CN102609547A - 数字供电电网全景模型维护方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种数字供电电网全景模型维护方法及其系统，所述方法包括步骤：获取数字供电电网的各个业务系统的模型数据，并将所述模型数据通过CIM XML接口与WEBSERVICE推送至数字供电图模中心；启动ECIM模型处理引擎，将各个所述业务系统的模型数据导入到所述数字供电图模中心的ECIM模型数据库中；对导入所述ECIM模型数据库中的模型数据进行对应拼接和整合，生成数字供电电网全景模型。本发明提供的数字供电电网全景模型维护方法及其系统，通过获取数字供电电网的各个业务系统的模型数据，并整合成符合ECIM规范的数据模型，使用户可以获取到统一的全网数据，大大提高了电网数据管理的效率。
Description
技术领域
本发明涉及数字供电电网模型维护的技术领域，特别是涉及一种数字供电电网全景模型维护方法，以及一种数字供电电网全景模型维护系统。
背景技术
电网公司信息化建设经过多年发展，围绕电网设备和电网生产已经形成了主网生产、EMS、配网生产和GIS等业务系统，为主配网生产、管理提供了较大支持。针对同一个物理设备，不同的业务系统根据业务部门的需要进行相关的数据建模和数据录入，比如主网生产系统维护设备相关的生产数据；EMS或GIS系统维护设备在电网中的拓扑数据。同时，由于各业务系统建设时间、开发厂商不同，造成各业务系统之间技术实现、应用架构、数据库平台、数据编码等方面的异构性。
各业务系统关注的业务范围不一样，如SCADA/EMS关心主网的实时与历史运行状态；主网生产系统关心主网设备台帐及运行信息；计量自动化系统关心变电站、配变的电量计量信息；配网生产系统关心配网中的设备台帐和运行信息；而配网GIS则关注与配网设备的地理信息。从某种程度上来说，这些业务系统之间存在数据间隙，随着对于围绕设备数据应用的深度和广度不断增加，单一业务系统的数据已经不再可以满足需要。
发明内容
针对上述背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种数字供电电网全景模型维护方法，通过获取数字供电电网的各个业务系统的模型数据，并整合成符合ECIM规范的数据模型，使用户可以获取到统一的全网数据，大大提高了电网数据管理的效率。本发明的目的还在于提供一种数字供电电网全景模型维护系统。
一种数字供电电网全景模型维护方法，包括以下步骤：获取数字供电电网 的各个业务系统的模型数据，并将所述模型数据通过CIM XML接口与WEBSERVICE推送至数字供电图模中心；启动ECIM模型处理引擎，将各个所述业务系统的模型数据导入到所述数字供电图模中心的ECIM模型数据库中；对导入所述ECIM模型数据库中的模型数据进行对应拼接和整合，生成数字供电电网全景模型。
一种数字供电电网全景模型维护系统，包括：业务系统管理模块和数字供电图模中心管理模块。所述业务系统管理模块用于获取数字供电电网的各个业务系统的模型数据，并将所述模型数据通过CIM XML接口与Web Services推送至数字供电图模中心；所述数字供电图模中心管理模块用于启动ECIM模型处理引擎，将各个所述业务系统的模型数据导入到所述数字供电图模中心的ECIM模型数据库中，并对导入所述ECIM模型数据库中的模型数据进行对应、拼接和整合，生成数字供电电网全景模型。
本发明的数字供电电网全景模型维护方法及其系统，通过获取数字供电电网的各个业务系统的模型数据，并整合成符合ECIM规范的数据模型，使用户可以获取到统一的全网数据，大大提高了电网数据管理的效率。
