CN106021344A - 一种多适应性cime电网模型共享方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多适应性CIME电网模型共享方法，包括以下步骤：S1：将CIME电网模型文件映射成关系模型文件；S2：将关系模型文件中的表名与CIM/RDFS模型文件中的类名对应，将关系模型文件中的域与CIM/RDFS模型文件中的属性对应，形成共享模型配置文件；S3：定义CIME模型在当前系统进行模型共享时的共享方式，形成模型共享场景文件；S4：构造基于CIM/RDFS的电网模型，并根据基于CIM/RDFS的电网模型的各类对象的关联规则进行关联。本发明既保留了CIM/E模型文件在模型交互过程中的高效，又将CIM/RDF Schema中使用简便，灵活的模型扩展和可重用的特点结合起来，为工程应用提供了多适应性的模型共享方法。
Description
技术领域
本发明属于电力自动化技术领域，尤其涉及一种多适应性CIME电网模型共享方法。
背景技术
作为智能电网核心标准的IEC61970，在中国已经进行了深入的研究和推广，以IEC61970-301、IEC61970-453等系列标准为基础，结合中国智能电网调度支持系统的实际需求，提出的电网通用模型描述规范CIM/E、已经成功应用于国内多个智能电网调度支持系统。作为智能电网调度系统一项信息共享的基础功能，模型信息交互已经越来越多的被应用到智能调度系统中，如国、网、省三级调度系统间模型拼接，省地一体化系统的模型共享，主站与变电站共享建模等，CIM/E作为为模型载体的文件级操作被大量运用到其中,其在表述大电网模型文件时简洁高效。但在工程应用中针对CIM/E有着大量扩展需求，如变电站源端维护，模型中心的模型共享发布，需要在CIM/E中扩展量测模型的类和属性描述(如遥控信息，限值信息，保护信息等)，此外工程应用中存在大量导出导入等模型共享转换需求,不同应用导出导入的类和属性都有各自个性化的需求，如何通过配置的方法灵活共享电网模型成为一个问题。
在共享模型的过程中，模型的导出、导入过程中需要了解CIM与数据库的定义，CIM/RDF Schema只是描述了CIM的信息模型，而不是具体的数据模式，因此将CIM/RDFSchema与系统商用库映射需要另外定义，为了保证模型交互的高效性，模型共享都采用CIM/E文件作为载体，对于CIM/RDF Schema与CIM/E间的映射关系也需要定义。
在电网模型在共享过程中，最终都面临解析，校验、过滤、导出、导入等这一系列过程，而处理这一过程的常用方法都是将模型映射到计算机内存中，通过指定规则和算法对内存中的模型按照配置的CIM/RDF Schema进行处理。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种多适应性电网模型共享方法，该方法通过CIM/E模型文件作为交互载体共享模型，在此基础上通过CIM/RDF Schema文件和数据映射配置文件构建具有完整关联关系的电网模型，保证了基于此方法的模型共享的多适应性，保障了智能调度系统在信息交互过程中的安全、灵活、高效。
为了实现上述技术目的，本发明是通过如下的技术方案来实现的：
一种多适应性CIME电网模型共享方法，包括以下步骤：
S1：建立CIME电网模型文件与关系库的映射关系，将CIME电网模型文件映射成关系模型文件；
S2：建立步骤S1中的关系模型文件与CIM/RDFS模型文件的映射关系，将关系模型文件中的表名与CIM/RDFS模型文件中的类名对应，将关系模型文件中的域与CIM/RDFS模型文件中的属性对应，形成共享模型配置文件；
S3：生成针对共享模型配置文件的通用配置，定义CIME模型在当前系统进行模型共享时的共享方式、共享范围，形成模型共享场景文件；
S4：根据共享模型配置文件和模型共享场景文件，构造基于CIM/RDFS的电网模型，该电网模型包括CIM对象创建类、CIM对象属性类、CIM对象类、CIM补丁类；并根据基于CIM/RDFS的电网模型的各类对象的关联规则进行关联。
所述步骤S1中，建立CIME电网模型文件与关系库的映射关系的具体过程为：步骤一、将具体CIM类映射成表；步骤二、将CIM属性映射成列；步骤三、将CIM关联属性映射成外键，多对一关联的映射将外键放在关联的“多”侧。
