CN103942322A - 一种基于xml文件的配网模型差异数据合并方法 - Google Patents

一种基于xml文件的配网模型差异数据合并方法 Download PDF

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吕志平
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宋胜参
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Abstract

本发明公开了一种基于XML文件的配网模型差异数据合并方法，涉及配电网自动化系统技术领域，包括如下步骤：分类模型差异数据，将存在差异的数据归类到添加类、删除类和更改类三个类别中；根据模型差异数据，定义添加类、更改类、删除类的命名空间，将差异数据内容组织生成添加、删除和更改三个XML文件；解析生成的三个XML文件，并经验证后合并差异数据。本发明能够使得合并配电网自动化系统中的系统模型信息时更加方便，大大减少系统管理人员的工作量，提高工作效率；具有良好的互通互连性，能够使数据与实现分离，配电网自动化系统性能高效，能及时确保配电网自动化系统的正常运行，避免故障和经济损失。

Description

一种基于XML文件的配网模型差异数据合并方法
技术领域
本发明涉及配电网自动化系统技术领域。
背景技术
在配电网自动化系统中，系统的模型有时会因增、删设备或变电站等情况发生改变，一旦模型信息需要更新，通常采取的方法是重新生成模型文件，相应的，系统也需要根据新的模型文件重新建立模型信息，增加了系统管理人员的工作量，严重影响系统的工作效率和配电网自动化系统的正常运行。
XML（eXtensible Markup Language，可拓展标记语言）是一种元数据标记语言，可提供描述结构化资料的格式。由于XML系独立于任何体系结构和任何程序语言的信息描述规范，非常适合用于系统集成中的信息交换。
OWL（Web Ontology Language，网络本体语言）是一种本体描述语言的标准，它采用面向对象的方式来描述领域知识，能够清晰地表达概念的含义以及这些含义间的关系，可以按类和属性的形式描述领域知识所包含的结构，具有逻辑描述和演算能力。
目前没有应用上述语言标准于配电网自动化系统中建立模型信息的报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于XML文件的配网模型差异数据合并方法，使得增加、删除、更改配电网自动化系统中的系统模型信息时，更加方便，大大减少系统管理人员的工作量，提高工作效率，进一步实现办公自动化；本发明具有良好的互通互连性，能够使数据与实现分离，配电网自动化系统性能高效，能及时确保配电网自动化系统的正常运行，避免故障和经济损失，节省配电网自动化系统维护和开发费用，提高了配电网的开发效率。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种基于XML文件的配网模型差异数据合并方法，包括如下步骤：
a)分类模型差异数据，将存在差异的数据归类到添加类、删除类和更改类三个类别中；
b)根据模型差异数据，定义添加类、更改类、删除类的命名空间，将差异数据内容组织生成添加、删除和更改三个XML文件；
c)解析生成的三个XML文件，并经验证后合并差异数据。
进一步的技术方案，所述添加类包括添加新的模型对象及其新增对象的属性信息，以及为已经存在的模型对象添加新的属性；所述删除类包括删除已经存在的模型对象及其属性信息，查找与此对象相关联的其他对象的属性，并删除该属性，以及删除模型对象的部分属性而不是删除模型对象本身；所述更改类包括修改模型对象的属性值而不删除该对象。
优选技术方案为，所述b）所述生成添加、删除和更改三个XML文件时，按照OWL规则生成标准XML文件格式，c）解析XML文件时，按照OWL规则解析。
进一步的技术方案，所述生成添加的XML文件时，不但标明对象的URI，还要列出对象的属性和属性值，形成一个完整的模型对象信息，仅添加模型对象的部分属性时，先用更改标识模型对象，再添加对象中特定属性；所述生成删除的XML文件时，将该模型对象的属性一起删除，仅删除对象的部分属性时，先用更改标识模型对象，再删除对象中特定属性；所述生成更改的XML文件时，直接为属性设置新的值。
进一步的技术方案，所述解析XML文件，并经验证后合并差异数据的具体步骤为：
1)配电网自动化系统导入XML文件，读取文件内容，并按照OWL规范解析文件，得到待合并的模型信息；
2）配电网自动化系统对待合并的信息进行验证，待添加的模型信息在原有系统模型中已经存在并完全一致时，不进行该添加操作；待删除的模型信息在原有系统模型中不存在时，不进行该删除操作；待修改的模型信息在原有系统模型中不存在或已经与要修改的值吻合，不进行该修改操作；