遵循基于ECIM(Enterprise Common Information，企业信息模型)及数字供电个业务系统的信息模型子集的模型信息交换的格式和规则，采用符合IEC61970-501的CIM RDF模式的松耦合模型信息交换方式。实现了从500kV设备到0.4kV用户一体化的电网全景模型，形成一个统一的“数字供电”信息资产，为决策者了解所辖电网的全景信息提供技术基础。
在统一电网模型的基础上，对来自各业务系统的图形信息和实时数据进行整合，完成与电网直接相关的EMS/SCADA、计量自动化、主网生产、配网生产、营销系统、KPI指标等系统的数据集成整合，提供基于全电网的拓扑分析功能，为电网的管理、监测和分析提供全省范围的统一视图。
通过信息集成技术接入相关业务系统，规范化相关业务系统的数据管理模式，为每个数据对象和每个数据属性落实唯一的管理源头，实现了数据源的唯一性和规范化，建立电网图元、公共数据对象编码和界面集成等规范。建立了基于时间维度的全电网信息模型，为规划、设计、运维提供面向历史和未来的 全方位信息支撑。
附图说明
图1是本发明数字供电电网全景模型维护方法的流程示意图；
图2是本发明数字供电电网全景模型维护系统的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1，图1是本发明数字供电电网全景模型维护方法的流程示意图。
所述数字供电电网全景模型维护方法，包括以下步骤：
步骤S101，获取数字供电电网的各个业务系统的模型数据，并将所述模型数据通过CIM XML接口与Web Services推送至数字供电图模中心；
数字供电电网的各个业务系统分别维护各自的模型数据，并且所述模型数据之间具有技术实现、应用架构、数据库平台、数据编码等方面的异构性。为实现统一管理，将所述各个业务系统的模型数据获取并通过CIM XML接口(CIM即Common Information Model，公共信息模型)与Web Services推送至数字供电图模中心。
作为一种优选实施方式，本步骤中，在第一次推送各个所述业务系统的模型数据时，可获取各个所述业务系统的全量模型数据，并对所述数字供电图模中心推送所述全量模型数据；而从第二次开始，则可只获取各个业务系统的差异模型数据，并对所述数字供电图模中心推送所述差异模型数据，其中，所述差异模型数据包括新增、更新、删除的模型数据。
通过上述处理，在首次发送全量模型数据之后，以后的每次都可以只发送发生变化的差异模型数据，大大节省了各业务系统与所述数字供电图模中心之间传输的数据量。所述数字供电图模中心在接受到所述差异模型数据之后，只需要对电网全景模型的变化部分进行部分数据更新即可，无需更换全网数据，简单方便。
步骤S102，启动ECIM模型处理引擎，将各个所述业务系统的模型数据导入到所述数字供电图模中心的ECIM模型数据库中；
在本发明将各来源系统数据整合为基于统一模型的全电网模型数据，所述数字供电图模中心在接入各个业务系统的模型数据的过程中客启动差异监控日志以及交互监控日志，通过这对应的监控日志生成差异模型数据。
在所述数字供电图模中心接收各个所述业务系统的模型数据之后，通过启动ECIM模型处理引擎对各个所述业务系统的模型数据进行处理，处理成统一符合ECIM规范模型数据，然后再将各个所述业务系统的模型数据导入到所述ECIM模型数据库中。
其中，ECIM即Enterprise Common Information，指企业信息模型。是未来可以与其他应用系统共同遵守的公共模型。通过ECIM模型处理引擎处理后，使各个所述业务系统的模型数据都符合ECIM规范。而所述ECIM模型数据库为在所述数字供电图模中心中预先根据ECIM规范建立起的模型数据库，具体可由电网从业人员设定。将处理后的个业务系统的数据导入所述ECIM模型数据库，完成全网模型数据的统一集中管理。
步骤S103，对导入所述ECIM模型数据库中的模型数据进行对应拼接和整合，生成数字供电电网全景模型。
