CN103577563B - 一种变电站模型迁移方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变电站模型迁移方法，所述变电站模型包括基于IEC 61850标准的常规变电站模型和基于IEC61970标准的主站模型，所述变电站模型迁移方法包括语义模型协同、配置协同和运行时间协同，采用本发明，可实现常规变电站模型和主站模型之间数据的无缝迁移，减轻维护工作量，方便主站与变电站之间信息核对和校验。
Description
技术领域
本发明涉及一种电网数据交换方法，尤其涉及一种变电站模型迁移方法。
背景技术
随着电力体制改革的不断推广和区域联网的不断加强，不同电网间的数据间的可互访、可操作性的要求日益增强。因此，如果整个互联电力系统中的通信没有一个统一的通信规约，就不可能在一个IT架构基础之上，有效地选择不同的自动化设备、远动系统以及数据采集装置等供货商。为此，IEC TC57制定了统一的通信系统体系，来构成电力系统的无缝通信系统体系，使得电力系统运营商和供货厂商都可以从这些标准中获益。
IEC
61850、IEC 61970系列标准是由IEC
TC57开发并维护的两个重要标准，分别致力于电力系统控制中心和变电站的信息建模与信息交换，是目前最为完善、接受程度较高的两个标准。
IEC
61850标准，于 2003年9月后陆续推出，我国等同采用并转化后，标准编号为DL/T 860。与以往的IEC
60870系列标准、DNP等标准不同，IEC
61850标准已经超越了单纯的通信范畴，成为包括变电站系统功能定义、信息模型搭建、通信接口封装、配置以及一致性测试等众多特性的全新标准。
IEC
61970系列标准，包括公共信息模型（CIM）和组件接口规范（CIS）两部分内容。CIM描述了应用程序接口的语义（semantics），CIS描述了应用程序接口的语法。其提出的主要目的和意义在于：（1）便于来自不同厂家的能量管理系统（EMS）系统内部各应用的集成；（2）便于EMS系统与调度中心内部其它系统的互联；（3）便于不同调度中心EMS系统之间的模型交换。IEC 61850和IEC 61970两种标准各自定义了变电站信息模型，但两者间没有无缝的映射，而实际应用中往往同时涉及到两种标准的使用，因此迫切需要提出一种可使两种变电站信息模型无缝迁移的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种变电站模型迁移方法，可实现常规变电站模型和主站模型之间数据的无缝迁移，减轻维护工作量，方便主站与变电站之间信息核对和校验。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种变电站模型迁移方法，所述变电站模型迁移方法中的变电站模型包括基于IEC
61850标准的常规变电站模型和基于IEC61970标准的主站模型，所述变电站模型迁移方法包括语义模型协同、配置协同和运行时间协同，其中，
所述语义模型协同包括：
（1） 使用统一建模语言UML建立IEC 61850抽象的运行时类的模型，并将它加入公用信息模型CIM；
（2）建立IEC
61850变电站功能模型；
（3）用网络本体语言OWL建立关于所述IEC 61850变电站功能模型和所述公用信息模型CIM间关系的模型；
（4） 从IEC 61850运行时模型中选定需要关联的元素，关联选定的元素，使用可扩展标记语言XML建立所述IEC 61850运行时模型IE61850-7-2到所述公用信息模型CIM的抽象类；
（5）使用网络本体语言OWL建立从IEC 61850运行时模型IEC 61850-7-3和IEC 61850-7-4具体类到所述公用信息模型CIM具体类间详细关系的模型；
所述配置协同包括：
在变电站加电前，同步变电站配置模型SCL数据和CIM的XML格式数据；
所述运行时间协同包括：
所述主站模型通过通用接口定义GID获取IEC
61850常规变电站模型数据。
作为上述方案的改进，所述配置协同具体包括通过网络本体语言OWL对所述变电站配置模型SCL数据和所述CIM的XML格式数据建立关联，从而通过网络本体语言OWL联系所述变电站配置模型SCL数据和所述CIM的XML格式数据，所述网络本体语言OWL包含其对所述公用信息模型CIM和所述变电站配置模型SCL数据的编码以及所述公用信息模型CIM的OWL元素和所述变电站配置模型SCL数据的OWL元素的关系。
作为上述方案的改进，所述通用接口定义GID支持公用信息模型CIM数据、常规变电站模型数据和公用信息模型CIM/常规变电站模型结合数据的展示。
作为上述方案的改进，所述通用接口定义GID的数据展示包括物理视图、设备视图和测量数据视图。