3）配电网自动化系统将过滤后的待合并模型与系统原有模型进行合并，包括添加新的模型对象、删除已有的模型对象以及修改模型的属性值。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：使得增加、删除、更改模型信息时，更加方便，大大减少系统管理人员的工作量，提高工作效率，及时确保配电网自动化系统的正常运行，避免故障和经济损失；具有良好的互通互连性，通过将配电网模型差异数据组织成XML文件，配电网应用可以无障碍的自动识别数据信息，方便系统间交换数据、共享信息，实现系统互通、互连，降低难度与成本；能够使数据与实现分离，XML文件可被计算机系统自动识别，且具体实现与数据分离，使得信息封装良好，逻辑清晰，可维护性强；性能高效，XML层次清晰，结构良好，使得实现差异数据合并的过程非常简单，具有性能高效的特点；使得任何标准化配电网自动化系统都能够通过该方法获取差异数据、合并模型，节省系统维护和开发费用，提高了配电网应用软件的开发效率。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例
一个配电网自动化系统模型，有且仅有一个变电站，名为sn1000；变电站中有一个电压等级，名为220KV；220KV中包含两个间隔对象，名为bay1和bay2；每个间隔中都包含若干设备对象及遥信遥测等，遥信遥测中也包含对应的值对象。
a）分类模型差异数据，将存在差异的数据归类到添加类、删除类和更改类三个类别中。
增加开关及连接端点的差异数据：
间隔bay2中新增开关，名为CB10，同时新增两个连接端点Terminal，名为T10和T11，并成为CB10的连接端点。
添加/删除遥信的差异数据：
间隔bay2中删除遥信对象“无功功率有效值A相幅值”；添加一个新的遥信对象“电流有效值A相幅值”，并与连接端点T10关联；将一个已经存在的遥信对象“电压有效值A相幅值”与连接端点T11关联，更改该遥信的描述信息为“电压有效值至地A相幅值”。
b)根据模型差异数据，定义添加类、更改类、删除类的命名空间。
按照OWL规则，将上个步骤中经分类和再扩展的差异数据生成标准XML文件格式。通过命名空间区分添加、删除和更改三个类别。
添加的命名空间为：xmlns:add="http://iec.ch/TC57/CIM-generic.add#"，
删除的命名空间为：xmlns:del="http://iec.ch/TC57/CIM-generic.del#"，
更改的命名空间为：xmlns:mod="http://iec.ch/TC57/CIM-generic.mod#"。
这样，在XML文件中用前缀add\del\mod来标识所要进行何种类别的操作。在添加(add)模型对象时，不但标明对象的URI（对象的唯一标识），还要列出对象的属性和属性值，形成一个完整的模型对象信息。仅添加模型对象的部分属性时，先用更改(mod)标识模型对象，再添加对象中特定属性。删除(del)模型对象时，将该模型对象的属性一起删除，如对象的ID。仅删除对象的部分属性时，先用更改(mod) 标识模型对象，再删除对象中特定属性。更改(mod)模型对象的属性值时，直接为属性设置新的值。
增加开关及连接端点的XML文件如下：
- <mod:Bay rdf:about="#sn1000/220kV/bay2">
 <add:PowerSystemResource.Contains_Measurements rdf:resource="http://td.sduept.com/mailman /listinfo/#sn1000/SDDL_PQDQ1/MMXU1.A.phsA.cVal.mag.f" /> 
 <add:PowerSystemResource.Contains_Measurements rdf:resource="http://td.sduept.com/mailman /listinfo/#sn1000/SDDL_PQDQ1/MMXU1.PhV.phsA.cVal.mag.f" /> 
 <del:PowerSystemResource.Contains_Measurements rdf:resource="http://td.sduept.com/mailman /listinfo/#sn1000/SDDL_PQDQ1/MMXU1.VAr.phsA.cVal.mag.f" /> 
 <add:EquipmentContainer.Contains_Equipments rdf:resource="http://td.sduept.com/mailman/ listinfo/#sn1000/220kV/bay2/CB10" /> 
  </mod:Bay>
- <add:Breaker rdf:about="#sn1000/110kV/bay2/CB10">
  <add:Equipment.MemberOf_EquipmentContainer rdf:resource="http://td.sduept.com/mailman/ listinfo/#sn1000/110kV/bay2" /> 
  <add:IdentifiedObject.name>CB10</add:IdentifiedObject.name> 
