系统拓扑（共11篇）
系统拓扑 篇1
引言
拓扑结构不仅是潮流分析、状态估计等高级应用的基础, 它是电力系统网络分析其他应用软件的基础, 它的任务是根据电力网络中开关的开断状况, 通过一定的算法计算出网络的实时结构拓扑, 进而进行更高级运算以了解电力网络的运行状态和安全稳定性, 或者得到拓扑数据供电力系统应用程序使用。同时拓扑分析的效果直接影响着工作人员进行故障估计、诊断和其他应用程序的使用效果。
一、深度或广度搜索法
早期的网络拓扑分析是利用堆栈技术进行搜索。一般是将拓扑结构表述为链表关系, 用图论中的搜索技术, 如深度优先搜索法和广度优先搜索法分析节点的连通性。这种方法一般需要建立反映拓扑结构的链表, 通过处理链表实现拓扑分析, 然后以搜索回溯的框架, 利用堆栈记录划分。由于其基本算法采用“堆栈”原理——先进后出的搜索逻辑, 程序不可避免采用递归的实现形式, 因此编程和维护较复杂, 效率较低。况且当应用于实时网络分析时, 在运算时间上不能满足要求。
二、面向对象 (OO) 的启发式搜索算法
由于在电网的实际运行过程中, 状态频繁发生变化的开关占少数, 因此将追踪技术引入拓扑分析中, 仅在开关状态发生改变时进行局部拓扑分析, 可以减少拓扑分析的计算量。在完成网络的初始拓扑分析并构筑了电网的结点树之后, 当电网发生开关变位事件时, 根据开关变位只造成局都电网拓扑发生变化的特点, 采用启发式搜索算法进行电网结点树拓扑的跟踪。针对不同的变位事件, 分开关“开”和“合”两种情况进行分析。实现拓扑跟踪OO模型的启发式拓扑分析方法, 利用OO技术可扩展拓扑算法的适用范围。
三、基于关联矩阵的集合划分算法
文献[4]是以SVG图形模型为基础, 再结合CIM和XML的特点, 采用改进的集合划分方法---基于关联矩阵的网络拓扑分析方法, 将拓扑分析与代数分析有机结合, 这样可进一步提高计算效率。在改进方法中, 先将连接点都新建成各个独立的拓扑点, 其中连接点中包含了与拓扑点的关联信息, 这样在归并拓扑点时就避免了遍历比较;在拓扑点归并过程中只销去拓扑点中的信息, 而拓扑点对象依然存在, 最后在进行一次总的导入。
四、基于OSPF协议的算法
目前获取网络拓扑普遍采用的方法是基于SNMP协议或ICMP协议的主动探测技术, 但此类技术容易增加网络负担, 影响其正常运行。文献[5]提出了一种基于OSPF协议数据库描述报文和链路状态更新报文的拓扑分析算法。因为OSPF协议报文中含有网络拓扑信息, 为有效处理报文数据, 所以采用这种算法。该算法的主要思想是:将OSPF协议报文按区域划分, 采用模拟路由器的工作方式构造链路状态数据库, 分别计算各个区域的拓扑, 再利用边界路由器连接分散的拓扑得到完整的网络拓扑。
五、分电压等级算法
该拓扑分析方法只搜索断开开关所在的厂站电压等级, 大大减小了搜索的空间, 提高了网络拓扑分析的效率。其基本原理为:首先对所有状态发生变化的开关 (或刀闸) 信息进行扫描, 根据开关信息判断开关的首末连接节点是否在同一电压等级。分级搜索法流程见图所示。
当开关状态发生变化时, 可能会对初始拓扑节点编号造成以下几种影响:
(1) 网络内开关操作后, 未造成拓扑节点变化, 连接节点仍属于同一拓扑节点; (2) 开关开断后分裂出一个或多个拓扑节点; (3) 开关闭合后删除一个或多个拓扑节点; (4) 以上情况的组合。
在初始拓扑节点编号的基础上中, 以上几种情况可以归结为两类来处理:
(1) 新增的拓扑节点, 其编号排在初始拓扑节点最大编号之后; (2) 不增加新拓扑节点, 采用初始拓扑节点编号。
这样, 网络中任何开关操作对拓扑节点造成的任何影响都可以在初始拓扑节点的基础上归结为两类操作, 简单明了, 易于实现。
六、基本分析单元的有色Petri法
将整个电网拓扑分析问题分解为若干基本分析单元, 采用基本分析单元的有色Petri网模型, 只重新计算受开关状态变化影响的分析单元, 减小了搜索的空间, 可提高拓扑分析的效率。
七、结语
以上几种利用数据结构加上特定的算法来实现拓扑分析的改进方法, 目的是为了加快拓扑的速度和效率, 得到准确的拓扑结构。
摘要：随着电网状态估计技术的发展和使用计算机进行实时监控日益得到的广泛应用, 无论是实时监控、在线潮流计算、状态估计都离不开对电力接线图的结构进行分析。本文重点概述了计算出网络的实时结构拓扑所采用的算法。
关键词：算法,搜索,关联矩阵,OSPF协议,分电压等级,有色Petri法
参考文献
[1]于尔铿:电力系统状态估计.北京:水利电力出版社, 1985
[2]刘娜:电网拓扑结构分析研究.科技资讯, 2008, 18 (20)
[3]董张卓, 孙启宏等.采用面向对象技术和方法的电力系统网络拓扑的快速跟踪.中国电机工程学报, 1998, 18 (3) :178～181
[4]周昊袁泉等:基于公共信息模型CIM和XML的电力系统拓扑分析软件.计算机应用与软件, 2007, 24 (1)
[5]王慧等:基于OSPF协议报文的网络拓扑分析算法.计算机工程.2008, 34 (6)
[6]朱文东刘广一于尔铿等:电力网络局部拓扑的快速算法.电网技术, 1996, 20 (3) :30一33
[7]赖晓平周鸿兴:电力系统网络拓扑分析的有色Petri网模型.电网技术, 2000, 24 (12) :5.10
系统拓扑 篇2
基于稳定性理论,讨论了Chen系统平衡点的稳定性、局部拓扑结构及其全局复杂性.给出了参数平面上的转迁集,这些转迁集将参数平面划分为不同的区域,在各个不同的区域对应于不同的解,系统随着参数的.变化从平衡点分岔出周期解.对Chen系统进行的数值模拟表明理论结果和数值结果一致.
作 者：尹小舟 刘勇 Yin Xiaozhou Liu Yong 作者单位：尹小舟,Yin Xiaozhou(连云港职业技术学院,江苏,连云港,22)
刘勇,Liu Yong(盐城师范学院,数学系,江苏,盐城,224009)
拓扑空间童话记(下) 篇3
只有一个国王的星球
小王子握住我的手，在我的头上摸了一下，我整个身体就缩小了，只有他的小姆指那样大，他就把我放进他的上衣口袋，于是我们从窗口飞出，直上云霄。
我实在好奇，想要知道外面是什么样子。我把头从口袋中伸出，只见到处都是美丽的星星，那银河像是由钻石缀满的项链，高挂在天幕上。
我们来到一个小星球，那上面到处都是美丽的公园，公园里有许多国王和王后的雕塑像。我们进入皇宫，小王子把我介绍给了国王。
我对国王说：“至高尊贵的国王，在我所生活的地球上有一个著名的戏剧家，他的名字叫莎士比亚。他曾经这么说：‘我可以局限在一个小房子里，而认为自己是无穷空间的国王。’”
“每个人由于生活环境的限制，他所看到的和所理解的空间及事物往往不一样，主观看法不一样，对同一事物就会有不同的争论。”
“我的祖先最初视界不大，以为他们生活的地球表面是平的。有一天，有一个人要去南方，他的马车却往北跑，人们笑他是‘南辕北辙’，一定不会到达目的地，其实很可能这个人早就知道地球是圆的，只要往北走就可以走到他所要去的南方。”
“是的，我们以前也以为我们的星球是平的。”国王对我说。
“这不奇怪。我现在剪下3块很薄的纸（见图一），我把它们的边缘黏起来。你可以看到3个不同的曲面。
第一个曲面像一个椭圆球，第二个曲面是圆柱，第三个是一个环面。我们现在可以看出它们是不一样的。假定我们生活在这些曲面上，而且我们的身体不断地缩小，小到平贴在表面上，我们在这表面上举目四望，就会觉得我们生活在一个平面上，而不知道它是椭球面、圆柱形面还是环面。”
“我同意你的说法，因为当我们变成渺小的生物之后，我们的眼睛只能看很小的一个范围，我们不知道我们生活的空间到底是什么样子。可是这和我的问题有什么关系呢？”
“国王陛下，在不同的条件下，一些事物可能有不同的发展和结果。在我的国家有一个传说：一个老人要把挡在他家门前的一座大山移走，他带领着全家老少每天去挖山，他认为每天挖一些，山不会增高，就算他在世时见不到山被移走，他的子子孙孙万代不竭地去挖这座山总会被挖走。
