基于IEC61970的电力系统CIM模型管理的实现

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IEC61970CIM电网模型地研究

IEC61970CIM电网模型地研究

IEC 61970/61968 CIM 模型研究——核心电网模型IEC 61970 / 61968 等系列标准是国际电工委员会制定的电网应用系统的技术标准,其中的CIM〔公共信息模型〕建立了所有的电网信息模型,是所有电网应用的根底,其重要性不言而喻。

为了更好的理解CIM模型,我在学习和研究过程中也尝试写一些文档,供对CIM模型感兴趣的朋友们参考和讨论。

由于个人水平有限,且CIM模型包括的X围很广,疏漏谬误之处恐在所难免,敬请各位朋友指正,在此先行感谢。

CIM模型包括的内容非常多,这里首先讨论一下核心电网模型。

一、传统EMS电网模型CIM模型的核心就是电网的信息模型,要能够准确表达电网的组成、结构和特性。

而这些电网信息模型其实一直都在电力自动化控制系统〔也就是能量管理系统〕中制定,经过长达几十年的运行和使用,这套模型已相当的成熟和稳定,CIM模型正是在此根底上演化和完善形成的。

传统EMS电网信息模型主要是由公司、区域、变电站、电压等级等模型构成的层次结构,见如下图:一个电网公司一般由几个地区电网构成。

例如某某电网公司就可以分为某某电网、某某电网等假如干个区域电网。

区域电网中主要包括变电站和线路。

变电站下一般有两到三个不同的电压等级区和变压器。

电压等级区包括了该电压等级下的所有设备,包括断路器、刀闸、互感器、继电保护、馈线等,其中馈线是负责向负荷供电的线路,也是由各种设备构成的。

变压器下通常有两、到三组绕组,分别对应变电站的电压等级区。

线路实现电能的传输,将不同的节点连接成电网,同时为了线路运行维护管理方便,线路一般会分为假如干个线路段。

二、IEC 61970 CIM电网信息模型在CIM模型中,电网的层次结构与传统EMS电网模型根本保持一致,使用了地理区域、变电站、设备等模型对电网进展建模,其中地理区域〔GeographicalRegion〕、子地理区域〔SubGeographicalRegion〕对应区域〔DV〕,变电站〔Substation〕对应变电站〔ST〕,电压等级区〔VoltageLevel〕对应电压等级〔KV〕,设备〔Equipment〕表示各类电力设备。

基于IEC61970的CIM模型的研究

基于IEC61970的CIM模型的研究

0引言随着电力工业化和信息化的发展,电网调度自动系统对大电网调度的要求也越来越高,市场涌现了大批综合性,分布式应用系统。

这些应用系统可能在不同时期,不同硬件平台下开发,并可能来自不同的生产厂家,因此系统数据模型和数据访问接口不统一的问题日益严重,导致各个系统间难以实现互联互通和信息共享。

IEC61970标准的公布为解决上述问题提供了理论基础。

该标准包含公共信息模型和组件接口规范两部分内容。

1IEC61970标准概述IEC61970标准是由电力系统控制通信委员会及第57技术委员会制定和发布,该标准主要包括能量管理系统EMS 的应用方法、公共信息模型CIM 以及数据访问接口CIS,一共分为5个部分,CIM 模型主要以面向对象的方式定义了电力对象模型,它是该标准的核心内容,也是本文讨论的重点内容,CIS 数据访问接口则以API 的形式提供了如何进行数据的访问。

实现数据的互联互通。

该标准定义的最终目的是实现异构系统的互联互通,同时实现数据信息模型与底层技术无关。

实现国际统一的数据信息模型和数据访问方式,因此,通过按照IEC61970标准定义的CIM 模型和面向对象的方法对电力对象进行建模,可实现上层应用与底层技术无关,这也是我国电力发展的方向,同时也提高了我国电网调度自动化的水平[1]。

2公共信息模型CIM公共信息模型CIM 以面向对象的方式描述了几乎所有电力系统中的电力对象,如变压器,母线,断路器等电力对象,涵盖了发电、输电、配电以及终端售电等电力行业的各个领域,通过面向对象的方法,依据IEC61970标准定义的CIM 模型,对每个电力对象建模,类似于C++中类的数据结构,通过应用端的电力对象对应到CIM 模型中,找到该电力对象在CIM 模型中定义的地方,根据该CIM 模型对该电力对象类的属性的定义,对应的对电力对象的数据属性进行定义。

