61970CIM模型与61850SCL模型比较

（2）对象标识方法差异 基于 CIM 描述的电网模型，其中的对象用 URI 标识。其目 的是方便直接定位到特定对象（每个对象都有其唯一标识）。对 于具有标识符的对象（所有 IdentifiedObject 子类型），用对象的 主编码（mRID－Master Resource ID）标识。同时，这些有标识对 象 （先前的 CIM 版本中称为有名对象，即该类型的对象都是 Naming 的 子 类 ，CIM11 已 经 将 Naming 类 修 改 为 IdentifiedObject，并增加 mRID 属性）均可以按照对象构成的层 级关系形成路径名（pathName）。 （3）量测体系描述差异 量测对象的描述在各种电力系统信息化应用中都是非常
类型映射与属性映射： IEC 61850 SCL 中给出的设备容器（变电站、电压等级区、
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广东科技 ２００９．８． 总第 ２１９ 期
电力建设 专栏
间隔） 及设备类型可以构成比较完备的变电站内对象层级关
系，结合通过连接点（ConnectivityNode）和导电设备端点构成的 拓扑连接模型形成可用于变电站自动化系统的模型。由于变电 站自动化系统并不涉及整个电力网络的分析，因此 IEC 61850 SCL 中即便有与 CIM 相对应的类，也并不包含网络分析需要使 用的属性。基于包含属性的不对称性，两个模型中相同或相似 的类在建立映射关系后，能够建立属性映射是模型中一部分
（1）导电设备类差异 对 于 CIM 导 电 设 备 中 的 ConformLoad、EnergySource、
EquivalentBranch、FaultIndicator、Fuse、Load、WaveTrapper、Jum per、Junction 等类，没有 SCL 定义的 type 与之对应。而 CON、 FAN、PSH、BAT、BSH、RRC、TCR 等 SCL 中的类型，也没有合适 的 CIM 类与之对应。两个模型中类的差异，使得两个模型互相 转换，必定会丢失信息。
（如 name、description 等），还有很大一部分属性无法建立映射 关系。
3.2 CIM 模型与 SCL 模型中的差异
对于采用面向对象体系描述的模型而言，信息模型的组成
基本部分是类，类内聚属性，并通过关联建立与其他类的关系。 以下对模型的差异从类、属性、关联三方面进行分析。 3.2.1 类型差异
同样的情况出现在 PowerTransformer 等其他类中。CIM 类 包含的属性比 SCL 类要多，如果从 CIM 模型转换到 SCL 模型 再转换到 CIM 模型，信息会丢失。 3.2.3 关联差异
CIM 中类之间的关联关系都是双向的。SCL 类之间的关系 是单向的、层次化、树型的。基于 XML Schema 构造的 SCL 文 件，可以方便地使用 XML 校验工具对整个模型的数据进行校 验。SCL 模型的缺点是形成分析式网络模型比较困难，需要根 据对象的属性，再确定与对象的关联。典型的是在端子 （Terminal）的属性中需要给出相关的连接点（ConnectivityNode） 的信息，而不是直接关联到连接点对象。
可以通过建立某种规则减少信息的丢失。如，在从 SCL 到 CIM 转 换 过 程 中 ， 因 为 导 电 设 备 都 是 电 力 系 统 资 源 （PowerSystemResource，PSR） 的子类型，可以使用 PSR 关联的 PSRType 类对象记录对应的 SCL 对象。对于没有特化类型与之 关联的导电设备，可以直接转换成 ConductingEquipment 对象， 同时在关联的 PSRType 对象中标识出该对象的类型。
SCL 中变电站及其包含对象可用下图表示：
从上面两图可以看出，在 CIM 中，变电站做为设备容器，包 含了电压等级区和间隔。由于主变压器有相应的附属设备，因 此在基于 CIM 建模方面，通常将主变归到主变间隔，而主变间 隔直接建立与变电站的关联。在 61850 SCL 中，变电站、电压等 级区、间隔的层次关系是严格的，间隔不会直接归属到变电站 层次。但 SCL 中主变直接归属到变电站，而没有在其相应的电 压等级区中，这样可以认为 SCL 中只是没有把主变做为间隔处 理，在与 CIM 模型协调使用时，完全可以通过软件的处理使模 型一致。整体上说，图 1 和图 2 在展示出 CIM 和 SCL 描述模型 方式不同的同时也给出了变电站内相似的模型信息。
1 引言
为构建适应于位置透明的电力应用系统，需要一个统一描 述的全模型。在全模型和不同的局部模型之间建立映射关系， 可以将各应用相关的信息、数据逐渐统一到全模型。全模型构 建的基础是 IEC 61970 CIM 和 IEC 61850 SCL。 做 为 对 IEC 61970 CIM 的有效补充，IEC 61968 CIM 也是需要的，因此全模 型的研究实际上是 IEC 61970、61968 CIM （下文简称 CIM）与 IEC 61850 SCL（下文简称 SCL）模型的合并研究。由于 CIM 和 SCL 在变电站描述方面有较多的契合点，本文主要论述 CIM 与 SCL 模型之间的异同点。