实施本发明，具有如下有益效果：
本发明通过基于IEC 61850标准的常规变电站模型和基于IEC61970标准的主站模型之间的语义模型协同、配置协同和运行时间协同，实现常规变电站模型和主站模型之间数据的无缝迁移，当变电站模型发生变化时，能够动态更新到主站侧。变电站与主站之间模型、信息表只需在变电站一侧进行维护，主站可以同步加载使用，减轻维护工作量，方便主站与变电站之间信息核对和校验。
附图说明
图1是本发明一种变电站模型迁移方法的流程简图；
图2是本发明一种变电站模型迁移方法的语义模型协同部分的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图1本发明一种变电站模型迁移方法的流程简图所示，本发明实施例提供了一种变电站模型迁移方法，所述变电站模型包括基于IEC
61850标准的常规变电站模型和基于IEC61970标准的主站模型，上述两种标准共包含3种相对独立而需要结合的信息模型，即IEC
61970/IEC61968的CIM模型，IEC
61850的配置模型（SCL文件），IEC
61850运行时模型（Run Time Model）。所述变电站模型迁移方法包括语义模型协同、配置协同和运行时间协同，其中，
如图2本发明一种变电站模型迁移方法的语义模型协同部分的流程图所示，所述语义模型协同包括：
（1） 使用统一建模语言UML建立IEC 61850抽象的运行时类的模型，并将它加入公用信息模型CIM；需要说明的是，抽象运行时模型指模型不在运行时实例化，只是作为运行时类的基类。
（2）建立IEC 61850变电站功能模型；该模型是IEC 61850的配置模型SCL的一部分，运行时的OWL具体类。
（3）用网络本体语言OWL建立关于所述IEC 61850变电站功能模型和所述公用信息模型CIM间关系的模型；
（4） 从IEC 61850运行时模型中选定需要关联的元素，关联选定的元素，使用可扩展标记语言XML建立所述IEC 61850运行时模型IE61850-7-2到所述公用信息模型CIM的抽象类；
优选地，从IEC 61850运行时模型中选定的元素包括Server、LogicalNode和DataAttribute。
（5）使用网络本体语言OWL建立从IEC 61850运行时模型IEC 61850-7-3和IEC 61850-7-4具体类到所述公用信息模型CIM具体类间详细关系的模型；例如，建立从IEC 61850XCBR.Pos.stVal到CIM Breaker位置信息间关系。
需要说明的是，描述信息模型时有多种可用的技术。统一建模语言UML（Unified
Modeling Language ）可用于描述类（classes），类属性和不同类之间的关系。另外，描述信息模型时还可以使用诸如网络本体语言（Web Ontology
language， OWL）之类的本体语言。
使用XML编写的OWL提供独立于应用程序（application-independent）信息描述方式。通过使用OWL，不管是集成的还是单一的信息系统，都可以分解为信息子系统。这些子系统对内部使用自己的语义（semantics），但对外看做单一的联合异构信息模型（federated heterogeneous information
model）。OWL可以指出不同信息模型间的异同之处。例如，OWL可以用于表述IEC 61850和CIM间的不同之处。通常，建议同时使用UML和OWL对信息模型进行描述。
通过以上语义模型的转换，可以建立IEC 61850到CIM各模块的中间模型，通过所述中间模型的转化可实现IEC 61850和CIM之间的数据交换。
所述配置协同包括：
在变电站加电前，同步变电站配置模型SCL数据和CIM的XML格式数据；
优选地，所述配置协同具体包括通过网络本体语言OWL对所述变电站配置模型SCL数据和所述CIM的XML格式数据建立关联，从而通过网络本体语言OWL联系所述变电站配置模型SCL数据和所述CIM的XML格式数据，所述网络本体语言OWL包含其对所述公用信息模型CIM和所述变电站配置模型SCL数据的编码以及所述公用信息模型CIM的OWL元素和所述变电站配置模型SCL数据的OWL元素的关系。
需要说明的是，所述公用信息模型CIM和IEC 61850常规变电站模型数据没有能够彻底融合，使得建立IEC 61850和CIM的双向转换拓扑模型比较困难。例如，CIM的Disconnector、LoadBreakSwitch和GroundDisconnector与IEC 61850的CircuitSwitch存在多对一的关系。这样，将CIM模型向SCL 变电站功能模型（Substation Function Model）转化时，一些细节信息就会丢失。