在本步骤中，对导入所述ECIM模型数据库中的模型数据进行对应拼接主要是指进行主网EMS拓扑数据与配网GIS拓扑数据的拼接。EMS系统提供了主网拓扑数据服务，建立了主网拓扑接口；而GIS提供配网拓扑分析的服务接口。而主网与配网之间的拓扑是断开的，在本步骤中对于主网配网的10kV出线拓扑数据进行了拼接，实现了全电网拓扑接口，生成数字供电电网全景模型。
各个所述业务系统可以从所述数字供电图模中心获取所述数字供电电网全景模型的模型数据，以及分析处理数据。
本发明的数字供电电网全景模型维护方法，通过获取数字供电电网的各个业务系统的模型数据，并整合成符合ECIM规范的数据模型，使用户可以获取到统一的全网数据，大大提高了电网数据管理的效率。
本发明建立了一套完整的CIM模型空间，为电网数据的图形化提供坚实的基础，结合地理信息数据和图形，可以形成一个完整的基于地理空间的电网图形，并且能够提供基于电网的拓扑分析功能，依据电网拓扑，还可以生成电气 逻辑接线图，组建电气拓扑空间，简洁明了的体现全电网的拓扑连接情况，并最终实现了围绕ECIM模型空间，从电网现实空间到电网地理空间最终到电气拓扑空间的电网四度空间管理，为电网的管理、监测和分析提供全省范围的统一视图。
本发明根据以上模型规范以及集成技术，产生了基于CIM XML的全电网模型数据，提供了基于全电网拓扑分析和实时数据的服务接口基于地图和模型数据之外，还可以提供便捷多样的查询定位及拓扑分析等高级功能。
作为一种优选实施方式，在生成数字供电电网全景模型之后，进一步可对所述数字供电电网全景模型执行以下步骤：
对所述数字供电电网全景模型执行模型拆分处理，模型合并处理，或者模型拓扑分析计算处理。
其中，所述模型拆分处理包括：
按中调为单位进行模型分离，从所述数字供电电网全景模型中分离出中调地区的数据模型；
按地调为单位进行模型分离，从所述数字供电电网全景模型中分离出地市局的数据模型；
按子控制区为单位进行模型分离，从所述数字供电电网全景模型中分离出子控制区的数据模型；
按厂站为单位进行模型分离，从所述数字供电电网全景模型中分离出厂站的数据模型。
在上述模型拆分处理的步骤中，厂站为最小拆分单元。从一个模型中，可分离出的数据模型是若干个厂站的集合。而分离后的模型信息决不可以丢失，原来有的信息在分离后，仍然全部存在于两模型之中。分离后允许一部分信息重叠，但不允许丢失信息。
所述模型合并处理主要为对已建立的CIM模型和SVG模型进行合并。为了尽可能应用已建立的CIM模型和SVG模型，减少重复建模，需要对这部分模型进行合并，形成完整准确的电网模型。
所述模型拓扑分析计算处理主要是指基于CIM模型算法，在所述数字供电 电网全景模型的基础上执行拓扑分析功能，可选择需要的电压等级进行分析，查询分析结果中设备的属性、地理位置，进行分类列表和分类统计的输出。
进一步地，各个所述业务系统可对所述数字供电图模中心的所述数字供电电网全景模型进行订阅，所述数字供电图模中心根据订阅需求，给各个业务系统推送所述数字供电电网全景模型。
本发明数字供电电网全景模型维护方法中，所述数字供电图模中心维护的数字供电电网全景模型采用未来可以与其他应用系统共同遵守的公共模型，即企业范围的公共信息模型(Enterprise Common Information，ECIM)。遵循统一的数据规范，通过信息集成技术接入相关业务系统的模型数据，规范化相关业务系统的数据管理模式，为每个数据对象和每个数据属性落实唯一的管理源头，实现了数据源的唯一性和规范化，建立电网图元、公共数据对象编码和界面集成等规范。
本发明基于现实空间中的全电网结构，将电网管理中关键的管理数据和信息纳入到ECIM空间，利用ECIM规范将这些数据和信息规范统一的存储、管理起来。通过增量推送、请求、获取接口，同步增量模型，实现全网数据统一，保证数据准确、完整。
