CN101807267A - 在综合数据平台中实现分布式协同建模的方法 - Google Patents

Abstract

一种在综合数据平台中实现分布式协同建模的方法，在数据平台中建立两个功能相对独立的模块，即标准化服务模块和图模数一体化的版本管理模块。标准化服务模块实现标准化信息的接入、整合、输出；图模数一体化的版本管理模块收集合并CIM XML模型文件和转换后的SVG图形文件集合，并进行版本管理，实现基于版本的信息浏览和版本下载，实现模型信息共享。本发明建立了标准的上、下级协同建模的机制，实现了上下级调度机构模型、图形信息的标准化、一体化管理。

Description

在综合数据平台中实现分布式协同建模的方法

技术领域

本发明涉及自动化技术领域，特别是涉及一种在综合数据平台中实现分布式协同建模的方法。

背景技术

电力企业的信息化经过多年的建设，已经形成了海量数据资源。综合数据平台需要在满足电力调度系统网络安全隔离要求下，整合电力企业中各种面向应用系统的硬件资源和信息资源，建立统一的调度生产实时数据中心，实现电力系统信息资源的统一和共享，进而为电网调度生产、管理决策提供可靠的数据资源和有力的综合分析与应用手段。综合数据平台系统通常采用内外平台的设计，它通过自身传输平台屏蔽隔离设备，使整个自动化系统的数据连成一体，构成了逻辑统一、物理分布的调度数据中心。平台系统目前已经包含了日益完善的五大功能模块：数据交换、数据整合、数据服务、数据分析、数据门户网站，使之具备成为调度自动化系统的信息中心的能力。

目前综合数据平台系统数据整合的重心在调度中心内部，或称之为横向系统的互联和信息交互，面向调度中心内部的业务系统(如EMS、TMR、电力市场、DMIS等)。纵向系统互联的信息考虑的较少，或集中在市场运营需要的纵向信息交互上。

一直以来，综合数据平台以一区EMS系统提供模型、图形、数据作为信息整合的核心和基础。随着互联大电网的快速发展，模型信息管理存在的问题日益突出：电网在空间上互联，而运行调度和管理是分层、分区、分别独立进行的，仅考虑本辖区EMS信息资源整合，及时性、准确性都存在很大的局限。

随着IEC61970标准的广泛使用，以及模型导出、拆分、合并、SVG图形转换等技术的发展，为互联电力系统的上、下级间的协调建模系统的研究奠定了理论基础，也为上下级实现电网模型、图形共享提供了有力的技术手段。

发明内容

本发明的目的是基于国际IEC 61970标准在电力系统调度综合数据平台中建立分布式协同建模机制，提供一种分布式、异构环境下调度中心上下协同建模、资源共享的实现方法，解决了电网在空间上互联，而运行调度和管理是分层、分区、分别独立进行的模型信息管理问题，最大化地实现上、下级调度中心EMS信息资源纵向整合和模型信息共享。

本发明可以采用如下技术方案。

一种在综合数据平台中实现分布式协同建模的方法，在数据平台中建立两个功能相对独立的模块，即标准化服务模块和图模数一体化的版本管理模块，所述标准化服务模块实现标准化信息的接入、整合、输出，所述标准化服务模块包含如下模块：模型信息收集、模型导入/导出/合并、SVG的导入和导出、实时数据更新和历史数据沉淀；所述图模数一体化的版本管理模块收集合并CIM XML模型文件和转换后的SVG图形文件集合，并进行版本管理，实现基于版本的信息浏览和版本下载，实现模型信息共享，为外部系统、外部应用提供标准化的模型、图形、断面数据信息。

可选地，所述模型信息收集模块自EMS源端收集CIM文件和/或SVG图形文件；所述实时数据更新模块将来自EMS源端的实时断面数据更新至实时库。

可选地，所述图模数一体化的版本管理模块包括ETL模型版本收集模块和标准化版本信息服务模块。

可选地，所述模型合并使用两类模型合并：1+n模型合并，本地CIM文件+下级调度系统的CIM文件形成全网的大模型；以及1+1模型合并，本地调度系统的CIM文件+上级调度系统提供的外网等值模型，模型合并结果信息以实时库、标准的CIMXML模型文件两种方式存在。

