電力二次系統(tǒng)的建模方法與系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電力二次系統(tǒng)的建模方法與系統(tǒng)，根據(jù)本方法與系統(tǒng)所建立的模型，包括數(shù)據(jù)模型、資源模型和依賴關(guān)系模型，分別解決了對(duì)象分類管理、管理對(duì)象的組織與電網(wǎng)架構(gòu)的結(jié)合、復(fù)雜關(guān)系的描述三方面的問(wèn)題，避免了用同一個(gè)模型解決三方面問(wèn)題所帶來(lái)的復(fù)雜度和維護(hù)難度。其中，資源模型中引入IEC61970?CIM模型相關(guān)概念，將二次系統(tǒng)各個(gè)管理對(duì)象與電網(wǎng)一次模型相結(jié)合，提供了電網(wǎng)一二次模型統(tǒng)一模型；面向業(yè)務(wù)的依賴關(guān)系描述方法，總結(jié)四類基礎(chǔ)服務(wù)，抽象公共基礎(chǔ)服務(wù)，將復(fù)雜的多對(duì)多依賴關(guān)系，分解到各類服務(wù)中，并以最終反映業(yè)務(wù)運(yùn)行情況為導(dǎo)向重新組織，解決了業(yè)務(wù)與軟件、硬件，以及與其他業(yè)務(wù)之間的依賴關(guān)系定義的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】電力二次系統(tǒng)的建模方法與系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種電力二次系統(tǒng)建模方法與系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近十年來(lái)，電力系統(tǒng)和信息技術(shù)的不斷發(fā)展，電力二次系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱二次系統(tǒng))的監(jiān)控范圍不斷擴(kuò)展、技術(shù)水平不斷提高。信息與通信技術(shù)(以下簡(jiǎn)稱ICT)的進(jìn)步已經(jīng)成為現(xiàn)代電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的重大推動(dòng)力，以現(xiàn)代信息與通信技術(shù)為基礎(chǔ)所構(gòu)建的電力二次系統(tǒng)，相當(dāng)大程度上改變了電力基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，成為電力一次系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要技術(shù)保障。在此情況下，由于二次系統(tǒng)的廣泛部署與互連，其所出現(xiàn)諸如物理安全、運(yùn)行安全、信息安全等方面的問(wèn)題，都有可能波及電力系統(tǒng)的穩(wěn)定，影響電網(wǎng)的可靠供電。
[0003]隨著智能運(yùn)行主站系統(tǒng)及數(shù)字化變電站應(yīng)用的不斷增加和擴(kuò)展，電力二次系統(tǒng)硬件設(shè)備日益增多，業(yè)務(wù)互連形態(tài)日趨復(fù)雜，迫切需要建設(shè)符合電力二次系統(tǒng)特點(diǎn)的監(jiān)視與管理系統(tǒng)。
[0004]監(jiān)管系統(tǒng)收集各種運(yùn)行數(shù)據(jù)，諸如二次系統(tǒng)業(yè)務(wù)運(yùn)行狀態(tài)、二次設(shè)備運(yùn)行狀況、網(wǎng)絡(luò)互連情況、系統(tǒng)信息安全、機(jī)房環(huán)境參數(shù)等。監(jiān)管系統(tǒng)將運(yùn)行數(shù)據(jù)或告警分類展示給運(yùn)維人員使用。由于電力二次系統(tǒng)技術(shù)橫跨電力系統(tǒng)、自動(dòng)化控制、計(jì)算機(jī)科學(xué)、通信技術(shù)等等諸多專業(yè)，監(jiān)管系統(tǒng)按照專業(yè)將數(shù)據(jù)整合，提供給不同專業(yè)的人員使用。當(dāng)出現(xiàn)綜合故障時(shí)，需要運(yùn)維人員不僅具有較高的專業(yè)技術(shù)水平，還需要具備相當(dāng)廣泛的專業(yè)面。目前ICT業(yè)界有通用的安全管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)等等工具，電力行業(yè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)本身也有傳統(tǒng)的監(jiān)控模塊，監(jiān)管系統(tǒng)會(huì)將各方數(shù)據(jù)整合，但由于各種監(jiān)控系統(tǒng)業(yè)務(wù)視角不同，監(jiān)視范圍和分析策略也不同，彼此之間協(xié)調(diào)分析的難度較大，有時(shí)還會(huì)產(chǎn)生不適用的噪聲數(shù)據(jù)，影響運(yùn)維工作的實(shí)際效率。
[0005]目前的監(jiān)管系統(tǒng)多數(shù)基于通用網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)擴(kuò)展，繼承了通用網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的配置管理數(shù)據(jù)庫(kù)中的配置建模機(jī)制，下面具體介紹此技術(shù)。
[0006]配置管理數(shù)據(jù)庫(kù)配置建模技術(shù):配置管理數(shù)據(jù)庫(kù)(CMDB)存儲(chǔ)與管理企業(yè)IT架構(gòu)中設(shè)備的各種配置信息，它與所有服務(wù)支持和服務(wù)交付流程都緊密相聯(lián)，支持這些流程的運(yùn)轉(zhuǎn)、發(fā)揮配置信息的價(jià)值，同時(shí)依賴于相關(guān)流程保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在實(shí)際的項(xiàng)目中，CMDB常常被認(rèn)為是構(gòu)建其它ITIL流程的基礎(chǔ)而優(yōu)先考慮，ITIL項(xiàng)目的成敗與是否成功建立CMDB有非常大的關(guān)系。
