CN104008442A - 基于sg-cim的配电网可视化平台的构建方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于SG-CIM的配电网可视化平台的构建方法，采用SG-CIM模型作为配电网信息交互的信息模型，并确定交互规范；然后建立具有三层结构的可视化平台：数据源层，提供配电网的原始数据，将系统的数据对象按主数据维度分类，并依据SG-CIM统一数据模型接口规范，对数据进行封装，推送至平台支撑层；平台支撑层，包括共享融合平台、移动作业平台和GIS平台，共享融合平台提供数据聚合，进行聚合对象分析和抽取，并提供相应的共享服务，GIS平台进行数据构建以及提供外部服务，移动作业平台提供移动作业的服务；应用开发层，进行各类高级应用开发。此方法通过扩展SG-CIM模型，确定基于IEC61970/968的统一交互规范，实现配电网可视化管理，提高配电网的管理能力。

Description

基于SG-CIM的配电网可视化平台的构建方法
技术领域
本发明属于配电自动化技术领域，特别涉及一种基于SG-CIM模型标准，建立配电网可视化管理的数据交互平台的方法，从而实现对配电网进行可视化管理。
背景技术
配电网直接面向工业企业和电力用户，是进行末端治理的重要环节，其自动化程度和管理水平直接影响供电可靠性和供电质量。用户对供电服务水平要求的不断提高，给配电网管理提出了更高的要求。可视化管理是配电网管理的一个重要组成部分，其使得配电网管理更直观，操作更方便，提高了配电网管理效率。配电网可视化管理以地理信息系统(GIS)为依托，集成电气设备的空间信息和属性信息，并与其它系统进行信息交互。通过配电网中各系统之间信息共享，实现配电网信息的一体化管理。
方便、快捷的配电网信息共享和信息交互是可视化管理的关键。配电网中部署了大量的系统，这些系统由不同企业开发，大多按照各自的专业需求建立，采用了不同的数据库技术、通信规范及操作软件，导致对大量冗余数据的重复维护。同时，采用传统技术手段的基础数据管理造成数据难以及时更新而与现场实际不符。当系统逐渐复杂和交互数据量急剧增加时，信息重叠和信息孤岛的局面将不可避免，无法方便地实现数据交换和信息共享，就需要统一的平台汇聚数据，使得不同应用或系统的数据传输可在平台中进行。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种基于SG-CIM的配电网可视化平台的构建方法，其通过扩展SG-CIM模型，确定基于IEC61970/968的统一交互规范，实现配电网可视化管理，提高配电网的管理能力。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种基于SG-CIM的配电网可视化平台的构建方法，包括如下步骤：
(1)采用SG-CIM模型作为配电网信息交互的信息模型，并根据不同的信息类型确定交互规范；
(2)建立可视化平台，所述可视化平台具有三层结构：数据源层，提供配电网的原始数据，将系统的数据对象按主数据维度分类，并依据SG-CIM统一数据模型接口规范，对数据进行封装，推送至平台支撑层；平台支撑层，包括共享融合平台、移动作业平台和GIS平台，共享融合平台提供数据聚合，进行聚合对象分析和抽取，并提供相应的共享服务，GIS平台进行数据构建以及提供外部服务，移动作业平台提供移动作业的服务；应用开发层，依据GIS平台及移动作业平台推送的信息，进行各类高级应用开发。
上述步骤(1)还包括以下内容：对SG-CIM模型进行完善，对于SG-CIM模型中没有对应描述的信息，增加新的类，并为每个类添加相应属性；对于SG-CIM模型中存在但相互之间没有关联的信息模型，增加相应类的关联关系。
增加CstComPlain类描述投诉信息，增加CstFaultRpt类描述故障报修，增加SupCtrDevice类描述监控终端设备，增加CstAcceptPowerSite类描述受电点。