目前很多电力信息系统的CIM XML导入导出实现，多是直接访问系统的后台数据库的原始数据，并简单的将系统的全模型数据进行导入导出，不具有可扩展性和通用性。而本发明建立的所述数字供电电网全景模型则结合了面向对象思想，建立了一套扩展性极强的模型管理机制。通过CIM处理引擎实现CIM互导入，由CIM模式控制CIM模型对象，当数据模型需求发生变更，只需要配置并加载模式即可。
通过所述数字供电电网全景模型采用分布式协同建模的算法，对于大数据量模型的检索、查询、导出服务，可提供分布式分析计算以及分布式协同建模机制，提高计算效率，使CIM服务实现高效、准确。
对于不同维度的数据提供了模型的拆分、合并以及拓扑拼接、拓扑计算功能，使数据能够尽量满足不同业务需求。
综合利用SVG、CIM/XML、实时数据库等技术，基于ECIM等规范的数据 交换格式，对500kV、220kV、110kV输变电到10kV配网，一直到220V低压用户的信息进行逐层无缝跨系统集成。在安全一区、三区通过企业服务总线分别与EMS系统、GIS系统、生产管理系统等系统联网，实现跨安全分区的输、配网图模信息汇集与交互，实现异构平台的信息集成。
请参阅图2，图2是本发明数字供电电网全景模型维护系统的结构示意图。
所述数字供电电网全景模型维护系统包括：业务系统管理模块21和数字供电图模中心管理模块22；
所述业务系统管理模块21用于获取数字供电电网的各个业务系统的模型数据，并将所述模型数据通过CIM XML接口与Web Services推送至数字供电图模中心；
所述数字供电图模中心管理模块22用于启动ECIM模型处理引擎，将各个所述业务系统的模型数据导入到所述数字供电图模中心的ECIM模型数据库中，并对导入所述ECIM模型数据库中的模型数据进行对应、拼接和整合，生成数字供电电网全景模型。
本发明的数字供电电网全景模型维护系统，通过获取数字供电电网的各个业务系统的模型数据，并整合成符合ECIM规范的数据模型，使用户可以获取到统一的全网数据，大大提高了电网数据管理的效率。
作为一种优选实施方式，所述业务系统管理模块21包括：全量模型推送模块和差异模型推送模块；所述全量模型推送模块用于在第一次推送各个所述业务系统的模型数据时，获取各个所述业务系统的全量模型数据，并对所述数字供电图模中心推送所述全量模型数据；所述差异模型推送模块用于从第二次开始，获取各个业务系统的差异模型数据，并对所述数字供电图模中心推送所述差异模型数据，其中，所述差异模型数据包括新增、更新、删除的模型数据。
通过上述处理，在首次发送全量模型数据之后，以后的每次都可以只发送发生变化的差异模型数据，大大节省了各业务系统与所述数字供电图模中心之间传输的数据量。所述数字供电图模中心在接受到所述差异模型数据之后，只需要对电网全景模型的变化部分进行部分数据更新即可，无需更换全网数据，简单方便。
所述数字供电图模中心管理模块22将各来源系统数据整合为基于统一模型的全电网模型数据，并可在接入各个业务系统的模型数据的过程中客启动差异监控日志以及交互监控日志，通过这对应的监控日志生成差异模型数据。
在所述数字供电图模中心接收各个所述业务系统的模型数据之后，所述数字供电图模中心管理模块22通过启动ECIM模型处理引擎对各个所述业务系统的模型数据进行处理，处理成统一符合ECIM规范模型数据，然后再将各个所述业务系统的模型数据导入到所述ECIM模型数据库中。
所述数字供电图模中心管理模块22通过ECIM模型处理引擎处理后，使各个所述业务系统的模型数据都符合ECIM规范。而所述ECIM模型数据库为在所述数字供电图模中心预先根据ECIM规范建立起的模型数据库，具体可由电网从业人员设定。所述数字供电图模中心管理模块22将处理后的个业务系统的数据导入所述ECIM模型数据库，完成全网模型数据的统一集中管理。