[0007]70%?80%的IT相關(guān)問(wèn)題與環(huán)境的變更有著直接的關(guān)系。實(shí)施變更管理的難點(diǎn)和重點(diǎn)并不是工具，而是流程。即通過(guò)一個(gè)自動(dòng)化的、可重復(fù)的流程管理變更，使得當(dāng)變更發(fā)生的時(shí)候，有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的流程去執(zhí)行，能夠預(yù)測(cè)到這個(gè)變更對(duì)整個(gè)系統(tǒng)管理產(chǎn)生的影響，并對(duì)這些影響進(jìn)行評(píng)估和控制。而變更管理流程自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵就是CMDB建模。
[0008]一個(gè)典型的CMDB配置模型如圖1所示，其將業(yè)務(wù)系統(tǒng)一層層拆分為相關(guān)模塊和組件，并將ICT基礎(chǔ)設(shè)施和業(yè)務(wù)系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)。其中建模過(guò)程是在明確管理范圍前提下經(jīng)過(guò)配置項(xiàng)分類、屬性定義、結(jié)構(gòu)定義，最后是將配置項(xiàng)實(shí)例化，具體步驟如下:
[0009]Cl分類:將全部的運(yùn)維對(duì)象做一次邏輯劃分以便于管理，按其物理形態(tài)來(lái)區(qū)分管理。利用Cl分類動(dòng)作，明確配置管理的范圍與顆粒度，一級(jí)分類決定配置管理的范圍，三級(jí)分類決定配置管理的顆粒度。Cl分類的設(shè)計(jì)，會(huì)最大程度的滿足管理統(tǒng)計(jì)需求與各種靈活的組合查詢。利用Cl分類作為橋接屬性與Cl實(shí)例的中間環(huán)節(jié)，便于效率的構(gòu)建CMDB。將結(jié)構(gòu)與關(guān)系獨(dú)立出來(lái)，便于日后的管理擴(kuò)展與延伸，做到應(yīng)用焦點(diǎn)獨(dú)點(diǎn)便于維護(hù)拆分，同時(shí)又可以起到高效組合的作用。
[0010]Cl屬性定義:針對(duì)每一個(gè)Cl分類，設(shè)計(jì)屬性，以便Cl實(shí)例繼承。Cl屬性本身帶有層級(jí)(公用、一級(jí)、二級(jí)、三級(jí))。Cl屬性具有父子繼續(xù)性。Cl屬性會(huì)根據(jù)邏輯性劃分(管理屬性、技術(shù)屬性等)，每一個(gè)Cl屬性需要設(shè)計(jì)屬性值約束機(jī)制，以規(guī)范及效率填寫，同時(shí)便于后續(xù)的統(tǒng)計(jì)與計(jì)算。Cl屬性有狹義與廣義之分(在技術(shù)層面，結(jié)構(gòu)屬性、關(guān)系屬性也會(huì)納入屬性行列管理)。
[0011]Cl結(jié)構(gòu)定義:隨著配置模型進(jìn)一步挖掘，目前已考慮進(jìn)一步深化結(jié)構(gòu)信息，將原有的單純父子結(jié)構(gòu)類型，擴(kuò)展為三種結(jié)構(gòu)類型:
[0012]構(gòu)成，真正意義上的父子，某個(gè)模塊是一個(gè)程序的一部份，比如CPU是計(jì)算機(jī)的一部份。
[0013]連接(Is connected to),兩者間的連接關(guān)系，比如計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)。
[0014]需要(Is needed for),—方對(duì)另一方的支撐作用，比如操作系統(tǒng)與計(jì)算機(jī),一個(gè)項(xiàng)目與一臺(tái)服務(wù)器。
[0015]根據(jù)這三種結(jié)構(gòu)類型，來(lái)構(gòu)建Cl集群。
[0016]Cl實(shí)例化:完成以上三步后模型的模式基本確定,根據(jù)具體被監(jiān)視對(duì)象完成對(duì)象實(shí)例的初始化，包括對(duì)象屬性、關(guān)系的初始化等工作。
[0017]基于配置管理數(shù)據(jù)庫(kù)建模技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)IT系統(tǒng)的自上而下的細(xì)化拆分，形成多層Cl對(duì)象集群，從而為管理和監(jiān)控IT系統(tǒng)提供基礎(chǔ)模型支撐。
[0018]配置管理數(shù)據(jù)庫(kù)建模的局限性:首先，配置管理數(shù)據(jù)庫(kù)建模方式是以業(yè)務(wù)系統(tǒng)為單位描述各種IT設(shè)備的配置信息和關(guān)聯(lián)關(guān)系，在電力系統(tǒng)中主站系統(tǒng)和子站系統(tǒng)間有密切的縱向關(guān)聯(lián)關(guān)系、且主站系統(tǒng)間也有密切的橫向關(guān)聯(lián)關(guān)系，此種關(guān)聯(lián)在配置管理數(shù)據(jù)庫(kù)建模方式中較難描述；其次，配置管理數(shù)據(jù)庫(kù)建模方式注重Cl的分解，是一種靜態(tài)分類模型，而電力系統(tǒng)分析二次系統(tǒng)故障的過(guò)程中關(guān)注的是邏輯的或者物理的關(guān)聯(lián)關(guān)系，且需要對(duì)模型進(jìn)行裁剪和重構(gòu)，需要模型具備較好的動(dòng)態(tài)特性。
