CN103559160B - 基于sg-cim标准的智能配电系统的语义信息交互接口的构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于SG-CIM标准的智能配电系统的语义信息交互接口的构建方法，其特征在于：该方法针对配电管理系统（DMS），依据IEC61970标准的定义使电力系统各种应用统一存取公共数据和交换信息；根据SG-CIM标准，通过提供标准对象以及对象之间的关系来定义配电网中的系统资源，为智能配电网的数据交互规范提供一个语义完整、逻辑自洽的框架模型，完成数据属性的全面集合。采用本方法的交互接口系统，使智能配电站的工程设计深入到逻辑层面，从而以标准化方式描绘出设备交互的基本规范，保证智能配电站数据交互的统一构建。
Description
技术领域
本发明属于信息系统集成领域，特别是一种基于SG-CIM标准的智能配电系统的语义信息交互接口的构建方法。
背景技术
配电网涉及的系统繁复，有配网自动化系统、调度自动化系统(EMS)、地理信息系统(GIS)、生产管理系统(PMS)、营销系统、95598系统、用电信息采集系统、电能质量监控、停电管理系统、综合可视化平台、企业服务总线（ESB）及信息交互总线(IEB)等。大量异构系统的存在不利于业务流程的优化和特性设计，需要模型以及基于模型的交互规范能够满足这些特定的需求。
目前各个系统之间的信息共享基本采用点对点或者临时信道的方式进行信息互通和共享，这种数据交互缺乏统一的规范，实现繁复而且不利于维护和发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于SG-CIM标准的智能配电系统的语义信息交互接口的构建方法，该方法得到具有语义信息的标准通用接口，为大量异构系统提供一种可拔插的环境，便于数据共享和信息交互。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种基于SG-CIM标准的智能配电系统的语义信息交互接口的构建方法，其特征在于：该方法针对配电管理系统（DMS），依据IEC61970标准的定义使电力系统各种应用统一存取公共数据和交换信息；根据SG-CIM标准，通过提供标准对象以及对象之间的关系来定义配电网中的系统资源，为智能配电网的数据交互规范提供一个语义完整、逻辑自洽的框架模型，完成数据属性的全面集合。
所述框架模型分成13个模型包；所述13个模型包是：核心包、拓扑包、电网包、检修包、保护包、量测包、负荷模型包、发电包、域包、财务包、能量计划包、备用包、SCADA包；其中，核心包、拓扑包、电网包、检修包、保护包、量测包、负荷模型包、发电包是基础包，设定了设备的基本分类、继承、归属关系和网络拓扑关系，其余包扩展了基本包的属性和功能。
核心包：包含命名、电力系统资源、设备容器、导电设备等对象；核心包被所有应用系统共享,它不依赖于其他任何包,绝大多数其他包都有依赖于核心包的关联关系和泛化关系；
拓扑包：它是核心包的扩展,通过与描述连接关系的终端类建立关联关系,定义了设备的物理连接关系；同时,拓扑包还描述了拓扑结构,即设备通过闭合开关/刀闸连接在一起的逻辑连接关系；拓扑定义是与其他电气参数无关；
电网包：电网包是核心包和拓扑包的扩展,它描述输电网、配电网设备的电气参数信息,这些信息将被用于状态估计、潮流计算、安全分析、最优潮流等应用；
检修包：检修包是核心包和电网包的扩展,描述当前和计划网络的配置信息,这些实体在典型的网络应用中是可选项；
保护包：保护包是核心包和电网包的扩展,描述保护设备的信息,例如继电保护装置；这些实体应用在培训模拟系统和配网事故定位应用中；
量测包：量测包包含描述各个应用间交换的动态测量数据的实体；
负荷模型包：负荷模型包提供了从用户到馈线到负荷区域到系统的各个层次的模型,它以随时间变化的曲线来表示,代表了不同季节和日期类型对负荷的影响,负荷与电压和频率的依赖关系也在模型中描述；这类信息应用在负荷预测和负荷管理系统中；
