1 緒 論

1.1 研究背景與意義
從 1980 年到 2012 年，中國的電力消費總量增長了 16.8 倍，9.2 ％的年均增長率[1]。在 2012 年，我國人均電力消費達到 3662 千瓦時/人，人均國內(nèi)生產(chǎn)總值約 6078 美元/人[1]。以美國經(jīng)濟學家 H•錢納里的經(jīng)濟發(fā)展階段標準判斷，目前我國正處于工業(yè)化的高級階段。工業(yè)需求電力大，我國雖然裝機總量大，但是仍然供電緊張，特別是在經(jīng)濟發(fā)達的沿海省份，中部省份也逐漸出現(xiàn)供電緊張現(xiàn)象。目前，我國電力規(guī)劃當中存在一些問題和挑戰(zhàn)[2]：
1.電源電網(wǎng)規(guī)劃協(xié)調(diào)問題。由于發(fā)電側(cè)和輸電側(cè)的分開，電網(wǎng)公司負責輸電線路規(guī)劃，而發(fā)電企業(yè)則根據(jù)自身戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃電廠項目，電源規(guī)劃與電網(wǎng)規(guī)劃的不協(xié)調(diào)問題日趨突出，電源規(guī)劃布局的合理性不強、接入點和容量選擇與電網(wǎng)規(guī)劃脫節(jié)，極大影響了電網(wǎng)安全水平和電網(wǎng)資源的投資效益[3]。
2.電力規(guī)劃工作的內(nèi)涵由“優(yōu)化”到“場景→模擬→評價”的深刻轉(zhuǎn)變[4]。電力規(guī)劃工作關注的重點逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槿绾斡行гu價規(guī)劃方案科學性、合理性和風險性的問題。比如，準確評估規(guī)劃項目的時間屬性對于電力系統(tǒng)的影響，根據(jù)評估結(jié)果適當提前或延后某條輸電線路的建設計劃，對于電網(wǎng)規(guī)劃工作的精細化要求而言更具有現(xiàn)實價值。
3.項目投資經(jīng)濟性與有效性評估問題。電力系統(tǒng)建設項目具有超前性與規(guī)模效應等特點[5]，為提高項目投資的使用效率與投入產(chǎn)出比，尤其是在面臨艱巨的電網(wǎng)建設任務與外部資金制約的條件下，應準確地評估不同規(guī)劃項目對電網(wǎng)可靠性、經(jīng)濟性等的影響，揭示不同項目的重要性與實施緊迫度，為電力部門適時地調(diào)整規(guī)劃建設項目提供重要的決策支持。一方面，確保電力工業(yè)滿足國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的用電需求；另一方面，避免電網(wǎng)、電源項目的不合理建設，導致大量寶貴資金低效率使用而帶來浪費[6]。
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1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
我們國家正在努力建設生態(tài)文明和美麗中國，對能源的發(fā)展方式提出了新的要求，提出能源發(fā)展方式要深刻的轉(zhuǎn)變。電力行業(yè)作為能源供應行業(yè)，迎來了發(fā)展的機遇。根據(jù)專家的預測，在未來十年內(nèi)，全國電力需求將達到 8 萬億千瓦時左右[2]，這對行業(yè)是一種考驗，這就要求電工行業(yè)在接受挑戰(zhàn)的同時，也要滿足綠色、低碳、環(huán)保的發(fā)展道路。目前國內(nèi)經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)步升高，用電需求對應上升。有專家預計[4]，全國發(fā)電裝機容量將達到 12.3 億千瓦左右，這是一個巨大的數(shù)字，龐大的裝機規(guī)模。我們國家相對國外發(fā)達國家，電網(wǎng)的建設起步較晚。在電力長期發(fā)展中存在不少問題，電網(wǎng)架構(gòu)建設薄弱。隨著改革開放以來，GDP 高速增長，各行業(yè)的快速發(fā)展，電力需求巨大，每年新增裝機 7000 萬千瓦[4]。在裝機建設當中，存在一些問題，規(guī)劃的風電基地地處偏遠，與負荷中心逆向分布，導致運輸?shù)葐栴}的產(chǎn)生，所以當前智能電網(wǎng)的建設，要解決的則是水電、煤電以及風電等可再生能源大容量、遠距離的運輸問題�？v觀國外，歐美等一些發(fā)達國家，電力需求基本飽和，電網(wǎng)的網(wǎng)架建設穩(wěn)定、成熟，通過統(tǒng)一智能電網(wǎng)實現(xiàn)國家電力網(wǎng)格的智能化，解決分布式能源體系的需要，以長短途、高低壓的智能網(wǎng)絡聯(lián)結(jié)客戶電源；在保護環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的前提下，營建新的輸電電網(wǎng)，實現(xiàn)可再生能源的優(yōu)化輸配，提高電網(wǎng)的可靠性和清潔性；實現(xiàn)全國范圍內(nèi)的電力優(yōu)化調(diào)度、監(jiān)測和控制，從而實現(xiàn)國家整體的電力需求管理，實現(xiàn)跨區(qū)的可再生能源提供的平衡[6]。綜合起來，國外發(fā)達國家則是電網(wǎng)網(wǎng)架建設良好，可調(diào)度性強，輸配電供應能力充裕，，在原有基礎上，更廣泛的考慮了能源基地的規(guī)�；_發(fā)和電力的距離運輸問題，擁有一個超級智能的國家智能電網(wǎng)。本項目將致力于研究適應多種發(fā)電模式下基于調(diào)度模擬的電源電網(wǎng)規(guī)劃方案協(xié)調(diào)評估方法，并提出約束場景的智能化生成技術，實現(xiàn)未來情景下規(guī)劃方案的周密的預評估，提高規(guī)劃方案的前瞻性、科學性和實用性。本論文著重介紹電力負荷歷史數(shù)據(jù)分析以及未來負荷預測分析。
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2 系統(tǒng)開發(fā)工具介紹