[0019]在傳統(tǒng)技術(shù)方案中，針對(duì)業(yè)務(wù)系統(tǒng)采取配置管理對(duì)象層層分解的方法，將系統(tǒng)分解成硬件和軟件，硬件分解成服務(wù)器、圖形工作站、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、安全設(shè)備等具體的設(shè)備，并針對(duì)每種設(shè)備抽象其公共配置對(duì)象；同樣的對(duì)軟件也可以分解成一個(gè)個(gè)應(yīng)用和模塊；并通過(guò)單獨(dú)的Cl項(xiàng)間關(guān)系表示軟件與硬件的部署關(guān)系，圖1是EMS系統(tǒng)的一個(gè)典型示例。
[0020]其中EMS系統(tǒng)拆解為硬件部分，如圖中的HISserver、PASserver> SCADAserver,每種類型的服務(wù)器還可以細(xì)化成多臺(tái)服務(wù)器，如SCADA1、SCADA2，對(duì)于所有服務(wù)器類型可抽象其公共配置項(xiàng)計(jì)算機(jī)類配置項(xiàng)，包括CPU、內(nèi)存、硬盤、主板、操作系統(tǒng)；SCADA子系統(tǒng)分支用來(lái)表示硬軟件之間的部署關(guān)系，SCADA子系統(tǒng)包括SCADA和ALARM兩個(gè)應(yīng)用，都部署在SCADAl和SCADA2主機(jī)之上；SCADA程序分支表示SCADA應(yīng)用包括兩個(gè)實(shí)例，其功能模塊包括了數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)入庫(kù)等，可以進(jìn)一步細(xì)化到功能點(diǎn)。在這種方式的問(wèn)題在于:
[0021]1.一個(gè)系統(tǒng)需要從硬件、軟件和硬軟件部署三個(gè)方面描述就要有至少三個(gè)分支，如果要擴(kuò)展軟件間的依賴關(guān)系就要再擴(kuò)展一個(gè)分支，當(dāng)描述的角度增多時(shí)分支數(shù)量會(huì)很多，冗余節(jié)點(diǎn)較多，不利于模型的日常維護(hù)和擴(kuò)展；
[0022]2.電力二次系統(tǒng)往往存在大量的主子站之間的業(yè)務(wù)聯(lián)系，現(xiàn)有方案中只能在子站系統(tǒng)和主站系統(tǒng)中單獨(dú)描述與對(duì)方的關(guān)系，關(guān)系的維護(hù)更加困難，缺乏跨系統(tǒng)的描述能力；
[0023]3.電力系統(tǒng)特有的電網(wǎng)架構(gòu)，例如控制區(qū)、子控區(qū)等管轄范圍概念在現(xiàn)有方案中只能通過(guò)增加分支的方式實(shí)現(xiàn)，無(wú)法從整體上將各個(gè)系統(tǒng)的模型整體納入到電力系統(tǒng)的現(xiàn)有管理機(jī)制中。
[0024]4.現(xiàn)有方案對(duì)故障分析的輔助判斷能力有限，比如以上模型中，如果某個(gè)硬件的某個(gè)組件出現(xiàn)問(wèn)題，比如SCADAl節(jié)點(diǎn)CPU負(fù)載過(guò)高，能夠從其分支回溯到SCADAserver類服務(wù)器出現(xiàn)問(wèn)題，但如果進(jìn)一步關(guān)聯(lián)相關(guān)子系統(tǒng)的模塊實(shí)例則必須遍歷其他分支，這種遍歷當(dāng)模型龐大時(shí)(比如上百個(gè)節(jié)點(diǎn)、幾百個(gè)模塊組成的系統(tǒng))效率低下，且無(wú)法與其他告警關(guān)聯(lián)從而降低了故障影響業(yè)務(wù)范圍分析的速度和準(zhǔn)確度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0025]基于上述情況，本發(fā)明提出了一種電力二次系統(tǒng)的建模方法與系統(tǒng)，以解決傳統(tǒng)模型的以下問(wèn)題:
[0026]1.分支較多，數(shù)據(jù)冗余，維護(hù)復(fù)雜；
[0027]2.跨系統(tǒng)描述能力低；
[0028]3.無(wú)法融入電力系統(tǒng)特有電網(wǎng)架構(gòu)；
[0029]4.模型關(guān)聯(lián)分析能力弱。
[0030]一種電力二次系統(tǒng)的建模系統(tǒng)，包括依次相連的數(shù)據(jù)模型單元、資源模型單元和依賴關(guān)系模型單元，
[0031]所述數(shù)據(jù)模型單元，用于對(duì)所述二次系統(tǒng)的各類監(jiān)測(cè)對(duì)象進(jìn)行分類，形成數(shù)據(jù)模型；
[0032]所述資源模型單元，用于在IEC61970 CM—次設(shè)備模型基礎(chǔ)上擴(kuò)展所述數(shù)據(jù)模型中所描述的各類監(jiān)測(cè)對(duì)象，形成資源模型；
[0033]所述依賴關(guān)系模型單元，用于在所述資源模型基礎(chǔ)上，將所述二次系統(tǒng)劃分為不同的業(yè)務(wù)，每項(xiàng)業(yè)務(wù)中包含業(yè)務(wù)運(yùn)行所依賴的各類服務(wù)，服務(wù)再細(xì)化關(guān)聯(lián)到其所依賴的各類監(jiān)測(cè)對(duì)象，形成依賴關(guān)系模型。
[0034]一種電力二次系統(tǒng)的建模方法，包括步驟:
[0035]依次建立所述二次系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型、資源模型和依賴關(guān)系模型，
[0036]所述數(shù)據(jù)模型的建立方法，是對(duì)所述二次系統(tǒng)的各類監(jiān)測(cè)對(duì)象進(jìn)行分類的過(guò)程；
[0037]所述資源模型的建立方法，是在IEC61970 CM—次設(shè)備模型基礎(chǔ)上擴(kuò)展所述數(shù)據(jù)模型中所描述的各類監(jiān)測(cè)對(duì)象的過(guò)程；
