CN104573983A - 一种电力生产调度语义服务实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种语义服务实现方法，包括以下步骤：1）实例数据输入；2）映射至基于公共信息模型的组件；3）映射至OPC UA模型的组件；4）中间件适配器封装；5）语义网络服务。发明的语义服务实现方法的总体思路是：在异构系统众多的智能电网信息通信架构中找到需要的服务发现。发明的语义服务实现方法，指将公共信息模型CIM与新的OPC UA结合作为所有网络服务的交换数据模型。这会带来一个更好的语义发现定位系统，为电力事业的不同部分的功能和智能电网服务，具有良好的应用前景。

Description

一种电力生产调度语义服务实现方法
技术领域
本发明涉及电力生产调度技术领域，具体涉及一种电力生产调度语义实现方法。
背景技术
电力生产调度领域正面临着在输电和配电系统的新问题。整个系统更好的可靠性和更高的效率是智能电网的一个主要目标。特征实现是保证系统中的消费者积极参与，容纳所有的生成和存储选项，保证新服务，产品和市场，并提供被称为数字化经济的合理电能质量。由资产利用率优化，更高效的完成电网操作来实现。
智能电网包含许多利益相关者，将需要处理一个非常高复杂性的系统，它应该要促进整个行业的转型，它带来了新的安全问题，它是对标准达成共识，得到发展和支持的推动者。
从技术上讲，在智能设备、通信系统、数据管理、网络安全、信息和数据的保密性和新的应用软件方面有许多挑战。刚开始处理一个新系统并处于过渡过程中，需求必须是成熟和容易开发的。
新的IT架构专注于提供从IEC62357标准在IEC的TC57委员会的无缝集成架构，并考虑到公共信息模型CIM（IEC61970和61968），并结合新的IEC62541 OPC统一架构（UA），这是在OLE用于过程控制的前身；这是一个成熟的标准在自动化领域。提供了新一代电网自动化的一个合适架构。
由于现如今智能电网的系统众多，用户对于相关服务的需求量也不断增加，然而，在大多数智能电网使用实例中，用户们知道他们的需要，但他们不知道正确的语义或系统提供的服务因此，用户或电力系统需要发现相匹配的使用语义功能的搜索服务。
目前，智能电网的现有语义功能的搜索服务仅仅支持人工操作，并不能完全实现自动化服务的目标,电力各系统中数据模型不统一，无法真正实现互操作，阻碍了智能电网的建设问题。
发明内容
本发明所解决的技术问题是克服现有技术中对电力各系统中数据模型不统一，无法真正实现互操作，阻碍了智能电网的建设问题。本发明提供的电力生产调度语义实现方法，将公共信息模型CIM与新的OPC UA（OLE for Process Control, Unified Architecture）结合作为所有网络服务的交换数据模型。这会带来一个更好的语义发现定位系统，为电力事业的不同部分的功能和智能电网服务，具有良好的应用前景。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种电力生产调度语义服务实现方法，包括以下步骤：
步骤1，实例数据输入，建立实例数据模型；实例数据输入包括非标准的信息模型数据输入和基于公共信息模型的标准信息模型掉数据输入；
实例数据模型包括电力系统的设备模型、用户模型和实时数据量测模型。
步骤2，实例数据模型映射至基于公共信息模型的组件，产生实例数据模型与公共信息模型的关系型数据库；
步骤3，基于公共信息模型的组件映射至基于OPC UA模型的组件；
步骤4，中间件适配器封装：将非标准的接口消息封装成为标准的接口消息；
步骤5，语义网络服务：通过匹配过程计算语义网络服务和用户需求的逻辑关系，计算参与匹配过程的语义网络服务和用户需要的服务能力的匹配度，建立网络服务与用户需求之间的映射，基于排序过程将所以已匹配的语义网络服务排序，提供用户选择，获取用户所需的网络服务。
配电自动化系统以公共信息模型(common information model，CIM)文件实现模型信息共享；CIM是面向对象的标准电网模型，由于实例数据模型和CIM都是对电力设备及其属性进行描述，因此，实例数据模型和基于公共信息模型之间的映射关系是客观存在的。映射内容包括设备、设备的属性以及设备之间的关系，包括数据模式和数据实体两个方面。
较优地，步骤2具体包括以下步骤：
201，根据私有数据模型的特征，建立私有数据模型与公共信息模型之间基于元数据的映射逻辑；
202，输入私有数据；
203，私有数据基于步骤201建立的私有数据模型与公共信息模型之间基于元数据的映射逻辑转换后，输出基于公共信息模型的数据。
较优地，步骤3具体包括以下步骤：
301，通过语义网络服务将OPC UA模型和公共信息模型结合；
302，在OPC UA服务器地址空间对CIM进行建模；
303，在抽象的OPC UA模型顶层设定信息模型；将CIM作为一个特定领域的信息模型是第一选择；
