求,標(biāo)簽化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步擴(kuò)充。

3 電力市場(chǎng)圖形組態(tài)系統(tǒng)架構(gòu)

電力市場(chǎng)技術(shù)支持系統(tǒng)的人機(jī)圖形組態(tài)系統(tǒng)需同時(shí)支撐電力市場(chǎng)數(shù)據(jù)和調(diào)度數(shù)據(jù)人機(jī)展示交互需求,對(duì)電力市場(chǎng)數(shù)據(jù)信息提供人機(jī)組態(tài)能力,由于CIM/G接線(xiàn)圖等調(diào)度圖形在調(diào)度側(cè)維護(hù),所以?xún)H需提供調(diào)度數(shù)據(jù)展示。在電力市場(chǎng)數(shù)據(jù)信息組態(tài)及展示方面,人機(jī)系統(tǒng)支撐合約、結(jié)算、現(xiàn)貨等多個(gè)子系統(tǒng)組態(tài)及瀏覽訪問(wèn),在相同安全區(qū)內(nèi)能跨子系統(tǒng)訪問(wèn),不同安全區(qū)獨(dú)自部署圖形組態(tài)系統(tǒng)。在調(diào)度數(shù)據(jù)展示方面,本文借鑒輕量化設(shè)計(jì)思路,將調(diào)度數(shù)據(jù)獲取和加工處理環(huán)節(jié)移至服務(wù)端,調(diào)度數(shù)據(jù)展示環(huán)節(jié)仍保留在客戶(hù)端,有效降低客戶(hù)端的資源占用及網(wǎng)絡(luò)帶寬［21］。

綜上所述,本文提出了基于圖形服務(wù)化思路的電力交易平臺(tái)圖形組態(tài)系統(tǒng)架構(gòu),如圖1所示。運(yùn)用面向?qū)ο蟾拍钤O(shè)計(jì)可復(fù)用的圖元組件,實(shí)現(xiàn)圖形組態(tài)能力。圖形服務(wù)端除支撐客戶(hù)端形成文件等服務(wù)外,也支撐人機(jī)展示的數(shù)據(jù)獲取和加工處理,形成熟數(shù)據(jù)推送給客戶(hù)端,客戶(hù)端負(fù)責(zé)渲染展示和人機(jī)交互聯(lián)動(dòng),通過(guò)圖形服務(wù)化設(shè)計(jì)可以支持跨多套電力市場(chǎng)交易運(yùn)營(yíng)子系統(tǒng)圖形訪問(wèn),充分發(fā)揮服務(wù)端多核的計(jì)算性能和客戶(hù)端的渲染性能。

圖1 電力市場(chǎng)圖形組態(tài)系統(tǒng)架構(gòu)Fig.1 Architecture of graphic configuration system of electricity market

組態(tài)圖形系統(tǒng)架構(gòu)分為3層,自下而上分為圖形服務(wù)層、圖形邏輯層和圖形展示層。另外,平臺(tái)支撐層和數(shù)據(jù)層是為組態(tài)圖形系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)服務(wù)及數(shù)據(jù)支撐,數(shù)據(jù)來(lái)源于商用關(guān)系庫(kù)和基于內(nèi)存的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、分布式高速緩存庫(kù)。

圖形服務(wù)層包含圖形發(fā)布服務(wù)和圖形取數(shù)服務(wù),這2個(gè)綜合服務(wù)在平臺(tái)基礎(chǔ)服務(wù)之上進(jìn)行封裝,為編輯器和瀏覽器提供專(zhuān)有服務(wù)。圖形發(fā)布服務(wù)提供圖形文件存儲(chǔ)及訪問(wèn)服務(wù)和CIM/G實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)推送服務(wù)。圖形文件存儲(chǔ)及訪問(wèn)服務(wù)提供存儲(chǔ)功能將圖形文件保存至服務(wù)器,也提供圖形文件及調(diào)度CIM/G格式文件的讀取訪問(wèn)；CIM/G實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)推送服務(wù)為廠站接線(xiàn)圖及潮流圖瀏覽提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),推送變化數(shù)據(jù)給瀏覽器。圖形取數(shù)服務(wù)為瀏覽器提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)服務(wù),通過(guò)解析畫(huà)面各類(lèi)數(shù)據(jù)定義,向平臺(tái)基礎(chǔ)支撐服務(wù)請(qǐng)求數(shù)據(jù),獲取數(shù)據(jù)結(jié)果后返送給瀏覽器進(jìn)行畫(huà)面刷新。