[0038]所述依賴關(guān)系模型的建立方法，是在所述資源模型基礎(chǔ)上，將所述二次系統(tǒng)劃分為不同的業(yè)務(wù)，每項(xiàng)業(yè)務(wù)中包含業(yè)務(wù)運(yùn)行所依賴的各類服務(wù)，服務(wù)再細(xì)化關(guān)聯(lián)到其所依賴的各類監(jiān)測(cè)對(duì)象的過(guò)程。
[0039]采用本發(fā)明的電力二次系統(tǒng)的建模方法與系統(tǒng)所建立的模型，包括數(shù)據(jù)模型、資源模型和依賴關(guān)系模型，分別解決了對(duì)象分類管理、管理對(duì)象的組織與電網(wǎng)架構(gòu)的結(jié)合、復(fù)雜關(guān)系的描述三方面的問(wèn)題，避免了用同一個(gè)模型解決三方面問(wèn)題所帶來(lái)的復(fù)雜度和維護(hù)難度。其中，資源模型中引入IEC61970CIM模型相關(guān)概念，將二次系統(tǒng)各個(gè)管理對(duì)象與電網(wǎng)一次模型相結(jié)合，提供了電網(wǎng)一二次模型統(tǒng)一模型；面向業(yè)務(wù)的依賴關(guān)系描述方法，總結(jié)四類基礎(chǔ)服務(wù)，抽象公共基礎(chǔ)服務(wù)，將復(fù)雜的多對(duì)多依賴關(guān)系，分解到各類服務(wù)中，并以最終反映業(yè)務(wù)運(yùn)行情況為導(dǎo)向重新組織，解決了業(yè)務(wù)與軟件、硬件，以及與其他業(yè)務(wù)之間的依賴關(guān)系定義的問(wèn)題。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0040]圖1為一個(gè)典型的CMDB配置模型示意圖；
[0041]圖2為本發(fā)明電力二次系統(tǒng)的建模系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖3為本發(fā)明電力二次系統(tǒng)的建模方法的流程示意圖；
[0043]圖4為數(shù)據(jù)模型中資源分類示意圖；
[0044]圖5為數(shù)據(jù)模型中運(yùn)行關(guān)系分類示意圖；
[0045]圖6為數(shù)據(jù)模型中功能/業(yè)務(wù)/服務(wù)分類示意圖；
[0046]圖7為數(shù)據(jù)模型中規(guī)則分類示意圖；
[0047]圖8為資源模型示意圖；
[0048]圖9為依賴關(guān)系|旲型不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0049]本發(fā)明的核心思想在于:構(gòu)建一種通過(guò)歸納總結(jié)IT設(shè)備、電網(wǎng)二次設(shè)備、通用軟件和業(yè)務(wù)軟件的特征，抽象公共特征形成層次結(jié)構(gòu)，建立了包括二次系統(tǒng)主站端和子站端業(yè)務(wù)系統(tǒng)、ICT基礎(chǔ)設(shè)施、電網(wǎng)二次設(shè)備在內(nèi)的有明確語(yǔ)法和語(yǔ)義定義的模型，此模型用來(lái)描述二次系統(tǒng)各組成部分的運(yùn)行狀態(tài)和健康指標(biāo)。模型分為三個(gè)部分:數(shù)據(jù)模型、資源模型和依賴關(guān)系模型。其中數(shù)據(jù)模型解決二次系統(tǒng)中所有軟硬件分類的描述，資源模型解決二次系統(tǒng)的模型如何與現(xiàn)有電網(wǎng)一次模型對(duì)接的問(wèn)題，依賴關(guān)系模型解決復(fù)雜的關(guān)聯(lián)描述，有利于故障分析。下面結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅用以解釋本發(fā)明，并不限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0050]本發(fā)明的電力二次系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，如圖2所示，包括依次相連的數(shù)據(jù)模型單元、資源模型單元和依賴關(guān)系模型單元。
[0051]所述數(shù)據(jù)模型單元，用于對(duì)所述二次系統(tǒng)的各類監(jiān)測(cè)對(duì)象進(jìn)行分類，形成數(shù)據(jù)模型；
[0052]所述資源模型單元，用于在IEC61970 CM—次設(shè)備模型基礎(chǔ)上擴(kuò)展所述數(shù)據(jù)模型中所描述的各類監(jiān)測(cè)對(duì)象，形成資源模型；
[0053]所述依賴關(guān)系模型單元，用于在所述資源模型基礎(chǔ)上，將所述二次系統(tǒng)劃分為不同的業(yè)務(wù)，每項(xiàng)業(yè)務(wù)中包含業(yè)務(wù)運(yùn)行所依賴的各類服務(wù)，服務(wù)再細(xì)化關(guān)聯(lián)到其所依賴的各類監(jiān)測(cè)對(duì)象，形成依賴關(guān)系模型。
[0054]作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，在建立所述數(shù)據(jù)模型時(shí)，將所述二次系統(tǒng)的各類監(jiān)測(cè)對(duì)象分為資源、運(yùn)行信息、功能/業(yè)務(wù)/服務(wù)和規(guī)則四類。
[0055]作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，所述依賴關(guān)系模型的建立方法中，每項(xiàng)業(yè)務(wù)中包含業(yè)務(wù)運(yùn)行所依賴的各類服務(wù)包括網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、計(jì)算服務(wù)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)和應(yīng)用服務(wù)四類基礎(chǔ)服務(wù)。
[0056]本發(fā)明電力二次系統(tǒng)建模方法，如圖3所示，包括步驟:
[0057]步驟S101、建立所述二次系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型，所述數(shù)據(jù)模型的建立方法，是對(duì)所述二次系統(tǒng)的各類監(jiān)測(cè)對(duì)象進(jìn)行分類的過(guò)程；
[0058]步驟S102、建立所述二次系統(tǒng)的資源模型，所述資源模型的建立方法，是在IEC61970 CM —次設(shè)備模型基礎(chǔ)上擴(kuò)展所述數(shù)據(jù)模型中所描述的各類監(jiān)測(cè)對(duì)象的過(guò)程；
[0059]步驟S103、建立所述二次系統(tǒng)的依賴關(guān)系模型，所述依賴關(guān)系模型的建立方法，是在所述資源模型基礎(chǔ)上，將所述二次系統(tǒng)劃分為不同的業(yè)務(wù)，每項(xiàng)業(yè)務(wù)中包含業(yè)務(wù)運(yùn)行所依賴的各類服務(wù)，服務(wù)再細(xì)化關(guān)聯(lián)到其所依賴的各類監(jiān)測(cè)對(duì)象的過(guò)程。
[0060]>數(shù)據(jù)模型
[0061]數(shù)據(jù)模型是通過(guò)對(duì)二次系統(tǒng)中的主站端和子站端監(jiān)視對(duì)象，包括IT設(shè)備、電網(wǎng)二次設(shè)備、通用軟件和專業(yè)軟件的特征分析，形成一種描述二次系統(tǒng)的分類模型，它是構(gòu)建資源模型和依賴關(guān)系模型的基礎(chǔ)。二次系統(tǒng)健康模型中的數(shù)據(jù)模型分為資源、運(yùn)行信息、功能/業(yè)務(wù)/服務(wù)和規(guī)則四個(gè)分類。
[0062]1.資源
[0063]從電力二次系統(tǒng)運(yùn)維與管理系統(tǒng)的角度，二次系統(tǒng)中每個(gè)組成部分都是一種資源，他們?yōu)槎蜗到y(tǒng)的運(yùn)行提供了某種功能，二次系統(tǒng)的運(yùn)行情況和健康度可以通過(guò)衡量每個(gè)資源的功能運(yùn)行情況得到，因此資源是觀測(cè)二次系統(tǒng)運(yùn)行狀況的基礎(chǔ)單位。本規(guī)范按照資源存在的方式將其劃分為面向邏輯資源的軟件和邏輯組件，面向物理資源的設(shè)備和設(shè)備組件，其組成如圖4所示。
[0064]2.運(yùn)行信息
[0065]電力二次系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生各類運(yùn)行狀態(tài)信息，同時(shí)運(yùn)維與管理平臺(tái)還將利用這類信息經(jīng)過(guò)計(jì)算和分析產(chǎn)生分寫結(jié)果類信息。兩類信息都反映了電力二次系統(tǒng)各類資源的運(yùn)行情況。本規(guī)范按照運(yùn)行信息的特性將其劃分為原始信息和分析結(jié)果，其組成如圖5所示。
[0066]3.功能/業(yè)務(wù)/服務(wù)
[0067]功能/業(yè)務(wù)/服務(wù)是從業(yè)務(wù)運(yùn)行的角度對(duì)各類支撐業(yè)務(wù)的資源按照其屬性特征分為公共基礎(chǔ)服務(wù)，包括計(jì)算服務(wù)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，以及應(yīng)用服務(wù)。其中計(jì)算服務(wù)是指提供計(jì)算資源的服務(wù)，比如主機(jī)；數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)是指為業(yè)務(wù)運(yùn)行提供數(shù)據(jù)存取類資源，包括實(shí)時(shí)庫(kù)、時(shí)序庫(kù)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)等；網(wǎng)絡(luò)服務(wù)是指為業(yè)務(wù)運(yùn)行提供網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的資源，包括交換機(jī)、路由器和各類安全設(shè)備等；應(yīng)用服務(wù)是支撐業(yè)務(wù)運(yùn)行的業(yè)務(wù)功能，比如支撐前置業(yè)務(wù)運(yùn)行的站端遠(yuǎn)動(dòng)業(yè)務(wù)，一項(xiàng)業(yè)務(wù)也可以成為另外一項(xiàng)業(yè)務(wù)的應(yīng)用服務(wù)，比如前置業(yè)務(wù)支撐SCADA，因此前置也是一種應(yīng)用服務(wù)。服務(wù)分類如圖6所示。
[0068]4.規(guī)則
[0069]規(guī)則定義了分析電力二次系統(tǒng)各組成部分的動(dòng)態(tài)運(yùn)行數(shù)據(jù)的判據(jù)，其分為業(yè)務(wù)行為規(guī)則、安全關(guān)聯(lián)規(guī)則、性能分析規(guī)則和故障分析規(guī)則。其中業(yè)務(wù)行為規(guī)則是從業(yè)務(wù)角度分析電力二次系統(tǒng)運(yùn)行的各種行為特征，并依據(jù)此特征評(píng)價(jià)業(yè)務(wù)運(yùn)行的狀態(tài)；安全關(guān)聯(lián)規(guī)則是從信息安全角度分析電力二次系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，并計(jì)算安全運(yùn)行的各類指標(biāo)；性能分析規(guī)則是從系統(tǒng)性能角度分析電力二次系統(tǒng)整體運(yùn)行狀態(tài)，并計(jì)算系統(tǒng)各類資源的運(yùn)行性能指標(biāo)；故障分析規(guī)則是從系統(tǒng)的業(yè)務(wù)運(yùn)行角度分析電力二次系統(tǒng)各個(gè)業(yè)務(wù)的運(yùn)行狀態(tài)，并結(jié)合故障告警和各類資源的運(yùn)行信息分析并定位故障根源。規(guī)則分類如圖7所示。