这样定义出来的数据模型就是标准的数据对象模型,及通过使用类、类的关系以及属性来描述和体现电力对象本身的属性以及相互之间的关系。

基于IEC61970的CIM模型的研究

基于IEC61970的CIM模型的研究
C I M模型一共 有 1 3 个 包组成 , 所 有这些包涵盖 了发电 、 输电、 变 电、 配 电以及基于终端售点在 内的所有领域的电力对象 而包 的作用 是通过 电力对象的功能特点等方式进行 分类 。 以便给使用者建模时便 于查看和理解 。虽然标准通过电力对 象的功 能分成 了不 同的包 . 但是 这并 不意味着包 和包之间没有任何关 系 . 相反 . 在 实际的应用 中会 涉 及 到许多包 的内容 , 因此 , 在对电力对象建模 时 . 数据模 型的属性 可能 使得不 同包 中的电力对象 的模型相互关 联。 下图体现了各个包以及各 包 之 间 的联 系 如 图体现 了 C I M 模型 包的相 互之 间 的联系 .而核 心包 是整个 C I M模型的核心口 . 它定义了电力 系统 中应用最多 . 最广泛 的电力 对象 的核 心命名 ( n a m i n g ) , 如, 电力 系统资源 , 导 电设备 , 电力 变压器 以及 设备 容器 等实体 . 并定义 了这些实体 的组合 . 拓扑包 是在核心包 的基 础上 进行 了扩展 . 体现电力设备之 间的连接关系 . 它们通过开关 的闭 合实现 电力设备 的连接关系的变化 下面对其他包进行简单 的介绍 1 ) Wi r e s ( 电线 包 ) 电线包 主要定义了电力系统 中的线路等 电力对象模 型 .如母 线 . 包括直流母线 、 交流母线 、 普通线路。该 包是 在拓扑包 的基础 上拓 展 . 同时还可 以将这些 电力设备的检测数据用于潮 流计算 和状态估计 2 ) O u t a g e ( 停运包 ) 停运包在 电线包的基础上进行了拓展 . 主要定 义了电力 系统或者 电网调度 自 动化系统停运计划的建模 方法 . 如某 地区或者 某线 路要准 备检修 . 就要在检修前准备停运计划 保 证用户 利益和检 修人 员的安 全。 3 ) P r o t e c t i o n ( 保护包) 保护包在 电线包的基础上扩展 . 主要对电力 系统中的保 护设 备进 行 了定义 . 当电网出现故障时 . 保 护设备将起 到保 护该故 障区域 后端 设备不受故 障端破坏 。同时可定位故障地点 。 其次在模拟培训 中也可 以使用其信息 4 ) Me a s ( 量 测包 1 量测包是在拓扑包 的基础上拓展 . 主要定义了电力 系统中的二次 设 备如何建模 , 如何量测电压 、 电流 、 功率等 5 ) L o a d Mo d e l ( 负荷模型包 ) 负荷模 型包是在核心包和 电线包的基础上拓展 . 主要定义了 电力 系统在运行状态下 . 各个 电力用 电设备 的用 电量 . 同时还 可以将检测 的负荷电量生成 曲线 . 便 于观察 和调度 : 也可 以为用 电客 户提 供所需 信息。 6 ) Ge n e r a t i o n f 发 电包 ) 发电包有 P r o d u c t i o n包和 G e n e r a t i o n — D y n a mi c s 两个子包组成 。 主 要定义了电力系统 中的发 电设备模型 。如发电机。调相机等。 7 ) D o ma i n ( 域包 ) 域包定义 了 C I M模 型 中电力 对象模 型属 性 的所 有数据类 型 , 同 时也定义了数据类 型可 以使用 的测量单位 。如 电压数据类 型是 f l o a t , 测量单位 为 v等 8 ) S C A D A( 数据采集监控包 ) 数据采集与监控包 主要 定义 了电力 系统二次设备 中如何测量数 据 以及各个二次设备之 间的关 系. 如 电流互感器 . 电压互感器等 。

基于IEC61970的电力系统CIM模型管理的实现

基于IEC61970的电力系统CIM模型管理的实现

基于IEC61970的电力系统CIM模型管理的实现摘要:随着计算机技术的发展,计算机应用在电力管理系统方面的协议标准越来越规范化,随着IEC 61970系列标准的制定,为电力管理系统各个子系统独立分散的的缺陷提供了解决方案,该标准主要包括公共信息模型和组件接口规范。

本文主要研究对基于IEC61970协议进行电力系统软件开发时对CIM模型的管理设计。

关键词:IEC61970标准;CIM;SCADA1 IEC61970标准与CIM概述EC 61970国际电工委员会制定的《能量管理系统应用程序接口(EMS-API)》系列国际标准,主要由接口参考模型、公共信息模型(CIM)和组件接口规范(CIS)三部分组成。

CIM是IEC61970系列标准的一个重要组成部分,CIM公共信息模型定义了信息交换的语义,用对象类和属性及他们之间的关系来表示电力系统资源的标准方法。

2 CIM模型配置功能模块CIM模型的配置模块,IEC61970定义了电力系统中的CIM模型,以及各个模型之间的关系。

控制模块主要基于SCADA系统为例来阐述CIM模型映射的实现方法,本模块如图1主要分为两大块及原有SCADA系统和基于IEC61970中间件系统平台。

原有SCADA系统内部数据格式因此要实现两个主要部分的数据内容的一致性,就必须对其进行转换。

基于IEC61970的中间件系统平台是根据IEC61970的国际标准定义的CIM模型,具有通用性。

因此把原有SCADA系统的数据结构转换为IEC61970标准定义的数据结构及CIM模型。

本模块设计了两种方式:第一种方式是通过读取SCADA系统的电力对象数据结构信息,生成CIM模型配置信息;第二种方式是在SCADA系统端将电力对象数据结构信息生成XML文档、SCHEMAL文档和XSL文档,其中XSL文档两者数据结构的中间转换介质。