所述数字供电图模中心管理模块22对导入所述ECIM模型数据库中的模型数据进行对应拼接主要是指进行主网EMS拓扑数据与配网GIS拓扑数据的拼接。EMS系统提供了主网拓扑数据服务，建立了主网拓扑接口；而GIS提供配网拓扑分析的服务接口。而主网与配网之间的拓扑是断开的，所述数字供电图模中心管理模块22对于主网配网的10kV出线拓扑数据进行了拼接，实现了全电网拓扑接口，生成数字供电电网全景模型。
各个所述业务系统可以从所述数字供电图模中心获取所述数字供电电网全景模型的模型数据，以及分析处理数据。
本发明建立了一套完整的CIM模型空间，为电网数据的图形化提供坚实的基础，结合地理信息数据和图形，可以形成一个完整的基于地理空间的电网图形，并且能够提供基于电网的拓扑分析功能，依据电网拓扑，还可以生成电气逻辑接线图，组建电气拓扑空间，简洁明了的体现全电网的拓扑连接情况，并最终实现了围绕ECIM模型空间，从电网现实空间到电网地理空间最终到电气拓扑空间的电网四度空间管理，为电网的管理、监测和分析提供全省范围的统一视图。
根据以上模型规范以及集成技术，产生了基于CIM XML的全电网模型数 据，提供了基于全电网拓扑分析和实时数据的服务接口基于地图和模型数据之外，还可以提供便捷多样的查询定位及拓扑分析等高级功能。
在本优选实施方式中，所述数字供电图模中心管理模块22包括：
模型拆分模块，用于对所述数字供电电网全景模型执行模型拆分处理；
模型合并模块，用于对所述数字供电电网全景模型执行模型合并处理；
或者，模型拓扑分析计算模块，用于对所述数字供电电网全景模型执行模型拓扑分析计算处理。
其中，所述模型拆分模块包括：
中调模型拆分子模块，用于按中调为单位进行模型分离，从所述数字供电电网全景模型中分离出中调地区的数据模型；
地调模型拆分子模块，用于按地调为单位进行模型分离，从所述数字供电电网全景模型中分离出地市局的数据模型；
子控制区模型拆分子模块，用于按子控制区为单位进行模型分离，从所述数字供电电网全景模型中分离出子控制区的数据模型；
厂站模型拆分子模块，用于按厂站为单位进行模型分离，从所述数字供电电网全景模型中分离出厂站的数据模型。
在所述模型拆分模块中，厂站为最小拆分单元。从一个模型中，可分离出的数据模型是若干个厂站的集合。而分离后的模型信息决不可以丢失，原来有的信息在分离后，仍然全部存在于两模型之中。分离后允许一部分信息重叠，但不允许丢失信息。
所述模型合并模块执行的模型合并处理主要为对已建立的CIM模型和SVG模型进行合并。为了尽可能应用已建立的CIM模型和SVG模型，减少重复建模，需要对这部分模型进行合并，形成完整准确的电网模型。
所述模型拓扑分析计算模块执行的模型拓扑分析计算处理主要是指基于CIM模型算法，在所述数字供电电网全景模型的基础上执行拓扑分析功能，可选择需要的电压等级进行分析，查询分析结果中设备的属性、地理位置，进行分类列表和分类统计的输出。
进一步地，所述数字供电图模中心管理模块22还可以包括订阅模块，用于 接收各个所述业务系统对所述数字供电图模中心的所述数字供电电网全景模型的订阅，根据订阅需求，给各个业务系统推送所述数字供电电网全景模型。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种数字供电电网全景模型维护方法，其特征在于，包括步骤：
获取数字供电电网的各个业务系统的模型数据，并将所述模型数据通过CIM XML接口与Web Services推送至数字供电图模中心；
启动ECIM模型处理引擎，将各个所述业务系统的模型数据导入到所述数字供电图模中心的ECIM模型数据库中；
对导入所述ECIM模型数据库中的模型数据进行对应拼接和整合，生成数字供电电网全景模型。
2.根据权利要求1所述的数字供电电网全景模型维护方法，其特征在于，获取数字供电电网的各个业务系统的模型数据，并将所述模型数据通过CIMXML接口与WEBSERVICE推送至数字供电图模中心的步骤包括：
