基于CIM配電生產系統的改進分析

貴州電網有限責任公司信息中心 紀 元 王 瑋

?

基于CIM配電生產系統的改進分析

貴州電網有限責任公司信息中心 紀 元 王 瑋

【摘要】隨著人們生產生活水平的提高，人們對于供電要求更為多樣化，為此，電力企業需要引進新型設備和管理方法對配電生產系統進行完善。本文以基于CIM的配電生產系統的改進進行分析，著重闡述配電生產中CIM系統的構建，供相關人士參考。

【關鍵詞】CIM；配電生產系統；構建

0　引言

當前，電力企業在不同的發展時期，需要根據自身的發展需求和業務要求建立信息系統，保證工作的規范化、標準化、高效率。就電力企業的配電生產系統來說，需要建立統一的信息模型。同時，根據配電網設備數量多、分支多、聯絡多等多個特點，可以建立具有電力生產特色的信息平臺，并可以和其他系統交互使用。

1　系統實施框架研究與設計

1.1公共模型選擇

CIM具有一定的框架性和擴展性，其基本包括了配電生產的所有對象。PMS在輸配電設備模型基礎上進行相應的開發，并且將其和其他數據源進行連接。對CIM數據進行統一的封裝并且規定統一的數據格式，外部系統就可以按照CIM的數據格式直接獲得數據信息，如圖1所示。

圖1　PMS采用CIM對外封裝統一接口

1.2CIM語義映射

CIM封裝的根本就在于要對源系統語義以及CIM模型語義進行相互轉化，可以通過語義了解元數據模型和CIM模型之間的關聯。通常這種反饋關系可以劃分為以下兩種情況：一方面，直接映射，也就是當數據源模型能夠和CIM的模型相配對時，CIM模型就可以直接反饋出數據源模型的具體信息，進行1對1的映射；另外一方面，轉換映射，當數據源模型和CIM模型不能相匹配時，只能夠建立兩者之間的中間模型，反饋兩者之間的反饋關系，如圖2所示。

圖2　CIM與數據源模型之間的轉換映射

1.3CIM庫存方式

系統中CIM數據的存儲主要分為兩種形式，即CIM數據庫和CIM內存庫。就CIM數據庫而言，其包含的數據類型較多，數據量也比較大，因此對其進行模型語義轉化的數據源封裝也會更加困難。對此，可以根據關系數據庫建立一個中心點，該點為數據轉換平臺，將不同子系統中的數據與CIM數據相比配集成CIM數據平臺，CIM數據庫如圖3所示。若數據的變化速度較快且更新量較大的數據類型，可以使用CIM內存庫。

同時，可以根據用戶需求對其進行自定義，并對其中部分內容進行初始化。數據豐富的遺留應用系統需要根據多個外部系統提供不同類型的數據，也可以按照“不同內存庫存儲不同數據信息”的原則建立多個CIM內存庫，其結構如圖4所示。

圖3　CIM數據庫模型結構示意圖

圖4　CIM內存庫示意圖

1.4數據發布方式的選擇

配電生產系統中，CIM數據的發布多采用主流的總線發布形式，同時可以借助JavaEJB技術、CORBA技術或者是Net技術實現數據的整體發布工作。但是對各類技術進行對比和綜合考量，CORBA技術的實用性最高。PMS可以通過適配CIS標準連接到CORBA的數據總線上，其外部系統的主要作用是客戶端通過CORBA集成總線獲得CIM格式的數據信息。

1.5CIM架構剖面

CIM架構是按照相關標準將CIM模型種類之間的關系轉變為可以相互依賴的架構文件。在轉換之后，CIM架構具有豐富的表現能力，但是模式構成比較復雜。通常情況下，電力企業在應用該系統進行數據的交換時，會涉及CIM模型中某一個子集，由此可見，數據的交換不需要在CIM的整體架構上實現，只需要根據配電生產的具體要求制定CIM的架構剖面。在構建CIM剖面時，需要注意以下內容：第一，被選擇的元素必須和數據的類型要和CIM剖面中的名稱一致；第二，CIM架構中的元素或者是數據類型中有部分內容有所保留；第三，不能選擇CIM架構中不選在的元素或者是數據；第四，元素或者是屬性的缺省值和CIM架構需要保持高度統一；第五，數據類型的擴展和全局元素的取代方式要和架構保持相同；第六，剖面中的命名空間要和CIM架構相同。