发电包：发电包分为两个子包:发电机包和原动机包；发电机包：发电机包提供了各种发电机的模型；它同时描述了用于在可用机组之间经济地分配负荷和计算备用容量的的发电成本信息；这些信息用于机组组合、经济调度、自动发电控制、负荷预测和调度员培训模拟系统等应用；原动机包：原动机包描述了各种原动机的信息,例如涡轮和锅炉,主要用于仿真和培训领域,例如动态仿真培训系统的机组建模应用；
域包：域包是数量和单位的数据字典,用于定义对象属性的数据类型；域包包含了元数据类型的定义,包括测量单位和允许的取值；每一个数据类型包含一个数值属性和一个可选的测量单位；允许的取值以枚举来表示,通过UML的约束语法在文档中定义；字符串长度也在文档中表明,被指定为长度属性；
财务包：财务包与结算和会计有关；这些类表达了参与正式和非正式协议的法律实体；
能量计划包：能量计划包提供了对公司之间的电力交易进行计划和考核的能力；它包括电力产生、消费、损失、输送、出售和采购的交易；这些类应用在电能的考核结算、发电容量、电能传输、辅助服务中；
备用包：备用包包含了用于电能交易计划、发电容量、电能传输、辅助服务中的信息；
SCADA包：SCADA包描述了用于数据采集(SCADA)和控制应用的模型信息,涉及到量测、PT、CT、RTU、扫描装置、通讯电路设备；控制应用支持对设备的控制操作,例如断开/合上断路器；数据采集应用从多个来源采集遥测数据,遥测实体的子类型有意遵照IEC61850标准的定义。
本发明建设统一的主数据管理和数据交互平台。主数据管理是管理主数据的应用系统，是一些应用、技术和流程的组合，进行定义、管理、治理和共享主数据信息，持续地确保主数据的质量、完整性和对业务的支持,并协调和管理与企业的核心业务实体相关的系统记录和系统登录中的数据和元数据。
主数据核心模型包括预置的、专业的主数据模型；主数据模型、主数据的属性设置和主数据模型的扩展；为配电网设备等主数据建立模型；描述主数据的层次关系、关联关系和分类关系；提取分散在各个应用系统中的主数据集中到主数据存储库，合并和维护唯一、完整、准确的主数据信息。
主数据核心功能实现主数据整合、主数据清洗、主数据共享、主数据治理等功能。根据企业业务规则和企业数据质量标准对收集到的主数据进行加工、清洗、治理，包括数据清洗规则制定、主数据属性预处理、定制匹配字典、合并规则制定、源系统定义和接口定义等，保证主数据修改的一致性和稳定性；并按需发送到所需业务系统，实现主数据的数据同步，保证每个系统使用的主数据相同。
本发明的优点：
数据交互规范完成了配电信息形式上的统一，为数据交互提供了具体的实现框架。
数据总线确保了通信双方的链接可靠和通畅，为数据语义信息的实现奠定了通信基础。
信息交互的双方不再局限于某一类或者某一种通信方式，在框架协议范围将拥有多种通信格式，增加了信息载荷的灵活性和实用性。
SG-CIM运用面向对象技术定义了电力系统的基本属性及其交互标准，统一了信息共享、数据交互的基本原则，提供了数据交互的理论模型。
SG-CIM运用面向对象技术定义了电力系统的基本属性及其交互标准，统一了信息共享、数据交互的基本原则，提供了数据交互的理论模型。
具体实施方式
一种基于SG-CIM标准的智能配电系统的语义信息交互接口的构建方法，该方法针对配电管理系统（DMS），依据IEC61970标准的定义使电力系统各种应用统一存取公共数据和交换信息；根据SG-CIM标准，通过提供标准对象以及对象之间的关系来定义配电网中的系统资源，为智能配电网的数据交互规范提供一个语义完整、逻辑自洽的框架模型，完成数据属性的全面集合。
框架模型分成13个模型包；所述13个模型包是：核心包、拓扑包、电网包、检修包、保护包、量测包、负荷模型包、发电包、域包、财务包、能量计划包、备用包、SCADA包；其中，核心包、拓扑包、电网包、检修包、保护包、量测包、负荷模型包、发电包是基础包，设定了设备的基本分类、继承、归属关系和网络拓扑关系，其余包扩展了基本包的属性和功能。
主数据业务功能实现对核心包、拓扑包、电网包、检修包、保护包、量测包、负荷模型包、发电包、域包、财务包、能量计划包、备用包、SCADA包等主数据的操作维护，包括主数据实例创建、修改、丰富；主数据关系管理，包括主数据关系类型定义与维护，主数据实例间关系创建与维护，主数据及关系图形展现；对主数据的操作性报表和分析；主数据搜索功能和内置搜索引擎；对源系统管理等。