可选地，所述SVG的导入/导出实现将内部格式的图形文件绘制的图形中静态图元、数据库连接关系、网络拓扑结构信息按照SVG图形描述规范要求进行SVG格式文件输出，同时具备将遵循SVG图形描述规范要求的SVG图形文件转换成为内部图形格式文件功能，所述SVG的导入功能结果信息也存在两种方式：内部图形格式和转换后的SVG图形文件。

可选地，实时数据更新采用104规约、E格式文件交互两种方式实现EMS源端实时收集和历史数据沉淀。

可选地，所述图模数一体化的版本管理实现基于版本的、图形信息的增量存储和模型文件的压缩存储，并建立图、模信息中心。

可选地，所述图模数一体化的版本管理采用ETL对外部系统或应用、内部应用提供的模型信息进行归档，实现基于版本的、图形信息的增量存储和模型文件的压缩存储，建立图、模信息中心。

附图说明

图1是本发明的标准化服务模块的结构图。

图2是本发明的图模数一体化版本管理模块的结构图。

图3是本发明的模型信息版本目录示意图。

图4是本发明的分布式协同建模方法的典型数据流图。

图5是本发明的分布式协同建模方法的典型部署。

具体实施方式

下面将参考附图，详细说明用于实施本发明的典型实施方式。

本发明可以通过以下技术方案来实现。

数据平台中建立两个子功能相对独立的模块：标准化服务模块、图模数一体化的版本管理模块，和平台中的其他功能模块共同构成数据平台的公用集成环境。

标准化服务模块

图1为本发明的系统的标准化服务模块结构图。

标准化服务模块包含的功能有：模型信息收集、模型合并，SVG的导入和导出工具，实时数据更新和历史数据沉淀子功能模块。

标准化服务模块实现标准化信息的接入、整合、输出。模型合并功能，基本功能是基于IEC61970标准模型、图形信息的导入和导出，高级功能是通过模型合并/拆分技术、图形转换技术、104规约、E格式实时数据更新技术对接入的模型、图形、数据进行二次加工，建立不同规模、符合应用需求的模型、图形、数据信息。

标准化服务模块的详细工作原理设计如下：

边界维护和图模信息收集是实现协同建模的重要环节。模型信息收集考虑到协同建模的分布性、异构性和自治性，引入工作流概念，基于JBPM工作流引擎结合用户权限和业务流程设计实现了边界管理和信息上传、模型预校验等功能。该模块解决模型合并成功两个制约因素：模型的正确性；边界的一致性。

模型合并功能模块通过定义各类模型合并/拆分模式，建立不同规模、符合应用需求的模型信息。分布式协同建模中主要用到两类模型合并：(1)1+n模型合并，本地CIM文件+下级调度系统的CIM文件形成全网的大模型，为实现互联大电网安全分析提供数据基础。(2)1+1模型合并，本地调度系统的CIM文件+外网等值模型(上级调度系统提供)形成外网建模合理的本地电网模型，用来提高本地安全分析类软件的计算精度。其余的模型合并和拆分模式也可以类似定义和扩展。模型合并结果信息以实时库、标准的CIM XML模型文件两种方式存在。

SVG图形导入/导出实现将内部格式的图形文件绘制的图形中静态图元、数据库连接关系、网络拓扑结构等信息按照SVG图形描述规范要求进行SVG格式文件输出。同时具备将遵循SVG图形描述规范要求的SVG图形文件转换成为内部图形格式文件功能。SVG图形导入功能结果信息也存在两种方式：内部图形格式和转换后的SVG图形文件。

实时数据更新模块根据用户要求的实时性不同，可以采用104规约、E格式文件交互两种方式实现实时数据的纵向互联，更新合并后模型库的实时数据。实时数据更新技术为C/S结构人机的全网监视和全网历史数据沉淀提供了数据基础。

历史数据沉淀模块将实时库中的断面数据按照15分钟一个点的频率存储到商用历史库中，成为数据中心的历史数据资源。

图模数一体化的版本管理模块

图2示出本发明的图模数一体化版本管理模块的结构图，图模数一体化的版本管理模块的总体结构设计如下。

图模数一体化的版本管理模块包含的功能有：ETL模型信息版本收集、标准化版本信息服务子功能模块。

图模数一体化的版本管理采用ETL(Exctract Tranfer Load)对外部系统或应用、内部应用提供的模型信息进行归档，实现了基于版本的、图形信息的增量存储和模型文件的压缩存储，建立图、模信息中心。