304，将抽象的CIM UML类建模为抽象的OPC对象类型，具体CIM UML类建模过程一般通过Address Space Model Designer工具实现。
较优地，步骤4基于通用消息封装（CME：common message envelope）非标准的接口消息，分别预定义用于请求的模板、用于响应的模板和用于事件与故障的模板。
较优地，步骤5具体包括以下步骤：
501，网络服务提供者编辑网络服务的描述文件，需要网络服务的用户编辑需要的网络服务的描述；
502，网络服务将服务与用户的需求相对应，通过匹配过程计算语义网络服务和用户需求的逻辑关系，计算参与匹配过程的语义网络服务和用户需要的服务能力的匹配度，建立网络服务与用户需求之间的映射；匹配度包括完全相同、网络服务蕴含用户需求、用户需求蕴含网络服务、存在交集、无关联；
503，基于排序过程将所以已匹配的语义网络服务排序，用户获取所需要的网络服务；排序过程为：按照排序标准，将所以已匹配的语义网络服务排序，提供用户选择；排序标准包括：基于语义网络能力的标准，基于用户偏好的标准，基于服务质量的标准。
与现有技术相比，本发明包括以下有益效果：本发明由于语义服务实现方法引入了语义信息，使得用户和应用程序可以方便的访问总线数据、服务的模糊查找、服务语义化；
本发明能够在众多服务中选择一个最能满足用户需求的服务；
本发明保证相关服务与用户之间交互信息的正确传输；
本发明避免相关服务与用户实施互操作时产生不匹配等情况。
附图说明
图1是本发明的电力生产调度语义服务实现方法的流程图；
图2是本发明的语义实现方法实现架构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
为了便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例作进一步的解释说明，且各个实施例不构成对本发明实施例的限定。
如图1和图2所示，一种电力生产调度语义服务实现方法，包括以下步骤：
步骤1，实例数据输入，建立实例数据模型；实例数据输入包括非标准的信息模型数据输入和基于公共信息模型的标准信息模型掉数据输入；
实例数据模型包括电力系统的设备模型、用户模型和实时数据量测模型。
步骤2，实例数据模型映射至基于公共信息模型的组件，产生实例数据模型与公共信息模型的关系型数据库；
配电自动化系统以公共信息模型(common information model，CIM)文件实现模型信息共享；CIM是面向对象的标准电网模型，由于实例数据模型和CIM都是对电力设备及其属性进行描述，因此，实例数据模型和基于公共信息模型之间的映射关系是客观存在的。映射内容包括设备、设备的属性以及设备之间的关系，包括数据模式和数据实体两个方面。较优地，步骤2具体包括以下步骤：
201，根据私有数据模型的特征，建立私有数据模型与公共信息模型之间基于元数据的映射逻辑；
202，输入私有数据；
203，私有数据基于步骤201建立的私有数据模型与公共信息模型之间基于元数据的映射逻辑转换后，输出基于公共信息模型的数据。
步骤3，基于公共信息模型的组件映射至基于OPC UA模型的组件；
步骤3具体包括以下步骤：
301，通过语义网络服务将OPC UA模型和公共信息模型结合；
302，在OPC UA服务器地址空间对CIM进行建模；
303，在抽象的OPC UA模型顶层设定信息模型；将CIM作为一个特定领域的信息模型是第一选择；
304，将抽象的CIM UML类建模为抽象的OPC对象类型，具体CIM UML类建模过程一般通过Address Space Model Designer工具实现。
步骤4，中间件适配器封装：将非标准的接口消息封装成为标准的接口消息；
步骤4基于通用消息封装（CME：common message envelope）非标准的接口消息，分别预定义用于请求的模板、用于响应的模板和用于事件与故障的模板。
封装后的消息包括以下几个部：
消息头（header）：所有的消息都需要（除了故障响应消息），使用一个统一的结构用于所有的服务接口。
请求（request）：可选的，定义了一些常用参量，这些参量用来限定“get”查询请求，或者识别用于“删除（delete）”、“取消（cancel）”、“关闭（close）”请求的特殊对象。有一条规定考虑到包含使用Payload.any元素的复杂结构。例如，在请求获取（get）MeterReadings时，可定义‘GetMeterReadings’ 配置文件（profile）来通过请求限定。类似这样的案例中，配置文件应使用约定“Get<Noun>”。请求不用于事件或响应消息。
应答（reply）：只需用于响应消息，指示成功，失败，错误细节。不用于请求或事件消息。
