CIM模型介绍

知道别的应用程序的内部结构就可以访问公共数据和交换信息。通用信
息模型（Common Information Model，CIM）描述了这些应用程序接口
的语义（semantics），组件接口描述（Component
Interface
Specifications，CIS）描述了交换信息的内容。
IEC 61970系列的各个部分：
IEC 61970-1，EMSAPI – Part 1：导则和总的需求；
IEC 61970-2，EMSAPI – Part 2：术语；
IEC 61970-301，EMSAPI – Part 301：通用信息模型的基础
部分；
IEC 61970-302，EMSAPI – Part 302：通用信息模型的财
政、能量调度和备用调度部分；
IEC 61970-303，EMSAPI – Part 303：通用信息模型的
SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）部分；
IEC 61970-401，EMSAPI – Part 401：组件接口描述框架；
IEC 61970-402，EMSAPI – Part 402：通用数据访问方法；
IEC 61970-501，EMSAPI – Part 501：通用信息模型的资源
描述方法，CIM RDF（Resource Description Facility）
ห้องสมุดไป่ตู้
Schema。
IEC 61970系列是个正在准备的标准，并没有正式发布，它的每个部
分都在经常的修改中，并且会有新的部分被提出。
下图展示了EMS－API组件模型，其核心为组件执行系统或综合总
直接加载到底层和通过CORBA等中间件加载到底层；若需要在应用层 进行安全加密，可插入相应功能模块。公共应用接入层提供标准的应用 程序接口（API），对于典型的客户/浏览器、浏览器/服务器结构的应用 提供请求、应答服务原语；对于对等通信的基于连接方式，提供 Open/Close、Read/Write基本服务原语，对于无连接方式（广播），提 供Send/Receive服务原语；对于大批量的数据库访问，提供 GetDB/PutDB服务原语。
公用信息模型（CIM）是电力企业应用集成的重要工具，它包括公用 类、属性、关系等，其类及对象是抽象的，可以用于许多应用，它是逻 辑数据结构的灵魂，可定义信息交换模型。
EMS系统可能需要集成由不同厂家开发地应用，EMS－API提出了使 用资源描述框架RDF作为应用之间交换数据地统一数据模型，以利于系 统集成地顺利进行。RDF基于资源描述，结构松散，既能描述来自关 系、层次以及面向对象数据库地结构化数据，又能描述来自WWW等数 据源地半结构化数据，而且与其他模型地转换相对简单。在系统框架 中，一切数据操作，包括数据读取、查询分解、结果合并等，均以资源 描述为基础。对于插入框架地具体应用而言，则根据不同情况按如下不 同方式处理：
不同时期建立、不同厂商开发、未遵循统一标准的各种各样的子系 统必然拥有形式多种多样的操作界面、具有千差万别的管理功能。 这种局面给电力应用系统的集中和一体化管理带来了极大的不便。
如果基于现有的系统来进行集成，则会形成以下的一个蜘蛛网 图系统，随着系统的越来越多，各个系统间的关联，也会越来越复 杂，只要其中一个系统发生变化，别的系统也必须跟着更改系统。 随着计算机和网络技术的飞速发展，第四代自动化系统的基础条件 如INTERNET技术、面向对象技术、数据库技术、JAVA技术、中间件 技术、多代理技术、厂站自动化技术、安全防护技术、电力市场运营技 术等已经具备，新一代自动化系统将在新的世纪正式启动。新配电网自 动化系统的软件结构如图一所示，系统将各部件封装成对象，依次插在 这个“接口体系”上，任何一个系统的变化，只要它遵循接口体系，则另 外的系统就不需要有任何变化。
所以，新一代的SCADA/EMS/DMS系统采用先进的开放分布式应用 环境的网络管理技术、面向对象数据库、通讯中间件技术、WEB技 术、国际标准等，为电力企业的配电自动化提供符合国际标准（CIM、 CIS、UIB等）的统一的支撑平台，在安全的前提下进行同类产品的集 成。
2 介绍电网集成系统
2.1 IEC 61970
网络协议互不兼容 由于各个电力应用程序往往是由不同的开发商分别研制开发的，大 多数采用各自的通讯协议，互不兼容。这样使得各个系统通信问题 复杂化，下一级系统要无条件地满足上一级系统要求，就要做大量 而频繁地协议转换工作，很难实现各个子系统地相互通信。
管理信息不能互通 在同一级的系统中，这些分离的子系统分别负责系统中的不同的功 能内容，它们互相之间几乎没有信息交换，这给全系统综合应用造 成了很大的局限性。例如，前置机线路出现故障时，只能通过前置 机画面监视，很难将信息反映到一些电力的高级应用上，从而使之 发生错误，影响生产。
界面提供对数字字典的插入和查询功能。 元数据仓库界面有多种实现方式，可以借用商用数据库管理系统，如