上述步骤(1)中，交互规范的内容是：基础信息通过通用数据访问接口输入，开关变位信息通过事件和订阅的方式进行传输，设备属性采用IEC61968的“消息”传输机制，通过系统间交换标准的“消息”来完成。
上述步骤(2)中，可视化平台建立在电网管理信息大区中的生产管理区。
上述GIS平台将数据源层接收到的电网拓扑信息和地理位置信息利用CIM解析服务技术、自动化沿布服务技术及坐标回填工具完成静态物理网架的构建，在构建的静态物理网架基础上，GIS平台通过封装内部基础功能支撑服务、开放支撑服务与支撑组件，为外部业务系统提供电网拓扑分析服务、停电范围分析服务、故障定位服务及空间定位服务。
采用上述方案后，本发明通过引入SG-CIM模型，并构建三层结构的可视化平台，增强配电网管理的水平，提高了电网的服务能力。
附图说明
图1是本发明的流程图；
图2是本发明中跨安全区数据源的拓扑结构示意图；
图3是本发明构建的可视化平台架构示意图。
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实施方式作进一步的详述。
本发明提供一种基于SG-CIM的配电网可视化平台的构建方法，用于实现对配电网的设备及故障抢修进行可视化管理，从而达到提高配电网管理能力和服务能力的目的，配合图1所示流程图，本发明包括如下步骤：
(1)确定配电网信息交互的信息模型和交互规范。
方便、快捷的配电网信息共享和信息交互是可视化管理的关键。实现信息的共享和交互，配电网可视化管理主要涉及SG-CIM模型的设备、电网、客户以及物资等主题域。信息交互涵盖GIS系统、PMS系统、停电管理系统、配电自动化系统、95598系统等。目前配电网SG-CIM还不够完善，相关模型缺乏，部分信息在现有的SG-CIM中并没有对应描述，需要增加新的类来进行补充。现有模型缺少对投诉信息、故障报修、监控终端设备、受电点的描述，通过增加CstComPlain(投诉)类、CstFaultRpt(故障报修)类、SupCtrDevice(监控设备)类、CstAcceptPowerSite(受电点)类以及为每个类添加相应属性来完善信息模型。有些信息模型在现有模型中已经存在，但模型之间没有关联，对信息描述能力不强，通过增加相应类的关联关系使得对某些信息的描述更加完整，增加Location(位置)类与CstAcceptPowerSite(受电点)类、GmlDiagramObject(图形对象)类之间的关联、Equipment(设备)类与Terminal(终端)类之间的关联、Terminal(终端)类与Measurement(量测)类之间的关联、CstCtCustAddr(客户地址)类与Customer(客户)类之间的关联等。
地理信息图、拓扑信息、单线图、设备台帐信息等基础信息主要来自PMS系统、地理信息系统等；配电网开关变位、实时状态等信息主要来自配电自动化等。基础信息(如设备台帐信息、拓扑信息、地理信息)传输数据量大，对数据传输速度要求较高，但对实时性的要求不高，可通过通用数据访问接口(GDA)输入；开关变位信息等具有一定的实时性，但数据量不大，可通过事件和订阅的方式(GES)进行传输；设备属性数据量少，实时性要求不高，在查询的情况下才进行数据传输，采用IEC61968的“消息”传输机制，通过系统间交换标准的“消息”来完成。
(2)信息模型及交互规范确定之后，配电网可视化管理应用开发最关键的部分就是可视化平台的建立，其所在的安全分区如图2所示，将电网分为生产控制大区和管理信息大区，生产控制大区分为实时控制区(安全I区)和非控制生产区(安全II区)，管理信息大区根据各企业不同安全要求划分为生产管理区(安全III区)和管理信息区(安全IV区)。电网的信息主要是从安全I区(生产)向安全II、III区(管理)流动，在III区(管理)汇总。为保证信息安全和交互的方便性，将可视化平台建立在生产管理区(III区)，其总体架构如图3所示，总共分为三层结构，每个层次功能及所使用的技术具体如下：