“可是如果我现在不是叫老人去移山，而是叫他移一条弧线，摆在他面前的是一个圆（如图二）：
连结顶点2和顶点6的弧是会和连结顶点3，8及顶点4，7的弧相交。想象这些弧都是由橡皮圈做成的，我是否能把弧2和6适当移动，使它们保留在表面上又不与任何其他的弧相交？
我可以告诉您，这位老人再加上他的万代子孙是不能在平面上解决这个问题的，因为不管他们怎样移动，都没法完成我的要求。”
我说完了就站在一边，让国王和他的臣子们去讨论。争论了半个钟头之后，国王说：“我相信你的话，我们没法解决这样的问题。”
“现在你们经过各种尝试，得到经验，知道这问题是不能解决的，可是处在环状星球的人看到这个问题时会哈哈大笑，说：‘这是一个很简单的问题，我们的3岁孩子都能解决。’因为他们的生活环境和我们的不一样，我们不能解决的问题，在他们那里很可能就变成可以解决的了。”
“你能不能告诉我他们是怎么解决的？我想知道结果。”
“好！现在我在这两张长方形的白纸上把刚才的图重画一遍。我先画顶点，然后画弧线（如图三），再把长方形的边相对黏合起来，这样我们的图就处在环面上了。顶点1和5及顶点2和6在这两个面上有不同的弧线连接，这些弧在环面上并不相交。”
小王子说：“也就是说，在平面上生活的人们不能解决的问题，在环状面生活的人却能解决。”
国王的问题的解决
“是的，你说得很对。我就是要说明一个很简单的道理：任何人处在不同的环境和不同的时间时，对一些事物的处理方式或了解就不一样。一些人看来简易的东西，对另外的人可能就是深奥的。一些看来是不能解决的问题，如果把立足点换一换，很可能就可以解决了。”
“那么为王子分配领土的问题是否可以解决？”国王焦急地问。
“国王，为王子分领土的问题可以这样看。如果把每个王子的领地用标有1，2，3，4，5的小圆圈来表示，如果两个领地有接壤，就用一个弧线连结起来。先看在平面上是否可以把任何一个顶点和其他顶点用弧相连且互不相交？我们的地球上有一位名叫库拉托斯基的数学家在50年代后就已证明这不可能。不管你怎样安排它们都会如图四（a）一样，总是有弧会相交，可是我却可以在环面上安排，使这些弧不相交，请您看图四（b）。
因此你们如果不想再对这问题伤脑筋，做不可能做的事，我可以提出一个卑微的建议：请你们移民到一个环状星球上去，这样你们的领土分配问题就可以解决了。”
“等一等！学数先生，你只说这问题在平面上不能解决，或许在圆球面上是可以解决的呢？”国王说。
这时我拿起笔在图四（a）上画了两条如图五左边的有箭头的弧线。然后拿剪刀沿着弧线剪，最后用浆糊把它黏起来，就像图五所表示那样：
“你看，我得到的是在圆球面上的图，它的顶点的相对位置不变，因此，在圆面上这问题仍然不能解决。”
“这真是奇妙的事，你能不能再告诉我一些关于曲面的新鲜事呢？”
只有一个面的扭带
看到国王的兴致这样高，我继续讲下去。
“请你们看我手上的长方形纸条，你们知道它有四个边、有两个面：如果我让纸条正对你们，你们可以说一个面是前面，另外一个面是后面；如果把纸条平放在桌上，你们可以说一个面是上面，另外一个面是下面。”
“如果我手上拿的是圆球或是一个玉环，你们也可以说他们有两个面，一个是里面，一个是外面。因此我们会以为所有的曲面都有两个面，对不对？”
大家都点点头。我把手上的纸条扭了一下，然后把头尾两端黏好，得到了如图六的曲面：
“现在你们可以看到，这个曲面只有一个边，你们如果不相信可以用手摸，它不像圆柱曲面有两个边，更巧妙的是，这个曲面只有一个面！”
国王摇摇头：“我看到的是两个面。”
“这是你的眼睛在欺骗你，固有的看法使你不容易接受事实。怎样证明圆柱形的面有两个呢？你会说很容易，我可以在一面上涂上红色，另外一面上涂上蓝色，这样就能明显地看出两个面来。好，现在请你用红色彩笔把这个扭带涂上颜色。”
涂上颜色之后，国王说：“唉呀！果然只有一个面，我现在得到一个全红的扭带！”
我拿着原先做好的圆柱纸圈，沿着中间平行两个边的大圆剪去，就得到了两个圆柱。
“你们能不能猜想：当用剪刀把这个只有一面的扭带顺着平行一边的纸条的中间剪下去，会得到多少个扭带？”
其他的人都异口同声地说：“两个！”
我把剪刀交给国王，国王以为可以分成两个扭带，实际上却没有剪开，得到的是一个更长的扭带。
国王目瞪口呆，喃喃自语：“这是怎么一回事？”
我又做了一个扭带，对国王说：“如果沿着纸条宽的三分之一的一个平行边剪，你会得到不同的结果。你们去试验和研究吧，我已经很疲倦了，我要回我的小房子做我的无穷空间国王梦了。再见了，国王和大臣！再见了，可爱天真的人们！”
ICPT系统补偿拓扑结构的优化 篇4
关键词：ICPT系统,电容补偿,SPP,输出功率
无线充电系统作为一种新型技术, 其发展迅速并受到广大学者的深入研究, 技术的主要目的是提高ICPT系统的传输功率和传输效率, 通常会在松耦合变压器发射和接收线圈分别加入电容补偿拓扑结构, 电容补偿拓扑方式的不同, 系统的频率敏感性和传输效率不同, 特别是大功率感应耦合充电装置。此设计针对电流型系统提出了一种更为优化的补偿方式:SPP型电容补偿。
1 ICPT系统的补偿拓扑
1.1 SP型电容补偿方式
无线传输系统一般在发射和接受端的电感上串联或者并联电容, 用以补偿电感线圈的无功损耗, 使其工作在谐振状态。本实验主要讨论SP型拓扑结构的优化, 图1是SP型电容补偿。
一般ICPT系统的谐振频率ω较高, 在计算过程中RS远远小于感抗ωLs, 所以RS在电路分析过程中可以忽略不计。为了实现系统的最大功率传输, 副边谐振补偿电容CS的选取需满足:CS=1/ω2LS;系统接收端电路的总电阻为ZS, 发射端电路的总电阻为ZP, 接收端等效到发射端的引入阻抗为Zr, 系统的总阻抗为ZT, 在计算完各个阻抗总值以后可以得到LS输入功率是P1, 负载RL上消耗的功率是P2, 传输效率为η[3,4]。则各个阻抗的计算如下所示:
1.2 SPP型补偿方式
SPP型电容补偿是在SP型电容补偿拓扑的基础上优化的, 其电路结构只是比SP型电容补偿结构多了一个并联电容, 电路图如图2所示。
图2中SPP型电容补偿拓扑系统工作在谐振频率下时, 为了得到Cp2的值, 令CP=1/ω2Lp为基准电容值, Cp2=βCp1, 其中β是相关比例系数, 当β=0时, 相当于SP型结构, 其变压器两端的电压、电流特性以及次级的输出电压与SP型也一样。因此一个合适的β值是SPP型电容补偿优化的重点。
对于SPP型的电容补偿拓扑方式, 接收端的等效阻抗没有改变, 而发射端的阻抗由于并联上了CP2而减小了, 由系统的传输效率公式
可知, 公式中的分子不变, 分母减小了, 因此系统的传输效率η就会增大, 由此验证了SPP型电容补偿拓扑方式的优越性。
2 两种补偿方式的仿真比较
利用MATLAB进行了实验仿真, 仿真输出了系统的输出电压。
由图3所示的系统输出电压图可知, 两种补偿方式下系统的输出电压波形和幅值一样, 并没有影响到输出电压的稳定性, 电压曲线一开始是迅速上升的, 待稳定后幅值可达到手机充电所需的+5V电压, 信号上有一些振荡衰减信号为松耦合变压器电磁辐射对系统造成。
由以上的仿真输出, 经过计算分析可以得到β=0.00294时, SPP型电容补偿拓扑方式的ICPT系统的发射端与接收端的电压幅值以及两种系统的输出电压幅值都对应相等。
3 结论
以上证实了SPP型的电容补偿拓扑方式在不影响输出电压稳定的前提下可提高系统的传输功率, 也可改善变压器两端的电压特性。
参考文献
[1]黄学良, 谭林林, 陈中等.无线电能传输技术与应用综述[J].电工技术学报, 2013, 28 (10) :1-11.
[2]何芹, 张佳斌, 戴丽洁, 等.手机无线充电系统的设计与实现[J].电子与封装, 2013, 13 (8) :44-47.
[3]武瑛, 严陆光, 徐善纲.新型无接触电能传输系统的稳定性分析[J].中国电机工程学报, 2005, 24 (5) :63-66.
