基于CIM配電生產(chǎn)系統(tǒng)的改進(jìn)分析

貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司信息中心 紀(jì) 元 王 瑋

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基于CIM配電生產(chǎn)系統(tǒng)的改進(jìn)分析

貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司信息中心 紀(jì) 元 王 瑋

【摘要】隨著人們生產(chǎn)生活水平的提高，人們對(duì)于供電要求更為多樣化，為此，電力企業(yè)需要引進(jìn)新型設(shè)備和管理方法對(duì)配電生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行完善。本文以基于CIM的配電生產(chǎn)系統(tǒng)的改進(jìn)進(jìn)行分析，著重闡述配電生產(chǎn)中CIM系統(tǒng)的構(gòu)建，供相關(guān)人士參考。

【關(guān)鍵詞】CIM；配電生產(chǎn)系統(tǒng)；構(gòu)建

0　引言

當(dāng)前，電力企業(yè)在不同的發(fā)展時(shí)期，需要根據(jù)自身的發(fā)展需求和業(yè)務(wù)要求建立信息系統(tǒng)，保證工作的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、高效率。就電力企業(yè)的配電生產(chǎn)系統(tǒng)來說，需要建立統(tǒng)一的信息模型。同時(shí)，根據(jù)配電網(wǎng)設(shè)備數(shù)量多、分支多、聯(lián)絡(luò)多等多個(gè)特點(diǎn)，可以建立具有電力生產(chǎn)特色的信息平臺(tái)，并可以和其他系統(tǒng)交互使用。

1　系統(tǒng)實(shí)施框架研究與設(shè)計(jì)

1.1公共模型選擇

CIM具有一定的框架性和擴(kuò)展性，其基本包括了配電生產(chǎn)的所有對(duì)象。PMS在輸配電設(shè)備模型基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)的開發(fā)，并且將其和其他數(shù)據(jù)源進(jìn)行連接。對(duì)CIM數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的封裝并且規(guī)定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，外部系統(tǒng)就可以按照CIM的數(shù)據(jù)格式直接獲得數(shù)據(jù)信息，如圖1所示。

圖1　PMS采用CIM對(duì)外封裝統(tǒng)一接口

1.2CIM語義映射

CIM封裝的根本就在于要對(duì)源系統(tǒng)語義以及CIM模型語義進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化，可以通過語義了解元數(shù)據(jù)模型和CIM模型之間的關(guān)聯(lián)。通常這種反饋關(guān)系可以劃分為以下兩種情況：一方面，直接映射，也就是當(dāng)數(shù)據(jù)源模型能夠和CIM的模型相配對(duì)時(shí)，CIM模型就可以直接反饋出數(shù)據(jù)源模型的具體信息，進(jìn)行1對(duì)1的映射；另外一方面，轉(zhuǎn)換映射，當(dāng)數(shù)據(jù)源模型和CIM模型不能相匹配時(shí)，只能夠建立兩者之間的中間模型，反饋兩者之間的反饋關(guān)系，如圖2所示。

圖2　CIM與數(shù)據(jù)源模型之間的轉(zhuǎn)換映射

1.3CIM庫存方式

系統(tǒng)中CIM數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)主要分為兩種形式，即CIM數(shù)據(jù)庫和CIM內(nèi)存庫。就CIM數(shù)據(jù)庫而言，其包含的數(shù)據(jù)類型較多，數(shù)據(jù)量也比較大，因此對(duì)其進(jìn)行模型語義轉(zhuǎn)化的數(shù)據(jù)源封裝也會(huì)更加困難。對(duì)此，可以根據(jù)關(guān)系數(shù)據(jù)庫建立一個(gè)中心點(diǎn)，該點(diǎn)為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換平臺(tái)，將不同子系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)與CIM數(shù)據(jù)相比配集成CIM數(shù)據(jù)平臺(tái)，CIM數(shù)據(jù)庫如圖3所示。若數(shù)據(jù)的變化速度較快且更新量較大的數(shù)據(jù)類型，可以使用CIM內(nèi)存庫。