2.1 Java 語言介紹
Java 是一種跨平臺應用軟件的面向?qū)ο蟮某绦蛟O計語言[13]，由 Sun 公司于 1995年推出，自問世以來受到越來越多的編程開發(fā)者的喜愛，隨著網(wǎng)絡技術的急速發(fā)展，Java 語言有著很大的發(fā)展前景。Java 是的一種優(yōu)秀的面向?qū)ο蟮木幊陶Z言，有著健壯的安全設計。目前大部分開發(fā)人員開發(fā)系統(tǒng)都首選 Java 語言，這是由其自身的有點決定的，以下簡單介紹 Java語言的特性[14]：
1、平臺無關性，跨平臺，字節(jié)碼文件可以再任何軟硬件平臺運行，而執(zhí)行這類文件的就是 Java 虛擬機。
2、安全性，放棄 C++中的指針操作，不提供對存儲空間直接訪問的方法，所有的過程都有語言自身來處理，這樣可保證系統(tǒng)的地址空間不會被刻意或者無意的破壞。
3、面向?qū)ο螅乾F(xiàn)在的主流技術，Java 繼承了 C++中面向?qū)ο蟮睦碚撚悬c，但又同時簡化了一些面向?qū)ο蠹夹g，使得自身的面向?qū)ο蟮募夹g變得更簡單、容易操作，方便用戶[15]。
4、異常處理，Java 的異常處理可以幫助用戶定位，處理各種錯誤，可以捕捉到所有的程序異常，保證了應用程序在用戶的控制下運行，保證了程序的穩(wěn)定性和健壯性，從而大大縮短了 Java 應用程序的開發(fā)周期[16]。
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2.2 J2EE 的介紹
為保持系統(tǒng)的先進性，在系統(tǒng)的選型、分析過程中對各種主流的體系結(jié)構(gòu)作了分析對比，最終確定采用 B/S 應用模式，J2EE 架構(gòu)，全面的 Java 解決方案[17]。這種體系所擁有的優(yōu)點比如平臺無關、運算速度快、可升級性好等之外，更具有強大的生命力，因為此種體系已得到了 IT 業(yè)界的認可，被越來越廣泛的應用，能有效地保護客戶的投資[18]。在系統(tǒng)中，登錄點可能是大量的，并且來自各方面的[19]。需求中心和各個用戶的計算機系統(tǒng)情況多種多樣，要求有安全的網(wǎng)上數(shù)據(jù)傳輸、高效的計算性能和查詢能力，還要滿足先進性、可擴展性、可移植性等系統(tǒng)設計原則[20]。因此，系統(tǒng)采用最先進的B/S 應用模式，J2EE 架構(gòu)，全面的 Java 解決方案來開發(fā)部署J2EE 是由許多著名的業(yè)界公司合作提出的一個開放平臺，它擁有業(yè)界的廣泛支持和眾多的中間件軟件提供商（比如 IBM、Oracle、Sun 等等）[21]。J2EE 的提供商無關性標準使得新的軟件提供商可以毫無阻攔的進入這個市場參與競爭，從而使得客戶可以從眾多的產(chǎn)品（包括服務器端平臺，開發(fā)工具和應用組件等等）中進行選擇來組合成自己的體系結(jié)構(gòu)。
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3 需求分析 ......... 6
3.1 可行性分析 .......... 6
3.2 用戶需求分析 ...........6
3.3 功能需求 ......... 7
4 系統(tǒng)總體設計 ........... 8
4.1 物理架構(gòu) ......... 8
4.2 業(yè)務架構(gòu)設計 ........... 8
4.3 應用架構(gòu)設計 ........... 9
4.4 數(shù)據(jù)架構(gòu)設計 ......... 10
4.5 技術架構(gòu)設計 ......... 11
4.6 數(shù)據(jù)庫安全架構(gòu)設計 ....... 13
5 系統(tǒng)詳細設計 ......... 15
5.1 功能模塊 ....... 15
5.2 電網(wǎng)負荷分析 ......... 21
5.3 電力市場預測 ......... 22
5.4 配電網(wǎng)負荷分析數(shù)據(jù)庫表 .... 28
5.5 配電網(wǎng)電力市場預測數(shù)據(jù)庫表 ...... 32