1)数据源层：提供配电网的原始数据包括拓扑信息、设备台帐信息、地理位置信息、客户信息等。采用配电网SG-CIM模型作为统一数据模型。配电网SG-CIM是基于国网SG-CIM标准对配电网信息模型的扩展，统一的配电网信息模型使得可方便地将生产、营销、调度、实时等系统的数据对象按拓扑、功能位置、设备、用户、量测等主数据维度进行分类，并依据SG-CIM统一数据模型接口规范，对数据进行封装，推送至平台支撑层，为平台提供数据基础，确保数据源头唯一。
2)平台支撑层：进行数据聚合，进行聚合对象分析、抽取，并提供相应的共享服务，以GIS平台为依托，进行数据构建以及提供外部服务，移动作业平台提供移动作业的服务。以GIS平台为依托，完成数据的构建及服务的支撑。GIS平台将数据源层接收到的电网拓扑信息、地理位置信息利用CIM解析服务技术、自动化沿布服务技术、坐标回填工具等完成静态物理网架的构建，在构建的静态物理网架基础上，GIS平台通过封装内部基础功能支撑服务、开放支撑服务与支撑组件，为外部业务系统提供电网拓扑分析服务、停电范围分析服务、故障定位服务、空间定位服务等。实时数据平台主要包括量测值服务、遥信数据变化接收服务及数据存储管理服务，通过统一的数据访问接口，反映配电网中量测信息、设备开关的状态及拓扑结构的变化情况。移动作业技术则为可视化的移动作业服务提供技术支撑，移动作业技术基于统一的移动作业平台，利用中国移动3G通信网络与电力系统办公内网相连接，通过对网络安全论证、数据加密解密、移动GIS数据加载分析、单线图应用互动等关键技术，实现移动作业与桌面应用的无缝切换。
3)应用开发层：依据GIS平台、移动作业平台等推送的各类主数据、实时数据等信息，进行故障报修抢修、供电方案辅助编制、业务受理可行性分析等各类高级应用开发。各部分的功能描述如下所示：①供电方案辅助编制：该功能是在现场勘查环节，根据用户业扩报装类型、用户类别、用电容量等申请信息，基于GIS定位用电地址，分析用电地址周边可接入设备，辅助客户经理编制供电方案；②业务受理可行性分析：该功能是在业务受理环节，根据用户业扩报装类型、用电性质、用电容量等申请信息，结合GIS地理空间信息，计算报装地址周边供电电源设备的可开放容量，辅助业务受理员分析用户业扩报装申请的可行性；③故障移动作业：故障抢修移动作业利用可移动终端将现场故障信息上传，待故障修理完成后，再进行现场确认。主要包括现场接收抢修任务、反馈到达现场信息、汇报现场故障信息、反馈故障处理结果等部分；④故障派修抢修：该功能通过集成地理空间信息、用电信息采集系统、配电自动化系统等系统提供的电网实时运行信息，实现供电拓扑分析以及关键设备的实时运行状态判断，辅助故障判断人员对用户的故障报修进行诊断。
下面给出几个典型应用的业务流程，但不是全部，其它应用的开发与此类似。
以实例故障报修抢修来说明配电网可视化主要的业务流程：
1、从国网95598系统接收用电客户的故障报修信息，从用电信息采集系统接收配变失电的告警信息以及从营销系统获取用户信息。根据用户编号或者报修地址获取其关联的设备。
2、从停电管理系统获取，结合用户关联电源设备进行分析，排除计划停电报修,并将计划停电信息反馈给国网95598系统。
3、获取故障停电影响范围，结合用户关联电源设备进行分析，排除重复报修,并将重复报修信息反馈给国网95598系统。
4、从电网GIS平台获取供电拓扑、用户关联电源设备，通过电源点追溯分析，得到报修用户的供电路径上的途经设备。
5、根据供电拓扑及供电拓扑中设备的实时运行分析，开展故障分析：
(1)获取供电拓扑以及用电信息采集系统的配变实时运行信息，根据配变运行状态判断故障分析的走向。确定故障为低压线路、中压线路故障或配变发生故障，生成故障单。