最终在服务器端读取XML文档解析后生成CIM模型。

3 设备模型的设计与实现设备模型的配置可通过菜单内容的优化设计简化配置过程。

基于IEC61970 CIM模型的研究

基于IEC61970 CIM模型的研究

【 关键词】 公共信息模型 ; 数据交换与共享 ; 研 究
( D o ma i n ) ; I E C 6 1 9 7 — 3 0 2定义 了能量计划包( E n e r g y S c h e d u l i n g ) 、 预订包 e s e r v a t i o n ) 和财务包 n a n c i a l P a c k a g e  ̄ : I E C 6 1 9 7 0 - 3 0 3 定义了 S C A D A 针对 电力 系统物 理特性 而建立 的电力 系统数学模型 . 是我 们对 电 包 。 力 系统进行分析 的基础 。 同样对 电力系统监控 的 自动化系统 及对其 进 U M L表示法为建模者 和建 模支持工具的开发人 员提供 了标准 的 行管理 的信息 系统也需要从 电力系统现实模 型进行抽象 . 从而 建立 系 图形符号与语法 . 这些图形符号与文字所表达的是应 用级的模 型 统 的信息模型 1 - 3 C I M访 问方法 国际 电工委员会 I E C T C 5 7 在 面向对象分析 方法的基础上 .通过 访问 C I M 的方 法现 在主 要有 两种 :一种是 基 于企业 集成 总线 面积对象的工具提出 了电力系统公共信息模 型 C 1 M. 使得电力应用 的 ( U I B ) 接 口方式 的调 用方法 . 另一种方 法则是基于 X M L 静 态文本的交 信息交 换与共享 有了公共参 考的模型 . 使 能量管理 系统f E M s 1 的应用 换法 由于当前基于第一种方法 的标准没有 固定 . 所以访问 C I M 的方 软件组件化及 开放化 . 能互联互通 与即插 即用 . 保护用户 资源和降低 法应以第 二种为主 . 第一种在部 分系统之 间可 以试用 系统集成成本 针 对具体 应用的改造而言 , 根 据如下不 同的办法 的情况 : ( 1 ) 重新 开发的系统 , 直接采用 C I M作 为数 据模 型 : ( 2 ) 需要保 留的应 用程序 , 1 公 共 信 息 模 型 Cl M 由封装 完成现有的数据模型和 C I M模型交换 .确保数据 以 C I M形式 国际 电工 技术委员会定 义的两 个标准 I E C 6 1 9 6 8和 I E C 6 1 9 7 0分 与其他应 用交互 : ( 3 ) 来自 第三 方的应用 , 则 由原 开发方 负责模型的转 别描述 了配电管理系统和能量管理系统的应用程序接 口。 两个 系列标 换 准共同定义了一种 电力系统通 用信 息模型 C I M C I M是 I E C 6 1 9 7 0 系 C I M 模 型 的 基 类 列标准 的一个重 要组成部分删 . 它是 一个抽象模 型 . 覆盖 了电力企业 2 运行中通常涉及的所有主要对象 通过提供的一种用对象类和属性及 C I M模 型主要有 四个 基类 :命 名类 f N a m i n S ) 、电力系统 资源类 他们之间的关系来表示 电力系统资源 的标准方法 f P 0 w e r S y s t e m R e s o u r c e ) 、设备类 ( E q u i p m e n t ) 、导 电设 备类( C o n d u c t i n g 1 . 1 C I M 的类 以及类之 间的关 系 E q u i p m e n t ) C I M模 型中的类 基本 上都是从这 四个类个派生出来的 . 并 类是对现实 世界 中对象 的描述 . 类 具有一定 的属性 . 每一 属性用 且它们本 身之间也存 在继承关 系。 类型来加以识别 。C I M类 之间具 有下列三种关 系 : ( 1 ) 命 名类 : 是一个 根类 , 为所有需要命名 的类提供通用属性。 ( 1 ) 一般化/ 具 体化 : 较普遍 的类 与一个 较具体的类之 间的一种关 ( 2 ) 导 电设备类 : 是 电力 系统 的组成部分 . 为输送 电流或导电连接 系. 较 具体的类只需包含附加的信息 相关而设计 的 ( 2 ) 简单关联 : 关联是层 次相 当的类 与类之 间的一种概念 上的联 ( 3 ) 设备类 : 表示 电力 系统 中实 际的机械设备或 电气。 它本身与电 系。 每一种关联都有两个角色 , 每一个角色表示 了关联 中的一种方 向, 力 系统资源类一样 .没有定 义属性 .但是与设 备容器存在 聚合 的关 表示 目 标 类和源类的关系。每个角色还带有基数 . 用来表示有 多少对 系。 象可以参加到给定的关系中 ( 4 ) 电力 系统 资源类 : 可 以是一个变 电站那样 的一组元 件 , 也可以 ( 3 ) 聚集关系 : 表 明类与类 之间的关系是一 种整体一 部分关 系 , 整 是一个开关那样 的独立元件 。此类本身没有定义类属性 , 但 它常与资 体 类 由部分类 “ 构成” 或“ 包含” 部分类 , 而部分 类是 整体 类 的“ 一 部 源类  ̄( P S R T y p e 1 、 公 司( c o m p a n y ) 等之间建立关联 , 以表示该 电力系统 分” 。 资源是何类 型、 属 于哪个公 司等 。 C I M 是用 U M L 文档化 了的一 系列类 图. 这种定 义 C I M 的方法 . 使 3 Cl M 模 型 的 实 例 得 实现者不必限制在某种技术的范围之内。 1 . 2 C I M 的 UML描 述 电力变压糖 莛 0 w e r T l _ a n s f b 玎 n e r ) 、 变匿 鬈且 类 a n s f 0 r n 1 e r Wi n d i n 曲 、 U M L是 O M G提出的标准对象建模语 言 . 它通过定义多种 图形模 绕 组测试类 ( wi n d i n g T e s t ) 和分接头 切换器类 ( T a p c h a n g e r ) 是 变压器 模 型元 素来描述 系统分析和设 计的结果 . 它主要针对 大型的 、 复 杂的系 型里 四个 主要 的类 , 如图 1 所示 。 ( 下转第 9 3页 ) 统 建模 U ML用图形符号描述模型 . 用模型来表示软件系统的行为及 结构. 利用 U ML图以可视化的方式来表示 元 素关系及 约束等 .使 得复杂的项 目结构 能够 方便地 与其它人员特别是非计算 机人 员 进行资源共享 . 增加了信息的可复用性。 C I M用 U M L描述 .为方便起 见 . C I M 被划 分为许 多了系统或包 . 涵盖 了 EMS中 所 涉及的各种应用 C I M 包是将 相关 模型 元件人 为分组的方法 .通过包来组织 C I M 模 型使得模 型更容易设 计 、理解 和查看 。 C I M 中的包具有一个或 多个类 图表 .图形

