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摘要：该文在研究国内外电能质量管理应用技术和项目总体架构的基础上，基于统一建模语言（UML）对电能质量管理系统进行系统设计与建模，通过UML分别设计系统的用例、静态、动态模型，在每个总体模型基础上都对其进行细化。使用UML建模可以缩短系统的开发周期，增加系统的可移植性。
关键词：电能质量;UML;系统设计
中图分类号：TP391 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2019）34-0226-02
电能质量管理是电力企业提高其运行经济效益的重要环节，只有及时有效地对电能质量进行实时准确的监测才能进一步提高用能管理的水平，并且提高供电的质量。虽然国外已经研发出较好的电能质量监测与管理系统，运行效果也比较可靠，但是这些产品价格非常昂贵，加上跨国维护服务问题，使得国内用户难以承受。本系统属于自主研发，在价格和服务以及应用范围上有一定的优势。另外，本系统在用户化服务上较为突出，通过对客户企业的用电能系统质量进行监测与分析，协助企业进行节能整改，能够为用户减少能耗、并大大提高节能效益。本文根据电能质量监测与管理系统功能需求和性能需求，参考和依据国家通讯规约和电能质量、能耗计算等技术标准、管理标准以及相关理论和参考资料，对电能质量管理系统进行了分析。
1 总体功能框架
系统的功能框架如图1，其主要功能包括对数据采集、基本数据管理、能源使用管理、能耗分类统计分析、系统管理等主要功能。其中数据采集是对数据的传输和处理;基本数据管理是对车间、监测点、设备及电表数据的管理;能源管理主要是对能源使用的添加修改、查询。能耗分类统计是对能耗的统计查询及审核;系统管理是对用户、权限、日志的管理。
2 数据采集终端设备连接
数据采集终端设备主要包含智能电表、集线器两种。数据传输处理过程中，用ID号唯一表示一个终端设备，每个设备连接PNl-PNn多个电表终端。数据采集的连接情况如图2。
3 基于UML的主要功能设计
在系统UML设计中主要涉及的功能有添加、修改、删除、查询、审核等功能，现以“能源使用管理”模块为例说明，UML用例设计过程。
3.1 业务用例
如图3所示。
3.2 子用例
3.2.1能源使用添加
用例圖
用例描述
用例名称：能源使用添加。
用例描述：能源管理员进入能源使用添加页面，添加某日的能源使用情况。
参与者：能源管理员
前置条件：无
后置条件：能源管理员和企业管理部门就可以月报表统计了。
基本路径：
1.能源管理员进入能源使用添加页面;
2.能源管理员需要选择能源种类、选择能源单位、输入新水、软水、除氧水、压缩空气、鼓风、氧气、氮气（做副产品时）、氮气（做主产品时）、二氧化碳气、乙炔、电石、输入累计数量、输入折标煤/吨、选择年份与月份（作为统计的月份必须），额外的扩展字段;
3.能源管理员将添加信息进行提交;
4.系统对提交的信息进行有效性检查;
5.系统显示系统管理员是否添加成功。
3.2.2 能源使用查询用例
用例图
用例描述
用例名称：能源使用源查询
用例描述：能源管理员进入能源使用源查询页面。
参与者：能源管理员。
前置条件：无
后置条件：能源管理员如果查询成功后，可以查看详细信息、修改能源使用源、删除能源使用源信息。
基本路径：
1.能源管理员进入能源使用源查询页面;
2.能源管理员选择年份与月份，选择能源种类;
3.系统管理员进行提交;
4.系统对提交的信息进行处理;
5.系统显示查询结果，显示内容如下：年份与月份、能源种类、能源单位、水加工、累计数量、折标煤/吨、添加日期。
3.2.3 能源使用修改用例
用例图
用例描述
用例名称：能源使用修改
用例描述：能源管理员进入能源使用修改页面，修改错误信息。
参与者：能源管理员
前置条件：无
后置条件：无
基本路径：
1.能源管理员进入能源使用修改页面;
2.能源管理员输入修改信息;
3.能源管理员将修改信息进行提交;
4.系统对提交的信息进行有效性检查;
5.系统显示能源管理员是否修改成功。
3.2.4 能源使用审核用例
用例图
用例描述
用例名称：能源使用审核
用例描述：企业管理部门进入能源使用审核页面。
参与者：企业管理部门。
前置条件：无
后置条件：无
基本路径：
1.企业管理部门进入能源使用审核页面;
2.月报表统计：企业管理部门选择年份与月份;审核数据：企业管理部门选择某年某月，显示冻结数据按钮f如果已经冻结则不需要冻结）;
3.企业管理部门进行提交;
4.系统对提交的信息进行处理;
5.系统显示查询结果，显示内容如下：年份与月份、能源种类、能源单位、水加工、累计数量、折标煤/吨、额外字段信息（多个列），在最后一栏为合计项和占总比例;如果是冻结数据，则提示冻结是否成功。
4 结论
本文基于UML设计电能质量管理系统，并以主要功能能源使用管理模块为例，详细说明UML用例设计过程，其他模块中添加、修改、删除、审核功能的UML设计与之类似。通过UML设计，系统模块增强了可移植性，便于程序人员扩展，大大缩短了系统的开发周期。
参考文献：
[1]高强，张保航，谷海青，用户端电能管理系统的研究[J].低压电器，2011（19）：1-5.
[2]金爱，国网公司电能量管理系统设计[D].大连理工大学，2013.
[3]聂鑫，南昌供电公司设备管理系统的分析与设计[D].云南大学。2013.
[4]翟亚红.UML建模技术的研究与应用[J].科技创业，2010，1（4）：156-158.