(2)获取供电拓扑以及用电信息采集系统的电能表实时运行信息，分析故障是否为用户内部发生故障，生成故障单。
(3)获取供电拓扑以及实时数据平台的开关实时运行信息，分析判断导致停电的起点设备。
6、从营销系统获取用户信息、电网GIS平台获取故障停电影响区域信息、配电自动化系统的故障设备信息以及故障单信息，分析出故障设备所影响的区域以及影响的用户，并将停电影响区域发布到电网GIS平台，同时生成故障停电影响范围。
以实例供电方案辅助编制来说明配电网可视化主要的业务流程：
1、基于95598系统接收用电客户的报装信息，确定用户类型、用电容量、用电电压等级等申请信息；
2、基于GIS系统定位用电地址；
3、基于PMS系统及配电自动化系统获取申请用电点周围的单线图；
4、确定受电设备位置后，客户经理根据用电性质、负荷特性及重要性等级等因素确定供电方式。
5、系统根据用户受电设备位置，搜索周边500米范围内，供电电压为符合的可接入设备。接入设备有站内设备(如：环网柜、开闭所、分支箱)以及站外设备(如：杆塔)，并考虑设备空闲间隔、设备可开放容量因素，形成满足申请容量、电压等级等要求的一套或多套接入设备方案。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于SG-CIM的配电网可视化平台的构建方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)采用SG-CIM模型作为配电网信息交互的信息模型，并根据不同的信息类型确定交互规范；
(2)建立可视化平台，所述可视化平台具有三层结构：数据源层，提供配电网的原始数据，将系统的数据对象按主数据维度分类，并依据SG-CIM统一数据模型接口规范，对数据进行封装，推送至平台支撑层；平台支撑层，包括共享融合平台、移动作业平台和GIS平台，共享融合平台提供数据聚合，进行聚合对象分析和抽取，并提供相应的共享服务，GIS平台进行数据构建以及提供外部服务，移动作业平台提供移动作业的服务；应用开发层，依据GIS平台及移动作业平台推送的信息，进行各类高级应用开发。
2.如权利要求1所述的基于SG-CIM的配电网可视化平台的构建方法，其特征在于：所述步骤(1)还包括以下内容：对SG-CIM模型进行完善，对于SG-CIM模型中没有对应描述的信息，增加新的类，并为每个类添加相应属性；对于SG-CIM模型中存在但相互之间没有关联的信息模型，增加相应类的关联关系。
3.如权利要求2所述的基于SG-CIM的配电网可视化平台的构建方法，其特征在于：增加CstComPlain类描述投诉信息，增加CstFaultRpt类描述故障报修，增加SupCtrDevice类描述监控终端设备，增加CstAcceptPowerSite类描述受电点。
4.如权利要求1所述的基于SG-CIM的配电网可视化平台的构建方法，其特征在于：所述步骤(1)中，交互规范的内容是：基础信息通过通用数据访问接口输入，开关变位信息通过事件和订阅的方式进行传输，设备属性采用IEC61968的“消息”传输机制，通过系统间交换标准的“消息”来完成。
5.如权利要求1所述的基于SG-CIM的配电网可视化平台的构建方法，其特征在于：所述步骤(2)中，可视化平台建立在电网管理信息大区中的生产管理区。
6.如权利要求1所述的基于SG-CIM的配电网可视化平台的构建方法，其特征在于：所述步骤(2)中，GIS平台将数据源层接收到的电网拓扑信息和地理位置信息利用CIM解析服务技术、自动化沿布服务技术及坐标回填工具完成静态物理网架的构建，在构建的静态物理网架基础上，GIS平台通过封装内部基础功能支撑服务、开放支撑服务与支撑组件，为外部业务系统提供电网拓扑分析服务、停电范围分析服务、故障定位服务及空间定位服务。
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