你不了解的拓扑学 篇5
在数学上，关于哥尼斯堡七桥问题，多面体的欧拉定理、四色问题等都是拓扑学发展史的重要问题。
哥尼斯堡(今俄罗斯加里宁格勒)是东普鲁士的首都，普莱格尔河横贯其中。18世纪在这条河上建有七座桥，将河中间的两个岛和河岸联结起来。人们闲暇时经常在河边散步，一天有人提出：能不能每座桥都只走一遍，最后又回到原来的位置。这个看起来很简单又很有趣的问题吸引了大家，很多人在尝试各种各样的走法，但谁也没有做到。看来要得到一个明确、理想的答案还不那么容易。
1736年，有人带着这个问题找到了当时的大数学家欧拉，欧拉经过一番思考，很快就用一种独特的方法给出了解答。欧拉把这个问题首先简化，他把两座小岛和河的两岸分别看做4个点，而把7座桥看做这4个点之间的连线。那么这个问题就简化成，能不能用一笔就把这个图形画出来。经过进一步的分析，欧拉得出结论——不可能每座桥都走一遍，最后回到原来的位置。并且给出了所有能够一笔画出来的图形所应具有的条件。这是拓扑学的“先声”。
在拓扑学的发展历史中，还有一个著名而且重要的关于多面体的定理也和欧拉有关。这个定理的内容是：如果一个凸面体的顶点数是v，棱数是e，面数是f，那么它们总有这样的关系：f+v-e=2。
根据多面体的欧拉定理，可以得出这样一个有趣的事实：只存在五种正多面体。它们是正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体、正二十面体。
著名的“四色问题”也是与拓扑学发展有关的问题。四色问题又称四色猜想，是世界近代三大数学难题之一。
四色猜想的提出来自英国。1852年，毕业于伦敦大学的弗南西斯·格思里来到一家科研单位做地图着色工作时，发现了一种有趣的现象：每幅地图都可以用四种颜色着色，使得有共同边界的国家都被着上不同的颜色。
1872年，英国当时最著名的数学家凯利正式向伦敦数学学会提出了这个问题，于是四色猜想成了世界数学界关注的问题。世界上许多一流的数学家都纷纷参加了四色猜想的大会战。1878～1880年两年间，著名律师兼数学家肯普和泰勒两人分别提交了证明四色猜想的论文，宣布证明了四色定理。但后来数学家赫伍德以自己的精确计算指出肯普的证明是错误的。不久，泰勒的证明也被人们否定了。于是，人们开始认识到，这个貌似容易的题目，其实是一个可与费马猜想相媲美的难题。
进入20世纪以来，科学家们对四色猜想的证明基本上是按照肯普的想法在进行。电子计算机问世以后，由于演算速度迅速提高，加之人机对话的出现，大大加快了对四色猜想证明的进程。1976年，美国数学家阿佩尔与哈肯在美国伊利诺斯大学的两台不同的电子计算机上，用了1200小时，作了100亿次判断，终于完成了四色定理的证明。不过不少数学家并不满足于计算机取得的成就，他们认为应该有一种简捷明快的书面证明方法。
系统拓扑 篇6
关键词：拓扑发现,XML
0 引言
在实际应用中, 针对网络管理软件的体系结构特点, 我们通过拓扑发现, 利用当前最流行的Spring+Hibernate框架, 大量采用XML技术和JAVA反射机制, 可以大大提升网络管理系统的通用性, 能够适应网络设备不断更新带来的拓扑无法发现或者发现不完全的弊端, 很好地提高了整个网络管理系统的通用性。本文设计并实现了一套基于XML技术和JAVA反射机制的网络拓扑发现系统, 让用户直观、及时地了解整个网络的拓扑结构和运行状况, 能够帮助网络管理员更好地了解整个网络的规模和运行瓶颈, 为以后的网络扩展和升级提供有力的参考。
1 整体模块设计
作为一个独立的拓扑发现子系统, 应该是一个具有可重用性的子系统, 是能够随着网络设备、网络环境的变化只作简单修改或增删的系统。拓扑发现系统的整体设计, 是在框架系统的基础上进行设计的。
整个拓扑发现系统的模块如图1所示, 系统在客户端框架增加一个拓扑发现业务功能模块, 在服务器框架中添加拓扑资源管理模块、拓扑采集器控制模块、拓扑核心处理模块、拓扑配置文件访问控制模块、拓扑数据库控制模块, 通过这5个模块完成对拓扑数据的核心处理。在采集器框架的基础上增加拓扑采集过滤模块、ICMP采集池、SNMP采集池, 同时预留下扩充采集池模块, 为采集端以后的扩展做好了准备。
根据网络管理系统的一般性要求, 拓扑发现系统的功能基本上包括:
(1) 根据用户要求准确发现网络拓扑, 并将发现的拓扑数据持久化, 在界面上准确地反映实际网络的拓扑连接状态。
(2) 能够实时反映网络的连接状态, 在现有的网络拓扑上能够准确地反映网络设备的各个端口的当前状态, 包括端口是否在位、端口是否到达性能极限、端口是否掉线等。
(3) 可以手动修改拓扑, 可以添加、修改、编辑、删除拓扑图形, 可以修改显示的图标等。
(4) 拓扑图形必须至少能够反映网络的逻辑连接状态, 因此需要分层次显示网络的拓扑, 一级网络显示在最外层, 能够准确反映一级网络设备连接状态, 双击一级网络设备, 可以查看二级网络的连接状况。
(5) 能够提供一些辅助的功能, 包括:拓扑放大缩小、拓扑打印、更换拓扑背景等。
2 拓扑客户端设计
整个拓扑客户端采用MVC模式构建, MVC模式如图2所示。
设计控制器类TopoControl、视图类TopoView、模型类TopoModel, TopoControl类负责捕获TopoView中的从界面出发的动作, 并做出相应的运行。TopoView显示界面, 负责与用户交互, TopoModel负责组织与显示有关的数据结构。
综合使用XML和JAVA反射技术构建易于修改的客户端界面。系统负责从界面配置文件读出并完成界面的各个部件的安装, 当用户在客户端启动拓扑发现时, 界面弹出发现配置的界面, 提供用户输入发现参数, 这些发现参数应该能够方便地增加、修改、删除。当用户完成输入时, 启动发现, 将发现参数递交给服务端。整个客户端的流程如图3所示。
3 拓扑服务器端设计
拓扑服务器端主要包括:拓扑核心处理器模块、拓扑采集器控制模块、资源管理模块、拓扑配置文件访问模块、拓扑数据库访问控制模块。拓扑核心处理器模块是整个拓扑服务器的核心, 它负责管理和调度整个拓扑服务器, 拓扑核心处理器模块控制着拓扑的其他功能模块。包括:拓扑采集器控制模块、资源管理模块、拓扑配置文件访问模块、拓扑数据库访问控制模块。
对于拓扑核心处理模块, 从拓扑客户端获得封装之后的拓扑发现数据之后, 对拓扑数据进行检验和分析, 抛弃不合法的参数设置, 同时通过拓扑配置文件访问模块加载拓扑配置信息, 如果有需要的话, 还可以通过资源管理模块访问系统资源等, 根据发现参数决定启动什么类型和多少采集器, 将数据重新封装成为拓扑消息bean:MessageBean, 将封装之后的参数分别传递给采集器, 开始采集工作。当完成了采集工作, 即设备的数据也就获得了, 拓扑核心处理模块需要将数据组装, 通过拓扑数据库访问控制模块, 将发现的拓扑数据持久化, 同时将拓扑数据通过MRI通信接口上报给客户端加以显示。拓扑服务器的工作流程如图4所示:
4 结束语
本系统采用当前流行的Spring+Hibernate中间件, 综合利用了XML和JAVA反射机制, 大大降低了由于网络设备变化带来的网络拓扑发现系统的风险。经实际应用检验, 该系统确实在一定程度上适应了网络设备的变化, 满足业务不断增长的趋势, 实现对网络管理的动态扩展。
参考文献
[1]张华平, 玄光哲, 于贵平, 等.基于JNI技术应用框架的分析和实现[J].吉林大学学报 (信息科学版) , 2003 (5) .
[2]孙卫琴.精通struts:基于MVC的Java Web设计与开发[M].北京:电子工业出版社, 2004.
系统拓扑 篇7
随着智能电网的发展,时钟同步技术、通信技术、计算机技术在电力通信网和基于IEC 61850标准的数字化变电站得到了大力的促进、推广和建设。为了解决现有传统后备保护的保护整定复杂,动作延时长,当电网结构或运行工况发生非预设性变化时保护性能也难以得到保证,可能导致保护拒动、误动等突出问题,近年来提出了一种基于网络通信、广域测量技术的广域继电保护[1,2,3,4]。
根据广域继电保护(WAP)的保护算法和所采用的WAPS结构[5],构建高速、双向、实时、自愈、安全和可靠的通信网络是实现广域继电保护的基础。相对于传统的监测与控制系统,如SCADA/EMS系统、电能计量系统、DTS系统等,WAPS对网络通信提出了更高的要求。
广域继电保护作为电力系统新增业务,如何接入数字化变电站网络和电力通信网,使既能满足广域继电保护功能要求同时又不影响变电站和电力通信网现有其他业务的功能实现。以目前的通信网络技术可逐步实现过程层和变电站层的网络化,因此,适当的设计广域继电保护IED接入方式,可方便得获取站内各IED信息;目前电力通信网主要以SDH光纤环网为主,变电站业务接入SDH主要有IP over SDH和IP over ATM over SDH两种模式。文献[3,6]使用传统SDH技术的设备,分别采用以上两种模式接入SDH环网,实现了广域继电保护的站间通信。随着电网的发展,需广域通信的业务种类越来越多,现有的电力通信网正向新一代SDH技术MSTP(Multi-Service Transport Platform)发展,MSTP支持多种的传输模式。因此需要研究最适合于广域继电保护的接入传输模式及其实现过程。
还需考虑网络通信的可靠性问题,设计高可靠性的变电站和广域网络拓扑结构。当通信网络(如:网络设备、传输线路等)出现故障时,避免信息出现丢失和因故障产生的时延变化对广域继电保护功能的影响。文献[7]分析了全站统一网络的典型冗余结构,提出了集中备用和交叉备用两种改进方案,并对各种冗余结构的可靠性进行分析,指出单重保护系统中采用冗余结构后,可明显提高系统(尤其是母线保护)的可靠性,保护经双重化配置之后,已具有很高的可靠性,从经济性角度考虑无需再对每一单套保护的网络结构进行冗余配置。SDH环网具有自愈功能,文献[8]采用串联系统可靠性计算模型分析了SDH的可靠性,给出了整个光纤环网的失效概率和可用概率。