[0070]>資源模型
[0071]資源模型是在IEC61970 CIM模型的基礎(chǔ)上擴(kuò)展數(shù)據(jù)模型中所描述的各類監(jiān)視對(duì)象模型，從而形成了電網(wǎng)一二次結(jié)合的完整對(duì)象模型，用于對(duì)二次系統(tǒng)的監(jiān)視和統(tǒng)計(jì)分析。它解決了現(xiàn)有方案無(wú)法融入電力系統(tǒng)特有電網(wǎng)架構(gòu)的問(wèn)題。
[0072]資源模型是在CM模型的基礎(chǔ)上擴(kuò)展數(shù)據(jù)模型中所描述的各類監(jiān)視對(duì)象，比如在變電站內(nèi)各個(gè)電網(wǎng)一次設(shè)備下擴(kuò)展二次設(shè)備模型，在廠站下和控制中心下擴(kuò)展二次系統(tǒng)分支，包含了子系統(tǒng)、設(shè)備和公共基礎(chǔ)設(shè)施，主要用于描述主站或子站的軟件系統(tǒng)資源及其支撐其運(yùn)行的ICT基礎(chǔ)設(shè)施資源。結(jié)構(gòu)如圖8所示。
[0073]其中，控制中心和廠站內(nèi)的二次系統(tǒng)中包含子系統(tǒng)、設(shè)備、公共基礎(chǔ)設(shè)施三個(gè)類，廠站內(nèi)一次設(shè)備下的二次設(shè)備歸為設(shè)備類。模型中每一個(gè)類下都可以包含模擬量、狀態(tài)量等量測(cè)數(shù)據(jù)類。
[0074]>依賴關(guān)系模型
[0075]依賴關(guān)系模型是在資源模型的基礎(chǔ)上，將二次系統(tǒng)劃分為不同的業(yè)務(wù)，每項(xiàng)業(yè)務(wù)中包含業(yè)務(wù)運(yùn)行所依賴的各類服務(wù)，服務(wù)再細(xì)化關(guān)聯(lián)到其所依賴的各類監(jiān)視對(duì)象，用于二次系統(tǒng)的故障分析和定位。
[0076]依賴關(guān)系模型是在資源模型的基礎(chǔ)上，將二次系統(tǒng)劃分為不同的業(yè)務(wù)，每項(xiàng)業(yè)務(wù)中包含業(yè)務(wù)運(yùn)行所依賴的各類服務(wù)，服務(wù)再細(xì)化關(guān)聯(lián)到其所依賴的各類監(jiān)視對(duì)象，用于二次系統(tǒng)的故障分析和定位。其架構(gòu)如圖9所示。
[0077]其中，控制中心和變電站下所包含的業(yè)務(wù)是從業(yè)務(wù)角度對(duì)應(yīng)用重新分類，比如前置業(yè)務(wù)、SCADA業(yè)務(wù)、AGC業(yè)務(wù)等，每中業(yè)務(wù)在現(xiàn)有系統(tǒng)中是靠一系列相關(guān)的軟件模塊和硬件設(shè)施等資源支撐的，依賴關(guān)系模型將這些支撐的資源抽象成各種服務(wù)，每種服務(wù)為相關(guān)的業(yè)務(wù)提供一種服務(wù)能力，比如網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與通訊能力、計(jì)算服務(wù)提供數(shù)據(jù)處理與運(yùn)算的能力、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)提供數(shù)據(jù)存取能力、應(yīng)用服務(wù)提供業(yè)務(wù)所需的各種應(yīng)用功能。
[0078]每種服務(wù)又與具體的資源相關(guān)聯(lián)，比如網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與具體的交換機(jī)、路由器、隔離裝置等關(guān)聯(lián)，計(jì)算服務(wù)與服務(wù)器關(guān)聯(lián)，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)與具體的數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例關(guān)聯(lián)，應(yīng)用服務(wù)與具體的子系統(tǒng)或功能模塊關(guān)聯(lián)。
[0079]依靠服務(wù)這個(gè)中介層，依賴關(guān)系模型將業(yè)務(wù)與相關(guān)的邏輯或物理資源解耦，從而為靈活的劃分這些資源提供了方法。比如一臺(tái)主機(jī)即可以部署前置應(yīng)用，作為前置業(yè)務(wù)的計(jì)算服務(wù)，也可以同時(shí)部署SCADA應(yīng)用作為SCADA業(yè)務(wù)的計(jì)算服務(wù)，因此這樣的主機(jī)資源就可以放在公共基礎(chǔ)服務(wù)中的計(jì)算服務(wù)下，而其他的業(yè)務(wù)中用到相關(guān)的服務(wù)可以到此公共基礎(chǔ)服務(wù)中關(guān)聯(lián)，減少多點(diǎn)關(guān)聯(lián)容易造成的數(shù)據(jù)冗余與不一致情況出現(xiàn)。
[0080]一種業(yè)務(wù)也可以為另外一個(gè)業(yè)務(wù)提供支撐，這種情況下，前一種業(yè)務(wù)就是后一種業(yè)務(wù)的應(yīng)用服務(wù)。利用應(yīng)用服務(wù)的概念可以將有依賴關(guān)系的各種業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)起來(lái)，包括主站或子站內(nèi)的各類業(yè)務(wù)之間，以及主站與子站間相關(guān)的業(yè)務(wù)之間，比如子站的遠(yuǎn)動(dòng)業(yè)務(wù)就支撐主站前置業(yè)務(wù)，因此可以認(rèn)為子站遠(yuǎn)動(dòng)業(yè)務(wù)是主站前置業(yè)務(wù)的應(yīng)用服務(wù)，建立依賴關(guān)系。