消息体（payload）: 用于传输消息信息，这些信息在消息头中由“动词（verb）”和“名词（noun）”组成。被“创建（create）”、“变更（change）”和“执行（execute）”请求所需。也被事件消息所需。消息体结构为消息体压缩提供了选项。
步骤5，语义网络服务：通过匹配过程计算语义网络服务和用户需求的逻辑关系，计算参与匹配过程的语义网络服务和用户需要的服务能力的匹配度，建立网络服务与用户需求之间的映射，基于排序过程将所以已匹配的语义网络服务排序，提供用户选择，获取用户所需的网络服务。
步骤5具体包括以下步骤：
501，网络服务提供者编辑网络服务的描述文件，需要网络服务的用户编辑需要的网络服务的描述；
502，网络服务将服务与用户的需求相对应，通过匹配过程计算语义网络服务和用户需求的逻辑关系，计算参与匹配过程的语义网络服务和用户需要的服务能力的匹配度，建立网络服务与用户需求之间的映射；
匹配过程为：通过计算语义网络服务和用户需求的逻辑关系（在匹配度的概念中逻辑关系分为五大类：“完全相同”，“网络服务蕴含用户需求”，“用户需求蕴含网络服务”，“存在交集”，“无关联”），计算参与匹配过程的众多语义网络服务和用户需要的服务能力的匹配度；
503，基于排序过程将所以已匹配的语义网络服务排序，用户获取所需要的网络服务；排序过程为：按照排序标准，将所以已匹配的语义网络服务排序，提供用户选择；排序标准包括：基于语义网络能力的标准，基于用户偏好的标准，基于服务质量的标准。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种电力生产调度语义服务实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，实例数据输入，建立实例数据模型；
步骤2，实例数据模型映射至基于公共信息模型的组件，产生实例数据模型与公共信息模型的关系型数据库；
步骤3，基于公共信息模型的组件映射至基于OPC UA模型的组件；
步骤4，中间件适配器封装：将非标准的接口消息封装成为标准的接口消息；
步骤5，语义网络服务：通过匹配过程计算语义网络服务和用户需求的逻辑关系，计算参与匹配过程的语义网络服务和用户需要的服务能力的匹配度，建立网络服务与用户需求之间的映射，基于排序过程将所以已匹配的语义网络服务排序，提供用户选择，获取用户所需的网络服务。
2.根据权利要求1所述的一种电力生产调度语义服务实现方法，其特征在于，所述步骤1实例数据输入包括非标准的信息模型数据输入和基于公共信息模型的标准信息模型掉数据输入；
实例数据模型包括电力系统的设备模型、用户模型和实时数据量测模型。
3.根据权利要求1所述的一种电力生产调度语义服务实现方法，其特征在于，所述步骤2具体包括以下步骤：
201，根据私有数据模型的特征，建立私有数据模型与公共信息模型之间基于元数据的映射逻辑；
202，输入私有数据；
203，私有数据基于步骤201建立的私有数据模型与公共信息模型之间基于元数据的映射逻辑转换后，输出基于公共信息模型的数据。
4.根据权利要求1所述的一种电力生产调度语义服务实现方法，其特征在于，所述步骤3具体包括以下步骤：
301，通过语义网络服务将OPC UA模型和公共信息模型结合；
302，在OPC UA服务器地址空间对CIM进行建模；
303，在抽象的OPC UA模型顶层设定信息模型；将CIM作为一个特定领域的信息模型是第一选择；
304，将抽象的CIM UML类建模为抽象的OPC对象类型。
5.根据权利要求1所述的一种电力生产调度语义服务实现方法，其特征在于，所述步骤4基于通用消息封装非标准的接口消息，分别预定义用于请求的模板、用于响应的模板和用于事件与故障的模板。
6.根据权利要求1所述的一种电力生产调度语义服务实现方法，其特征在于，所述步骤5具体包括以下步骤：
501，网络服务提供者编辑网络服务的描述文件，需要网络服务的用户编辑需要的网络服务的描述；
502，网络服务将服务与用户的需求相对应，通过匹配过程计算语义网络服务和用户需求的逻辑关系，计算参与匹配过程的语义网络服务和用户需要的服务能力的匹配度，建立网络服务与用户需求之间的映射；
503，基于排序过程将所以已匹配的语义网络服务排序，用户获取所需要的网络服务。
7.根据权利要求6所述的一种电力生产调度语义服务实现方法，其特征在于，所述匹配度包括完全相同、网络服务蕴含用户需求、用户需求蕴含网络服务、存在交集、无关联。
8.根据权利要求6所述的一种电力生产调度语义服务实现方法，其特征在于，所述排序过程为：按照排序标准，将所以已匹配的语义网络服务排序，提供用户选择。
9.根据权利要求8所述的一种电力生产调度语义服务实现方法，其特征在于，所述排序标准包括：基于语义网络能力的标准，基于用户偏好的标准，基于服务质量的标准。
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