所述步骤S2中，建立步骤S1中的关系模型文件与CIM/RDFS模型文件的映射关系的具体过程为：步骤一、对CIM/RDFS中的类进行关系映射；步骤二、对CIM/RDFS中的类的属性进行映射。
所述的一种多适应性CIME电网模型共享方法，还包括对CIME电网模型文件进行类扩展，并在CIM/RDFS的电网模型中扩展对应的模型定义，在共享模型配置文件中定义新类或属性在CIM/RDFS电网模型、CIME电网模型以及关系模型文件三者间类和属性的映射关系。
所述步骤是S3中，生成针对共享模型配置文件的通用配置的具体过程为：定义模型导出、导入、拼接、交互模型范围。
所述步骤是S4中，CIM对象创建类包括了CimSchema与CimObjFactory类，所述CimSchema类用于读取CIM/RDFS文件信息，CimObjFactory类用于申请计算机内存，创建指定的基于CIM/RDFS的电网模型对象；所述CIM对象属性类包括了CimType类、CimAttr类和CimProperty类，所述CimType类定义了电网模型对象的CIM类名以及该CIM类的父类和子类信息，CimAttr类定义了电网模型对象的CIM属性信息，及CIM属性信息的数据类型定义，CimProperty类用于定义和获取电网模型对象的属性值；所述CIM对象类包括CimObject类，该类是基于CIM对象创建类和CIM对象属性类构成的CIM电网模型对象的具体实现，通过该类可获取该电网模型对象所有基于CIM/RDFS的属性信息；所述CIM补丁类包括CimPatch类，该类用于在创建CIM对象的各阶段，对于创建CIM对象时遇到共享模型配置文件无法描述的类和属性，则通过CimPatch类进行补充描述处理。
所述步骤S4中，定义基于CIM/RDFS的电网模型的各类对象的关联规则具体为：在初始构建模型对象时，遍历所有CimObject对象，在根据CIM/RDFS为CimObject对象生成属性时，当生成的属性为关联属性，则通过CimProperty类找到关联属性和其指向对象的rdf标示进而找到该关联对象，为当前CimObject对象加上该关联对象的指针，并为该关联对象加入反向关联当前CimObject对象的指针。
本发明的有益效果：
本发明的多适应性的电网模型共享方法，基于公共信息模型(CIM)资源描述框架(Resource Description Framework，RDF)模式(Schema)，通过将CIM/RDF Schema文件和CIME的映射关系文件相结合，实现CIME模型文件的基于CIM/RDF Schema的统一内存映射，同时充分利用CIM/RDF Schema中定义的属性间丰富的关联关系，实现CIM/E模型基于CIM的校验规则，基于CIM/RDF Schema的电网模型共享方法既保留了CIM/E模型文件在模型交互过程中的高效，又将CIM/RDF Schema中使用简便，灵活的模型扩展和可重用的特点结合起来，为工程应用提供了多适应性的模型共享方法。
附图说明
图1是本发明实施例提供的流程图。
图2是本发明实施例提供的电网模型构造示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图所示，一种多适应性CIME电网模型共享方法，包括以下步骤：
S1：建立CIME电网模型文件与关系库的映射关系，将CIME电网模型文件映射成关系模型文件；
S2：建立步骤S1中的关系模型文件与CIM/RDFS模型文件的映射关系，将关系模型文件中的表名与CIM/RDFS模型文件中的类名对应，将关系模型文件中的域与CIM/RDFS模型文件中的属性对应，形成电网模型共享模型配置文件；将CIM/RDFS模型文件和CIME电网模型文件的关系模型文件相结合，实现了CIME电网模型文件的基于CIM/RDFS的统一内存映射；
S3：生成针对电网模型共享配置文件的通用配置，定义CIME模型在当前系统进行模型共享时的共享方式、共享范围，形成模型共享场景文件；
S4：根据共享模型配置文件和模型共享场景文件，构造基于CIM/RDFS的电网模型，为了保证在内存中生成电网模型的高效性和通用性，该电网模型包括CIM对象创建类、CIM对象属性类、CIM对象类、CIM补丁类；并根据基于CIM/RDFS的电网模型的各类对象的关联规则进行关联。