  <add:ConductingEquipment.Terminals rdf:resource="http://td.sduept.com/mailman/listinfo/#sn 1000/220kV/bay2/CB1/T10" /> 
  <add:ConductingEquipment.Terminals rdf:resource="http://td.sduept.com/mailman/listinfo/#sn 1000/220kV/bay2/CB1/T11" /> 
  <add:IdentifiedObject.mRID>1008000000110</add:IdentifiedObject.mRID> 
  </add:Breaker>
- <add:Terminal rdf:about="#sn1000/220kV/bay2/CB1/T10">
  <add:Terminal.ConductingEquipment rdf:resource="http://td.sduept.com/mailman/listinfo/#sn 1000/220kV/bay2/CB10" /> 
  <add:IdentifiedObject.name>T10</add:IdentifiedObject.name> 
  <add:IdentifiedObject.mRID>1668000001024</add:IdentifiedObject.mRID> 
  <add:Terminal.Measurements rdf:resource="http://td.sduept.com/mailman/listinfo/#sn1000 /SDDL_PQDQ1/MMXU1.A.phsA.cVal.mag.f" /> 
  </add:Terminal>
- <add:Terminal rdf:about="#sn1000/220kV/bay2/CB1/T11">
  <add:Terminal.ConductingEquipment rdf:resource="http://td.sduept.com/mailman/listinfo/#sn 1000/220kV/bay2/CB10" /> 
  <add:IdentifiedObject.name>T11</add:IdentifiedObject.name> 
  <add:IdentifiedObject.mRID>1668000001025</add:IdentifiedObject.mRID> 
  <add:Terminal.Measurements rdf:resource="http://td.sduept.com/mailman/listinfo/#sn1000 /SDDL_PQDQ1/MMXU1.PhV.phsA.cVal.mag.f" /> 
  </add:Terminal> 
上述代码中，<mod:Bay rdf:about="#sn1000/220kV/bay2">标识表示对间隔bay2中的属性进行修改，其中用<add:EquipmentContainer.Contains_Equipments rdf:resource="http://td.sduept. com/mailman/listinfo/#sn1000/220kV/bay2/CB10"/>表示在该间隔中添加一个URI（对象的唯一标识）为http://td.sduept.com/mailman/listinfo/#sn1000/220kV/bay2/CB10的开关对象；
用<add:Breaker rdf:about="#sn1000/110kV/bay2/CB10">标识添加开关Breaker对象CB10，其中通过<add:Equipment.MemberOf_EquipmentContainer rdf:resource="http://td.sduept. com/m ailman/listinfo/hunan#sn1000/110kV/bay2"/>  设置该开关属于间隔bay2，通过<add:IdentifiedObject.name>CB10</add:IdentifiedObject.name>将开关命名为CB10；通过<add:ConductingEquipment.Terminals rdf:resource="http://td.sduept.com/mailman/listinfo/hunan #sn1000/220kV/bay2/CB1/T10"/>将开关与连接端点T10关联，关联连接端点T11的方式亦同。
