基于IEC61970的電力系統CIM模型管理的實現

王東培

（重慶郵電大學，重慶　400065）

基于IEC61970的電力系統CIM模型管理的實現

王東培

（重慶郵電大學，重慶400065）

摘要：隨著計算機技術的發展，計算機應用在電力管理系統方面的協議標準越來越規范化，隨著IEC 61970系列標準的制定，為電力管理系統各個子系統獨立分散的的缺陷提供了解決方案，該標準主要包括公共信息模型和組件接口規范。本文主要研究對基于IEC61970協議進行電力系統軟件開發時對CIM模型的管理設計。

關鍵詞：IEC61970標準；CIM；SCADA

1　IEC61970標準與CIM概述

EC 61970國際電工委員會制定的《能量管理系統應用程序接口（EMS-API）》系列國際標準，主要由接口參考模型、公共信息模型（CIM）和組件接口規范（CIS）三部分組成。CIM是IEC61970系列標準的一個重要組成部分，CIM公共信息模型定義了信息交換的語義，用對象類和屬性及他們之間的關系來表示電力系統資源的標準方法。

2　CIM模型配置功能模塊

CIM模型的配置模塊，IEC61970定義了電力系統中的CIM模型，以及各個模型之間的關系。

控制模塊主要基于SCADA系統為例來闡述CIM模型映射的實現方法，本模塊如圖1主要分為兩大塊及原有SCADA系統和基于IEC61970中間件系統平臺。原有SCADA系統內部數據格式因此要實現兩個主要部分的數據內容的一致性，就必須對其進行轉換。基于IEC61970的中間件系統平臺是根據IEC61970的國際標準定義的CIM模型，具有通用性。因此把原有SCADA系統的數據結構轉換為IEC61970標準定義的數據結構及CIM模型。

圖1　CIM模型設計流向圖

本模塊設計了兩種方式：第一種方式是通過讀取SCADA系統的電力對象數據結構信息，生成CIM模型配置信息；第二種方式是在SCADA系統端將電力對象數據結構信息生成XML文檔、SCHEMAL文檔和XSL文檔，其中XSL文檔兩者數據結構的中間轉換介質。最終在服務器端讀取XML文檔解析后生成CIM模型。

3　設備模型的設計與實現

設備模型的配置可通過菜單內容的優化設計簡化配置過程。本部分主要建立一次設備的CIM模型的配置。物理設備和電力系統資源類描述的是電力系統中的具體對象，如一個刀閘或一個電壓等級。配置過程需要讀取原有SCADA系統的DLL文件。配置流程分為以下3步：

電力系統資源配置包括電力變壓器、導電設備、變電站、電壓等級、間隔、模擬量、狀態量以及母線在內的一系列資源對象的新建。這些對象用于劃分實際系統，定位每一個具體保護設備。

在CIM模型中，變電站類、電壓等級類和間隔類都是設備容器的派生類，因此變電站的資源類型為設備容器。經過建模實例化電力系統資源，在CIM類庫和配置實例信息窗口顯示。

電力系統資源配置包括電力變壓器、導電設備、變電站、電壓等級、間隔、模擬量、狀態量以及母線在內的一系列資源對象的新建。這些對象用于劃分實際系統，定位每一個具體保護設備。

電氣設備配置需要按照實際設備所屬的設備類型建立映射對象。如在對導電設備的配置過程中，設備類型來自于原有SCADA系統，通過DLL形式讀取，把讀取的實例根據其設備類型判斷后放到相應的CIM模型中。這樣就實現了CIM模型的實例化過程。同理包括設備容器實例化也跟導電設備的實例化過程一樣。

新建的CIM對象各類信息均來源于原有SCADA系統。需要將CIM模型關聯到原系統中的測控設備便于訪問CIM屬性值。用戶只需在CIM模型配置窗口針對每個CIM對象錄入簡單的關聯測控設備信息即可完成CIM完整建模。