目前国内外对广域继电保护的接入传输模式、网络拓扑结构鲜有文献研究,因此,本文将对此方面展开研究。本文的主要内容为:首先根据广域继电保护的功能实现提出了广域继电保护的分层系统结构,随后分析了广域继电保护IED接入变电站网络和电力通信网的实现方式,并设计了变电站网络拓扑结构和基于多业务综合传输平台MSTP的广域通信网络组网的拓扑结构,最后介绍了WAPS广域网络的信息传输方式和冗余设计方案。
1 WAPS系统结构
本文采用变电站信息集中与区域集中决策相协调的WAPS总体系统结构如图1所示。图1(a)为变电站及调度中心内部网络结构,其中IED1~IEDn表示智能电子设备,子站中广域继电保护IED定义为TCU(Terminal Centralized Unit),主站中广域继电保护IED定义为DCU(Decision Centralized Unit)。调度中心中广域继电保护IED定义为MU(Monitoring Unit)。目前提出的广域继电保护主要是实现同一电压等级下的线路保护。图1(b)为广域继电保护分层系统结构,从广域通信网络结构的角度看,将同一电压等级的整个电网广域继电保护分为三层,即接入层、汇聚层、核心层。将广域电网视为由若干个有限区域共同组成,每个区域选取其中一个变电站为主站,所有区域主站构成汇聚层,汇聚子站TCU上传的信息,并以主站为中心划分区域,区域内除主站外的其他变电站称为该区域的子站,整个电网所有子站构成接入层。调度中心MU为核心层。
TCU主要分为信息采集单元和跳闸执行单元,信息采集单元的主要功能有:(1)启动元件的判断;(2)测量被保护线路的模拟量(电压、电流量)和开关量(保护动作情况、断路器位置),模拟量在进行预处理(如:数据同步、信息融合等)后,计算其相量值,然后将相量值(周期性传送)和开关量(事件触发传送)经GPS打上同步的时间标记上送到主站;跳闸执行单元主要功能:接受主站的控制命令,并与本地传统主后备保护综合决策后对相应的断路器进行跳合闸操作,并将指令上传主站和调度中心。
DCU主要分为信息采集单元和综合决策单元,信息采集单元主要功能有:(1)承担主站的TCU任务,收集本区域内TCU上传的信息;(2)接收调度中心下发的指令;综合决策单元主要功能:定时根据各子站上送的信息运行广域继电保护算法,当区域内出现故障,形成故障处理策略并下发给子站以执行相关故障切除控制。
MU的主要功能:实时协调和监控各区域广域继电保护系统运行情况、全网的实时拓扑结构、故障记录查询以及主站、子站广域继电保护IED的参数配置等。
2 广域继电保护IED接入变电站网络
文献[9]提出了独立过程网络和全站统一网络两种数字化变电站通信网络的组建方案,指出独立过程网络目前较易实现,而全站统一网络凭借信息高度共享等优势成为数字化变电站通信网络的最终形态。以220 k V两电压等级数字化变电站为例,一般220 k V变电站高压侧部分及变压器部分均采用双套设备,低压侧部分采用单套设备。因此,TCU/DCU在高压侧采用双套设备,在低压侧采用单套设备。采用文献[7]提出的集中备用方案对低压侧的单套设备进行双重网络冗余设计,高压侧则采用每套设备独立一套网络。图2给出TCU/DCU接入220 k V数字化变电站全站统一网络的拓扑结构。限于篇幅,TCU/DCU、变压器和高压侧其他设备的双套配置和双重网络只画出一套。
文献[10]利用马尔可夫状态模型,对环网、双环网和双星型网等冗余结构进行了比较,并建议采用双星型网以获得零故障恢复时间。最新颁布的IEC62439标准定义了两种具有零故障恢复时间的冗余协议[11]:并行冗余协议和高可用无缝环网。因此,图2中低压侧采用集中备用的双星形冗余网络拓扑结构。高压侧每套单一间隔设备(如线路保护)通过间隔交换机与本间隔内的合并单元、断路器智能终端等过程层设备相连,形成一个通信子网,低压侧单一间隔设备通过间隔交换机和集中备用交换机与本间隔内的过程层设备相连;而跨间隔设备(如母线保护,TCU/DCU),高压侧每套保护则通过公共交换机I或II连接各个间隔交换机,低压侧保护通过公共交换机III和IV连接各个集中备用交换机和间隔交换机,从而获取各电压等级相关间隔的信息。由于交换机接口有限,低压侧若干个间隔配置一个集中备用交换机。下面以高压侧的广域继电保护,研究TCU/DCU接入电力通信网的方式。
3 广域继电保护IED接入电力通信网
3.1 MSTP传输平台
传统的SDH技术的设备主要承载面向TDM的E1业务,自身能够提供的标准接口种类有限,难以高效地承载各种速率丰富的宽带业务,在承载10M/100 M/1 G以太网数据业务时,存在各种不足,主要表现在需要外加接口转换路由交换设备,应对突发数据信号时需要配置缺乏动态灵活性,带宽利用率低,无法实现带宽的动态调配功能。
而新一代SDH技术MSTP是基于SDH,同时实现TDM、ATM和IP等业务的接入、处理和传送等功能的多业务平台,并提供统一的网管。采用这种平台,可简化系统的构成,直接提供多种业务的接入,从而减少维护费用。一方面,MSTP保留了固有的TDM交叉能力和传统的SDH/PDH业务接口,继续满足话音业务的需求;另一方面,MSTP提供ATM处理、Ethernet透传以及Ethernet L2交换功能来满足数据业务的汇聚、梳理和整合的需要。MSTP采用VC虚级联能够很好地解决传统SDH网络承载宽带业务时带宽利用率低的问题。第三代MSTP可支持Qo S、多点到多点的连接、用户隔离和带宽共享等功能,能够实现业务等级协定(SLA)增强、阻塞控制以及公平接入等,可以说,第三代MSTP为以太网业务发展提供了全面的支持[12]。
3.2 广域继电保护业务接入电力通信网方式
目前电力通信网按照网络用途大致可以分为:传输网络、数据网络、业务网络及支撑网络等四大类,在传输网络方面,我国已形成以SDH光传输网为通信的核心网络,电力线载波和无线通信作为传输网的应急和备用通道,波分复用DWDM作为SDH的技术的补充。数据网络包含调度数据网和综合数据网,调度数据网接入业务分为安全区I和安全区II业务,综合数据网接入业务分为安全区III和安全区IV。业务网包含调度交换网、行政交换网和会议视频等。支撑网络包含同步网和网管系统。
如图3给出广域继电保护业务和变电站其他业务通过MSTP设备接入电力通信网的传输模型。广域继电保护作为后备保护,其业务时延要求为300ms内,在图3中实现毫秒级业务传输的方式有三种:方式1,接入PDH标准接口直接承载在SDH传输网上,传输方式为IP over SDH;方式2,接入ATM接口,传输方式为IP over ATM over SDH;方式3,接入数据调度网传输实时性业务的安全区I交换机上,传输方式为Ethernet over SDH。
下面对以上三种接入方式进行分析,由于方式1业务接入标准的SDH/PDH接口,在我国为2.048Mbit/s、34.368 Mbit/s、139.264 Mbit/s等三种。根据变电站规模的大小,广域继电保护子站到主站间的业务主要有:模拟量相量值、断路器状态信息、告警信息、监控管理类信息(MMS)等信息流,业务通信量一般介于三者之间,采用方式1并考虑到广域继电保护业务的扩展需选择较大的带宽接口(如:34.368 Mbit/s、139.264 Mbit/s),然后通过MSTP设备的级联技术按广域继电保护的业务设置适当的带宽,SDH/PDH接口能自适应MSTP设备所设置的带宽。但方式1需要以太网和SDH/PDH的接口转换,并且方式1是采用先进先出的发送方式,由于各种业务的优先等级不同,采用方式1不能保证高优先级业务的优先传输,从而影响高优先级业务的时延。
方式2,ATM是面向连接的,有较好的服务质量,能可靠地传送广域继电保护等敏感性数据业务,但由于ATM网络存在开销大、效率低的缺点,目前在电力通信网中已经较少应用,因此广域继电保护业务不适合采用方式2传输。
方式3,由于广域继电保护属于继电保护的范畴,电力行业将继电保护业务的网络传输和其他业务分离,并且由于继电保护自身的特点(速动性,时延要求在毫秒级),广域继电保护业务如果和其他多个业务共享链路带宽,会在一定程序上影响广域继电保护业务的传输时延,同时也会影响原有调度数据网实时性业务(如PMU业务,时延要求20~50 ms内),并且对数据调度网业务的扩展带来困难。
通过以上分析,本文建议将广域继电保护IED单独接入MSTP一个以太网接口,通过MSTP设备级联技术,根据广域继电保护传输业务量大小分配合适的独立带宽,使其独享网络带宽,不受其他业务的影响。同时采用网络服务质量Qos、调度策略和拥塞管理,如:MPLS+Diffserv服务,PQ调度,加权随机先期检测(WRED)等,保证广域继电保护业务端到端传输时延满足广域继电保护功能的要求;采用这种方式同时也满足电力行业将继电保护业务网络传输和其他业务分离的要求。
4 基于MSTP平台的WAPS通信组网
4.1 WAPS分层结构HVPLS网络拓扑结构
图3中接入MSTP设备以太网接口的业务有广域继电保护数据网和调度数据网、综合数据网,三种业务接入不同的以太网接口,各自具有独立的虚拟网桥(VB),各VB之间的数据是隔离的,并为各自分配独立的传输通道VCTRUNK。VCTRUNK为MSTP设备利用相邻级联或虚级联技术将多个VC捆绑在一起构成的逻辑通道。因此,可以为三种业务按各自的功能需求独立进行以太网业务组网。根据ITU-T G.etnsrv,MSTP承载以太网业务的类型有四种:专线特性组网方式的EPL以太专线业务和EVPL以太虚拟专线业务,二层交换特性组网方式的EPLAN以太专用局域网业务和EVPLAN以太虚拟专用局域网业务。