用<add:Terminal rdf:about="#sn1000/220kV/bay2/CB1/T10">标识添加连接端点Terminal，其中，通过<add:Terminal.ConductingEquipment rdf:resource="http://td.sduept. com/mailman/listinfo/hunan#sn1000/220kV/bay2/CB10"/> 设置该Terminal与开关CB10关联，<add:IdentifiedObject.name>T10</add:IdentifiedObject.name>、<add:IdentifiedObject. mRID>1668000001024</add:IdentifiedObject.mRID>分别设置Terminal的名字和数字ID。连接端点T11的添加方式同上。
添加/删除遥信的XML文件：
在标签<mod:Bay rdf:about="#sn1000/220kV/bay2">中，用<del:PowerSystemResource. Contains_Measurements/>删除间隔中的遥信对象，用<add:PowerSystemResource. Contains_Measurements/>标签在间隔中添加遥信对象；另外，用<add:Terminal. Measurements/>标签在连接端点中添加相应的遥信对象。
- <add:Analog rdf:about="#sn1000/SDDL_PQDQ1/MMXU1.A.phsA.cVal.mag.f">
 <add:IdentifiedObject.description>电流有效值A相幅值</add:IdentifiedObject.description > 
 <add:Measurement.MeasurementType rdf:resource="http://td.sduept.com/mailman/listinfo/ #CurrentPhaseAToGMagnitude" /> 
  <add:Measurement.Terminal rdf:resource="http://td.sduept.com/mailman/listinfo/#sn1000 /220kV/bay2/CB1/T10" />   <add:IdentifiedObject.name>sn1000/SDDL_PQDQ1/MMXU1.A.phsA.cVal.mag.f</add:IdentifiedObject.name> 
  <add:IdentifiedObject.mRID>1228000132370</add:IdentifiedObject.mRID> 
  <add:Analog.Contain_MeasurementValues rdf:resource="http://td.sduept.com/mailman/lis tinfo/#sn1000/SDDL_PQDQ1/MMXU1.A.phsA.cVal.mag.f#value" /> 
  </add:Analog>
- <mod:Analog rdf:about="#sn1000/SDDL_PQDQ1/MMXU1.PhV.phsA.cVal.mag.f">
  <mod:IdentifiedObject.description>电压有效值至地A相幅值</mod:IdentifiedObject. description> 
  <cim:Measurement.MeasurementType rdf:resource="http://td.sduept.com/mailman/listinf o/#VoltagePhaseAToGMagnitude" /> 
  <mod:Measurement.Terminal rdf:resource="http://td.sduept.com/mailman/listinfo/#sn 1000/220kV/bay2/CB1/T11"/>   <cim:IdentifiedObject.name>sn1000/SDDL_PQDQ1/MMXU1.PhV.phsA.cVal.mag.f</cim:IdentifiedObject.name> 
  <cim:IdentifiedObject.mRID>1228000132364</cim:IdentifiedObject.mRID> 
  <cim:Analog.Contain_MeasurementValues rdf:resource="http://td.sduept.com/mailman/lis tinfo/#sn1000/SDDL_PQDQ1/MMXU1.PhV.phsA.cVal.mag.f#value" /> 
  </mod:Analog>
- <del:Analog rdf:about="#sn1000/SDDL_PQDQ1/MMXU1.VAr.phsA.cVal.mag.f">
  <del:IdentifiedObject.description>无功功率有效值A相幅值</del:IdentifiedObject. description> 
  <del:Measurement.MeasurementType rdf:resource="http://td.sduept.com/mailman/listinfo /hunan#ReactivePowerPhaseAToNMagnitude"/>   <del:IdentifiedObject.name>sn1000/SDDL_PQDQ1/MMXU1.VAr.phsA.cVal.mag.f</del:IdentifiedObject.name> 