从CIM XML到61850SCL的OWL映射描述了转换过程中丢失的细节，用户可以按照需要自行添加丢失的细节。另外，细节信息还可以在IEC
61850运行时数据中再次找回。
所述运行时间协同包括：
所述主站模型通过通用接口定义GID获取IEC
61850常规变电站模型数据。
优选地，所述通用接口定义GID支持所述公用信息模型CIM数据、所述常规变电站模型数据和所述公用信息模型CIM/所述常规变电站模型结合数据的展示。
优选地，所述通用接口定义GID的数据展示包括物理视图（Physical view）、设备视图（Device View）和测量数据视图（Measurement
View）。
需要说明的是，所述物理视图包含CIM的拓扑模型及IEC 61850提供的测量值。类似于已有的TC57 PhysicalView，但是进一步指出测量值使用IEC
61850的命名。所述设备视图包含完整的IEC 61850数据模型而不是CIM拓扑模型。所述测量数据视图包括CIM拓扑模型及IEC 61850提供的测量数据，但是该情况下测量值较复杂，包括IEC
61850元数据（meta data）。
综上所述，因为电网中大量存在基于IEC 61850的装置和基于CIM的产品，而且不论是修订IEC 61850还是CIM都会需要很长的时间，协调两种规范进行交互，应采用改动较小的稳健做法。为此，本发明将61850的配置和运行时模型与61970/61968信息模型相互联系，解决了模型结合时的语义设定（Model
Harmonization Semantic Setup）问题；描述了设置运行所需的通信系统的方法，解决了配置信息流（configuration
information flow）问题；提供了装置和应用间交换实时测量信息和控制信息的方法，解决了运行时数据流（Run-time
Information Flow）的协同问题，从而实现常规变电站模型和主站模型之间数据的无缝迁移。
本发明通过基于IEC 61850标准的常规变电站模型和基于IEC61970标准的主站模型之间的语义模型协同、配置协同和运行时间协同，实现常规变电站模型和主站模型之间数据的无缝迁移，当变电站模型发生变化时，能够动态更新到主站侧。变电站与主站之间模型、信息表只需在变电站一侧进行维护，主站可以同步加载使用，减轻维护工作量，方便主站与变电站之间信息核对和校验。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (4)
1.一种变电站模型迁移方法，所述变电站模型迁移方法中的变电站模型包括基于IEC 61850标准的常规变电站模型和基于IEC61970标准的主站模型，其特征在于，所述变电站模型迁移方法包括语义模型协同、配置协同和运行时间协同，其中，
所述语义模型协同包括：
（1）使用统一建模语言UML建立IEC 61850抽象的运行时类的模型，并将它加入公用信息模型CIM；
（2）建立IEC 61850变电站功能模型；
（3）用网络本体语言OWL建立关于所述IEC 61850变电站功能模型和所述公用信息模型CIM间关系的模型；
（4）从IEC 61850运行时模型中选定需要关联的元素，关联选定的元素，使用可扩展标记语言XML建立所述IEC 61850运行时模型IE61850-7-2到所述公用信息模型CIM的抽象类；
（5）使用网络本体语言OWL建立从IEC 61850运行时模型IEC 61850-7-3和IEC 61850-7-4具体类到所述公用信息模型CIM具体类间详细关系的模型；
所述配置协同包括：
在变电站加电前，同步变电站配置模型SCL数据和CIM的XML格式数据；
所述运行时间协同包括：
所述主站模型通过通用接口定义GID获取IEC 61850常规变电站模型数据。
2.如权利要求1所述的变电站模型迁移方法，其特征在于，所述配置协同具体包括通过网络本体语言OWL对所述变电站配置模型SCL数据和所述CIM的XML格式数据建立关联，从而通过网络本体语言OWL联系所述变电站配置模型SCL数据和所述CIM的XML格式数据，所述网络本体语言OWL包含其对所述公用信息模型CIM和所述变电站配置模型SCL数据的编码以及所述公用信息模型CIM的OWL元素和所述变电站配置模型SCL数据的OWL元素的关系。
3.如权利要求1所述的变电站模型迁移方法，其特征在于，所述通用接口定义GID支持公用信息模型CIM数据、常规变电站模型数据和公用信息模型CIM/常规变电站模型结合数据的展示。
4.如权利要求3所述的变电站模型迁移方法，其特征在于，所述通用接口定义GID的数据展示包括物理视图、设备视图和测量数据视图。
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