【通联编辑：朱宝贵】
收稿日期：2019 -10 -15
作者简介：林庆程（1972-），男，福建莆田人，工程师，主要研究方向为电力通信技术;陈瀚，工程师，硕士。
关键词：电能质量;UML;系统设计
中图分类号：TP391 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2019）34-0226-02
电能质量管理是电力企业提高其运行经济效益的重要环节，只有及时有效地对电能质量进行实时准确的监测才能进一步提高用能管理的水平，并且提高供电的质量。虽然国外已经研发出较好的电能质量监测与管理系统，运行效果也比较可靠，但是这些产品价格非常昂贵，加上跨国维护服务问题，使得国内用户难以承受。本系统属于自主研发，在价格和服务以及应用范围上有一定的优势。另外，本系统在用户化服务上较为突出，通过对客户企业的用电能系统质量进行监测与分析，协助企业进行节能整改，能够为用户减少能耗、并大大提高节能效益。本文根据电能质量监测与管理系统功能需求和性能需求，参考和依据国家通讯规约和电能质量、能耗计算等技术标准、管理标准以及相关理论和参考资料，对电能质量管理系统进行了分析。
1 总体功能框架
系统的功能框架如图1，其主要功能包括对数据采集、基本数据管理、能源使用管理、能耗分类统计分析、系统管理等主要功能。其中数据采集是对数据的传输和处理;基本数据管理是对车间、监测点、设备及电表数据的管理;能源管理主要是对能源使用的添加修改、查询。能耗分类统计是对能耗的统计查询及审核;系统管理是对用户、权限、日志的管理。
2 数据采集终端设备连接
数据采集终端设备主要包含智能电表、集线器两种。数据传输处理过程中，用ID号唯一表示一个终端设备，每个设备连接PNl-PNn多个电表终端。数据采集的连接情况如图2。
3 基于UML的主要功能设计
在系统UML设计中主要涉及的功能有添加、修改、删除、查询、审核等功能，现以“能源使用管理”模块为例说明，UML用例设计过程。
3.1 业务用例
如图3所示。
3.2 子用例
3.2.1能源使用添加
用例圖
用例描述
用例名称：能源使用添加。
用例描述：能源管理员进入能源使用添加页面，添加某日的能源使用情况。
参与者：能源管理员
前置条件：无
后置条件：能源管理员和企业管理部门就可以月报表统计了。
基本路径：
1.能源管理员进入能源使用添加页面;
2.能源管理员需要选择能源种类、选择能源单位、输入新水、软水、除氧水、压缩空气、鼓风、氧气、氮气（做副产品时）、氮气（做主产品时）、二氧化碳气、乙炔、电石、输入累计数量、输入折标煤/吨、选择年份与月份（作为统计的月份必须），额外的扩展字段;
3.能源管理员将添加信息进行提交;
4.系统对提交的信息进行有效性检查;
5.系统显示系统管理员是否添加成功。
3.2.2 能源使用查询用例
用例图
用例描述
用例名称：能源使用源查询
用例描述：能源管理员进入能源使用源查询页面。
参与者：能源管理员。
前置条件：无
后置条件：能源管理员如果查询成功后，可以查看详细信息、修改能源使用源、删除能源使用源信息。
基本路径：
1.能源管理员进入能源使用源查询页面;
2.能源管理员选择年份与月份，选择能源种类;
3.系统管理员进行提交;
4.系统对提交的信息进行处理;
5.系统显示查询结果，显示内容如下：年份与月份、能源种类、能源单位、水加工、累计数量、折标煤/吨、添加日期。
3.2.3 能源使用修改用例
用例图
用例描述
用例名称：能源使用修改
用例描述：能源管理员进入能源使用修改页面，修改错误信息。
参与者：能源管理员
前置条件：无
后置条件：无
基本路径：
1.能源管理员进入能源使用修改页面;
2.能源管理员输入修改信息;
3.能源管理员将修改信息进行提交;
4.系统对提交的信息进行有效性检查;
5.系统显示能源管理员是否修改成功。
3.2.4 能源使用审核用例
用例图
用例描述
用例名称：能源使用审核
用例描述：企业管理部门进入能源使用审核页面。
参与者：企业管理部门。
前置条件：无
后置条件：无
基本路径：
1.企业管理部门进入能源使用审核页面;
2.月报表统计：企业管理部门选择年份与月份;审核数据：企业管理部门选择某年某月，显示冻结数据按钮f如果已经冻结则不需要冻结）;
3.企业管理部门进行提交;
4.系统对提交的信息进行处理;
5.系统显示查询结果，显示内容如下：年份与月份、能源种类、能源单位、水加工、累计数量、折标煤/吨、额外字段信息（多个列），在最后一栏为合计项和占总比例;如果是冻结数据，则提示冻结是否成功。
4 结论
本文基于UML设计电能质量管理系统，并以主要功能能源使用管理模块为例，详细说明UML用例设计过程，其他模块中添加、修改、删除、审核功能的UML设计与之类似。通过UML设计，系统模块增强了可移植性，便于程序人员扩展，大大缩短了系统的开发周期。
参考文献：
[1]高强，张保航，谷海青，用户端电能管理系统的研究[J].低压电器，2011（19）：1-5.
[2]金爱，国网公司电能量管理系统设计[D].大连理工大学，2013.
[3]聂鑫，南昌供电公司设备管理系统的分析与设计[D].云南大学。2013.
[4]翟亚红.UML建模技术的研究与应用[J].科技创业，2010，1（4）：156-158.
【通联编辑：朱宝贵】
收稿日期：2019 -10 -15
作者简介：林庆程（1972-），男，福建莆田人，工程师，主要研究方向为电力通信技术;陈瀚，工程师，硕士。