基于IEC61970的CIM模型映射技术研究

基于IEC61970的CIM模型映射技术研究

2 . 1 设备模型 的映射方法
设 备模 型是 针对 ’ ‘ 次 设备 建立 的 C I M模 型 。在 C I M 模 型的描 述 中 电力 系统 资源类 描述 的 是 电力 监控 系统 中
实现 对 电力应 用 系 统 中 电力 对 象 的数 据 结 构进 行 描 述 。 通 过 这种 方 法定 义 的 电力数 据对 象模 型就 是 标准 的 C I M 模型。 在 公 共 信 息模 型 当 中 , 每 个 电力 对 象模 型 之 间 的 关系 可 以分 为 3类 :第 一类 关 系 是 “ 普 遍 化 关 系 ”,普 遍 化 关系 实际 上在编 程 思路 里 叫继承 关 系 ,一个 普遍 的 类 继承 一 个抽 象 的类 ; 第 二类 是 关联 关系 , 关联 关系 有 两 个作 用 , 每 一个作 用 都表 示关 联 了一个 对 象 ; 聚集 是 关联 的一种 特 例 。但 是 聚集关 系 更强 调 的是 整体 和部 分 的关系 , 整 体 结构有 部分 结构 组 成 ,部分 结构 只 是整 体 结 构 的一部分 , 而 不是 从整体 结构 中继承 而来 。
二[ 二 ■] _
‘ - 札 堆 t " *
共 信 息模 型 ,实 现 不 同 系 统 之 间 电力 对 象 模 型 的 互 相 转换。
1 公共 信息模 塑 ( C l M )的介 绍
公共信息 模型 ( C I M )模 型 是 I E C 6 1 9 7 0标 准 的 核 心 部分 , 它 应 用编程 语 言 中面 向对象 的 思想 描述 了所 有 电力应 用 系统 中 的数 据 结构对 象 ,  ̄ n J t = 关、变 压 器等 电 力对象 , 描 述覆 盖 了发 电领域 、输 电领域 、 配 电领域 等 电力行 业 。针 对每个 电力系 统数 据对 象 ,应用 编 程语 言 c 十 +中类 的概 念进 行 定义 , 把 定义 好 的 数据 结 构模 型 对 应到 C I M模 型 中 , 根据 C I M模型 对该 数据对 象类 的定义 ,

基于IEC-CIM标准的电力安全生产管理系统设计与实现

基于IEC-CIM标准的电力安全生产管理系统设计与实现

基于IEC-CIM标准的电力安全生产管理系统设计与实现1. 引言1.1 背景介绍电力安全生产一直是一个国家关注的重点领域,而电力安全生产管理系统的设计与实现对于提高电力行业安全生产水平具有重要意义。

随着信息技术的发展和普及,传统的电力安全生产管理方式已经不能满足现代化管理的需求。

基于IEC-CIM标准的电力安全生产管理系统的设计与实现显得尤为重要。

近年来,随着电力行业的快速发展,电力设备数量不断增加,电力系统呈现出越来越复杂的特点。

传统的人工管理方式已经无法满足大规模电力系统的安全运行和管理需求。

引入先进的信息技术和标准化管理方法成为提高电力安全生产水平的必然选择。

本系统的设计基于IEC-CIM标准,该标准为电力系统管理提供了一套规范的数据和模型,可以有效地实现电力设备的监测、分析和管理。

通过系统的设计与实现,可以提高电力系统的运行效率和安全性,减少事故的发生,最大程度地保障电力系统的安全生产。

1.2 研究目的本文旨在探讨基于IEC-CIM标准的电力安全生产管理系统设计与实现。

具体的研究目的包括:(1)深入了解IEC-CIM标准的相关内容和应用场景,探讨其在电力安全生产管理系统中的作用和优势;(2)基于IEC-CIM标准,设计一个完整的电力安全生产管理系统,实现对电力生产过程中各项安全措施的管理和监控;(3)探讨在实现过程中所采用的技术手段,如何将IEC-CIM标准与现有的电力生产系统进行结合,实现系统的高效运行和管理;(4)分析系统的各个功能模块,包括数据采集、信息处理、报警和预警等,以确保系统能够全面覆盖电力生产过程中的安全风险;(5)通过系统测试和应用实践,验证系统的可靠性和稳定性,为电力生产企业提供安全、高效的管理工具。

通过以上研究目的的实现,本文旨在为电力行业的安全生产管理工作提供参考和借鉴,推动电力行业的安全生产管理水平的持续提升。

1.3 研究意义电力安全生产是电力行业发展的重要基础和保障,是保障国家电力稳定运行和人民生命财产安全的重要举措。

基于IEC61970的CIM模型的研究

基于IEC61970的CIM模型的研究

基于IEC61970的CIM模型的研究作者:苏豪飞来源:《科技视界》2014年第14期【摘要】当前很多电力企业都是利用不同时期、不同生产厂家提供的应用系统所构成的数据中心控制平台,这些应用系统关心电力对象的不同方面导致出现电力信息模型私有、访问接口私有、互操作性差等“信息孤岛”问题。

本数据平台是电力自动化监控系统软件(SCADA)进行组件化的封装,保留原系统的功能,对原有SCADA系统数据结构进行CIM 模型映射。

【关键词】IEC61970;CIM;SCADA0 引言随着电力工业化和信息化的发展,电网调度自动系统对大电网调度的要求也越来越高,市场涌现了大批综合性,分布式应用系统。