所述步骤S1中，建立CIME电网模型文件与关系库的映射关系的具体过程为：步骤一、将具体CIM类映射成表(table)；步骤二、将CIM属性映射成列(column)；步骤三、将CIM关联属性映射成外键(foreign key)，多对一关联的映射将外键放在关联的“多”侧。
所述步骤S2中，建立步骤S1中的关系模型文件与CIM/RDFS模型文件的映射关系的具体过程为：步骤一、对CIM/RDFS中的类进行关系映射；步骤二、对CIM/RDFS中的类的属性进行映射。
所述一种多适应性CIME电网模型共享方法，根据电网模型的扩展需求，还包括对CIME电网模型文件进行类扩展，并在CIM/RDFS中扩展对应的模型定义，在共享模型配置文件中定义新类(扩展出来的类)或新属性在CIM/RDFS电网模型、CIME电网模型以及关系模型文件三者间类和属性的映射关系。
所述步骤是S3中，生成针对电网模型共享配置文件的通用配置的具体过程为：定义模型导出、导入、拼接、交互模型范围。
在本发明中，CIM/RDFS模型文件、共享模型配置文件，模型共享场景文件三者可以结合起来，为多适应性的CIME电网模型共享提供了方法。CIM/RDFS模型文件包含了：CIME模型文件中类、属性、类间的关联关系，帮助计算机解析器在阅读CIME电网模型的同时，获得CIME电网模型所要表达的主题和对象，并可以根据它们的关系进行推理，从而做出基于语义的判断；共享模型配置文件提供了CIM/RDFS模型文件、CIME模型文件与关系模型文件中数据库表域的映射关系，模型共享场景文件定义了模型导出，导入，拼接，交互模型范围；依据CIM/RDFS模型文件、共享模型配置文件和模型共享场景文件生成的模型共享文件，用于系统间模型的交互。常见的模型共享场景包括全模型的导入导出，厂站模型的导入导出，模型拼接，变电站源端维护等。面对模型多样化的需求，以往常规的做法需要修改大量的程序代码来完成上述功能。本发明通过将CIM/RDFS模型文件、共享模型配置文件、模型共享场景文件三者结合，生成电网模型的方法可以很容易的实现上述功能。在不同场景或平台间共享模型时，只需针对不同场景和系统平台修改共享场景文件、共享模型配置文件、扩展CIM/RDFS文件而无需修改程序代码来实现电网模型的共享。
如图2所示，所述步骤是S4中，CIM对象创建类包括了CimSchema与CimObjFactory类，所述CimSchema类用于读取CIM/RDFS文件信息，CimObjFactory类用于申请计算机内存，创建指定的基于CIM/RDFS的电网模型对象；所述CIM对象属性类包括了CimType类、CimAttr类和CimProperty类，所述CimType类定义了电网模型对象的CIM类名以及该CIM类的父类和子类信息，CimAttr类定义了电网模型对象的CIM属性信息，及CIM属性信息的数据类型定义，CimProperty类用于定义和获取电网模型对象的属性值；所述CIM对象类包括CimObject类，该类是基于CIM对象创建类和CIM对象属性类构成的CIM电网模型对象的具体实现，通过该类可获取该电网模型对象所有基于CIM/RDFS的属性信息；所述CIM补丁类包括CimPatch类，该类用于在创建CIM对象的各阶段，对于创建CIM对象的特殊处理，特殊处理指的是通过共享模型配置文件无法描述的类和属性，通过CimPatch类进行补充描述处理，而不影响CIM模型在内存中处理的主体结构。比如电网模型中的前置通道信息，在CIM中没有描述，此信息在模型共享时较为特殊可在CimPatch类进行特殊处理。
在CIME电网模型共享应用过程中，最难处理的就是模型对象间的关联关系，这类关联通常有两种：1)一对多关联的包含关系2)多对一关联的继承关系，上述关联关系在模型共享中可能会被频繁使用，如果设计不好，频繁遍历关联的类，遇到模型较大情况下模型共享的效率会很低。因此，所述步骤S4中，定义基于CIM/RDFS的电网模型的各类对象的关联规则具体为：在初始构建模型对象时，遍历所有CimObject对象，在根据CIM/RDFS为CimObject对象生成属性时，当生成的属性为关联属性，则通过CimProperty类找到关联属性和其指向对象的rdf标示进而找到该关联对象，为当前CimObject对象加上该关联对象的指针，并为该关联对象加入反向关联当前CimObject对象的指针。这种方式保证了CimObject对象在关联时通过一次搜索就可以完成正反向的属性关联。通过关联使得在内存中构建好的CIM模型是完全基于CIM/RDFS体现的可用“熟模型”，而非没有关联关系的“生模型”。后续在模型共享过程中使用具有完整关联关系的“熟模型”，可充分享受到基于CIM/RDFS带来的便利。由于上述关联性操作是在内存中进行，加上对关联信息的优化处理，保证了在内存中生成“熟模型”的效率。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种多适应性CIME电网模型共享方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：建立CIME电网模型文件与关系库的映射关系，将CIME电网模型文件映射成关系模型文件；