ORACLE、SYBASE等，或采用现有的实时数据库管理系统。 通用可视化操作界面是集成框架的重要组成部分，它提供一系列图形
制作、数据浏览和查询工具。 数据浏览和查询包括对集成系统中应用对象提供的公共数据及这些公
图三表征电力系统在网络等条件完全成熟时的三层逻辑结构：公共 信息模型层、公共通信映射层、公共应用接入层。核心是公共信息模 型，以IEC61970系列的CIM为基础，吸收WG14定义的配电网络模型、 WG10－12定义的变电站模型、WG07的定义的控制中心模型和发电厂 模型、AH－WG05定义的电力市场模型等，统一描述，综合而成。公共 通信映射的概念来自IEC61850系列的抽象通信映射，其根本目的是使统 一的应用层数据帧能够映射到多种底层协议栈，对于专用实时数据通 信，可通过极其简单的帧影射到底层的MMS、TCP/IP，以及WAN、 LAN、专线；而对于非实时的信息交换，可通过XML文本文件的方式
1、 需要保留地应用软件，由封套完成现有地数据模型与RDF交换， 保证数据以资源描述地形式与框架或其他应用交互。
2、 重新开发地系统，直接采用RDF作为数据模型，不需转换。 3、 来自第三方地应用，由原开发方负责模型转换。 标准地数据访问服务包括三类：资源查询服务、资源标识服务和事件 服务。 欲加入集成框架地任何应用对象，只要它需要向外界公开其全部或部 分数据，就须实现以上三类数据访问服务。而请求数据地客户方，也必 须通过上述接口读取数据。客户方在请求资源时，无需知道资源是由哪 个或那些应用程序提供、资源如何标识，数据访问代理屏蔽了数据访问 地细节，保证了应用程序“即插即用”地实现。 元数据仓库管理集成系统所需地各种数据字典，这些数据字典用于记 载应用对象地注册信息，各应用对象可提供地公共资源地信息以及这些 公共资源的模式信息，他们为应用数据对象的透明访问提供了基础。元 数据仓库作为对象请求代理ORB的一个对象，具有IDL描述的界面，该
作为集成框架的重要组成部分，通用可视化操作界面被封装成一个 ORB对象，具有IDL描述的界面，该界面提供数据浏览及图形制作功 能。
继承的应用软件必须加上封套，以实现标准的应用界面，标准的应用 界面分为以下几个大类：
资源标识、量测值、告警事件、参数值修改事件、执行控制事件、数 据存取工具、数据集文档。不同应用软件的界面可以是以上各类界面的 组合，但值得注意的是，凡是对外提供数据的应用必须实现资源标识和 数据存取工具界面。
System）和配电管理系统（Distribution Management System）的集成。
EPRI CCAPI Task Force小组原来的方法是将服务集成化，但是最近
两年方法已经转变为标准化组件接口。所以，在最近提出的标准草案
中，标准的内容主要是应用程序接口，这些接口使得各个应用程序无需
缺乏对整个网络的综合管理 各个子系统在物理上互相连接，在功能上相互依赖。但目前缺乏对 整个电力应用的综合管理系统，不能实现在较高的层次上的电力系 统综合应用，从而使电力应用的水平受到制约。例如，数据库格式 不统一，各个子系统按照自己的数据格式进行数据处理，造成数据 库资源浪费。
管理内容庞杂、操作界面多样
在用以上方式实现的系统中，可以集成不同厂家、运行于不同的计 算机平台、采用不同语言实现的各种应用对象，并且这些应用对象可以 很方便地拆卸和更换地。集成系统是个松耦合地系统，它改变了以往系 统以数据库为中心，所有数据由某一数据库管理系统管理地局面，数据 可能分散在各个应用对象中，数据访问代理为客户提供数据访问地透明 性，保证系统中各应用对象地“即插即用”。
本文以下部分所描述的电网集成系统完全基于各种国际标准，其 中：
下图表征电力系统整体数据通信协议体系，该体系分为5个层次，涉 及4个标准，相互无缝连接，比较简明。主站侧各应用系统应遵从IEC 61970系列标准（CIM/CIS）；各系统之间的通信应通过电力企业综合 总线（UIB）标准IEC61968系列；厂站内的站级通信总线和间隔级通信 总线都应采用基于以太网的IEC61850系列标准；主站和厂站之间的通信 可采用 IEC61850＋系列标准。
小组）的工作成果。
EPRI CCAPI Task Force的主要任务是建立标准的需求和草案，这些
标准有利于：由不同的开发商开发的能量管理系统（Energy
Management System）的各个部分之间的集成；EMS系统和电力系统领
域内的其他系统的集成，例如发电管理系统（Generation Management
EMS－API的主要应用领域包括：SCADA、告警处理、拓扑处 理、网络分析、负荷管理、发电控制、负荷预测、电能交换计划、计费 结算、维修计划、历史数据管理、设备管理、通用用户界面、动态模 拟、调度员模拟培训、配电网管理、电力市场运营等。
EMS－API参考模型基于组件技术，关键为方便分布计算环境的集 成，重点是定义组件接口标准。