这些应用系统可能在不同时期,不同硬件平台下开发,并可能来自不同的生产厂家,因此系统数据模型和数据访问接口不统一的问题日益严重,导致各个系统间难以实现互联互通和信息共享。

IEC61970标准的公布为解决上述问题提供了理论基础。

该标准包含公共信息模型和组件接口规范两部分内容。

1 IEC61970标准概述IEC61970标准是由电力系统控制通信委员会及第57技术委员会制定和发布,该标准主要包括能量管理系统EMS的应用方法、公共信息模型CIM以及数据访问接口CIS,一共分为5个部分,CIM模型主要以面向对象的方式定义了电力对象模型,它是该标准的核心内容,也是本文讨论的重点内容,CIS数据访问接口则以API的形式提供了如何进行数据的访问。

实现数据的互联互通。

该标准定义的最终目的是实现异构系统的互联互通,同时实现数据信息模型与底层技术无关。

实现国际统一的数据信息模型和数据访问方式,因此,通过按照IEC61970标准定义的CIM模型和面向对象的方法对电力对象进行建模,可实现上层应用与底层技术无关,这也是我国电力发展的方向,同时也提高了我国电网调度自动化的水平[1]。

2 公共信息模型CIM公共信息模型CIM以面向对象的方式描述了几乎所有电力系统中的电力对象,如变压器,母线,断路器等电力对象,涵盖了发电、输电、配电以及终端售电等电力行业的各个领域,通过面向对象的方法,依据IEC61970标准定义的CIM模型,对每个电力对象建模,类似于C++中类的数据结构,通过应用端的电力对象对应到CIM模型中,找到该电力对象在CIM 模型中定义的地方,根据该CIM模型对该电力对象类的属性的定义,对应的对电力对象的数据属性进行定义。

基于iec61970的cim模型数据库的设计与实现

基于iec61970的cim模型数据库的设计与实现

基于iec61970的cim模型数据库的设计与实现
基于IEC 61970的CIM模型数据库的设计与实现是一个复杂的过程,需要综合考虑多方面的技术因素。

首先,基于IEC 61970的CIM
模型应该符合IEC 61970规范,这是设计与实现的基础。

其次,在设
计和实现的过程中,应该考虑当前IT技术的发展趋势,以便将IEC 61970标准中的模型最大限度地应用到现有IT技术上,以实现节能、
高效、稳定的模型数据库。

此外,在设计与实现过程中,还需要考虑不同系统之间的兼容性,保证电力系统管理系统的数据库设计能够完全符合能源基础设施,包
括设备管理、控制、安全、监控、预测等联动应用。

此外,基于IEC 61970的CIM模型数据库设计与实现应考虑模型
数据库拓扑结构和数据服务。

拓扑结构决定了数据传输和存储的策略,而数据服务决定了模型数据库如何从模型数据库中获取数据,以及如
何将数据存储在模型数据库中。

最后,在设计与实现过程中,也应当考虑到如何构建可安全监控
的模型数据库,以避免恶意攻击对其造成的灾难性后果。

构建安全的
模型数据库可以使电力系统在攻击事件发生时及时发现攻击行为并采
取有效措施,从而实现可靠性和安全控制。

基于IEC61970的CIM模型数据库的设计与实现

基于IEC61970的CIM模型数据库的设计与实现

基于IEC61970的CIM模型数据库的设计与实现【摘要】当前很多电力企业都是利用不同时期、不同生产厂家提供的应用系统所构成的数据中心控制平台,这些应用系统关心电力对象的不同方面导致出现电力信息模型私有、访问接口私有、互操作性差等“信息孤岛”问题。

本数据平台是将重庆新世纪电气有限公司开发的电力自动化监控系统软件(P7000G)进行组件化的封装,保留原系统的功能,而将获取的数据按照IEC61970标准进行存储及访问。

【关键词】IEC61970;信息孤岛;电力信息模型0 引言随着通信、计算机等技术的慢慢融入,电力系统的更新和发展已经是越来愈快,这就对支撑电力系统软件应用的数据平台部分提出了更高的要求:由于电力系统不断发展,需要的数据量越来越庞大,数据间的关系也更加的复杂,因此数据平台应该能够支持高数量级的数据管理和关系建模;由于IEC 61970标准里定义的CIM是基于面向对象思想的,因此数据平台要能够反映出面向对象的特点;要能够实现数据共享和交换;由于IEC 61970系列标准还在不断的改进,CIM模型也在不断的扩展,就要求数据库要易于扩充和维护。

1 总体结构通过上文对功能需求的分析及数据库的选择,将模块实现需要的工作总结为五部分,如图1所示:功能的大致流程如下:(1)在服务器端系统将数据加载到FastDB,系统后台实时的将封装好的数据更新到FastDB内;(2)操作人员选择需要实时监控的表,同时在服务器端人机交互界面通过只读的方式将监控数据显示出来;(3)系统定期将FastDB中的数据同步到MySQL中;(4)用户在客户端通过HSDA实现访问FastDB内的实时数据;(5)用户在客户端通过GDA或TSDA实现访问存储在MySQL内的历史数据。

1.1 系统设计功能(1)CIM模型映射:根据IEC61970标准将CIM以表的形式映射到数据库中;(2)数据持久化:根据获得数据类型,对应存入不同的表中;(3)历史数据查询:根据查询需求提取数据;(4)人机交互界面:数据库操作权限、数据管理。

