基于cim/e的iec61850模型文件的描述方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于CM/E的IEC61850模型文件 的描述方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，變電站自動(dòng)化系統(tǒng)和調(diào)度系統(tǒng)的聯(lián)系日趨緊密， 兩者一體化融合是當(dāng)前電力系統(tǒng)發(fā)展的重要方向之一。但是，當(dāng)前在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)和 調(diào)度系統(tǒng)的建模方面，變電站端普遍采用IEC 61850模型表達(dá)方式，語(yǔ)義模型的形式化描述 工作由變電站配置語(yǔ)言SCL來(lái)完成;而調(diào)度端建模遵循IEC 61970標(biāo)準(zhǔn)，采用基于(HM/XML或 者CM/E的模型描述方法。因此，變電站端和調(diào)度端建立的模型并不統(tǒng)一，且相互之間難以 理解，由此，帶來(lái)模型無(wú)法共享，阻礙了兩者一體化融合，從而抑制了電力系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)步 和智能電網(wǎng)的發(fā)展。
[0003] 變電站配置描述語(yǔ)言SCL是IEC 61850-6標(biāo)準(zhǔn)中用來(lái)描述與通信相關(guān)的IED結(jié)構(gòu)和 參數(shù)、通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、開(kāi)關(guān)間隔功能結(jié)構(gòu)及它們之間關(guān)系的，為了實(shí)現(xiàn)通用性、自描述，以及 可任意擴(kuò)充的目的，SCL語(yǔ)言在語(yǔ)法上遵循可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言XML的語(yǔ)法規(guī)定，通過(guò)定義八個(gè) XML Schema文件，嚴(yán)格規(guī)定了以其為標(biāo)準(zhǔn)的所有自描述文檔樹(shù)狀層次結(jié)構(gòu)的全部細(xì)節(jié)。在 實(shí)際變電站工程應(yīng)用中，SCL語(yǔ)言描述的變電站模型文件完全滿(mǎn)足工程應(yīng)用的實(shí)際需求，但 隨著智能變電站工程建設(shè)的深入開(kāi)展，SCL語(yǔ)言描述的變電站模型文件日趨龐大，由此，也 帶來(lái)系統(tǒng)處理速度較慢、對(duì)象顆粒度太小、模型文件冗余信息過(guò)多、結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜、不便于 工程人員直接閱讀等一系列問(wèn)題。
[0004] 近年來(lái)，變電站端和調(diào)度端模型不統(tǒng)一的問(wèn)題逐漸得到人們的高度重視，國(guó)內(nèi)外 研究機(jī)構(gòu)提出了多種解決方案，包括直接統(tǒng)一模型、公共語(yǔ)義模型、模型映射、無(wú)縫通信體 系等。但是，均存在各自的不足，具體如下，
[0005] (1)直接統(tǒng)一模型是通過(guò)制定新的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，能夠同時(shí)滿(mǎn)足IEC 61970和IEC 61850建模需求，其的缺點(diǎn)在于對(duì)已有標(biāo)準(zhǔn)改動(dòng)較大，實(shí)施難度很高；
[0006] (2)公共語(yǔ)義模型是在IEC 61970CHM/XML基礎(chǔ)上融合IEC 61850模型，新的模型能 夠同時(shí)理解IEC 61970和IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)，但目前尚處于研究階段，未見(jiàn)有實(shí)際應(yīng)用；
[0007] (3)模型映射是在對(duì)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)理解的基礎(chǔ)上，增加模型映射配置文件，通過(guò)該配置 文件的"翻譯"功能，實(shí)現(xiàn)兩種標(biāo)準(zhǔn)模型的互相轉(zhuǎn)換；
[0008] (4)無(wú)縫通信體系類(lèi)似于模型映射，該方案把配置文件的"翻譯"功能放在中間代 理網(wǎng)關(guān)中，變電站端和調(diào)度端通過(guò)與中間代理網(wǎng)關(guān)的通信，實(shí)現(xiàn)模型信息的交互。
