基于IEC61970的電力系統(tǒng)CIM模型管理的實(shí)現(xiàn)

王東培

（重慶郵電大學(xué)，重慶　400065）

基于IEC61970的電力系統(tǒng)CIM模型管理的實(shí)現(xiàn)

王東培

（重慶郵電大學(xué)，重慶400065）

摘要：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)應(yīng)用在電力管理系統(tǒng)方面的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)越來越規(guī)范化，隨著IEC 61970系列標(biāo)準(zhǔn)的制定，為電力管理系統(tǒng)各個(gè)子系統(tǒng)獨(dú)立分散的的缺陷提供了解決方案，該標(biāo)準(zhǔn)主要包括公共信息模型和組件接口規(guī)范。本文主要研究對(duì)基于IEC61970協(xié)議進(jìn)行電力系統(tǒng)軟件開發(fā)時(shí)對(duì)CIM模型的管理設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：IEC61970標(biāo)準(zhǔn)；CIM；SCADA

1　IEC61970標(biāo)準(zhǔn)與CIM概述

EC 61970國際電工委員會(huì)制定的《能量管理系統(tǒng)應(yīng)用程序接口（EMS-API）》系列國際標(biāo)準(zhǔn)，主要由接口參考模型、公共信息模型（CIM）和組件接口規(guī)范（CIS）三部分組成。CIM是IEC61970系列標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)重要組成部分，CIM公共信息模型定義了信息交換的語義，用對(duì)象類和屬性及他們之間的關(guān)系來表示電力系統(tǒng)資源的標(biāo)準(zhǔn)方法。

2　CIM模型配置功能模塊

CIM模型的配置模塊，IEC61970定義了電力系統(tǒng)中的CIM模型，以及各個(gè)模型之間的關(guān)系。

控制模塊主要基于SCADA系統(tǒng)為例來闡述CIM模型映射的實(shí)現(xiàn)方法，本模塊如圖1主要分為兩大塊及原有SCADA系統(tǒng)和基于IEC61970中間件系統(tǒng)平臺(tái)。原有SCADA系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)格式因此要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)主要部分的數(shù)據(jù)內(nèi)容的一致性，就必須對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)換。基于IEC61970的中間件系統(tǒng)平臺(tái)是根據(jù)IEC61970的國際標(biāo)準(zhǔn)定義的CIM模型，具有通用性。因此把原有SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為IEC61970標(biāo)準(zhǔn)定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及CIM模型。

圖1　CIM模型設(shè)計(jì)流向圖

本模塊設(shè)計(jì)了兩種方式：第一種方式是通過讀取SCADA系統(tǒng)的電力對(duì)象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息，生成CIM模型配置信息；第二種方式是在SCADA系統(tǒng)端將電力對(duì)象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息生成XML文檔、SCHEMAL文檔和XSL文檔，其中XSL文檔兩者數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的中間轉(zhuǎn)換介質(zhì)。最終在服務(wù)器端讀取XML文檔解析后生成CIM模型。

3　設(shè)備模型的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

設(shè)備模型的配置可通過菜單內(nèi)容的優(yōu)化設(shè)計(jì)簡化配置過程。本部分主要建立一次設(shè)備的CIM模型的配置。物理設(shè)備和電力系統(tǒng)資源類描述的是電力系統(tǒng)中的具體對(duì)象，如一個(gè)刀閘或一個(gè)電壓等級(jí)。配置過程需要讀取原有SCADA系統(tǒng)的DLL文件。配置流程分為以下3步：

電力系統(tǒng)資源配置包括電力變壓器、導(dǎo)電設(shè)備、變電站、電壓等級(jí)、間隔、模擬量、狀態(tài)量以及母線在內(nèi)的一系列資源對(duì)象的新建。這些對(duì)象用于劃分實(shí)際系統(tǒng)，定位每一個(gè)具體保護(hù)設(shè)備。

在CIM模型中，變電站類、電壓等級(jí)類和間隔類都是設(shè)備容器的派生類，因此變電站的資源類型為設(shè)備容器。經(jīng)過建模實(shí)例化電力系統(tǒng)資源，在CIM類庫和配置實(shí)例信息窗口顯示。

電力系統(tǒng)資源配置包括電力變壓器、導(dǎo)電設(shè)備、變電站、電壓等級(jí)、間隔、模擬量、狀態(tài)量以及母線在內(nèi)的一系列資源對(duì)象的新建。這些對(duì)象用于劃分實(shí)際系統(tǒng)，定位每一個(gè)具體保護(hù)設(shè)備。

電氣設(shè)備配置需要按照實(shí)際設(shè)備所屬的設(shè)備類型建立映射對(duì)象。如在對(duì)導(dǎo)電設(shè)備的配置過程中，設(shè)備類型來自于原有SCADA系統(tǒng)，通過DLL形式讀取，把讀取的實(shí)例根據(jù)其設(shè)備類型判斷后放到相應(yīng)的CIM模型中。這樣就實(shí)現(xiàn)了CIM模型的實(shí)例化過程。同理包括設(shè)備容器實(shí)例化也跟導(dǎo)電設(shè)備的實(shí)例化過程一樣。

新建的CIM對(duì)象各類信息均來源于原有SCADA系統(tǒng)。需要將CIM模型關(guān)聯(lián)到原系統(tǒng)中的測控設(shè)備便于訪問CIM屬性值。用戶只需在CIM模型配置窗口針對(duì)每個(gè)CIM對(duì)象錄入簡單的關(guān)聯(lián)測控設(shè)備信息即可完成CIM完整建模。