本发明中的对象说明如下：
核心包：包含命名、电力系统资源、设备容器、导电设备等对象。核心包被所有应用系统共享,它不依赖于其他任何包,但是绝大多数其他包都有依赖于核心包的关联关系和泛化关系。
拓扑包：它是核心包的扩展,通过与描述连接关系的终端类建立关联关系,定义了设备的物理连接关系。同时,拓扑包还描述了拓扑结构,即设备通过闭合开关/刀闸连接在一起的逻辑连接关系。拓扑定义是与其他电气参数无关。
电网包：电网包是核心包和拓扑包的扩展,它描述输电网、配电网设备的电气参数信息,这些信息将被用于状态估计、潮流计算、安全分析、最优潮流等应用。
检修包：检修包是核心包和电网包的扩展,描述当前和计划网络的配置信息,这些实体在典型的网络应用中是可选项。
保护包：保护包是核心包和电网包的扩展,描述保护设备的信息,例如继电保护装置。这些实体应用在培训模拟系统和配网事故定位应用中。
量测包：量测包包含描述各个应用间交换的动态测量数据的实体。
负荷模型包：负荷模型包提供了从用户到馈线到负荷区域到系统的各个层次的模型,它以随时间变化的曲线来表示,代表了不同季节和日期类型对负荷的影响,负荷与电压和频率的依赖关系也在模型中描述。这类信息应用在负荷预测和负荷管理系统中。
发电包：发电包分为两个子包:发电机包和原动机包；发电机包：发电机包提供了各种发电机的模型。它同时描述了用于在可用机组之间经济地分配负荷和计算备用容量的的发电成本信息。这些信息用于机组组合、经济调度、自动发电控制、负荷预测和调度员培训模拟系统等应用。原动机包：原动机包描述了各种原动机的信息,例如涡轮和锅炉,主要用于仿真和培训领域,例如动态仿真培训系统的机组建模应用。
域包：域包是数量和单位的数据字典,用于定义对象属性的数据类型。域包包含了元数据类型的定义,包括测量单位和允许的取值。每一个数据类型包含一个数值属性和一个可选的测量单位。允许的取值以枚举来表示,通过UML的约束语法在文档中定义。字符串长度也在文档中表明,被指定为长度属性。
财务包：财务包与结算和会计有关。这些类表达了参与正式和非正式协议的法律实体。
能量计划包：能量计划包提供了对公司之间的电力交易进行计划和考核的能力。它包括电力产生、消费、损失、输送、出售和采购的交易。这些类应用在电能的考核结算、发电容量、电能传输、辅助服务中。
备用包：备用包包含了用于电能交易计划、发电容量、电能传输、辅助服务中的信息。
SCADA包：SCADA包描述了用于数据采集(SCADA)和控制应用的模型信息,涉及到量测、PT、CT、RTU、扫描装置、通讯电路等设备,。控制应用支持对设备的控制操作,例如断开/合上断路器;数据采集应用从多个来源采集遥测数据,遥测实体的子类型有意遵照IEC61850标准的定义。
本发明中，主数据分析实现对主数据的操作和交互提供对主数据业务进行分析核查等功能，要求交互数据完整可靠，符合语义传输规范。
主数据基础功能包括主数据功能组织和管理、接口定义与管理、主数据业务事件预警和主数据功能个性化及功能扩展。
统一数据说明，按照SG-CIM分类体系按照进行分类，类型编码与信息类型一一对应，编码原则：依照SG-CIM分类法原则将语义信息配置进入配电网设备对象包中。
数据导入，是为系统信息员提供的一种批量导入数据的工具。对于系统间的数据交互的导入是指在数据交互总线上，对需要传入数据的信息系统，指定交互接口，将这些信息组成语义信息记录，完成语义适配。
数据导出，是为系统信息员提供的一种批量导出数据的工具。对于系统间的数据交互的导入是指在数据交互总线上，对需要导出的信息系统，指定交互接口，将这些信息组成语义信息记录，完成语义适配。
数据导出，是为系统信息员提供的一种批量导出数据的工具。对于系统间的数据交互的导入是指在数据交互总线上，对需要导出的信息系统，指定交互接口，将这些信息组成语义信息记录，完成语义适配。