基于IEC61970设计与实现智能电网调度系统

基于IEC61970设计与实现智能电网调度系统

I O O 2 o 1 5年 6月 下
本系统平 台通过 实际应用验证 ,具备以下特 点: ① 能够 消除信息化 “ 孤岛 ”,支 持企业应用集 成,实 现 电力企业 管控 一体化建 设; ② 符合 中间件技术标 准,提高 了系统重用性 ,降低 了 开 发 和 维 护 费用 ; ③ 应 用 软件 业 务 功 能 随 企 业 管 理 体 制 、 运 营 模 式 的 完 善 而 随 时 可 以扩 展 与 升 级 ; ④ 建 设 的平 台具 备 易 维护 性 ,适 应 各 种 异 构 和 互 操 作 系统改造需要 。 本平 台基于 I E C 6 1 9 7 0 标 准屏 蔽不同的硬件 平台、数据 库 、消 息 格 式 、 通信 协 议 之 间 的 差 异 , 提供 各类 应用 之 间 的 高效 、便捷 的通信能力;提供 了分 布式计算 环境 下的 电网信 息 透 明通 信 框 架 ,解 决 电力 企 业 应 用 的 “ 信 息孤 岛 ” 问题 , 以软 插 件 形 式 实 现 企 业 信 息集 成 。实 践 证 明 构建 的 系 统 平 台 具 有 较 强 的实 用 性 和 适 用 性 , 能够 推 动 智 能 电 网建 设 。
参考 文献
[ i ] 于尔铿, 刘广 一, 周京阳.能量 管理 系统 ( E M S )[ M ] .北京 : 科 学 出版 社 , 2 0 0 1 . [ 2 ] 胡继 芳, 王 宁.I E C 6 1 9 7 0与新一代 E M S数据库管理系统 [ J ] . 电 力 系 统 自动 化 .2 0 0 0 ( 1 2 ) . [ 3 ] 郭凌 旭 , 李 华 .基 于 I E C 6 1 9 7 0标 准 的 E M S电 网接 线 图 形 转换研 究[ J ] . 青 海 电力 , 2 0 0 9 ( 1 ) . [ 4 ] 苑津 莎, 许朝 晖, 李新叶基于 C I M的变 电设备状态信息统 模 型 的研 究 [ J ] . 华 北 电力 大 学学 报 , 2 0 0 9 ( 8 ) . [ 5 ] 曹阳, 姚建 国, 杨胜 春 等 .智 能 电 网核 心 标 准 I E C 6 1 9 7 0最 新进展 [ J ] . 电力 系 统 自动 化 , 2 0 1 2 ( 2 ) . 作者简介:傅嘉渝 ( 1 9 7 O 一 ) ,男 ,重 庆 人 ,高 级 工 程 师 , 从事 电力系统调度 自动化相关领域研 究。

基于IEC61970标准的电力系统仿真数据库的开发

基于IEC61970标准的电力系统仿真数据库的开发

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s me t a i , r e of cl a e t e d t x h n e a d s a e b t e a iu i l t n s f a e o t t e ot r e p we y tm , me i o d rt a i tt h aa e c a g n h r ewe n v r ssmu ai ot r r h oh rs f n i o o w wi wa eo t o rs s f h e i n
w r e eo sa d u d t smo e a d mo e r pd y, h c e u t n h g e e u r me tt i lt n d t b s h t s p o t s lt n s f a e d v lp n p ae r n r a i l w ih r s l i ih r r q i s e n o s mua i a a a e t a u p r i a i o t o s mu o —
Ab t a t s r c W i h e eo me to o r s se a d t e r v lto fs f a e e gn e i g tc n lg t e p we y t m i lt n s f t t e d v lp n fp we y t m n h e ou in o ot r n i e rn e h oo y, o r s se smu ai o t h w h o -

基于IEC61970 CIM模型的

基于IEC61970 CIM模型的

0引言针对电力系统物理特性而建立的电力系统数学模型,是我们对电力系统进行分析的基础。

同样对电力系统监控的自动化系统及对其进行管理的信息系统也需要从电力系统现实模型进行抽象,从而建立系统的信息模型。

国际电工委员会IEC TC57在面向对象分析方法的基础上,通过面积对象的工具提出了电力系统公共信息模型CIM ,使得电力应用的信息交换与共享有了公共参考的模型,使能量管理系统(EMS)的应用软件组件化及开放化,能互联互通与即插即用,保护用户资源和降低系统集成成本。

1公共信息模型CIM国际电工技术委员会定义的两个标准IEC61968和IEC61970分别描述了配电管理系统和能量管理系统的应用程序接口。

两个系列标准共同定义了一种电力系统通用信息模型CIM 。

CIM 是IEC61970系列标准的一个重要组成部分[2-3],它是一个抽象模型,覆盖了电力企业运行中通常涉及的所有主要对象。

通过提供的一种用对象类和属性及他们之间的关系来表示电力系统资源的标准方法。

1.1CIM 的类以及类之间的关系类是对现实世界中对象的描述,类具有一定的属性,每一属性用类型来加以识别。

CIM 类之间具有下列三种关系:(1)一般化/具体化:较普遍的类与一个较具体的类之间的一种关系,较具体的类只需包含附加的信息。

(2)简单关联:关联是层次相当的类与类之间的一种概念上的联系。

每一种关联都有两个角色,每一个角色表示了关联中的一种方向,表示目标类和源类的关系。

每个角色还带有基数,用来表示有多少对象可以参加到给定的关系中。

(3)聚集关系:表明类与类之间的关系是一种整体-部分关系,整体类由部分类“构成”或“包含”部分类,而部分类是整体类的“一部分”。

CIM 是用UML 文档化了的一系列类图,这种定义CIM 的方法,使得实现者不必限制在某种技术的范围之内。

1.2CIM 的UML 描述UML 是OMG 提出的标准对象建模语言,它通过定义多种图形模型元素来描述系统分析和设计的结果,它主要针对大型的、复杂的系统建模。

基于IEC61970的CIM XML电力系统数据模型的校验模块的设计

基于IEC61970的CIM XML电力系统数据模型的校验模块的设计

基于IEC61970的CIM XML电力系统数据模型的校验模块的设计【摘要】通用信息模型CIM是IEC61970标准的主要部分,它涵盖了电力系统中所有的电力资源,定义了电力系统领域所有主要的实体对象,是一个抽象模型。