圖形邏輯層位于圖形展示層與圖形服務(wù)層中間,主要功能包括解析組態(tài)畫(huà)面報(bào)文、生成組態(tài)圖元對(duì)象集和數(shù)據(jù)接收與交互功能。圖形展示層包含編輯器和瀏覽器2個(gè)界面工具,其中,編輯器負(fù)責(zé)組態(tài)電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)畫(huà)面,瀏覽器用于瀏覽電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)畫(huà)面和運(yùn)行數(shù)據(jù)。

編輯器提供用戶(hù)級(jí)組態(tài)方式形成電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)畫(huà)面,實(shí)現(xiàn)所見(jiàn)即所得的效果,可以快速新增界面或修改界面,無(wú)須重新開(kāi)發(fā)部署。編輯器主要功能包括編輯圖元、關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)、聯(lián)動(dòng)關(guān)系配置、圖形文件管理及發(fā)布。編輯圖元包括靜態(tài)圖元、聯(lián)動(dòng)交互圖元、動(dòng)態(tài)圖元、業(yè)務(wù)圖元等:靜態(tài)圖元包含直線(xiàn)、多邊形、圓等；聯(lián)動(dòng)交互圖元包含按鈕、下拉框、時(shí)間框等；動(dòng)態(tài)圖元包含餅圖、棒圖、表格等,可關(guān)聯(lián)各類(lèi)交易分析數(shù)據(jù)；業(yè)務(wù)圖元用于業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)提煉后的綜合分析展示,包含全系統(tǒng)申報(bào)容量累加和價(jià)格關(guān)系曲線(xiàn)、價(jià)格K線(xiàn)圖等。關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)功能是指通過(guò)多維度標(biāo)簽化檢索器對(duì)圖元配置交易數(shù)據(jù)定義。聯(lián)動(dòng)關(guān)系配置是指配置圖元之間的聯(lián)動(dòng)交互關(guān)系,用于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的業(yè)務(wù)事件交互邏輯。圖形文件管理及發(fā)布功能用于實(shí)現(xiàn)文件的存儲(chǔ)和讀取。

瀏覽器提供人機(jī)展示和交互功能,主要包括畫(huà)面加載、多時(shí)段切換、聯(lián)動(dòng)交互、業(yè)務(wù)交互等核心功能:畫(huà)面加載功能是指通過(guò)圖形發(fā)布服務(wù)獲取圖形文件,解析文件信息,形成圖元對(duì)象,同時(shí)通過(guò)圖形取數(shù)服務(wù)獲取畫(huà)面上的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù),并最終顯示在瀏覽器畫(huà)面中；多時(shí)段切換功能可以支持任一時(shí)段信息瀏覽；聯(lián)動(dòng)交互功能是指畫(huà)面圖元依據(jù)已配置的聯(lián)動(dòng)關(guān)系進(jìn)行聯(lián)動(dòng)；業(yè)務(wù)交互功能是指圖形平臺(tái)提供業(yè)務(wù)人員二次開(kāi)發(fā)接口,實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用操作功能。

在通信層面上,服務(wù)總線(xiàn)提供服務(wù)注冊(cè)、定位等功能,支持請(qǐng)求和響應(yīng)通信方式,消息總線(xiàn)提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、廣播通信等功能,支持發(fā)布和訂閱通信方式。圖形系統(tǒng)支持跨子系統(tǒng)訪問(wèn)功能,每個(gè)子系統(tǒng)圖形發(fā)布服務(wù)和圖形取數(shù)服務(wù)都向本系統(tǒng)總線(xiàn)服務(wù)器進(jìn)行注冊(cè),總線(xiàn)服務(wù)器地址對(duì)外發(fā)布,作為代理提供圖形及其他服務(wù)。圖形瀏覽器及編輯器不從屬于任何一套子系統(tǒng),通過(guò)與各系統(tǒng)總線(xiàn)服務(wù)器進(jìn)行通信,由總線(xiàn)服務(wù)器代理與圖形服務(wù)進(jìn)行通信,實(shí)現(xiàn)圖形客戶(hù)端跨子系統(tǒng)組態(tài)及展示功能。由于B/S（瀏覽器/服務(wù)器）和C/S（客戶(hù)端/服務(wù)器）圖形瀏覽器采用不同程序語(yǔ)言開(kāi)發(fā),為了方便與圖形服務(wù)交換數(shù)據(jù),采用了語(yǔ)言無(wú)關(guān)的編解碼技術(shù),通過(guò)定義標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)交換格式和提供相應(yīng)平臺(tái)及語(yǔ)言的編譯器和庫(kù)文件,將數(shù)據(jù)交換格式文本編譯成相應(yīng)平臺(tái)的語(yǔ)言代碼,方便實(shí)現(xiàn)客戶(hù)端跨語(yǔ)言、跨平臺(tái)的數(shù)據(jù)交換功能。