模型信息版本存储方式

图3所示为本发明的模型信息版本存储方式。

标准化版本信息服务结合数据平台的Web门户技术，平台提供了基于版本的一体化信息浏览、和基于用户权限的版本下载，同时定义了对应的Web Services模型信息服务接口。WSDL接口信息在门户上发布，主要包含4个方法：

1)Login用户登录，输入用户登录名、密码，返回执行权限。

2)GetVersionTypeInfo查询版本类型信息，以按Base64编码的E格式文件字节流形式返回的版本类型信息。

3)GetVersionInfo查询版本信息，输入版本类型，以按Base64编码的E格式文件字节流形式返回的版本信息。

4)DownloadVersion下载版本文件，输入版本类型、版本标识，下载类型(增量或全集)。基于Base64编码的zip压缩格式字节流返回的指定版本信息。

典型流程

图4所示为本发明的分布式协同建模方法的典型数据流图，一个调度机构希望共享下级调度的图形、模型信息，同时利用104规约收集实时数据信息。

1.首先，通过标准化服务模块的接口方法-模型信息收集子功能模块，收集各个下级调度的图形、模型，图形文件采用SVG格式的数据文件，模型文件为CIM XML模型文件。在信息收集的同时，还将对收集到的数据文件作格式和内容上的校验，确保收集到信息的正确性和一致性。

2.通过标准化服务模块的接口方法-模型合并子功能模块，将收集到的各个下级调度的模型文件和本级调度的模型文件合并成一个大模数据文件，并将合并后模型导入实时库。

3.通过标准化服务模块的接口方法-图形转换子功能模块，将收集到的各个下级调度的SVG图形文件和本级调度的SVG图形文件转换为平台人机系统内部格式；转换收集SVG图形文件中对象和模型文件中对象的对应关系，即修改metadata标签中cge:P SR_Ref子标签中的ObjectID属性值，使之取值应等同于大模型文件中相关对象的rdf:ID。

4.通过标准化服务模块的接口方法-104规约实时数据更新技术模块收集下级调度实时数据，更新实时库中的实时数据字段。

5.通过标准化服务模块的接口方法-历史数据沉淀功能，定时将数据库中大模的实时断面数据沉淀到历史数据库中。

6.通过图模数一体化的版本管理模块的接口方法-ETL模型信息版本收集功能，将新合并大模模型文件和转换后的SVG图形文件集合作为一个完整的版本归档到数据中心。

7.通过图模数一体化的版本管理模块的接口方法-标准化版本信息服务子功能模块，利用WebService提供对外版本服务；利用平台门户浏览版本信息。

典型部署

图5所示为本发明的分布式协同建模方法的典型部署，以需要实现分布式协同建模的某级调度中心为例，描述本发明的典型部署。

在EMS信息源节点部署模型信息收集模块客户端。EMS信息源节点保存着EMS最新的CIM XML模型文件和SVG图形文件集合；同时保存E格式数据文件或提供104规约实时数据服务功能。模型信息收集模块客户端与模型信息通讯服务器通讯，将本节点最新图形、模型、数据信息传送到模型信息通讯服务器。

模型信息通讯服务器部署了模型信息收集模块服务端和实时数据更新服务，接受最新图形、模型、数据信息，获取实时断面数据信息，并传送到应用服务器节点。

应用服务器节点部署标准化服务模块其他功能。标准化服务模块对送入的标准化信息进行的接入、整合、输出。结果信息以实时库、标准的CIM XML模型文件两种方式存在。SVG图形导入功能，实现了外部EMS系统导出的SVG文件导入和转换，结果信息也存在两种方式：内部图形格式和转换后的SVG图形文件。

应用服务器节点部署图模数一体化的版本管理功能。图模数一体化的版本管理模块收集标准化服务模块输出的CIMXML模型文件和转换后的SVG图形文件集合，并进行版本管理，同时根据实时库中数据信息进行历史数据沉淀。所有结果信息存储在数据中心。