2　關鍵技術

2.1動態建模

根據外部系統的運行需求需要適當地擴展CIM，可以建立SHPMS包，但是需要注意的是，必須采用統一的建模語言對CIM模型進行描述，并將其映射到RDF模型中，再通過XML語言進行詳細描述形成具體的XML文檔形式。但是CIM和XML文檔自身所具備的可擴展性必須要及時更新數據才能使用。對于基于XML語言的CIM RDF Schema解析比較容易實現，因此，將CIM擴展模型倒入到數據庫中，并將其儲存為CIM語義形式。實踐證明CIM RDF Schema生成的XML文檔在系統之間的交互性比較強，這一優點可以使得PMS擴展的CIM在外部系統中的使用比較便捷。

2.2元數據服務(MDS)

元數據服務是在CORBA平臺的基礎上建立的，其可以建立新的元數據訪問對象以及數據流程，其主要特征體現在以下幾個方面： 其一，MDS提供元數據包括CIM模型和CIM模型實例(數據)的查詢功能；其二，MDS元數據訪問是通過持久CORBA對象的方式實現的；其三，元數據的用戶端可以隨機查詢和獲得元數據。通常情況下，訪問元數據大多為一次性的，若元數據發生變更時，MDS會及時提醒客戶再次讀取元數據；其四，數據流程的客戶端會定期訪問MDS。

2.3CIS接口

2.3.1通用數據訪問GDA

GDA的主要功能就是在CIM包含的公共數據基礎上進行API服務，用戶即使只熟練掌握CIM模型技術就可以對其他構件或者是系統維護數據，不需要對數據的邏輯格式進行分析處理。與此同時，GDA的應用還可以有效處理只讀從EMS或者是其他相似類型的系統獲得的數據信息的問題，其具體包括系統實際運行或者是仿真狀態信息，同時也包含結構模型數據信息。GDA接口定義可以有效處理此類問題：第一，數據存取，也就是查詢企業信息系統中的所有數據接口；第二，通知機制，可以通知用戶信息變化情況；第三，并發控制，對企業信息系統進行集成，并提供信息獲取功能；第四，數據規范，可以和EPRI CIM數據接口進行聯結。

2.3.2高速數據訪問HSDA

用戶可以借助HSDA對所需數據進行高速訪問，提高了數據的訪問效率。該技術是在OPC DA、OMG DAIS的基礎上經過長期發展和完善形成的。該技術所訪問的數據類型主要包括電力系統的實時數據、計算數據、設備參數以及系統控制信息，因為此類數據都具有時間戳和質量碼，HSDA可以通過這兩個標志對數據進行篩選和查詢，但是不能夠進行數據對象的刪減或者是添加。HSDA 的API類型主要包括兩類，分別為瀏覽以及數據訪問。其中，數據訪問API可以供同步、異步的讀同步、異步的寫以及訂閱使用。單獨的客戶端可以查看服務器中的數據，并且指定類型。客戶端也可以基于此選擇對所要訪問數據進行描述，并提出訪問請求。

3　結束語

綜上所述，CIM系統的應用，解決了配電生產中數據信息交互難度大的問題，對于電力生產信息化建設有著促進作用。CIM在配電生產系統中的應用還處于探索階段，需要企業和專家學者加大研究力度，對系統功能和實用性進行完善，促進電力企業發展。

參考文獻

[1]黃麗萍,祝云,陳學敏,等.基于CIM接口的配電網理論線損在線計算[J].廣西電力,2012,35(2):27-28.

[2]楊道馳,杜小兵.基于CIM的配電網拓撲分析[J].輕工科技,2009,25(1):45-46.