4 關(guān)鍵技術(shù)

4.1 屬性引用和事件交互組態(tài)技術(shù)

由于交易業(yè)務(wù)畫(huà)面聯(lián)動(dòng)查詢(xún)操作比較復(fù)雜,本文提出了屬性引用和事件交互組態(tài)方法用于支撐畫(huà)面上各類(lèi)圖元元素聯(lián)動(dòng)交互查詢(xún)操作。

屬性引用是事件交互組態(tài)技術(shù)的基礎(chǔ),指在瀏覽狀態(tài)下圖元的屬性可以被其他圖元引用,例如表格圖元的過(guò)濾條件可引用自下拉框圖元的選中項(xiàng)。圖元包含1個(gè)或多個(gè)屬性,不同類(lèi)型圖元所包含屬性也不同,例如下拉框包含選中值屬性,時(shí)間選擇框包含選擇時(shí)間值屬性,列表包含選中行第1列值屬性等。

事件交互組態(tài)技術(shù)是指在編輯器中,將圖元之間交互事件進(jìn)行組態(tài)化配置,在瀏覽器中依據(jù)配置信息實(shí)現(xiàn)圖元間事件交互。為實(shí)現(xiàn)這些交互,圖元需預(yù)定義可觸發(fā)事件和可響應(yīng)動(dòng)作。可觸發(fā)事件是指圖元可以觸發(fā)的事件,每個(gè)圖元包含1個(gè)或多個(gè)觸發(fā)事件,形成可觸發(fā)事件集合。例如:下拉框在選中內(nèi)容改變后會(huì)觸發(fā)選中事件,按鈕在點(diǎn)擊后會(huì)觸發(fā)按鈕事件等。可響應(yīng)動(dòng)作屬性是指圖元可響應(yīng)的動(dòng)作,每個(gè)圖元包含一個(gè)或多個(gè)可響應(yīng)動(dòng)作,形成可響應(yīng)動(dòng)作集合。例如:列表圖元包含數(shù)據(jù)查詢(xún)動(dòng)作,整體窗口畫(huà)面包含整體數(shù)據(jù)刷新動(dòng)作等,具體如圖2所示。當(dāng)圖元或窗口具備可觸發(fā)事件及可響應(yīng)動(dòng)作時(shí),可以編排事件交互及動(dòng)作響應(yīng)清單。圖元的某一個(gè)觸發(fā)事件可以執(zhí)行其他多個(gè)圖元或窗口的可響應(yīng)動(dòng)作,即實(shí)現(xiàn)批量交互動(dòng)作,由于多個(gè)動(dòng)作之間可能會(huì)有執(zhí)行的先后順序,所以采取串行方式執(zhí)行批量動(dòng)作避免時(shí)序問(wèn)題。例如,畫(huà)面上包含按鈕、表格和曲線(xiàn)圖元各一個(gè),業(yè)務(wù)需求為點(diǎn)擊按鈕能同時(shí)刷新表格和曲線(xiàn)數(shù)據(jù),針對(duì)此需求,使用編輯器進(jìn)行動(dòng)作事件清單編排,配置按鈕的點(diǎn)擊觸發(fā)事件聯(lián)動(dòng)表格和曲線(xiàn)的刷新響應(yīng)動(dòng)作,瀏覽器依據(jù)此動(dòng)作清單實(shí)現(xiàn)點(diǎn)擊按鈕觸發(fā)刷新表格和曲線(xiàn)的效果。

圖2 事件交互組態(tài)示意圖Fig.2 Schematic diagram of event interaction configuration

4.2 多維數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)定義技術(shù)