[0009] (3)和(4)兩種方案，雖有一些試點(diǎn)應(yīng)用，但主要還是把IEC 61850模型轉(zhuǎn)換為IEC 61970CHM/XML模型，考慮到這兩種文件格式均基于XML的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)，故存在描述效率不高的 問(wèn)題，隨著智能變電站的不斷發(fā)展，變電站模型文件日趨復(fù)雜，模型映射轉(zhuǎn)換的過(guò)程也要不 斷改進(jìn)完善，開(kāi)發(fā)的工作量巨大，后續(xù)的維護(hù)工作也很難持續(xù)跟進(jìn)。
[0010] CIM/E語(yǔ)言是近年來(lái)國(guó)調(diào)中心力推的新的主站端建模語(yǔ)言，目前，國(guó)內(nèi)已有許多調(diào) 度系統(tǒng)能夠解析該語(yǔ)言所建模型并生成各自系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，CIM/E語(yǔ)言設(shè)計(jì)遵循簡(jiǎn)單、效率、 實(shí)用、對(duì)象、關(guān)系、命名六大原則，理論上完全可以用來(lái)描述變電站模型。國(guó)內(nèi)，已有若干機(jī) 構(gòu)提出相關(guān)的解決方案，主要集中在模型映射，標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)充等方面?？紤]到在IEC 61850-6標(biāo) 準(zhǔn)中，XML Schema文件詳細(xì)的描述了SCL的語(yǔ)法，因此，如何基于(ΠΜ/Ε語(yǔ)言對(duì)IEC 61850SCL Schema文件進(jìn)行再描述，實(shí)現(xiàn)(ΠΜ/Ε語(yǔ)言描述變電站模型以及變電站端和調(diào)度端模型融合， 是當(dāng)前需要解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中還沒(méi)有通過(guò)CIM/E語(yǔ)言對(duì)IEC 61850 SCL Schema文件進(jìn)行再描述的方法，阻礙了變電站自動(dòng)化系統(tǒng)和調(diào)度系統(tǒng)一體化融合的問(wèn)題。 本發(fā)明闡述的基于(ΠΜ/Ε的IEC61850模型文件的描述方法，(ΠΜ/Ε語(yǔ)言描述效率較高，其描 述的變電站模型IEC61850模型文件可以有效縮小文件體積，從而進(jìn)一步提高計(jì)算機(jī)的處理 效率，而且，便于用戶(hù)理解，為變電站自動(dòng)化系統(tǒng)和調(diào)度系統(tǒng)一體化融合提供新思路，具有 良好的應(yīng)用前景。
[0012]為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0013] 一種基于CM/E的IEC61850模型文件的描述方法，其特征在于:采用CM/E語(yǔ)言的 類(lèi)模板對(duì)IEC61850模型內(nèi)的SCL Schema文件進(jìn)行再描述，包括以下步驟，
[0014]步驟（1)，獲取SCL Schema文件內(nèi)定義的信息通訊類(lèi)、一次設(shè)備類(lèi)、智能電子設(shè)備 類(lèi)、數(shù)據(jù)類(lèi)型模板類(lèi)各類(lèi)UML類(lèi)圖；
[0015] 步驟（2)，分別判斷獲取的各UML類(lèi)圖內(nèi)是否含有實(shí)體類(lèi)，若不含有，則結(jié)束對(duì)該 UML類(lèi)圖的再描述;否則，找出該UML類(lèi)圖中的實(shí)體類(lèi)，確定實(shí)體類(lèi)之間的結(jié)構(gòu)層次關(guān)系，生 成相關(guān)的結(jié)構(gòu)框圖，并執(zhí)行步驟(3);
[0016] 步驟(3)，根據(jù)步驟(2)得到的結(jié)構(gòu)框圖，對(duì)結(jié)構(gòu)框圖內(nèi)的子實(shí)體類(lèi)增加 parentRID 屬性指向其父實(shí)體類(lèi)；
[0017] 步驟(4)，分析實(shí)體類(lèi)在其對(duì)應(yīng)的UML類(lèi)圖中與基類(lèi)的關(guān)系，判斷實(shí)體類(lèi)繼承的基 類(lèi)中是否含有屬性，若含有屬性，則把基類(lèi)的屬性添加到實(shí)體類(lèi)中，并使用CIM/E語(yǔ)言的類(lèi) 模板定義格式對(duì)其進(jìn)行再描述;否則，分析實(shí)體類(lèi)的自身是否含有屬性，執(zhí)行步驟(5);