分层系统结构的广域继电保护为集中式业务,区域内各子站的TCU信息流都向主站的DCU汇聚,电网所有主站的DCU信息流汇聚到调度中心MU,实现的组网方式为点到多点(子站到主站,主站到调度中心)和多点到点(调度中心到主站,主站到子站)的形式。四种MSTP以太网业务类型都支持点到多点和多点到点的业务,其中EVPLAN最适合广域继电保护业务实时性和安全性的需求。
EVPLAN也称虚拟网桥服务,实现VPLS业务,VPLS是一种基于MPLS和以太网技术的二层VPN技术,使用EVPLAN组网通过VLAN ID和MPLS标签的双重隔离,达到不同用户的业务隔离,在子站与主站以及主站与调度中心间建立标签交换路径LSP(Label Switch Path),保证信息传输的实时性,还可以有效地避免广播风暴,同时采用二层VPN技术实现子站与主站以及主站与调度中心间的信息传输的安全性,从广域继电保护IED角度看EVPLAN是个大的虚拟局域网。
但在VPLS组网中,无论是以BGP方式,还是LDP方式为信令的VPLS,为了避免环路,其基本解决办法都是在信令上建立所有站点的全连接。如果一个VPLS有N台PE设备,该VPLS就有N(N-1)/2个连接。当VPLS的PE增多时,VPLS的连接数就成N平方级数增加。同时还存在一个缺点是提供VC的PE路由器需要复制数据包,对于第一个报文和广播、组播报文,每个PE设备需要向所有的对端设备广播报文,这样就会浪费带宽。为解决VPLS的全连接问题,增加网络的可扩展性,以及节约网络带宽,产生了HVPLS组网方案,通过分级连接,可以减少信令协议和数据包复制的负担,使得VPLS可以大规模应用,因此适合于电力通信网的应用。本文提出的WAPS分层结构的HVPLS典型组网如图4所示。
图4(a)为WAPS分层结构HVPLS组网物理连接拓扑,图中路由设备UPE、SPE都为MSTP设备,称为PE设备,支持HVPLS功能;广域继电保护IED直接接入PE设备。路由设备UPE表示用户的汇聚设备,即直接连接广域继电保护IED,称为下层PE。UPE支持路由和MPLS封装。SPE表示连接UPE并位于基本VPLS全连接网络内部的核心设备,称为上层PE,SPE也可直接接广域继电保护IED,并且UPE只需要与一台SPE建立连接。
图4(b)为图4(a)的逻辑连接网络拓扑,所有UPE和SPE设置在同一个自治系统AS内,低层次的VPLS因为和高层次的VPLS在同一个AS内,因此可以采用LDP PW方式接入BGP VPLS。因为整个电力通信网SPE数量仍然庞大,因此在调度中心的SPE上采用BGP路由放射器RR(Router Reflector)来减少全连接数量,通过RR反射来间接地达到逻辑上的全连接。广域继电保护IED通过链路AC(Attachment Circuit)接入PE,UPE和SPE通过虚链路PW(Pseudo-Wires)相连,AC为FE(Fiber Ethernet),PW为VCTRUNK。
区域1包括主站1和子站1~子站7,区域n包括主站2和子站6~子站12;其中子站6、7属于区域1和区域n,需与主站1、2交互信息。
4.2 广域网的信息传输方式和过程
MSTP以太网业务处理单板提供了汇聚功能,即以太网口对应多个VCTRUNK的数据都被从同一MAC地址接入或落地。可以为子站到主站或主站到调度中心提供多点到点和点到多点透传业务。
主站的一个以太网口与区域内的其他子站的以太网口进行通信,即主站的DCU接入SPE设备的一个以太网口对应多个VCTRUNK,每个VCTRUNK对应子站TCU接入UPE设备以太网口所配置的VCTRUNK;调度中心的一个以太网口与各区域主站的以太网口进行通信,即调度中心MU接入SPE设备的一个以太网口对应多个VCTRUNK,每个VCTRUNK对应各主站DCU接入SPE设备以太网口所配置的VCTRUNK。
采用这种方式实现了子站、主站、调度中心的互联,保证了业务对通道带宽需求;同时按照这种方式组网后,主站和调度中心的以太网板卡数量将大大减少,不但降低了成本,而且还减少了主站和调度中心SPE的以太网出线,降低了故障率。
以主站1、2和子站6、7为例,采用以上以太网传输方式,HVPLS业务网络传输的实现过程,如图5所示为HVPLS业务的应用示意图。采用虚拟局域网(VLAN)可以实现单播、组播功能并且能有效地降低广播风暴的危险。在各子站UPE设备上建立一个基于MAC地址的VLAN,如:子站6、7分别为VLAN6、VLAN7,将需要发送的主站DCU和调度中心MU的MAC地址加入此VLAN;在主站SPE建立基于MAC地址的VLAN,如:主站1、2分别为VLAN1、VLAN2,将区域内的子站TCU和调度中心MU的MAC地址加入此VLAN;以上所建的VLAN TAG标识可以相同也可以不同,通过MPLS标签来区分。下面介绍子站与主站的数据传输过程。
主站1下发广域继电保护动作指令到子站7的步骤如下:(1)主站1 DCU发送数据帧(源地址为MAC H,目的地址为MAC B)经SPE1设备VLAN封装后,根据报文的目的地址,查找虚拟交换实例VSI(Virtual Switch Instance),得到内层标签20(VC Label,VCTRUNK标识),然后将其转发到相应隧道,打上外层标签2(Tunnel Label,MPLS标识),这样就根据不同的地址得到了已建的LSP2。(2)SPE1与UPE7之间的UPE6对用户报文进行传递和标签交换,最终在倒数第二跳报文的外层标签被剥离。(3)UPE7收到该报文后,去掉内层标签,根据报文的目的MAC,查找VSI的表项,发现该报文应该被发往MAC B,剥离VLAN标识后发送到子站2的TCU。
子站6需同时向主站1、2发送模拟量和开关量信息,因此,子站6的TCU可以采用VLAN组播方式传输信息至两个主站,即TCU向VLAN6发送基于MAC地址广播信息,经UPE6设备VLAN封装,根据报文的目的地址,查找VSI后根据已建的LSP1和LSP4向主站1、2发送信息。
主站与调度中心间的信息传输方式和子站与主站间的信息传输方式相同。子站到调度中心间的信息传输需通过主站的SPE中转。
4.3 WAPS广域网络冗余设计
由于广域继电保护业务具有高可靠性要求,因此,要求基础传输网络具有很强的生存能力,一方面应采用完善的SDH环网和以太网业务保护机制,另一方面应采取设备冗余配置的策略。
由于广域继电保护业务为汇聚型,并且具有严格的时延要求,因此建议采用二纤双向子网连接保护SNCP,保护倒换后相对于二纤双向复用段保护MSP具有较小的时延;在两个相交环互通时,建议采用DNI双节点保护方式。在以太网业务保护方面,MSTP提供MPLS保护,建议采用1+1 LSP保护倒换方式;在MSTP设备中,优先启动SDH保护,然后才是LSP保护。在设备冗余配置的策略方面包括广域继电保护IED设备冗余、网络设备冗余、链路冗余。广域继电保护数据网业务接入冗余方案,如图6所示,图3~图5中只画出了单套设备。
广域继电保护IED和网络设备的冗余方面,图6中子站高压侧TCU为两套配置,网络设备UPE为单套配置,主站和调度中心由于其重要性,对DCU、MU和SPE均进行双套配置。在链路冗余方面,子站的两套TCU接入路由器UPE的一个以太网端口,UPE分别为2台TCU配置不同的VCTRUNK与两台汇聚路由器SPE相连;在主站两台DCU都接入两台汇聚路由器SPE的各1个以太网口,两台SPE间通过FE互连。两台汇聚路由器SPE分别与调度中心两台核心SPE相连,并分别配置不同的VCTRUNK。调度中心两台MU都接入两台核心路由器SPE的各1个以太网口。在以上设备连接中有环路时,网络设备UPE/SPE应启用快速生成树协议(RSTP),避免报文在环路网络中的增生和无限循环。
5 总结
高速、双向、实时、自愈、安全和可靠的网络是实现广域继电保护的基础。本文首先提出了广域继电保护的分层系统结构,分析了广域继电保护IED接入变电站网络和电力通信网的方式,建立了集中备用方式的全站统一网络结构和基于HVPLS广域继电保护分层系统的以太网组网方案,以及站间信息传输方式,最后设计了WAPS冗余方案。本文设计的广域继电保护通信网络不仅适用于IEC61850标准定义的基于TCP/IP的传输方式(MMS服务),而且适用于GOOSE和SV应用层直接映射到链路层的传输方式,为基于IEC61850的广域继电保护通信建模提供了基础。
摘要：广域继电保护为解决现有传统后备保护存在的突出问题提供了一种新的思路。实时、可靠的通信网络是实现广域继电保护的基础,为此,设计了广域继电保护的分层系统结构,将全网分为三层,即接入层、汇聚层、核心层。随后设计了变电站全站统一网络拓扑结构,将广域继电保护IED接入间隔层公共交换机,可收集站内相关间隔的信息。在接入电力通信网方面,将广域继电保护IED单独接入MSTP的一个以太网口的方式,建立了基于HVPLS的广域继电保护分层系统以太网网络拓扑结构、广域网络的信息传输方式和冗余设计方案。
关键词：广域继电保护,分层系统结构,全站统一网络,MSTP平台,HVPLS组网
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系统拓扑 篇8
油田是以石油勘探、开发为主要业务的技术密集型企业。原油集输系统是油田建设的重要组成部分,具有空间跨度大,结构复杂的特点。GIS作为管理地理空间数据的信息技术,是建设油田原油集输系统信息管理平台的最佳手段。
近年来,随着对GIS认识的不断深入,国内油田对空间分析功能的需求在迅速增长。空间数据拓扑关系是实现GIS空间分析功能的基础,根据油田专业系统的特点建立拓扑关系,可以充分发挥GIS的空间分析能力,为规划建设、生产管理、应急处置和物资配送等工作提供更好的辅助决策支持。
2 拓扑关系与Geodatabase
2.1 拓扑关系
拓扑关系描述的是地理对象的空间位置关系,它通过对点、线、面等地理对象基本元素之间的邻接、关联和包含关系的描述,说明了地理对象之间的连通性、邻接性和区域性。空间数据拓扑关系的作用在于:
