基于CIM配电生产系统的改进分析

贵州电网有限责任公司信息中心 纪 元 王 玮



基于CIM配电生产系统的改进分析

贵州电网有限责任公司信息中心 纪 元 王 玮

【摘要】随着人们生产生活水平的提高，人们对于供电要求更为多样化，为此，电力企业需要引进新型设备和管理方法对配电生产系统进行完善。本文以基于CIM的配电生产系统的改进进行分析，着重阐述配电生产中CIM系统的构建，供相关人士参考。

【关键词】CIM；配电生产系统；构建

0　引言

当前，电力企业在不同的发展时期，需要根据自身的发展需求和业务要求建立信息系统，保证工作的规范化、标准化、高效率。就电力企业的配电生产系统来说，需要建立统一的信息模型。同时，根据配电网设备数量多、分支多、联络多等多个特点，可以建立具有电力生产特色的信息平台，并可以和其他系统交互使用。

1　系统实施框架研究与设计

1.1公共模型选择

CIM具有一定的框架性和扩展性，其基本包括了配电生产的所有对象。PMS在输配电设备模型基础上进行相应的开发，并且将其和其他数据源进行连接。对CIM数据进行统一的封装并且规定统一的数据格式，外部系统就可以按照CIM的数据格式直接获得数据信息，如图1所示。

图1　PMS采用CIM对外封装统一接口

1.2CIM语义映射

CIM封装的根本就在于要对源系统语义以及CIM模型语义进行相互转化，可以通过语义了解元数据模型和CIM模型之间的关联。通常这种反馈关系可以划分为以下两种情况：一方面，直接映射，也就是当数据源模型能够和CIM的模型相配对时，CIM模型就可以直接反馈出数据源模型的具体信息，进行1对1的映射；另外一方面，转换映射，当数据源模型和CIM模型不能相匹配时，只能够建立两者之间的中间模型，反馈两者之间的反馈关系，如图2所示。

图2　CIM与数据源模型之间的转换映射

1.3CIM库存方式

系统中CIM数据的存储主要分为两种形式，即CIM数据库和CIM内存库。就CIM数据库而言，其包含的数据类型较多，数据量也比较大，因此对其进行模型语义转化的数据源封装也会更加困难。对此，可以根据关系数据库建立一个中心点，该点为数据转换平台，将不同子系统中的数据与CIM数据相比配集成CIM数据平台，CIM数据库如图3所示。若数据的变化速度较快且更新量较大的数据类型，可以使用CIM内存库。

同时，可以根据用户需求对其进行自定义，并对其中部分内容进行初始化。数据丰富的遗留应用系统需要根据多个外部系统提供不同类型的数据，也可以按照“不同内存库存储不同数据信息”的原则建立多个CIM内存库，其结构如图4所示。

图3　CIM数据库模型结构示意图

图4　CIM内存库示意图

1.4数据发布方式的选择

配电生产系统中，CIM数据的发布多采用主流的总线发布形式，同时可以借助JavaEJB技术、CORBA技术或者是Net技术实现数据的整体发布工作。但是对各类技术进行对比和综合考量，CORBA技术的实用性最高。PMS可以通过适配CIS标准连接到CORBA的数据总线上，其外部系统的主要作用是客户端通过CORBA集成总线获得CIM格式的数据信息。

1.5CIM架构剖面

CIM架构是按照相关标准将CIM模型种类之间的关系转变为可以相互依赖的架构文件。在转换之后，CIM架构具有丰富的表现能力，但是模式构成比较复杂。通常情况下，电力企业在应用该系统进行数据的交换时，会涉及CIM模型中某一个子集，由此可见，数据的交换不需要在CIM的整体架构上实现，只需要根据配电生产的具体要求制定CIM的架构剖面。在构建CIM剖面时，需要注意以下内容：第一，被选择的元素必须和数据的类型要和CIM剖面中的名称一致；第二，CIM架构中的元素或者是数据类型中有部分内容有所保留；第三，不能选择CIM架构中不选在的元素或者是数据；第四，元素或者是属性的缺省值和CIM架构需要保持高度统一；第五，数据类型的扩展和全局元素的取代方式要和架构保持相同；第六，剖面中的命名空间要和CIM架构相同。

2　关键技术

2.1动态建模

根据外部系统的运行需求需要适当地扩展CIM，可以建立SHPMS包，但是需要注意的是，必须采用统一的建模语言对CIM模型进行描述，并将其映射到RDF模型中，再通过XML语言进行详细描述形成具体的XML文档形式。但是CIM和XML文档自身所具备的可扩展性必须要及时更新数据才能使用。对于基于XML语言的CIM RDF Schema解析比较容易实现，因此，将CIM扩展模型倒入到数据库中，并将其储存为CIM语义形式。实践证明CIM RDF Schema生成的XML文档在系统之间的交互性比较强，这一优点可以使得PMS扩展的CIM在外部系统中的使用比较便捷。

2.2元数据服务(MDS)

元数据服务是在CORBA平台的基础上建立的，其可以建立新的元数据访问对象以及数据流程，其主要特征体现在以下几个方面： 其一，MDS提供元数据包括CIM模型和CIM模型实例(数据)的查询功能；其二，MDS元数据访问是通过持久CORBA对象的方式实现的；其三，元数据的用户端可以随机查询和获得元数据。通常情况下，访问元数据大多为一次性的，若元数据发生变更时，MDS会及时提醒客户再次读取元数据；其四，数据流程的客户端会定期访问MDS。

2.3CIS接口

2.3.1通用数据访问GDA

GDA的主要功能就是在CIM包含的公共数据基础上进行API服务，用户即使只熟练掌握CIM模型技术就可以对其他构件或者是系统维护数据，不需要对数据的逻辑格式进行分析处理。与此同时，GDA的应用还可以有效处理只读从EMS或者是其他相似类型的系统获得的数据信息的问题，其具体包括系统实际运行或者是仿真状态信息，同时也包含结构模型数据信息。GDA接口定义可以有效处理此类问题：第一，数据存取，也就是查询企业信息系统中的所有数据接口；第二，通知机制，可以通知用户信息变化情况；第三，并发控制，对企业信息系统进行集成，并提供信息获取功能；第四，数据规范，可以和EPRI CIM数据接口进行联结。

2.3.2高速数据访问HSDA

用户可以借助HSDA对所需数据进行高速访问，提高了数据的访问效率。该技术是在OPC DA、OMG DAIS的基础上经过长期发展和完善形成的。该技术所访问的数据类型主要包括电力系统的实时数据、计算数据、设备参数以及系统控制信息，因为此类数据都具有时间戳和质量码，HSDA可以通过这两个标志对数据进行筛选和查询，但是不能够进行数据对象的删减或者是添加。HSDA 的API类型主要包括两类，分别为浏览以及数据访问。其中，数据访问API可以供同步、异步的读同步、异步的写以及订阅使用。单独的客户端可以查看服务器中的数据，并且指定类型。客户端也可以基于此选择对所要访问数据进行描述，并提出访问请求。

3　结束语

综上所述，CIM系统的应用，解决了配电生产中数据信息交互难度大的问题，对于电力生产信息化建设有着促进作用。CIM在配电生产系统中的应用还处于探索阶段，需要企业和专家学者加大研究力度，对系统功能和实用性进行完善，促进电力企业发展。

参考文献

[1]黄丽萍,祝云,陈学敏,等.基于CIM接口的配电网理论线损在线计算[J].广西电力,2012,35(2):27-28.

[2]杨道驰,杜小兵.基于CIM的配电网拓扑分析[J].轻工科技,2009,25(1):45-46.