[0081]按照業(yè)務(wù)與服務(wù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系可以建立業(yè)務(wù)與各類資源間的依賴關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)當(dāng)某個(gè)資源出現(xiàn)故障時(shí)，能夠迅速關(guān)聯(lián)分析到依賴此資源的相關(guān)業(yè)務(wù)，為故障定位提供一種聚類分析方法。由于子站與主站間有業(yè)務(wù)依賴關(guān)系、二次設(shè)備與相關(guān)一次設(shè)備有依賴關(guān)系，因此運(yùn)用依賴關(guān)系模型可以分析子站故障對(duì)主站的影響、一二次設(shè)備故障對(duì)對(duì)方的影響，為電網(wǎng)故障分析和預(yù)警提供了靈活的分析模型支持。
[0082]>系統(tǒng)特點(diǎn)
[0083]本方案的具有以下特點(diǎn):
[0084]1.方案采用數(shù)據(jù)模型、資源模型和依賴關(guān)系模型分別解決了對(duì)象分類管理、電網(wǎng)既有架構(gòu)的結(jié)合、復(fù)雜關(guān)系的描述三方面的難題，避免了用同一個(gè)模型解決三方面問(wèn)題所帶來(lái)的復(fù)雜度和維護(hù)難度。
[0085]2.數(shù)據(jù)模型根據(jù)電網(wǎng)二次系統(tǒng)中軟硬件的特點(diǎn)分類歸納總結(jié)，能夠較為全面的反應(yīng)二次系統(tǒng)所包含的各類觀測(cè)對(duì)象的分類關(guān)系，包括電網(wǎng)二次設(shè)備、通用IT設(shè)備、業(yè)務(wù)系統(tǒng)及其模塊、各類服務(wù)等，并且包括了對(duì)采集的二次系統(tǒng)監(jiān)視數(shù)據(jù)處理的規(guī)則。
[0086]3.資源模型依據(jù)現(xiàn)有電網(wǎng)模型IEC61970 CM模型，能夠?qū)㈦娋W(wǎng)架構(gòu)與二次系統(tǒng)架構(gòu)相融合，在縱向上主站和子站利用CIM的控制中心和廠站分支將其納入到統(tǒng)一的資源模型中，在橫向上不同的變電站或主站系統(tǒng)在廠站分支和控制中心分支中擴(kuò)展；同時(shí)按照CIM的主控區(qū)和子控區(qū)將各級(jí)電網(wǎng)調(diào)度部門統(tǒng)一到一個(gè)資源模型中，從而將二次系統(tǒng)與電網(wǎng)架構(gòu)和電力公司組織架構(gòu)結(jié)合起來(lái)。
[0087]4.依賴關(guān)系模型采用面向業(yè)務(wù)的建模方式，按照系統(tǒng)運(yùn)行所需服務(wù)的分類方法，抽象出網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、計(jì)算服務(wù)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)和應(yīng)用服務(wù)四類基礎(chǔ)服務(wù)，并將業(yè)務(wù)系統(tǒng)分解為各種業(yè)務(wù)，同時(shí)利用資源模型中的電網(wǎng)架構(gòu)概念將各類業(yè)務(wù)組織起來(lái)，每類業(yè)務(wù)與四種基礎(chǔ)服務(wù)建立依賴關(guān)系，從而解決了業(yè)務(wù)與軟件、硬件，以及與其他業(yè)務(wù)之間的依賴關(guān)系定義問(wèn)題。
[0088]相比現(xiàn)有技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0089]1.解決了分支較多，數(shù)據(jù)冗余，維護(hù)復(fù)雜的問(wèn)題，采用三個(gè)模型解決三方面的問(wèn)題，建立彼此關(guān)聯(lián)，減少冗余節(jié)點(diǎn)，維護(hù)也可以根據(jù)需要分開(kāi)單獨(dú)維護(hù)。數(shù)據(jù)模型定義了各種分類，當(dāng)分類發(fā)生改變時(shí)才需要維護(hù)；資源模型描述各類監(jiān)視對(duì)象，并不包括復(fù)雜的關(guān)聯(lián)關(guān)系，當(dāng)對(duì)象發(fā)生改變時(shí)才需要維護(hù)；依賴關(guān)系模型面向業(yè)務(wù)，按照四類基礎(chǔ)服務(wù)歸納關(guān)系，并抽象出公共基礎(chǔ)服務(wù)，對(duì)共用資源的關(guān)系集中管理，從而使得關(guān)系的維護(hù)調(diào)理清晰。
[0090]2.解決了跨系統(tǒng)描述能力低的問(wèn)題，一方面利用IEC61970 CM模型的電網(wǎng)架構(gòu)概念將縱向主子站間有機(jī)整合起來(lái)；另一方面橫向上打破系統(tǒng)邊界，按照業(yè)務(wù)管理各資源間的依賴關(guān)系，為分析二次系統(tǒng)的運(yùn)行情況和故障提供了統(tǒng)一的橫向、縱向可擴(kuò)展模型支撐。
[0091]3.解決了無(wú)法融入電力系統(tǒng)特有電網(wǎng)架構(gòu)的問(wèn)題，利用IEC61970 CM的一次設(shè)備模型，可以將變電站端的二次設(shè)備與相關(guān)的一次設(shè)備相關(guān)聯(lián)，解決了二次設(shè)備組織方法如何與電網(wǎng)架構(gòu)結(jié)合的問(wèn)題，為判斷二次系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)整體運(yùn)行情況的影響提供了模型支撐。[0092]4.解決了模型關(guān)聯(lián)分析能力弱的問(wèn)題，用專用的面向業(yè)務(wù)的依賴關(guān)系模型，通過(guò)梳理支撐業(yè)務(wù)運(yùn)行的四類基礎(chǔ)服務(wù)，抽象公共基礎(chǔ)服務(wù)，將復(fù)雜的多對(duì)多依賴關(guān)系，分解到各類服務(wù)中，并以最終反映業(yè)務(wù)運(yùn)行情況為導(dǎo)向重新組織，既起到了化繁為簡(jiǎn)，提高可維護(hù)性的目的，又強(qiáng)化了分析業(yè)務(wù)運(yùn)行情況的模型支撐能力。