傳統(tǒng)調(diào)度圖形組態(tài)工具僅能實(shí)現(xiàn)靜態(tài)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián),即在編輯狀態(tài)下已固定取數(shù)來(lái)源,而在瀏覽狀態(tài)下無(wú)法改變。除支持靜態(tài)關(guān)聯(lián)方式以外,本文基于屬性引用技術(shù),提出一種電力市場(chǎng)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)方法,滿(mǎn)足在瀏覽狀態(tài)下動(dòng)態(tài)改變維度的展示需求。如圖3所示,在編輯態(tài)下,電力市場(chǎng)數(shù)據(jù)圖元采用四維度標(biāo)簽定義,即從時(shí)間維、項(xiàng)目維、主體維、業(yè)務(wù)維4個(gè)屬性維度定義數(shù)據(jù)來(lái)源,圖元每一個(gè)維度可設(shè)置為單數(shù)據(jù)或系列數(shù)據(jù)。可以固定為靜態(tài)值,也可以基于屬性引用技術(shù),每一個(gè)維度可以關(guān)聯(lián)畫(huà)面圖元的動(dòng)態(tài)屬性。在瀏覽態(tài)下,隨用戶(hù)畫(huà)面操作將數(shù)據(jù)源定義動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)源實(shí)體,提交到數(shù)據(jù)服務(wù)完成數(shù)據(jù)查詢(xún)。這種動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)方法提升了圖元組件數(shù)據(jù)獲取的靈活性,避免構(gòu)建大量同質(zhì)畫(huà)面,能適應(yīng)電力市場(chǎng)業(yè)務(wù)多樣化展示需求。

圖3 多維標(biāo)簽數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)及交互方法Fig.3 Dynamic association and interaction method of multidimensional label data

4.3 基于推送和觸發(fā)模式融合的數(shù)據(jù)交互技術(shù)

數(shù)據(jù)交互方式包含觸發(fā)和推送交互2種模式,如圖4所示。

圖4 推送和觸發(fā)交互模式Fig.4 Push and trigger interaction modes

4.3.1 觸發(fā)交互模式

觸發(fā)交互模式是指在瀏覽器上由用戶(hù)操作界面或程序定時(shí)刷新主動(dòng)發(fā)起與服務(wù)端進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的方式,即客戶(hù)端發(fā)出請(qǐng)求,服務(wù)端同步響應(yīng),請(qǐng)求與響應(yīng)一一對(duì)應(yīng),在觸發(fā)交互模式下,不同用戶(hù)在同一畫(huà)面上查詢(xún)方式不同,所瀏覽的畫(huà)面信息也會(huì)不同。瀏覽交易畫(huà)面、瀏覽CIM/G歷史畫(huà)面及相關(guān)操作的交互方式均屬于觸發(fā)交互模式,交易畫(huà)面的操作主要包括定時(shí)刷新、控件交互等。

當(dāng)定時(shí)刷新或用戶(hù)點(diǎn)擊控件時(shí),將多維標(biāo)簽數(shù)據(jù)請(qǐng)求通過(guò)總線(xiàn)發(fā)送給圖形取數(shù)服務(wù),由圖形取數(shù)服務(wù)調(diào)用平臺(tái)支撐服務(wù)獲取數(shù)據(jù)結(jié)果并返回客戶(hù)端。

CIM/G歷史畫(huà)面查詢(xún)時(shí),將設(shè)備類(lèi)等電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)請(qǐng)求通過(guò)總線(xiàn)發(fā)送給圖形取數(shù)服務(wù),由圖形取數(shù)服務(wù)調(diào)用歷史數(shù)據(jù)服務(wù)獲取數(shù)據(jù)結(jié)果并返回客戶(hù)端。

4.3.2 推送交互模式

推送模式是指由服務(wù)端定時(shí)主動(dòng)推送數(shù)據(jù)至客戶(hù)端,特點(diǎn)是所有用戶(hù)看到的畫(huà)面均一致,適合實(shí)時(shí)監(jiān)視需求。

CIM/G實(shí)時(shí)接線(xiàn)圖瀏覽采用推送模式,當(dāng)客戶(hù)端瀏覽接線(xiàn)圖時(shí),向服務(wù)端訂閱該接線(xiàn)圖的數(shù)據(jù)刷新事件,服務(wù)端通過(guò)會(huì)話(huà)資源管理模塊存儲(chǔ)會(huì)話(huà)信息,并啟動(dòng)畫(huà)面處理線(xiàn)程,該畫(huà)面處理線(xiàn)程為瀏覽同一畫(huà)面的所有客戶(hù)端提供數(shù)據(jù),在線(xiàn)程中通過(guò)文件訪問(wèn)管理模塊加載接線(xiàn)圖,進(jìn)行設(shè)備類(lèi)圖元?jiǎng)?chuàng)建和解析,形成數(shù)據(jù)請(qǐng)求發(fā)送給平臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),然后通過(guò)設(shè)備拓?fù)涮幚砟K生成畫(huà)面繪制信息,這些信息包括設(shè)備著色、設(shè)備狀態(tài)、閃爍信息等,最終返給訂閱同一畫(huà)面的多個(gè)客戶(hù)端［22］。客戶(hù)端和服務(wù)端首次交互是全數(shù)據(jù)方式,之后畫(huà)面處理線(xiàn)程定時(shí)刷新數(shù)據(jù),完成設(shè)備拓?fù)渲忍幚?同時(shí)計(jì)算出畫(huà)面變化部分,向所有訂閱客戶(hù)端推送變化數(shù)據(jù),節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬占用。由于客戶(hù)端不處理設(shè)備拓?fù)渲冗^(guò)程,客戶(hù)端資源占用少且繪制效率高。