2.1.1 能清楚的反映实体之间的逻辑结构关系。
拓扑关系不需要利用坐标或距离即可确定一种地理实体相对于另一种地理实体的空间位置关系。
2.1.2 可以维护空间数据的质量和完整性。
拓扑关系同时可以作为空间约束,将其应用于制图过程中,可查找和修复违规数据,提高数据质量。
2.1.3 是实现空间分析等查询分析功能的基础工作[1,2]。
2.2 Geodatabase
Geodatabase是ESRI提出的空间数据模型,是建立在DBMS之上统一的、智能化的空间数据库,它的网络模型可以很好地实现对地理要素拓扑关系的描述。Geodatabase对线性网络系统有两种描述模型:几何网络模型(Geometric Network)和逻辑网络模型(Logical Network)。几何网络模型是组成线性网络系统的要素的集合。逻辑网络模型是一个由边线元素和交汇点元素组成的网络图表。在Geodatabase中,一个几何网络模型总是与一个逻辑网络模型相联系。当一个几何网络生成或变化时,对应的逻辑网络将自动产生和维护。
几何网络模型是要素的集合,是由边线和交汇点相连组成的系统。Geodatabase支持四种网络要素:简单交汇点要素(simple junction feature)、复杂交汇点要素(complex junction feature)、简单边线要素(simple edge feature)、复杂边线要素(complex edge feature)。
3 原油集输系统概述
原油集输系统的基本流程是从油井采出来的油气水混合物经计量站计量,混输进接转站,在接转站经过油气分离后,含水油输向集中处理站(联合站),在联合站中经过脱水、原油稳定、气体处理后进入首站或油库,最后外输。其典型流程图如1。
4 拓扑关系的建立
4.1 拓扑关系建立的基本思想
原油集输系统在GIS地图上表现的是一个地理网络,它将原油集输系统所包含的设备、设施按实际地理位置坐标数字化后按照用户定制的图层图例符号在GIS中对现实状况的模拟展示。为了建立其拓扑关系,需要为这个地理网络建立网络模型,将系统包含的各种设备、设施抽象为Geodatabase几何网络的网络要素,并定义要素的连通性与流动方向。
4.2 拓扑关系建立的方法
4.2.1 原油集输系统要素分析
通过对组成原油集输系统设备、设施的分析可知,系统可抽象成由边(edge)和交汇点(junction)组成的效用(Utility)网络。对应于Geodatabase模型,其构建完成的几何网络可通过图2的典型关系进行描述[3]:
对应几何网络,Geodatabase通过建立网络中各要素连通属性表的方法建立了相应的逻辑网络,逻辑网络了记录给定所有相邻交汇点以及连接该点与相邻交汇点的边线。(见图3)
4.2.2 原油集输系统拓扑关系的建立前的准备
a.定义空间参考、构建要素集和要素类
在Geodatabase中,首先为原油集输系统的各要素定义统一的空间参考,并为其构建要素集(feature dataset)和要素类(feature dataclass)。
b.为要素类定义子类
按照油田地面工程的习惯,原油集输系统中连接计量站到接转站、接转站到联合站的管线统称为集油管线,联合站到油库(首站)、从油库(首站)外输的管线统称为输油管线。为了更好地区分设施的连接关系,需要为这两类要素定义子类(subtype)。集油管线可定义为计量站到接转站集油管线、接转站到联合站集油管线、计量站到联合站集油管线等子类,输油管线可定义为联合站到油库(首站)输油管线、油库(首站)外输油管线等子类。
c.要素类几何网络类型的确定
按照Geodatabase支持的网络要素类型及原油集输系统的设施特征分析,除集油管线和输油管线可能通过油阀门引出支线,需要定义为复杂边线要素外,其他要素均可定义为简单交汇点或简单边要素。
d.连通性规则的确定
连通性规则是检验几何网络中数据一致性的最重要的规则,Geodatabase支持的连通性规则包括边线——交汇点规则(edge-junction rule)和边线——边线规则(edge-edge rule)。按照原油集输系统的流程,我们为其制定的边线——交汇点规则如表1。
4.2.3原油集输系统拓扑关系的建立流程
通过以上各项工作,为通过构建原油集输系统几何网络,实现各类设施的拓扑关系描述做好了准备。这样即可按如图4的流程建立原油集输系统几何网络[4]。
5结论
使用Geodatabase模型构建原油集输系统几何网络的方法建立设备设施之间的拓扑关系,是GIS系统中实现网络分析功能的基础工作。但由于不同油田的原油集输系统建设流程还存在着一些差异,如部分油田采用了更为先进的“一级半布站”输流程等,还需要我们进一步研究完善拓扑关系的建立方法,更准确地模拟不同集输流程工作现状,为提高数据使用的效率和深度提供更好的支持。
参考文献
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系统拓扑 篇9
1 直驱式风力发电变流系统概述
双PW M全功率变流器是目前投入商业化运行的直驱式风力发电系统中使用范围最广的变流器。在风力发电技术研究起步比较早的欧美国家, 双PW M全功率变流器控制技术已经成熟。以双风力PW M全功率变流器为变流器, 发电机采用永磁同步发电机是直驱式风力发电系统比较常见的配置。与变流器相对应, 目前最常用的的变流器拓扑是如图1所示的变流器拓扑及其变型。其工作原理是:首先, 由永磁同步电机产生幅值和频率都变化的交流电, 经过机侧变流器转换成直流电, 待直流电经过支撑电容滤波和稳压后输送给网侧变流器, 最后, 通过网侧变流器转换为频率和幅值稳定的交流电馈入电网。
通过实践中对图1所示的变流器拓扑及其变型几种拓扑的对比分析, 发现这几种拓扑的性价比程度都差不多。然而, 考虑到长远的发展, 随着风力发电机的运用范围逐渐扩大, 发电机的维护简易性和性能可靠性对发电机发展越来越重要。因此, 虽然国外对双PW M变流器控制的研究已经比较成熟了, 但是对大型直驱式风电系统变流器的研究还是会不断深入, 根据实际检验挑选出最符合实际需要的拓扑。国内的相关研究机构和企业应该抓住这一机遇, 不断研发自己的核心直驱式技术, 提高直驱式风电系统的性能, 争取在将来的风电技术发展中占有一席之地。一般来说, 控制直驱式风力发电变流系统拓扑的基本原则就是:在尽可能提高单台变流器容量的前提下, 采用变流器的多重化并联技术。
2 直驱式风力发电变流系统拓扑控制策略研究
2.1 基于功率模块并联的变流器扩容方案
要构建大功率的机侧变流系统, 关键在于突破单变流器容量。通过并联数个功率模块, 可以提高系统的容量。由于并联功率模块各自拥有独立的驱动电路, 即使进入功率模块的是同一路驱动脉冲, 各功率模块实际的开关动作时刻仍不可避免地存在一定微小差异, 不同功率模块输出电流存在较大的瞬时差异, 导致各并联功率模块的单变流器扩容方案可能存在瞬间电流峰值超限、器件致损的缺陷。要对这个问题进行控制和避免, 就要需要在并联功率模块间额外串入交流电感来对并联功率模块之间输出电流存在的瞬时差异, 即动态环流进行抑制。功率模块并联的数量是限制的, 当数量超过一定限度时, 就会对主电路结构的对称性产生影响。因此, 要进一步扩大系统容量, 就要从变流器并联入手, 研究变流器并联的方案。
2.2 基于变流器并联的系统扩容方案
2.2.1 网侧变流器系统扩容方案分析
网侧变流器在系统中起着稳定母线电压的作用。网侧变流器对电流的无功、有功功率进行控制, 以保证向电网输送的电流符合要求。
将两网侧变流器直接并联主电路拓扑如图2所示, 将数个变流器并联时, 可以借助错时矢量调制技术现谐波对消, 大大减小注入电网的电流谐波。
网侧变流器并联时会出现零序环流的问题, 即当数个变流器的主电路参数和控制存在一定差异时, 会导致变流器发生过电流保护。要控制零序环流就要从根本上消除零序环流, 切断零序环流通路。主要有两种方法, 一是采用多绕组变压器, 侧隔离两变流器的交流;一是采用独立的直流电源。
2.2.2 机侧变流器并联的系统扩容方案
机侧变流器采用矢量控制, 提高电机使用频率的稳定性。机侧变流器控制电机转速及电机电流波形, 并实现最大转矩/电流比最优控制。通过机侧变流器的控制, 能使发电机电流几乎为正弦, 有效解决由低次谐波和同步电抗所带来的效率低、输出功率低等问题, 提高电机的功率因数, 在设计系统时可减小发电机及变流器的设计容量。机侧变流器并联的设计方案如图3所示:
与网侧变流器不同, 机侧变流器与电机直接相连, 没有交感电流通过。当处于同一拓扑的变流器开关动作不一致时就会导致直流电母直接短路。通过在交流侧额外加入适当大小的交流电感可以抑制这种现象的发生。然而这种解决方法存在一定的缺陷:一方面这种方案必然会使系统主电路复杂化, 加大系统运转的工作量, 带来加大维护难度、噪音、机体发热等问题。另一方面, 这种方案采取两台变流器交流侧和直流侧分别相连的方法, 必然会导致零序环流。要同时解决机侧变流器直流瞬间短路和零序环流, 一个简单有效的解决方案是增加永磁同步发电机定子绕组相数, 对变流器交流侧之间进行电器隔离。
3 结语
综上, 可以采取并联功率模块和并联变流器的变流系统拓扑方案来增大直驱式风力发电变流系统的容量。采用功率模块并联扩大单台变流器容量的方案简单易行, 但是对并联数量有所限制, 功能作用一般。利用变流器并联的方案, 操作难度大, 系统的方案设计比较复杂, 但是可以进一步扩大系统容量, 减小注入电网电流谐波。
参考文献
[1]邓小凌, 冯志文.我国风力发电产业发展的现状问题与对策[J].电力环境保护, 2001.
[2]申洪, 王伟胜, 戴慧珠.变速恒频风力发电机组的无功功率极限[J].电网技术, 2003.