6 系統(tǒng)實現(xiàn)

6.1 系統(tǒng)主要界面介紹
配電網(wǎng)負荷管理系統(tǒng)是 B/S 結(jié)構(gòu)的 web 應用系統(tǒng)，系統(tǒng)的所有操作都是在 IE 瀏覽器中進行，IE 瀏覽器需為 5.0 以上版本。輸入系統(tǒng)所在的服務器 IP 地址及分配的端口號，如系統(tǒng)所在服務器IP為127.0.0.1，配置的端口為8080，則在IE瀏覽器地址欄中輸入，輸入正確的地址后，能訪問到系統(tǒng)的首頁，如下：如果操作人員輸入的用戶名和密碼不正確，系統(tǒng)將在返回首頁中顯示錯誤信息，顯示的錯誤信息有三種：“錯誤的用戶名或密碼”；“帳號已經(jīng)失效”；“信息有誤，不能登錄”。 負荷分析模塊可以對年負荷、月負荷和日負荷進行分析，此小節(jié)內(nèi)容主要介紹負荷分析的幾個界面。選擇負荷分析模塊，導入歷史數(shù)據(jù)，這里選擇的歷史數(shù)據(jù)分析為2010 年和 2011 年，從數(shù)據(jù)可知 2011 年比 2010 年電力使用負荷更高，系統(tǒng)顯示結(jié)果與實際數(shù)據(jù)相符合。

結(jié)論

通過學習和參與開發(fā)，從中受益匪淺。本項目是一個龐大的系統(tǒng)，有眾多模塊，每個模塊都具有強大的功能。本系統(tǒng)采用 Java 語言編寫，以 Oracle 為數(shù)據(jù)庫設計。團隊開發(fā)出的系統(tǒng)，操作簡單，運行高效，功能齊全。本系統(tǒng)很好的完成了客戶的需求，實現(xiàn)了各個模塊的功能實現(xiàn)和關鍵技術的實現(xiàn)。系統(tǒng)能夠適應多種發(fā)電模式下基于調(diào)度模擬的電源電網(wǎng)規(guī)劃方案協(xié)調(diào)評估模型。同時，融入計算結(jié)果分析與分析決策等功能模塊中，從不同的時間維度與分析維度，實現(xiàn)對規(guī)劃方案全方位、多維度地分析與評估。其中核心的模塊，電力負荷分析和電力預測分析給電網(wǎng)員工省去很多人工勞動力，為企業(yè)未來電力規(guī)劃具有現(xiàn)實意義，給企業(yè)的經(jīng)濟效益是顯著的。本文詳細的介紹了基于運行模擬的電力規(guī)劃與動態(tài)智能管理系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)。個人能力和時間有限，主要介紹了其核心功能的設計和數(shù)據(jù)庫設計。隨著技術日新月異的發(fā)展，電力市場功能需求也在不停向前延伸，其接口應用也將越來越廣，這就需要我們不停地去探索新的需求，發(fā)展與之相應新的技術，使得系統(tǒng)對接更加完善，智能度更加深入。沒有最好，只有更好，隨著技術的發(fā)展，還會有嶄新的天地讓我們?nèi)ラ_拓。將來我們還是需要對系統(tǒng)的功能模塊細節(jié)進行改進或者完善，提高系統(tǒng)的質(zhì)量，服務企業(yè)。
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參考文獻（略）