4.4 業(yè)務(wù)人機(jī)操作的擴(kuò)展技術(shù)

除滿(mǎn)足瀏覽功能外,圖形系統(tǒng)還需支撐業(yè)務(wù)人員的業(yè)務(wù)操作功能,比如執(zhí)行日前出清計(jì)算功能、修改發(fā)電機(jī)出力計(jì)劃等。圖形系統(tǒng)為業(yè)務(wù)人員提供業(yè)務(wù)人機(jī)操作的擴(kuò)展方法,包括右鍵和控件點(diǎn)擊操作2種入口方式,如圖5所示。

圖5 業(yè)務(wù)人機(jī)操作的擴(kuò)展方法Fig.5 Expansion method of business man-machine operation

圖形為業(yè)務(wù)應(yīng)用提供非嵌入和嵌入2種業(yè)務(wù)交互方式:非嵌入交互方式主要包括調(diào)用本地進(jìn)程及遠(yuǎn)端進(jìn)程,調(diào)用遠(yuǎn)端進(jìn)程方式基于消息總線(xiàn)發(fā)送消息至指定節(jié)點(diǎn)調(diào)用服務(wù)端進(jìn)程；嵌入交互方式是指業(yè)務(wù)應(yīng)用以插件方式嵌入圖形系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用和圖形的深度集成。

為支撐業(yè)務(wù)應(yīng)用嵌入交互方式,圖形系統(tǒng)開(kāi)放業(yè)務(wù)插件二次開(kāi)發(fā)接口,業(yè)務(wù)人員所開(kāi)發(fā)的應(yīng)用插件以動(dòng)態(tài)庫(kù)文件形式存放在圖形插件目錄中,圖形瀏覽器在啟動(dòng)時(shí)不加載這些插件,當(dāng)進(jìn)入應(yīng)用場(chǎng)景時(shí),依據(jù)動(dòng)態(tài)庫(kù)名及導(dǎo)出函數(shù)動(dòng)態(tài)加載相應(yīng)的應(yīng)用插件與圖形有機(jī)集成,在插件無(wú)須使用時(shí)動(dòng)態(tài)將其卸載,實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)插件的即插即用功能,降低了圖形系統(tǒng)的內(nèi)存資源占用。圖形系統(tǒng)提供插件的接口主要包括右鍵菜單、修改數(shù)據(jù)、發(fā)消息三大類(lèi),右鍵菜單接口主要包括圖元右鍵菜單生成和菜單觸發(fā)邏輯處理接口,其中的菜單項(xiàng)由圖形系統(tǒng)內(nèi)在圖元右鍵菜單項(xiàng)和應(yīng)用插件實(shí)現(xiàn)的菜單項(xiàng)組合而成。修改數(shù)據(jù)接口提供置數(shù)所用,用于實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)修改數(shù)據(jù)邏輯處理。發(fā)消息接口是指圖形將畫(huà)面所需信息發(fā)送格式字符串消息至應(yīng)用插件,由應(yīng)用插件通過(guò)消息總線(xiàn)發(fā)送至應(yīng)用服務(wù)器上應(yīng)用進(jìn)程進(jìn)行處理,并返回結(jié)果給圖形系統(tǒng),發(fā)消息常用于業(yè)務(wù)修改計(jì)算參數(shù)等功能。

應(yīng)用插件與圖形系統(tǒng)松耦合機(jī)制提高了圖形系統(tǒng)的開(kāi)放性與靈活性,業(yè)務(wù)人員只需重點(diǎn)關(guān)注業(yè)務(wù)邏輯實(shí)現(xiàn),而界面生成和美化的工作由運(yùn)維人員負(fù)責(zé),減輕了業(yè)務(wù)人員的界面研發(fā)工作量。