2.2 IEC 61850
IEC 61850 虽然主要是一个数据通信标准，它还是做了大 量领域分析工作，给出了全面的同时某种程度上看比较复杂的 数据模型。模型涵盖了一个配置数据模型和表示哪些信息在线 交换的数据模型。为描述和交换配置数据，标准的第 6 部分定 义了变电站配置描述语言（SCL），使用 W3C XML Schema。SCL 用 XML Schema 方式描述信息模型。整个模型由层次化树型结 构构成，上下级对象之间的关联明确，但网状分析（如拓扑分 析）需要做附加处理。SCL 描述是面向数据的（data oriented）， CIM 是面向对象的 （object oriented）。相对于 CIM 完善的类定 义，SCL 更多是定义了一些结构。整体而言，SCL 和 CIM 都是基 于对象技术进行信息模型描述。
3.1 CIM 模型中和 SCL 模型中相似或相同的概念
CIM 中对变电站的层级关系可以用下图表示：
2 IEC 61970、61968 CIM 与 IEC 61850 SCL
2.1 IEC 61970、61968 CIM
IEC 61970、61968 中的数据模型称为公共信息模型（CIM）， CIM 用面向对象的统一建模语言（UML）给出了电力系统资源 （如变电站、开关、变压器）、电力系统资产（如变电站资产、变压 器资产、CT、PT 资产等）的公共语义，采用 UML 方式描述。IEC 61970 在标准系列文档的 30x 中定义 CIM；IEC 61968 在第 11 部 分 定 义 信 息 模 型 ， 称 为 DIEM （Distribution Information Exchange Model，配网信息交换模型），包括对 61970 定义部分 的扩展和配网功能61970 CIM 模型与 61850 SCL 模型比较
周伊琳 谢善益
摘 要：为构建适应于位置透明的电力应用系统，需要一个统一描述的全模型。在全模型和不同的局部模型之间建立映射关系，可以将 各应用相关的信息、数据逐渐统一到全模型。全模型构建的基础是 IEC 61970 CIM 和 IEC 61850 SCL，全模型的研究实际上是 IEC 61970、61968 CIM（下文简称 CIM）与 IEC 61850 SCL（下文简称 SCL）模型的合并研究。CIM 和 SCL 在变电站描述方面有较多的契合点， 本文主要研究 CIM 与 SCL 模型之间的异同点。 关键词：模型合并；公共信息模型（CIM）；IEC 61850；IEC 61970
4 模型需补足的部分
任何时候，建立一个完备的，能满足各种应用需求的模型 都是一件不可能完成的任务。CIM 和 SCL 都是发展了相当长时 间的电力系统信息化方面的信息模型，从整个框架上已经构建 了统一模型的基础。但模型中仍有不少缺失，而使得应用设计 开发时，必须进行补足。形成这种局面的原因，一方面是模型的 研究者无法覆盖所有应用对信息模型的需求，另一方面，应用 水平的提高也使得对模型提出新的需求，不同国家和地区在特 定应用领域对 CIM 对象属性取值的范围定义不同是另外一个 原因。模型缺失有几个方面：类（特化子类、逻辑节点）的缺失、 属性取值范围（枚举值）缺失等。
CIM 模型中，量测除可与通过导电设备的端子关联外，还 可以直接利用量测到电力系统资源的关联，这样就可以用量测
描述几乎所有的电力系统资源，而不限于导电设备。61968 中的 资源也可以有表征其变化属性的相应的量测对象。
SCL 中描述的逻辑节点（LN）包含 IED 中可用的数据条目， 通过数据包容层次表示。当展开至原始数据，由 LN 和它的数据 构成的路径可以视作标准的“信号名称”。这些信号是运行期可 变的，对应到 CIM 中就是部件关联的量测，信号值就是量测值。 在 SCL 中，“量测”不是直接关联到部件，而是在逻辑节点中。
CIM 对象构成的关系是网状的，典型的例子是拓扑连接描 述。相对而言，网状模型的校验比较困难。可以在定义确定的路 径名（pathname）构成方式的基础上进行模型的校验。
从图 1 和图 2 可以看出，在设备容器处理方面，SCL 中的导 电设备只能关联到间隔（Bay），这与在 CIM 中导电设备可以关 联到任何设备容器（变电站、电压等级区、间隔等）是不同的， SCL 中的限定非常严格。这样看，如果一个已经建立的 CIM 模 型没有按照 SCL 中要求的层次结构建立包容关系，是无法正确 地转换成 SCL 模型的。但这部分内容从 SCL 模型转换到 CIM 模型不存在问题。
◆Arrester：避雷器 ◆Battery：电池 ◆WaveTrapper：阻波器 ◆Bushing：套管
重要的，CIM 采用的面向对象的方式描述量测。在 CIM 中，导电 设备可以通过端子关联量测。一个量测可以有多个来自不同数 据源的量测值。在 CIM11 中，为了能使量测模型实用化，修改了 CIM10 中用 Numeric 联合数据类型表示量测值的方式，用明确 的模拟量、数字量、累加量和字符串型量测表示各种特定类型 的量测。