在第一次推送各个所述业务系统的模型数据时，获取各个所述业务系统的全量模型数据，并对所述数字供电图模中心推送所述全量模型数据；
从第二次开始，获取各个业务系统的差异模型数据，并对所述数字供电图模中心推送所述差异模型数据，其中，所述差异模型数据包括新增、更新、删除的模型数据。
3.根据权利要求1所述的数字供电电网全景模型维护方法，其特征在于，对导入所述ECIM模型数据库中的模型数据进行对应拼接的步骤包括：
对导入所述ECIM模型数据库中的模型数据，进行主网EMS拓扑数据与配网GIS拓扑数据的拼接。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的数字供电电网全景模型维护方法，其特征在于，在生成数字供电电网全景模型之后，进一步执行以下步骤：
对所述数字供电电网全景模型执行模型拆分处理，模型合并处理，或者模型拓扑分析计算处理。
5.根据权利要求4所述的数字供电电网全景模型维护方法，其特征在于，其中，所述模型拆分处理包括：
按中调为单位进行模型分离，从所述数字供电电网全景模型中分离出中调地区的数据模型；
按地调为单位进行模型分离，从所述数字供电电网全景模型中分离出地市局的数据模型；
按子控制区为单位进行模型分离，从所述数字供电电网全景模型中分离出子控制区的数据模型；
按厂站为单位进行模型分离，从所述数字供电电网全景模型中分离出厂站的数据模型。
6.根据权利要求4所述的数字供电电网全景模型维护方法，其特征在于，所述模型合并处理为对已建立的CIM模型和SVG模型进行合并。
7.一种数字供电电网全景模型维护系统，其特征在于，包括：业务系统管理模块和数字供电图模中心管理模块；
所述业务系统管理模块用于获取数字供电电网的各个业务系统的模型数据，并将所述模型数据通过CIM XML接口与Web Services推送至数字供电图模中心；
所述数字供电图模中心管理模块用于启动ECIM模型处理引擎，将各个所述业务系统的模型数据导入到所述数字供电图模中心的ECIM模型数据库中，并对导入所述ECIM模型数据库中的模型数据进行对应、拼接和整合，生成数字供电电网全景模型。
8.根据权利要求7所述的数字供电电网全景模型维护系统，其特征在于，所述业务系统管理模块包括：全量模型推送模块和差异模型推送模块；
所述全量模型推送模块用于在第一次推送各个所述业务系统的模型数据时，获取各个所述业务系统的全量模型数据，并对所述数字供电图模中心推送所述全量模型数据；
所述差异模型推送模块用于从第二次开始，获取各个业务系统的差异模型数据，并对所述数字供电图模中心推送所述差异模型数据，其中，所述差异模型数据包括新增、更新、删除的模型数据。
9.根据权利要求7所述的数字供电电网全景模型维护系统，其特征在于，所述数字供电图模中心管理模块包括：
模型拆分模块，用于对所述数字供电电网全景模型执行模型拆分处理；
模型合并模块，用于对所述数字供电电网全景模型执行模型合并处理；
或者，模型拓扑分析计算模块，用于对所述数字供电电网全景模型执行模型拓扑分析计算处理。
10.根据权利要求7至9任意一项所述的数字供电电网全景模型维护系统，其特征在于，所述模型拆分模块包括：
中调模型拆分子模块，用于按中调为单位进行模型分离，从所述数字供电电网全景模型中分离出中调地区的数据模型；
地调模型拆分子模块，用于按地调为单位进行模型分离，从所述数字供电电网全景模型中分离出地市局的数据模型；
子控制区模型拆分子模块，用于按子控制区为单位进行模型分离，从所述数字供电电网全景模型中分离出子控制区的数据模型；
厂站模型拆分子模块，用于按厂站为单位进行模型分离，从所述数字供电电网全景模型中分离出厂站的数据模型。
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