5 應(yīng)用實(shí)例

基于本文提出的電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)組態(tài)圖形體系架構(gòu)實(shí)現(xiàn)的圖形組態(tài)軟件目前已經(jīng)在浙江省調(diào)電力交易中心部署應(yīng)用,用于支撐浙江電力市場(chǎng)技術(shù)支持系統(tǒng),構(gòu)建了服務(wù)于交易中心用戶(hù)的結(jié)算子系統(tǒng)、合約子系統(tǒng),以及服務(wù)于調(diào)度中心用戶(hù)的現(xiàn)貨交易系統(tǒng)。該成果也在江蘇、山西、山東省調(diào)結(jié)算子系統(tǒng)上進(jìn)行推廣使用,取得了較好的應(yīng)用效果。

基于該架構(gòu)實(shí)現(xiàn)的圖形組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)了構(gòu)建及編輯電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)畫(huà)面的功能,以“所見(jiàn)即所得”的方式生成滿(mǎn)足交易運(yùn)營(yíng)需求的人機(jī)界面。畫(huà)面風(fēng)格統(tǒng)一、便于維護(hù)、可靈活定制,支持多機(jī)協(xié)作編輯,支持常用的展示組件（餅圖、柱狀圖、曲線(xiàn)圖、面積圖、樹(shù)圖、時(shí)間滑動(dòng)條等）和控件類(lèi)組件（按鈕、下拉框等）,編輯器界面效果見(jiàn)附錄A圖A1。該軟件支持畫(huà)面圖元聯(lián)動(dòng)邏輯的可配置化、業(yè)務(wù)多樣化聯(lián)動(dòng)功能及同一安全區(qū)跨子系統(tǒng)訪問(wèn),提供開(kāi)放的二次開(kāi)發(fā)接口,支持業(yè)務(wù)擴(kuò)展功能,滿(mǎn)足復(fù)雜業(yè)務(wù)對(duì)圖形展示交互的靈活性要求。圖形系統(tǒng)采用跨平臺(tái)的Qt界面開(kāi)發(fā)技術(shù),支持在Windows和Linux操作系統(tǒng)上進(jìn)行圖形編輯與瀏覽［23］。應(yīng)用結(jié)果表明,圖形組態(tài)軟件能較好地滿(mǎn)足電力市場(chǎng)交易各環(huán)節(jié)畫(huà)面的構(gòu)建與交互需求,實(shí)現(xiàn)在不同交易周期與交易時(shí)段下各類(lèi)交易數(shù)據(jù)的展示及交互。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著電力市場(chǎng)改革快速發(fā)展,對(duì)電力市場(chǎng)技術(shù)支持系統(tǒng)的自動(dòng)化水平要求越來(lái)越高,針對(duì)電力市場(chǎng)技術(shù)支持系統(tǒng)中人機(jī)界面要求快速響應(yīng)用戶(hù)的要求,并結(jié)合電力市場(chǎng)數(shù)據(jù)復(fù)雜特點(diǎn),本文提出了一種電力市場(chǎng)技術(shù)支持系統(tǒng)人機(jī)組態(tài)圖形架構(gòu),闡述了屬性引用和事件交互組態(tài)、多維數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)定義等相關(guān)關(guān)鍵技術(shù),基于本架構(gòu)所研發(fā)的圖形組態(tài)系統(tǒng)通過(guò)實(shí)際工程應(yīng)用進(jìn)行驗(yàn)證,應(yīng)用效果表明圖形組態(tài)系統(tǒng)支持電力市場(chǎng)多維數(shù)據(jù)組態(tài)及展示、畫(huà)面聯(lián)動(dòng)靈活配置、業(yè)務(wù)綜合分析展示等功能,能快速生成及調(diào)整界面,滿(mǎn)足快速響應(yīng)交易業(yè)務(wù)對(duì)界面變化的需求,顯著提高界面生成的效率及降低運(yùn)維成本。

下一步將研發(fā)基于潮流圖的電力市場(chǎng)多時(shí)段信息可視化展示,例如出清電價(jià)的云圖展示、電廠開(kāi)停機(jī)情況、電廠發(fā)電機(jī)檢修情況等。另外將引入腳本擴(kuò)展機(jī)制用于界面操作邏輯特別復(fù)雜的情況,通過(guò)用戶(hù)化的聯(lián)動(dòng)配置、業(yè)務(wù)研發(fā)插件、腳本擴(kuò)展機(jī)制3種方式有機(jī)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)對(duì)不同層級(jí)業(yè)務(wù)展示需求的支撐,提升新功能快速部署能力及運(yùn)維水平。