拓扑人生——著名数学家吴文俊 篇10
数学与计算机在他的手中相遇；
碰撞出了怎样的火花？
1957年，在新中国首次 “国家自然科学奖”颁奖典礼上，与大名鼎鼎的华罗庚、钱学森同台领奖的有一位年仅37岁的年轻人。此后，这位年轻人很快就在公众的目光中消失了。45年后，当首届国家最高科技奖颁奖时，人们突然发现那位当年获奖的年轻人又再度站在了领奖台上。此时，他已经是82岁高龄的老者。
他，就是享誉世界的著名数学家——吴文俊（图1）。
（1）1957年，吴文俊在新中国首次 “国家自然科学奖”颁奖典礼上领奖
吴文俊，中国科学院院士，中国数学机械化研究的创始人之一，国家自然科学奖、国家最高科技奖获奖者。
也许有人不相信，搞了一辈子数学研究，并在数学领域取得了世界公认的巨大成就的吴文俊，却说他本来不喜欢数学。
吴文俊:我原来是喜欢物理的，不太喜欢数学（图2）。
（2）吴文俊接受采访
喜欢物理而不喜欢数学的吴文俊最后怎么成了数学家？一段特殊的经历，让年轻时的吴文俊险些与数学研究擦肩而过。
1919年，吴文俊出生于上海，上中学时，吴文俊对物理产生了浓厚的兴趣，考试成绩异常优秀。那时，他从未想过要当一名数学家。然而，就像是命运开了个小小的玩笑，他所在的中学校长格外看重他的数学才华，希望他报考上海交通大学数学系，并承诺为他提供一笔奖学金。
吴文俊:那个校长说，我要是考数学系就给我奖学金。那时学费很贵，我的家庭经济很一般，没有办法支付我的学费。
1936年，吴文俊以优异的成绩考取上海交通大学数学系，两年后，他对“组合拓扑学”产生了浓厚的兴趣（图3）。
（3）年青时的吴文俊
然而，吴文俊的生活陷入了困境，抗日战争爆发后，原来中学发给他的奖学金中断了。
这时，已成为汉奸的中学校长派人来找他。
吴文俊:这个中学校长通过另外的方式要继续给我奖学金，我拒绝了。就是因为他是汉奸。
1940年，吴文俊大学毕业，由于时局动荡，生活困顿，不得不放弃数学研究，去中学当教师。5年之后，他连这份工作也没有了，陷入了失业的窘境。
就在吴文俊感到前途渺茫时，他的命运却出现了重大转机。出于对吴文俊数学才华的钦佩，他的大学同学赵孟养主动把自己大学助教这一难得的职位让给了吴文俊。
吴文俊:没有他的帮忙，数学根本就不要想。
重新回到数学研究第一线的吴文俊，充分利用每一分钟，潜心研究数学。
这时，一个人的出现，又给吴文俊的学术生涯带来了新的曙光。
吴文俊遇到的这个人就是享誉国内外的数学大师陈省身。当时陈省身刚从国外回来，正筹建中央研究院数学研究所。得知这一消息后，生性腼腆的吴文俊主动找到了陈省身，希望得到一份数学研究所的工作。经过考试，吴文俊如愿以偿。
从此，陈省身教授迅速把他带到数学研究最前沿，吴文俊很快就在数学王国里找到了适合自己的研究领域和研究方法（图4）。
（4）多年后，吴文俊（左）与陈省身合影
拓扑学是当时世界最前沿的数学研究领域，它主要研究几何图形在连续改变形状时，还能保留一些不变的特性。它只考虑物体之间的位置关系，而不考虑它们的距离和大小。遵从陈省身先生的建议，吴文俊开始研究美国数学大师惠特尼的乘积公式。在不到一年的时间里，吴文俊就用简单而清晰的方式证明了惠特尼极为繁杂的乘积公式，攻克了这个数学难题，在拓扑学研究领域崭露头角。
吴文俊:惠特尼本来是要专门写一本书的，我现在这个文章只有几页就说明白了, 这么一来，他就不写了，流产了。
1947年，吴文俊经陈省身推荐，到法国斯特拉斯堡大学学习。在法国留学期间，吴文俊的研究取得了重大突破，他的最新成果被国际上称为“吴类”、“吴公式”，在国际数学界产生了巨大的影响（图5）。
（5）在法国学习时的吴文俊
吴文俊在国际数学界初露锋芒，他却决定回国。这个出人意料的决定让他的法国同行非常不解：法国有着这么好的研究环境，吴文俊为什么要回到中国呢？他们预测，“拓扑奇才”吴文俊回到中国很可能一事无成。
吴文俊:学成归国是理所应当，祖国永远是最神圣的地方。
1951年，他毅然离开法国，回到了新中国。
事实证明，回国并没有影响吴文俊的学术研究，并且取得了优异的成绩。1957年，因“示性类和示嵌类”研究取得优秀成果，吴文俊荣获国家第一届自然科学奖一等奖。
他究竟是怎样登上数学巅峰的呢？
吴文俊:我说数学应该适合于笨人做的，我是很笨的，脑筋反应比较慢。
就是这样一位自认为“很笨”的人，总能站在数学研究的最前沿，数学机械化就是他晚年创建的一个重要理论。
吴文俊晚年取得的这项新成就，源自他一次令人惊讶的选择。在拓扑学领域取得重大成就20年后，年近六旬的他忽然调转研究方向，开始专注于中国数学史的研究。他一头扎进图书馆，全面系统地阅读古今中外关于中国古代数学的文献书籍，遇到难懂的外文资料就一遍又一遍地查字典。凭着这股钻研精神，吴文俊发现了中国古代数学的完整逻辑体系，领会了中国古代数学的精髓。
1975年，吴文俊在《数学学报》上发表了一篇题为《中国古代数学对世界文化的伟大贡献》的论文，文章对中国数学和西方数学的发展进行了深入的比较和分析，以史为据，论证了16世纪前中国人在数学领域的辉煌成就，明确提出：近代数学之所以能够发展到今天，主要是靠中国式的数学，而非希腊式的数学。这篇文章的发表，在当时的数学界引起了不小的轰动。
正是在数学史研究方向上受到启发，吴文俊开创了国际数学界一个全新的研究领域：数学机械化。简单地说，数学机械化就是将数学庞大而繁琐的运算、证明和研究，交由电子计算机来完成，从而实现人类脑力劳动的机械化。
1971年，吴文俊在下工厂劳动期间，第一次接触到了简单的计算机。他一下子就被这种机器深深地吸引住了。那时，他就敏锐地预感到：“不久的将来，电子计算机必定成为数学家研究工作中不可或缺的一项工具”。
吴文俊:数学研究苦得不得了，要大量地计算。后来我想，中国古代数学最适合计算机了，我就用计算机来考虑一些问题。
吴文俊所考虑的问题，是用计算机来证明几何定理。
要使用计算机来证明几何定理，必须有专门的程序。于是，吴文俊再次下“笨功夫”，从零开始学习计算机语言，编写程序（图6）。
（6）工作中的吴文俊
吴文俊:我喜欢Algol语言， Algol语言跟我搞的机械化数学比较合拍。
学习编程语言，吴文俊很是下了一些“笨功夫”。他最初学的是BASIC语言，已经编写了四五千行证明定理的程序。结果BASIC语言被淘汰，换成ALGOL语言。迫不得已，他又得从头学起。等他熟悉ALGOL语言之后，ALGOL语言又被弃用，编好的程序又作废了，他只好再次另起炉灶。
然而，20世纪70年代，在我国要找到一台可以进行大运算量的计算机谈何容易。于是，他在出国访问期间，利用国外大学里的计算机抽空进行“机器证明”；很长时间以后，他在国内才找到一台大容量的高性能的计算机。
从那时开始，在系统科学研究所的机房里，经常会出现一位70多岁老人的身影，不分昼夜地忘我工作。有很多年，吴文俊上机的时间是全数学所最多的。
功夫不负有心人，经过近10年的努力，机器证明几何定理终于取得了成功。
吴文俊在数学机械化理论和应用领域作出了重大贡献，我国在人工智能、智能计算机、自动控制、物理学、化学、天体力学等多个重要研究领域取得的重大科研成果，其背后都有吴文俊数学机械化的广泛应用（图7）。
（7）应用“吴方法”数学机械化设计的重构并联机床
1997年．吴文俊获得“赫布兰自动推理杰出成就奖”，2006年，获得 “邵逸夫数学科学奖”。前者是国际自动推理领域的最高奖，而后者被誉为数学的“东方诺贝尔奖”（图8）。
（8）吴文俊获赫布兰自动推理杰出成就奖
如今，吴文俊还在忙着设立“数学与天文丝路基金”的工作，他准备沿着昔日的“丝绸之路”，组织开展有关“中算西传”的研究。他的研究发现了中国古代数学的历史，他的探索揭示着世界数学的未来。
吴文俊:难道中国古代数学的成就 不就是通过这条路传到西方去的吗？ 我想知道在这条路上，究竟西方传到东方，是怎么传的；东方传到西方，又是怎么传的。
吴文俊曾经答应过陈省身先生要“还债”。那是1946年暑假的一天，陈省身先生在图书馆遇到了正在看书的吴文俊，就叫他还债。
吴文俊:陈省身先生跟我说，你看别人的东西，就是欠人家的债，你得还债。我问他怎么还呢？他说你不仅做研究，还要写论文，让别人来看你的文章，用这种方式来还债。
系统拓扑 篇11
现有的电力终端通信接入网综合管理系统存在通信制式多、组网复杂等实际问题, 造成了接入网管理资源分散、数据展现不畅等问题, 制约了终端通信接入网的安全稳定运行。为有效提高终端通信接入网的监管质量, 切实提高终端通信接入网监管工作效率, 可以在建设终端通信接入网专业网管基础上进行一体化资源管理, 实现终端接入网的全网拓扑展示和资源集中管理。
2 背景技术
终端通信接入网是电力通信网的重要组成部分, 是电力骨干通信网的延伸, 其主要建设目标是满足智能电网配用电环节的通信需求, 包括10 k V通信接入网和0.4 k V通信接入网, 承载着配电自动化、配网调控一体化、用电信息采集等生产任务。