[0093]注:本發(fā)明已在公司內(nèi)部進(jìn)行了相關(guān)測(cè)試，經(jīng)驗(yàn)證能夠?qū)崿F(xiàn)上述有益效果，具有良好的實(shí)用性和市場(chǎng)前景。
[0094]除本方案外，也可以通過(guò)在原有基于配置管理數(shù)據(jù)庫(kù)建模技術(shù)的基礎(chǔ)上先建立單個(gè)系統(tǒng)的模型，在建立系統(tǒng)間模型的方法實(shí)現(xiàn)類似的效果。但由于配置管理數(shù)據(jù)庫(kù)建模技術(shù)用一個(gè)模型解決解決所有問(wèn)題的固有制約，隨著模型規(guī)模的增大其可擴(kuò)展性和可維護(hù)將大大降低，并不能真正滿足電網(wǎng)用戶對(duì)整個(gè)二次系統(tǒng)的建模需求。
[0095]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種電力二次系統(tǒng)的建模系統(tǒng)，其特征在于，包括依次相連的數(shù)據(jù)模型單元、資源模型單元和依賴關(guān)系模型單元， 所述數(shù)據(jù)模型單元，用于對(duì)所述二次系統(tǒng)的各類監(jiān)測(cè)對(duì)象進(jìn)行分類，形成數(shù)據(jù)模型； 所述資源模型單元，用于在IEC61970 CIM—次設(shè)備模型基礎(chǔ)上擴(kuò)展所述數(shù)據(jù)模型中所描述的各類監(jiān)測(cè)對(duì)象，形成資源模型； 所述依賴關(guān)系模型單元，用于在所述資源模型基礎(chǔ)上，將所述二次系統(tǒng)劃分為不同的業(yè)務(wù)，每項(xiàng)業(yè)務(wù)中包含業(yè)務(wù)運(yùn)行所依賴的各類服務(wù)，服務(wù)再細(xì)化關(guān)聯(lián)到其所依賴的各類監(jiān)測(cè)對(duì)象，形成依賴關(guān)系模型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力二次系統(tǒng)的建模系統(tǒng)，其特征在于， 在建立所述數(shù)據(jù)模型時(shí)，將所述二次系統(tǒng)的各類監(jiān)測(cè)對(duì)象分為資源、運(yùn)行信息、功能/業(yè)務(wù)/服務(wù)和規(guī)則四類。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電力二次系統(tǒng)的建模系統(tǒng)，其特征在于， 所述依賴關(guān)系模型的建立方法中，每項(xiàng)業(yè)務(wù)中包含業(yè)務(wù)運(yùn)行所依賴的各類服務(wù)包括網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、計(jì)算服務(wù)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)和應(yīng)用服務(wù)四類基礎(chǔ)服務(wù)。
4.一種電力二次系統(tǒng)的建模方法，其特征在于，包括步驟: 依次建立所述二次系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型、資源模型和依賴關(guān)系模型， 所述數(shù)據(jù)模型的建立方法，是對(duì)所述二次系統(tǒng)的各類監(jiān)測(cè)對(duì)象進(jìn)行分類的過(guò)程； 所述資源模型的建立方法，是在IEC61970 CIM—次設(shè)備模型基礎(chǔ)上擴(kuò)展所述數(shù)據(jù)模型中所描述的各類監(jiān)測(cè)對(duì)象的過(guò)程； 所述依賴關(guān)系模型的建立方法，是在所述資源模型基礎(chǔ)上，將所述二次系統(tǒng)劃分為不同的業(yè)務(wù)，每項(xiàng)業(yè)務(wù)中包含業(yè)務(wù)運(yùn)行所依賴的各類服務(wù)，服務(wù)再細(xì)化關(guān)聯(lián)到其所依賴的各類監(jiān)測(cè)對(duì)象的過(guò)程。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電力二次系統(tǒng)的建模方法,其特征在于， 在建立所述數(shù)據(jù)模型時(shí)，將所述二次系統(tǒng)的各類監(jiān)測(cè)對(duì)象分為資源、運(yùn)行信息、功能/業(yè)務(wù)/服務(wù)和規(guī)則四類。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的電力二次系統(tǒng)的建模方法,其特征在于， 所述依賴關(guān)系模型的建立方法中，每項(xiàng)業(yè)務(wù)中包含業(yè)務(wù)運(yùn)行所依賴的各類服務(wù)包括網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、計(jì)算服務(wù)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)和應(yīng)用服務(wù)四類基礎(chǔ)服務(wù)。
【文檔編號(hào)】H04L12/24GK103825755SQ201310618436
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】蘇揚(yáng), 溫柏堅(jiān), 謝善益, 劉瑋, 鄧大為, 黃紅遠(yuǎn), 陳宏輝, 黃曙, 周安, 孫超, 楊驥, 卓順城, 張延佳, 鄔怡 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)公司電力調(diào)度控制中心