[0018] 步驟(5)，若實(shí)體類(lèi)自身含有屬性，則使用CIM/E語(yǔ)言的類(lèi)模板定義格式對(duì)其屬性 進(jìn)行添加描述;若實(shí)體類(lèi)自身不含有屬性，且其繼承的基類(lèi)也不含有屬性，則不通過(guò)CM/E 語(yǔ)言的類(lèi)模板定義格式對(duì)該實(shí)體類(lèi)進(jìn)行再描述；
[0019] 步驟(6)，通過(guò)步驟(2)-步驟(5)對(duì)各類(lèi)UML類(lèi)圖進(jìn)行再描述，形成基于CIM/E語(yǔ)言 描述的ffiC61850模型內(nèi)的SCL Schema文件。
[0020] 前述的基于CM/E的IEC61850模型文件的描述方法，其特征在于：步驟（1)獲取的 各類(lèi)UML類(lèi)圖能夠反映 SCL語(yǔ)言描述的各種類(lèi)的相關(guān)信息，包括類(lèi)名稱(chēng)、類(lèi)屬性信息、類(lèi)繼承 關(guān)系、類(lèi)組合關(guān)系、類(lèi)成員個(gè)數(shù)。
[0021] 前述的基于(ΠΜ/Ε的IEC61850模型文件的描述方法，其特征在于:步驟(2)，分別判 斷獲取的各UML類(lèi)圖內(nèi)是否含有實(shí)體類(lèi)，判別規(guī)則是在UML類(lèi)圖中空心三角形指向的類(lèi)為基 類(lèi)，否則為實(shí)體類(lèi)。
[0022]前述的基于CM/E的IEC61850模型文件的描述方法，其特征在于：步驟(4)把基類(lèi) 的屬性添加到實(shí)體類(lèi)中，并使用CIM/E語(yǔ)言的類(lèi)模板定義格式對(duì)其進(jìn)行再描述。
[0023]所述定義格式中className為所描述的SCL實(shí)體類(lèi)的名稱(chēng)，并采用橫表方式對(duì)SCL 語(yǔ)言實(shí)體類(lèi)的每一個(gè)屬性進(jìn)行描述，包括屬性名稱(chēng)、中文名、數(shù)據(jù)類(lèi)型、是否必須使用、缺省 值五個(gè)標(biāo)簽；
[0024]所述定義格式中第一個(gè)屬性為mRID，具有全局唯一性，用以代表整個(gè)實(shí)體類(lèi)，其余 屬性，按在SCL語(yǔ)言中定義的次序，在自定義實(shí)體類(lèi)描述格式中采用一行進(jìn)行表示，對(duì)于實(shí) 體類(lèi)的對(duì)象成員，則在下一層次的類(lèi)模板中表示，并通過(guò)確定的parentRID屬性來(lái)表示其父 類(lèi)。
[0025]本發(fā)明的有益效果是：1 )(ΠΜ/Ε語(yǔ)言描述效率較高，其描述的變電站模型IEC61850 模型文件可以有效縮小文件體積，從而進(jìn)一步提高計(jì)算機(jī)的處理效率；
[0026] 2)(ΠΜ/Ε語(yǔ)言描述方式更加簡(jiǎn)單且符合人們的閱讀習(xí)慣，解決了原有IEC 61850模 型內(nèi)的SCL Schema文件表述復(fù)雜、難以理解的問(wèn)題；
[0027] 3)采用(ΠΜ/Ε語(yǔ)言描述IEC 61850SCL Schema文件，為實(shí)現(xiàn)CM/E語(yǔ)言描述變電站 模型提供相關(guān)的模板文件，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)變電站端和調(diào)度端模型融合創(chuàng)造一種新的思路。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是本發(fā)明的基于(ΠΜ/Ε的IEC61850模型文件的描述方法的整體流程圖。
[0029]圖2是本發(fā)明的基于(ΠΜ/Ε的IEC61850模型文件的描述方法的操作邏輯流程圖。 [0030]圖3是本發(fā)明的IEC 61850-6標(biāo)準(zhǔn)模型中通訊類(lèi)部分的UML結(jié)構(gòu)圖。
[0031]圖4是本發(fā)明的IEC 61850-6標(biāo)準(zhǔn)模型中通訊類(lèi)部分的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面將結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0033]現(xiàn)有技術(shù)中IEC61850模型內(nèi)SCL Schema文件，通過(guò)SCL語(yǔ)言定義了四部分的信息， 通訊類(lèi)(Communication)、一次設(shè)備類(lèi)(Substation)、智能電子設(shè)備類(lèi)(IED)、數(shù)據(jù)類(lèi)型模板 類(lèi)(DataTypeTemplate)，如圖1所示，本發(fā)明基于(ΠΜ/Ε的IEC61850