同時(shí)，可以根據(jù)用戶需求對(duì)其進(jìn)行自定義，并對(duì)其中部分內(nèi)容進(jìn)行初始化。數(shù)據(jù)豐富的遺留應(yīng)用系統(tǒng)需要根據(jù)多個(gè)外部系統(tǒng)提供不同類型的數(shù)據(jù)，也可以按照“不同內(nèi)存庫存儲(chǔ)不同數(shù)據(jù)信息”的原則建立多個(gè)CIM內(nèi)存庫，其結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖3　CIM數(shù)據(jù)庫模型結(jié)構(gòu)示意圖

圖4　CIM內(nèi)存庫示意圖

1.4數(shù)據(jù)發(fā)布方式的選擇

配電生產(chǎn)系統(tǒng)中，CIM數(shù)據(jù)的發(fā)布多采用主流的總線發(fā)布形式，同時(shí)可以借助JavaEJB技術(shù)、CORBA技術(shù)或者是Net技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的整體發(fā)布工作。但是對(duì)各類技術(shù)進(jìn)行對(duì)比和綜合考量，CORBA技術(shù)的實(shí)用性最高。PMS可以通過適配CIS標(biāo)準(zhǔn)連接到CORBA的數(shù)據(jù)總線上，其外部系統(tǒng)的主要作用是客戶端通過CORBA集成總線獲得CIM格式的數(shù)據(jù)信息。

1.5CIM架構(gòu)剖面

CIM架構(gòu)是按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)將CIM模型種類之間的關(guān)系轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢韵嗷ヒ蕾嚨募軜?gòu)文件。在轉(zhuǎn)換之后，CIM架構(gòu)具有豐富的表現(xiàn)能力，但是模式構(gòu)成比較復(fù)雜。通常情況下，電力企業(yè)在應(yīng)用該系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換時(shí)，會(huì)涉及CIM模型中某一個(gè)子集，由此可見，數(shù)據(jù)的交換不需要在CIM的整體架構(gòu)上實(shí)現(xiàn)，只需要根據(jù)配電生產(chǎn)的具體要求制定CIM的架構(gòu)剖面。在構(gòu)建CIM剖面時(shí)，需要注意以下內(nèi)容：第一，被選擇的元素必須和數(shù)據(jù)的類型要和CIM剖面中的名稱一致；第二，CIM架構(gòu)中的元素或者是數(shù)據(jù)類型中有部分內(nèi)容有所保留；第三，不能選擇CIM架構(gòu)中不選在的元素或者是數(shù)據(jù)；第四，元素或者是屬性的缺省值和CIM架構(gòu)需要保持高度統(tǒng)一；第五，數(shù)據(jù)類型的擴(kuò)展和全局元素的取代方式要和架構(gòu)保持相同；第六，剖面中的命名空間要和CIM架構(gòu)相同。

2　關(guān)鍵技術(shù)

2.1動(dòng)態(tài)建模

根據(jù)外部系統(tǒng)的運(yùn)行需求需要適當(dāng)?shù)財(cái)U(kuò)展CIM，可以建立SHPMS包，但是需要注意的是，必須采用統(tǒng)一的建模語言對(duì)CIM模型進(jìn)行描述，并將其映射到RDF模型中，再通過XML語言進(jìn)行詳細(xì)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(kuò)展性必須要及時(shí)更新數(shù)據(jù)才能使用。對(duì)于基于XML語言的CIM RDF Schema解析比較容易實(shí)現(xiàn)，因此，將CIM擴(kuò)展模型倒入到數(shù)據(jù)庫中，并將其儲(chǔ)存為CIM語義形式。實(shí)踐證明CIM RDF Schema生成的XML文檔在系統(tǒng)之間的交互性比較強(qiáng)，這一優(yōu)點(diǎn)可以使得PMS擴(kuò)展的CIM在外部系統(tǒng)中的使用比較便捷。