语义信息适配是指：异构数据传输方式包括内部数据传输、E文件方式传输、XML方式传输、WebService传输，专有网络传输其他方式传输。这些传输应当经过模型接口的梳理，统一向数据总线发送数据交互请求，有数据总线完成信息适配对象的查找。
信息交互适配是指，数据总线完成信息交互对象的发现，连接的工作，具体的数据交互格式则有通信双方自协商完成。
信息交互对象的自协商是指，通信双方无需知道对方所处的物理位置，无需预先制定通信协议。等待数据总线完成通信双方的物理位置适配以后，数据总线发起并完成通信双方的连接通道的搭建。在通道建立完成之后，通信双方可以在框架支持范围内，自由选择通信方式。
Claims (1)
1.一种基于SG-CIM标准的智能配电系统的语义信息交互接口的构建方法，其特征在于：该方法针对配电管理系统，依据IEC61970标准的定义使电力系统各种应用统一存取公共数据和交换信息；根据SG-CIM标准，通过提供标准对象以及对象之间的关系来定义配电网中的系统资源，为智能配电网的数据交互规范提供一个语义完整、逻辑自洽的框架模型，完成数据属性的全面集合；
所述框架模型分成13个模型包；所述13个模型包是：核心包、拓扑包、电网包、检修包、保护包、量测包、负荷模型包、发电包、域包、财务包、能量计划包、备用包、SCADA包；其中，核心包、拓扑包、电网包、检修包、保护包、量测包、负荷模型包、发电包是基础包，设定了设备的基本分类、继承、归属关系和网络拓扑关系，其余包扩展了基本包的属性和功能；
核心包：包含命名、电力系统资源、设备容器、导电设备对象；核心包被所有应用系统共享,它不依赖于其他任何包,其他包都有依赖于核心包的关联关系和泛化关系；
拓扑包：它是核心包的扩展,通过与描述连接关系的终端类建立关联关系,定义了设备的物理连接关系；同时,拓扑包还描述了拓扑结构,即设备通过闭合开关/刀闸连接在一起的逻辑连接关系；拓扑定义是与其他电气参数无关；
电网包：电网包是核心包和拓扑包的扩展,它描述输电网、配电网设备的电气参数信息,这些信息将被用于状态估计、潮流计算、安全分析、最优潮流应用；
检修包：检修包是核心包和电网包的扩展,描述当前和计划网络的配置信息,这些实体在典型的网络应用中是可选项；
保护包：保护包是核心包和电网包的扩展,描述保护设备的信息；这些实体应用在培训模拟系统和配网事故定位应用中；
量测包：量测包包含描述各个应用间交换的动态测量数据的实体；
负荷模型包：负荷模型包提供了从用户到馈线到负荷区域到系统的各个层次的模型,它以随时间变化的曲线来表示,代表了不同季节和日期类型对负荷的影响,负荷与电压和频率的依赖关系也在模型中描述；应用在负荷预测和负荷管理系统中；
发电包：发电包分为两个子包:发电机包和原动机包；发电机包：发电机包提供了各种发电机的模型；它同时描述了用于在可用机组之间经济地分配负荷和计算备用容量的发电成本信息；这些信息用于机组组合、经济调度、自动发电控制、负荷预测和调度员培训模拟系统应用；原动机包：原动机包描述了各种原动机的信息,用于仿真和培训领域；
域包：域包是数量和单位的数据字典,用于定义对象属性的数据类型；域包包含了元数据类型的定义,包括测量单位和允许的取值；每一个数据类型包含一个数值属性和一个可选的测量单位；允许的取值以枚举来表示,通过UML的约束语法在文档中定义；字符串长度也在文档中表明,被指定为长度属性；
财务包：财务包与结算和会计有关；表达了参与正式和非正式协议的法律实体；
能量计划包：能量计划包提供了对公司之间的电力交易进行计划和考核的能力；它包括电力产生、消费、损失、输送、出售和采购的交易；这些类应用在电能的考核结算、发电容量、电能传输、辅助服务中；
备用包：备用包包含了用于电能交易计划、发电容量、电能传输、辅助服务中的信息；
SCADA包：SCADA包描述了用于数据采集和控制应用的模型信息,涉及到量测、PT、CT、RTU、扫描装置、通讯电路设备；控制应用支持对设备的控制操作；数据采集应用从多个来源采集遥测数据,遥测实体的子类型遵照IEC61850标准的定义。
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