S2：建立步骤S1中的关系模型文件与CIM/RDFS模型文件的映射关系，将关系模型文件中的表名与CIM/RDFS模型文件中的类名对应，将关系模型文件中的域与CIM/RDFS模型文件中的属性对应，形成共享模型配置文件；
S3：生成针对共享模型配置文件的通用配置，定义CIME模型在当前系统进行模型共享时的共享方式、共享范围，形成模型共享场景文件；
S4：根据共享模型配置文件和模型共享场景文件，构造基于CIM/RDFS的电网模型，该电网模型包括CIM对象创建类、CIM对象属性类、CIM对象类、CIM补丁类；并根据基于CIM/RDFS的电网模型的各类对象的关联规则进行关联。
2.根据权利要求1所述的一种多适应性CIME电网模型共享方法，其特征在于：所述步骤S1中，建立CIME电网模型文件与关系库的映射关系的具体过程为：步骤一、将具体CIM类映射成表；步骤二、将CIM属性映射成列；步骤三、将CIM关联属性映射成外键，多对一关联的映射将外键放在关联的“多”侧。
3.根据权利要求1所述的一种多适应性CIME电网模型共享方法，其特征在于：所述步骤S2中，建立步骤S1中的关系模型文件与CIM/RDFS模型文件的映射关系的具体过程为：步骤一、对CIM/RDFS中的类进行关系映射；步骤二、对CIM/RDFS中的类的属性进行映射。
4.根据权利要求3所述的一种多适应性CIME电网模型共享方法，其特征在于：还包括对CIME电网模型文件进行类扩展，并在CIM/RDFS的电网模型中扩展对应的模型定义，在共享模型配置文件中定义新类或属性在CIM/RDFS电网模型、CIME电网模型以及关系模型文件三者间类和属性的映射关系。
5.根据权利要求1所述的一种多适应性CIME电网模型共享方法，其特征在于：所述步骤是S3中，生成针对共享模型配置文件的通用配置的具体过程为：定义模型导出、导入、拼接、交互模型范围。
6.根据权利要求1所述的一种多适应性CIME电网模型共享方法，其特征在于：所述步骤是S4中，CIM对象创建类包括了CimSchema与CimObjFactory类，所述CimSchema类用于读取CIM/RDFS文件信息，CimObjFactory类用于申请计算机内存，创建指定的基于CIM/RDFS的电网模型对象；所述CIM对象属性类包括了CimType类、CimAttr类和CimProperty类，所述CimType类定义了电网模型对象的CIM类名以及该CIM类的父类和子类信息，CimAttr类定义了电网模型对象的CIM属性信息，及CIM属性信息的数据类型定义，CimProperty类用于定义和获取电网模型对象的属性值；所述CIM对象类包括CimObject类，该类是基于CIM对象创建类和CIM对象属性类构成的CIM电网模型对象的具体实现，通过该类可获取该电网模型对象所有基于CIM/RDFS的属性信息；所述CIM补丁类包括CimPatch类，该类用于在创建CIM对象的各阶段，对于创建CIM对象时遇到共享模型配置文件无法描述的类和属性，则通过CimPatch类进行补充描述处理。
7.根据权利要求6所述的一种多适应性CIME电网模型共享方法，其特征在于：所述步骤S4中，定义基于CIM/RDFS的电网模型的各类对象的关联规则具体为：在初始构建模型对象时，遍历所有CimObject对象，在根据CIM/RDFS为CimObject对象生成属性时，当生成的属性为关联属性，则通过CimProperty类找到关联属性和其指向对象的rdf标示进而找到该关联对象，为当前CimObject对象加上该关联对象的指针，并为该关联对象加入反向关联当前CimObject对象的指针。
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