2.2元數(shù)據(jù)服務(wù)(MDS)

元數(shù)據(jù)服務(wù)是在CORBA平臺(tái)的基礎(chǔ)上建立的，其可以建立新的元數(shù)據(jù)訪問對(duì)象以及數(shù)據(jù)流程，其主要特征體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 其一，MDS提供元數(shù)據(jù)包括CIM模型和CIM模型實(shí)例(數(shù)據(jù))的查詢功能；其二，MDS元數(shù)據(jù)訪問是通過持久CORBA對(duì)象的方式實(shí)現(xiàn)的；其三，元數(shù)據(jù)的用戶端可以隨機(jī)查詢和獲得元數(shù)據(jù)。通常情況下，訪問元數(shù)據(jù)大多為一次性的，若元數(shù)據(jù)發(fā)生變更時(shí)，MDS會(huì)及時(shí)提醒客戶再次讀取元數(shù)據(jù)；其四，數(shù)據(jù)流程的客戶端會(huì)定期訪問MDS。

2.3CIS接口

2.3.1通用數(shù)據(jù)訪問GDA

GDA的主要功能就是在CIM包含的公共數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行API服務(wù)，用戶即使只熟練掌握CIM模型技術(shù)就可以對(duì)其他構(gòu)件或者是系統(tǒng)維護(hù)數(shù)據(jù)，不需要對(duì)數(shù)據(jù)的邏輯格式進(jìn)行分析處理。與此同時(shí)，GDA的應(yīng)用還可以有效處理只讀從EMS或者是其他相似類型的系統(tǒng)獲得的數(shù)據(jù)信息的問題，其具體包括系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行或者是仿真狀態(tài)信息，同時(shí)也包含結(jié)構(gòu)模型數(shù)據(jù)信息。GDA接口定義可以有效處理此類問題：第一，數(shù)據(jù)存取，也就是查詢企業(yè)信息系統(tǒng)中的所有數(shù)據(jù)接口；第二，通知機(jī)制，可以通知用戶信息變化情況；第三，并發(fā)控制，對(duì)企業(yè)信息系統(tǒng)進(jìn)行集成，并提供信息獲取功能；第四，數(shù)據(jù)規(guī)范，可以和EPRI CIM數(shù)據(jù)接口進(jìn)行聯(lián)結(jié)。

2.3.2高速數(shù)據(jù)訪問HSDA

用戶可以借助HSDA對(duì)所需數(shù)據(jù)進(jìn)行高速訪問，提高了數(shù)據(jù)的訪問效率。該技術(shù)是在OPC DA、OMG DAIS的基礎(chǔ)上經(jīng)過長期發(fā)展和完善形成的。該技術(shù)所訪問的數(shù)據(jù)類型主要包括電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、計(jì)算數(shù)據(jù)、設(shè)備參數(shù)以及系統(tǒng)控制信息，因?yàn)榇祟悢?shù)據(jù)都具有時(shí)間戳和質(zhì)量碼，HSDA可以通過這兩個(gè)標(biāo)志對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選和查詢，但是不能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)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(shù)據(jù)訪問。其中，數(shù)據(jù)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(dú)的客戶端可以查看服務(wù)器中的數(shù)據(jù)，并且指定類型?？蛻舳艘部梢曰诖诉x擇對(duì)所要訪問數(shù)據(jù)進(jìn)行描述，并提出訪問請(qǐng)求。

3　結(jié)束語

綜上所述，CIM系統(tǒng)的應(yīng)用，解決了配電生產(chǎn)中數(shù)據(jù)信息交互難度大的問題，對(duì)于電力生產(chǎn)信息化建設(shè)有著促進(jìn)作用。CIM在配電生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用還處于探索階段，需要企業(yè)和專家學(xué)者加大研究力度，對(duì)系統(tǒng)功能和實(shí)用性進(jìn)行完善，促進(jìn)電力企業(yè)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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