目前大部分电力企业使用基于CIM的XML文档(CIM/XML文档)来表示电力系统模型。

详细介绍了IEC61970的标准、CIM/XMl应用模块以及校验模块。

其中校验模块中分为语义校验、语法校验和参数匹配度校验。

通过这三者的校验可以验证数据模型的正确性。

【关键词】电力系统;数据模型;校验模块0 引言随着计算机技术和现代通信技术的飞速发展,电力系统自动化软件业正在掀起网络化、组件化的浪潮。

网络化使电力系统自动化软件在分布式环境下分工合作,不再靠“单干”,不再是“孤岛”,这种分布式系统往往是一个由不同硬件、不同操作系统、不同支撑环境或不同厂家的产品组成的异构系统,要使其协调工作,各个部分的接口必须标准化,能像硬件那样“即插即用”,组件化就是用CORBA 等组件模型封装上述各个部分的内部实现细节,对外提供标准的“插头插座”。

因此,国际电工技术委员会(IEC)负责电力系统控制及其通信的相关标准的第57技术委员会(IEC TC 57)制定了一系列标准,其中第13工作组(WG13)负责制定与EMS专业相关的CIM和CIS标准,其标准系列为IEC 61970系列,能即插即用和互联互通,降低系统集成成本和保护用户资源。

本文在此背景下,论述了对于标准电力模型CIM/XML文件在电力系统中的校验模型的设计。

1 IEC61970标准、CIMIEC 61970 协议的两大支柱是公共信息模型(CIM)和组件接口规范(CIS)。

CIM 信息模型定义了信息交换内容的语义,组件接口规范(CIS)规定了信息交换的语法。

CIM是整个619701 协议框架的基础和核心。

公共信息模型(CIM)是一种面向对象的抽象模型,它定义了电力系统领域所有主要的实体对象。

基于IEC-CIM标准的电力安全生产管理系统设计与实现

基于IEC-CIM标准的电力安全生产管理系统设计与实现

基于IEC-CIM标准的电力安全生产管理系统设计与实现随着电力需求的增加和电力系统的复杂性,电力安全生产管理成为了电力行业的重要部分。

为了提高电力系统的安全性和可靠性,设计和实现一套基于IEC-CIM标准的电力安全生产管理系统显得尤为重要。

IEC-CIM标准是国际电工委员会制定的一套用于电力系统建模和信息交换的标准,它定义了电力系统中各类设备、装置、保护配电等的数据模型和标准化的信息交换格式。

在基于IEC-CIM标准的电力安全生产管理系统中,可以利用标准化的数据模型和信息交换格式来实现对电力系统的实时监测、分析和管理,进而提高电力系统的安全性和可靠性。

本文将从设计和实现的角度,对基于IEC-CIM标准的电力安全生产管理系统进行详细的介绍和讨论,并探讨其在电力系统管理中的重要作用。

一、电力安全生产管理系统的设计1. 系统架构设计基于IEC-CIM标准的电力安全生产管理系统的架构设计应该是灵活可扩展的,能够适应不同规模和复杂度的电力系统。

系统应该包括数据采集、数据存储、数据处理、分析和决策等模块,同时还需要考虑与其他管理系统的接口和数据交换。

2. 数据模型设计在系统设计中,需要根据IEC-CIM标准定义的数据模型来建立电力系统的数据模型,包括设备、保护、配电等的层次结构和属性定义。

这样可以实现对电力系统的统一建模和管理,提高系统的可扩展性和灵活性。

3. 安全管理设计在系统设计中,需要考虑对系统的安全性进行管理,包括身份验证、访问控制、数据加密等方面的设计。

这样可以保护系统的数据和功能,防止非法访问和恶意攻击。

1. 数据采集和存储在系统实现中,需要考虑如何进行电力系统数据的采集和存储,包括实时数据采集、历史数据存储和数据清洗等方面。

这样可以实现对电力系统的数据进行全面和准确的管理和分析。

2. 数据处理和分析3. 系统集成和接口在系统实现中,需要考虑与其他管理系统的集成和数据交换,包括与SCADA系统、EMS 系统等的接口设计。

基于IEC 61970和IEC 61850的主站和变电站共享模型技术的研究及实现

基于IEC 61970和IEC 61850的主站和变电站共享模型技术的研究及实现

基于IEC 61970和IEC 61850的主站和变电站共享模型技术的研究及实现【摘要】本文重点介绍了通过研究IEC61970与IEC61850的模型共享方法,开发遵循IEC 61970与IEC 61850标准的模型转换软件,在主站实现变电站与主站模型和图形的共享以及数据信息的灵活传送。

【关键词】IEC61970;IEC61850;CIM模型;图模一体化1 前言随着计算机技术、通信技术和电力电子技术的不断进步,电力系统对信息共享和应用集成的需求越发迫切。

然而,由于变电站端采用IEC 61850标准,主站端采用IEC 61970标准,二者之间目前只能采用1995-2002年间制定的远动信息传输协议进行通信,以数据点数和信息表对照使用的静态方式传输远动信息,尚未建立灵活、动态地传送全景信息的标准,不能实现电网信息模型的实时、动态的统一和传输,已经制约了电网自动化的发展应用,因此需要研究新的自动化信息传输技术,以实现智能变电站与调度主站之间的自动化信息无缝联接。