“十二五”期间, 电力通信网建设将在广度和深度上都有新的巨大发展, 同时也将面临新的重大挑战, 形成了以光纤通信为主、微波、载波、卫星等多种通信方式并存, 分层分级为主要特征的电力专用通信网络体系架构, 骨干通信网络延伸到35千伏变电站并形成一体化的特征;与此同时, 随着配电、用电对通信网的需求急增, 终端通信接入网将迅速发展并逐步向低端延伸扩大。这对通信网的安全、稳定、快捷等管理也提出了更高的要求。
随着计算机技术、网络技术、自动化技术和通信技术的飞速发展, 建立终端通信接入网综合管理系统的技术已成熟。综合网络管理是在各单个网管系统之上建立统一的网管平台, 实现对整个所辖区域的通信网络和网络节点上的通信设备的统一管理。但是在实际应用中我们发现终端通信接入网中通信制式和厂家众多, 而实际组网通常是多种制式混合组网, 没有一个系统能将不同通信制式之间的连接表现出来, 缺乏一个统一界面能够展现终端通信接入网全局网元、拓扑及实时告警信息, 制约了终端通信接入网的安全稳定运行。
3 全网拓扑展示系统概述
3.1 概述
针对现有技术的不足, 基于终端通信接入网的全网拓扑展示系统, 在一张统一的全网拓扑中, 分层展示全区域、各个厂家、各种通信体制的网元及拓扑连接信息。全网拓扑分基于已有的配用电通信一体化管理平台资源数据模型和软件框架平台, 在此基础上进行了数据模型和应用的扩展, 加入了一些特有的数据模型, 并对原有的图形服务和拓扑图组件进行了功能扩充。以图形服务和拓扑图组件为展现基础, 以资源信息管理和接入网管理为数据基础, 结合拓扑管理和拓扑分析, 从而展现全网拓扑这一全新的拓扑形式。
通过全网拓扑展示, 一是帮助用户实现了在统一的界面下对多厂商设备运行状态的集中监视, 用户可以更加全面、直观的查看整个终端通信接入网的网络结构, 包括对整个通信网络的概览、对具体拓扑连接和手拉手连接的细节, 以及对多种通信方式混合组网的展示等, 解决了管理终端通信接入网众多网元和复杂组网结构的问题, 提高了和管理人员对整个网络情况的掌握程度。
二是通过全网拓扑展示, 实现了统一界面展现终端通信接入网全局网元、拓扑及实时告警信息, 解决了用户以前局限于各个子系统对立进行现在监控、维护的情况, 提高了运维人员的管理和设备修复效率。
三是通过全网拓扑展示, 实现了全网设备数据通信关系展示, 为今后全网改造、设备更新和开通全网业务提供了有效的扩展支撑和实施辅助。
终端通信接入网管理系统软件架构如图1所示。
3.2 系统功能说明
系统基于跨操作系统的统一软件框架平台, 采用了统一资源数据模型, 通过一体化采集平台与EPON、PLC、工业以太网, 无线系统、GPON等被监视系统实时交互, 能够支撑用电信息采集、线损管理、配电自动化、远程抄表、电力营销等多种业务应用。主要包括三大应用模块。
1) 运行管理
运行管理类应用从通信运行的调度、检修、故障、备件等方面的流程化管理角度出发定义相关功能。主要包括运行值班管理、通信检修管理、缺陷故障管理、备品备件管理等功能。
2) 资源管理
资源管理的数据由运行管理提供, 资源管理按照配置规则提供对终端通信接入网各种通信资源数据的规范、常态管理功能, 实现面向通信网络、通信设备、通信业务等各类通信资源的规范化管理, 使资源的使用更加便利、资源数据的查询更加准确, 并为通信资源的建设和规划提供依据。主要包括资源信息管理、配置管理、拓扑管理、资源查询和资源预警等功能。
3) 综合监视
综合监视按照资源管理提供的数据资源整合、处理和分析设备网管、动力环境和其它数据采集系统传送至中断通信接入网管理系统各种告警信息和性能信息, 实现在统一的界面下对多厂商设备运行状态的集中监视, 实现面向网络、面向业务的告警管理以及智能化的故障分析处理手段。主要功能模块包括告警实时监视、性能管理、运行状态监视、重要业务监视、故障智能分析等管理功能, 如图2所示。
4) 硬件部署
系统的北向接口以服务的形式提供, 运行在设备网管服务器上, 采集服务器通过局域网连接该服务。后台应用服务器通过通信专网与采集服务连接, 将数据存储到数据库服务器中, 应用服务器双机实现负载均衡, 数据库服务器通过磁盘阵列和光纤交换机实现主备热运行。通过web服务器提供发布功能, 网络中设置双网保护、网络防火墙、隔离装置等安全措施, 已提高对开放式接入系统可能应用带来的安全问题的预防能力。系统硬件构架如图3所示。
整个硬件网络结构分为安全II区和安全III区, 两个安全区之间通过正反向隔离装置隔开。在安全II区, 采集服务器连接专业网管, 然后通过隔离装置连接到应用服务器。在安全III区, 应用服务器接收采集服务器上送的配置、告警等信息, 保存到数据库服务器, 并通过WEB服务器进行对外发布, III区通过防火墙连接到办公网络。
4 关键技术
4.1 一体化数据资源管理
系统将不同厂家、不同技术体制的网元的属性抽象出来, 分为物理层和逻辑层, 物理层包含区域、站点、机房、机位、机柜、机框、插槽、板卡、端口等, 逻辑层包含系统、网元、拓扑、通道、路由等, 将各类型网元储存格式的统一, 实现了统一的数据模型, 这也为全网拓扑导入各个系统网元提供了可能。在导入数据之前首先经进行数据的采集, 由于所有设备都是存在变电站等站点内, 所以采用手持GPS定位设备, 给每个站点建立GIS坐标, 并按照统一的数据模型进行录入, 然后根据地图比例尺大小, 可以生成设备对于站点的偏移坐标, 然后利用全网拓扑管理系统提供的导入界面, 用户可以选中一个系统中的所有网元, 并加入全网拓扑中。通过对于网管系统中设备与设备之间的连接管理的读取, 设备在导入网元时, 就可以根据数据库中保存的网元和拓扑连接的关系, 自动计算导入网元相关的拓扑连接, 并将这些拓扑连接一并导入全网拓扑中。根据管理需要, 一个网元可以全网拓扑中导入多个实例, 分别位于不同的分组中;在全网拓扑中还可以导入分光器等物理设备, 或手动在图中添加自定义设备。
4.2 各种网元接入和自定义分组的拓扑图组件
利用统一数据模型、手持GPS定位设备数据采集和网元拓扑连接等技术, 系统利用IBM Ilog引擎的拓扑图组件, 在ILog的原有功能的基础上, 针对实际应用需求进行了扩展, 能够以不同的图标展示多种不同网元和拓扑。组件支持对于多个网元的分组, 如按照区域、站点、线路等网络和地域组织形式或管理需要分组, 并支持分组的嵌套, 即分组中包含分组。分组可通过双击控制展开或收缩, 在展开、收缩后, 能够根据图元大小的改变, 动态对图形进行重新布局。分组收缩时, 分组外到分组内元素的拓扑连接会自动连接到分组上, 保证整个网络拓扑结构不变。同时通过后台服务实现用于管理图形和图元数据的图形服务, 实现便捷的网元、分组等图元的图形导入、自动布局、自动序列化并压缩和版本管理。
4.3 全网拓扑图模块管理
全网拓扑图模块实现了对于网元、拓扑的导入和全网拓扑图的展示功能。首先导入系统中已有的网元和拓扑, 然后根据实际显示需要, 加入系统中不存在的虚拟网元, 然后根据网元所属的线路、站点、区域等属性进行分组, 最后建立各不同技术体制的网元之间的拓扑连接。生成全网拓扑的步骤为:
1) 新建一张全网拓扑, 并从所管辖通信资源中包含的各通信子系统, 如EPON系统、PLC系统中, 选中需要显示在权威拓扑中的网元, 将数据另外拷贝一份, 导入全网拓扑数据库中;
2) 根据数据库中网元与拓扑的关联关系, 分析起点或终点为选中网元的拓扑, 并将其导入;
3) 根据网络组织情况和管理需要, 将网元按照区域、站点、线路等归类对网元进行分组, 小的分组 (如站点) 可合并为一个大的分组 (如区域) ;分组默认收缩显示, 也可展开显示其中详细内容;
4) 按照组网情况, 通过在拓扑图上拖动两个图元的连接点, 建立不同系统或网元之间的拓扑连接。
5 结束语
本文以重庆江北供电公司接入网全网拓扑展示系统介绍了基于一体化数据资源和可视化数据展示的基本结构、系统功能, 利用全网拓扑展示系统重庆江北供电公司实现了对于以往独立运行、分散展示的通信网络系统的一体化管理和集中展示, 解决了通信网络在日常监控维护过程中由于系统独立运行、分散展示的不足, 实现了通信网络系统协同维护、集中展现的全新模式, 大大提升了企业生产运维的效率, 为企业带来了更好管理模式和经营效益。
摘要：利用一体化数据资源管理技术, 实现对于电力终端通信接入网全网管理资源的统一管理, 然后通过与GIS系统的有效结合实现对于终端通信接入网全网运维的分层化、精确化管理, 为电力企业日常通信运维和决策提供合理有效的辅助支持。
关键词：一体化管理,全网拓扑,混合组网,多样化展现
参考文献
[1]杨文清, 焦群.构建统一的电力通信网资源管理平台[j].电力系统通信, 2005 (26增刊) :21-23.
[2]邵波, 陆涛.关于配用电综合网管系统的研究[j].通信市场, 2012 (7-8) :68-72.