  <del:IdentifiedObject.mRID>1228000132379</del:IdentifiedObject.mRID> 
  <del:Analog.Contain_MeasurementValues rdf:resource="http://td.sduept.com/mailman/list info/#sn1000/SDDL_PQDQ1/MMXU1.VAr.phsA.cVal.mag.f#value" /> 
  </del:Analog> 
上述代码中，在标签<add:Analog>中添加遥信对象，并设置名称为“电流有效值A相幅值”及其它属性。在标签<mod:Analog>中修改已经存在的遥信，用<mod:IdentifiedObject.description>电压有效值至地A相幅值</mod:IdentifiedObject. description>将其描述改为“电压有效值至地A相幅值”，用<mod:Measurement.Terminal rdf:resource="http://td.sduept.com/mailman/listinfo/#sn1000/220kV/bay2/CB1/T11"/>将该遥信与连接端点T11关联。
最终，差异数据文件的结构如下述代码所示：
c）解析生成的三个XML文件，并经验证后合并差异数据。
通过生成的差异数据文件，配电网自动化系统能够自动识别需要合并的对象，并进行相应内容的添加、删除、更改。
因为XML被设计为可被计算机阅读和理解的描述信息的通用方法，所以配电网自动化系统可非常容易的导入XML文件，读取文件内容，并按照OWL规范解析文件，从而得到待合并的模型信息。
然后，配电网自动化系统对待合并的信息进行验证，如果待添加的模型信息在原有系统模型中已经存在并完全一致，则不进行该添加操作；如果待删除的模型信息在原有系统模型中不存在，则不进行该删除操作；如果待修改的模型信息在原有系统模型中不存在或已经与要修改的值吻合，则不进行该修改操作。
最后，配电网自动化系统将过滤后的待合并模型与系统原有模型进行合并，包括添加新的模型对象、删除已有的模型对象以及修改模型的属性值，到此，模型差异数据完成合并，差异数据被合并到系统原有的模型中，实现了模型更新功能。 

Claims (5)

1.一种基于XML文件的配网模型差异数据合并方法，其特征在于包括如下步骤：
a)分类模型差异数据，将存在差异的数据归类到添加类、删除类和更改类三个类别中；
b)根据模型差异数据，定义添加类、更改类、删除类的命名空间，将差异数据内容组织生成添加、删除和更改三个XML文件；
c)解析生成的三个XML文件，并经验证后合并差异数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于XML文件的配网模型差异数据合并方法，其特征在于所述添加类包括添加新的模型对象及其新增对象的属性信息，以及为已经存在的模型对象添加新的属性；所述删除类包括删除已经存在的模型对象及其属性信息，查找与此对象相关联的其他对象的属性，并删除该属性，以及删除模型对象的部分属性而不是删除模型对象本身；所述更改类包括修改模型对象的属性值而不删除该对象。
3.根据权利要求1所述的一种基于XML文件的配网模型差异数据合并方法，其特征在于b）所述生成添加、删除和更改三个XML文件时，按照OWL规则生成标准XML文件格式，c）解析XML文件时，按照OWL规则解析。
4.根据权利要求3所述的一种基于XML文件的配网模型差异数据合并方法，其特征在于所述生成添加的XML文件时，不但标明对象的URI，还要列出对象的属性和属性值，形成一个完整的模型对象信息，仅添加模型对象的部分属性时，先用更改标识模型对象，再添加对象中特定属性；所述生成删除的XML文件时，将该模型对象的属性一起删除，仅删除对象的部分属性时，先用更改标识模型对象，再删除对象中特定属性；所述生成更改的XML文件时，直接为属性设置新的值。
5.根据权利要求3所述的一种基于XML文件的配网模型差异数据合并方法，其特征在于所述解析XML文件，并经验证后合并差异数据的具体步骤为：
1）配电网自动化系统导入XML文件，读取文件内容，并按照OWL规范解析文件，得到待合并的模型信息；
2）配电网自动化系统对待合并的信息进行验证，待添加的模型信息在原有系统模型中已经存在并完全一致时，不进行该添加操作；待删除的模型信息在原有系统模型中不存在时，不进行该删除操作；待修改的模型信息在原有系统模型中不存在或已经与要修改的值吻合，不进行该修改操作；
3）配电网自动化系统将过滤后的待合并模型与系统原有模型进行合并，包括添加新的模型对象、删除已有的模型对象以及修改模型的属性值。
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