通过建立标准的、开放的电力系统信息模型,改进厂站端与主站端信息传输方式,实现信息的自解析,从而有效地解决信息传递的准确性和可靠性问题,减少变电站工程中厂站与主站间核对信息的大量工程量;通过实现信息和模型的无缝传输,为智能变电站的许多应用功能提供了基础信息的优质高效信息传输和交换方式,从而为电网调度监控构建良好的基础平台,为电网的运行监控和全网安全经济运行提供了基础保障。

2 主要研究内容共享模型技术的研究,将系统地研究IEC61970与IEC61850的模型共享方法,开发遵循IEC 61970与IEC 61850标准的模型转换软件,在主站实现变电站与主站模型和图形的共享以及数据信息的灵活传送。

研究内容主要包括SCD完整模型配置、CIM模型转换工具、厂站图模一体化、厂站与主站间通信内容、连接和实现技术等四个方面,其中模型转换和厂站接线图的起源是变电站完整配置的SCD模型文件,转换生成的CIM是无缝连接和厂站与主站图形共享的基础,通信连接和实现技术是实时数据传输的保证。

基于IEC61970的电力运行实时监控系统数据库管理系统的设计

基于IEC61970的电力运行实时监控系统数据库管理系统的设计

基于IEC61970的电力运行实时监控系统数据库管理系统的
设计
王雅莹
【期刊名称】《广东输电与变电技术》
【年(卷),期】2007(000)002
【摘要】基于IEC61970系列标准,按照公共信息模型(Common Information Model,CIM)设计了电力运行实时监控系统的数据库,将其数据库结构映射为关系型数据模式;并针对系统的实时数据流和历史数据流分别设计了相应的符合组件接口规范(Component Interface Specification,CIS)的数据管理组件.基于组件技术的开发使得数据库管理系统具备良好的兼容性和可扩充性,便于系统集成和升级.【总页数】4页(P67-70)
【作者】王雅莹
【作者单位】广州科立通用电气公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM744
【相关文献】
1.飞机试验实时监控系统数据库的设计与实现 [J], 裴金利;陈秀华;范海涛;汪海
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基于IEC61970的电力系统CIM模型管理的实现
摘要:随着计算机技术的发展,计算机应用在电力管理系统方面的协议标准越来越规范化,随着IEC 61970系列标准的制定,为电力管理系统各个子系统独立分散的的缺陷提供了解决方案,该标准主要包括公共信息模型和组件接口规范。

本文主要研究对基于IEC61970协议进行电力系统软件开发时对CIM模型的管理设计。

关键词:IEC61970标准;CIM;SCADA
1 IEC61970标准与CIM概述
EC 61970国际电工委员会制定的《能量管理系统应用程序接口(EMS-API)》系列国际标准,主要由接口参考模型、公共信息模型(CIM)和组件接口规范(CIS)三部分组成。

CIM是IEC61970系列标准的一个重要组成部分,CIM公共信息模型定义了信息交换的语义,用对象类和属性及他们之间的关系来表示电力系统资源的标准方法。

2 CIM模型配置功能模块
CIM模型的配置模块,IEC61970定义了电力系统中的CIM模型,以及各个模型之间的关系。

控制模块主要基于SCADA系统为例来阐述CIM模型映射的实现方法,本模块如图1主要分为两大块及原有SCADA系统和基于IEC61970中间件系统平台。

原有SCADA系统内部数据格式因此要实现两个主要部分的数据内容的一致性,就必须对其进行转换。

基于IEC61970的中间件系统平台是根据IEC61970的国际标准定义的CIM模型,具有通用性。

因此把原有SCADA系统的数据结构转换为IEC61970标准定义的数据结构及CIM模型。

本模块设计了两种方式:第一种方式是通过读取SCADA系统的电力对象数据结构信息,生成CIM模型配置信息;第二种方式是在SCADA系统端将电力对象数据结构信息生成XML文档、SCHEMAL文档和XSL文档,其中XSL文档两者数据结构的中间转换介质。

最终在服务器端读取XML文档解析后生成CIM模型。

3 设备模型的设计与实现
设备模型的配置可通过菜单内容的优化设计简化配置过程。

本部分主要建立一次设备的CIM模型的配置。

物理设备和电力系统资源类描述的是电力系统中的具体对象,如一个刀闸或一个电压等级。

配置过程需要读取原有SCADA系统的DLL文件。

配置流程分为以下3步:
电力系统资源配置包括电力变压器、导电设备、变电站、电压等级、间隔、模拟量、状态量以及母线在内的一系列资源对象的新建。

这些对象用于划分实际系统,定位每一个具体保护设备。

在CIM模型中,变电站类、电压等级类和间隔类都是设备容器的派生类,因此变电站的资源类型为设备容器。

经过建模实例化电力系统资源,在CIM类库和配置实例信息窗口显示。

电力系统资源配置包括电力变压器、导电设备、变电站、电压等级、间隔、模拟量、状态量以及母线在内的一系列资源对象的新建。

这些对象用于划分实际系统,定位每一个具体保护设备。

电气设备配置需要按照实际设备所属的设备类型建立映射对象。

如在对导电设备的配置过程中,设备类型来自于原有SCADA系统,通过DLL形式读取,把读取的实例根据其设备类型判断后放到相应的CIM模型中。

这样就实现了CIM模型的实例化过程。

同理包括设备容器实例化也跟导电设备的实例化过程一样。

新建的CIM对象各类信息均来源于原有SCADA系统。

需要将CIM模型关联到原系统中的测控设备便于访问CIM属性值。

用户只需在CIM模型配置窗口针对每个CIM对象录入简单的关联测控设备信息即可完成CIM完整建模。

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