在Web服务器节点部署图模数一体化的版本管理模块中的版本浏览和Web服务功能。利用数据中心的信息资源，实现基于版本的信息浏览和版本下载，通过标准Web Services服务接口实现模型信息共享。

有益效果

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1.首次将模型合并、图形转换技术引入数据平台，使得该两项技术的成功体现到数据中心，实现数据中心的模型信息管理，为调度中心横穿一、二、三、四区的应用系统提供图、模信息服务。

2.基于IEC61970标准电网模型、SVG图形格式替代目前广泛采用的私有数据模型，实现数据中心EMS信息接入、对外数据服务，提高系统的标准化程度、良好的扩展性和系统兼容性。

3.建立了标准的上、下级协同建模的机制，实现了上下级调度机构模型、图形信息的标准化、一体化管理。

4.采用先进的工作流技术，解决了模型合并中协同建模的分布性、异构性和自治性问题，为模型合并的成功和后期的模型维护和更新提供技术保障。

5.提供Web Service服务接口，结合用户统一授权、统一认证、权限访问控制实现数据中心模型版本信息的查询和下载。

6.采用版本管理技术对数据中心的图、模信息进行管理，实现各类模型的分类管理、历史信息的可追述性。

尽管已经参考典型实施方式对本发明进行了说明，应该理解，本发明不局限于所公开的典型实施方式。所附的权利要求书的范围与符合最宽泛的解释，从而包括所有这些变型、等同结构及功能。

Claims (8)

1.一种在综合数据平台中实现分布式协同建模的方法，其特征在于，在数据平台中建立两个功能相对独立的模块，即标准化服务模块和图模数一体化的版本管理模块，

所述标准化服务模块实现标准化信息的接入、整合、输出，所述标准化服务模块包含如下模块：模型信息收集、模型导入/导出/合并、SVG的导入和导出、实时数据更新和历史数据沉淀；

所述图模数一体化的版本管理模块收集合并CIM XML模型文件和转换后的SVG图形文件集合，并进行版本管理，实现基于版本的信息浏览和版本下载，实现模型信息共享，为外部系统、外部应用提供标准化的模型、图形、断面数据信息。

2.根据权利要求1所述的在综合数据平台中实现分布式协同建模的方法，其特征在于，所述模型信息收集模块自EMS源端收集CIM文件和/或SVG图形文件；所述实时数据更新模块将来自EMS源端的实时断面数据更新至实时库。

3.根据权利要求1所述的在综合数据平台中实现分布式协同建模的方法，其特征在于，所述图模数一体化的版本管理模块包括ETL模型版本收集模块和标准化版本信息服务模块。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的在综合数据平台中实现分布式协同建模的方法，其特征在于，所述模型合并使用两类模型合并：1+n模型合并，本地CIM文件+下级调度系统的CIM文件形成全网的大模型；以及1+1模型合并，本地调度系统的CIM文件+上级调度系统提供的外网等值模型，模型合并结果信息以实时库、标准的CIM XML模型文件两种方式存在。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的在综合数据平台中实现分布式协同建模的方法，其特征在于，所述SVG的导入/导出实现将内部格式的图形文件绘制的图形中静态图元、数据库连接关系、网络拓扑结构信息按照SVG图形描述规范要求进行SVG格式文件输出，同时具备将遵循SVG图形描述规范要求的SVG图形文件转换成为内部图形格式文件功能，所述SVG的导入功能结果信息也存在两种方式：内部图形格式和转换后的SVG图形文件。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的在综合数据平台中实现分布式协同建模的方法，其特征在于，实时数据更新采用104规约、E格式文件交互两种方式实现EMS源端实时收集和历史数据沉淀。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的在综合数据平台中实现分布式协同建模的方法，其特征在于，所述图模数一体化的版本管理实现基于版本的、图形信息的增量存储和模型文件的压缩存储，并建立图、模信息中心。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的在综合数据平台中实现分布式协同建模的方法，其特征在于，所述图模数一体化的版本管理采用ETL对外部系统或应用、内部应用提供的模型信息进行归档，实现基于版本的、图形信息的增量存储和模型文件的压缩存储，建立图、模信息中心。

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