搜索
IEC61970标准培训积成电子股份有限公司林国春0531-88018000linguochun@ieslab.com.cn1.为什么需要IEC61970?2.IEC61970标准是什么?3.公共信息模型(CIM)4.组件接口规范(CIS)5.公共图形交换标准(CGE)主要内容第一章为什么需要IEC61970?随着电力企业信息化的完善，建设了大批综合性的、分布式应用系统，这些应用系统可能是在不同时期开发的，采用的硬件、软件可能分别来自不同的厂商，数据、报表格式可能互不兼容，用户界面也是五花八门。在业务运作过程中，用户常常需要在不同的系统间进行切换，同一组数据难免需要重复录入。结果造成工作效率低下、数据一致性差等一系列问题。这些系统的设计重点通常放在了对某类特定问题提供完善的解决方案，而忽略了与其它系统的接口。这些系统的部署，使企业陷入了信息孤岛的困惑。电力企业信息化的困惑信息化的现状（1）SCADA软件AVC软件网络分析软件DTS软件支撑平台软件…………紧耦合:不同的应用和服务需要异构集成信息化的现状（2）调度自动化系统变电集控系统调度生产管理系统电能量管理系统配电自动化系统…………中等耦合:不同系统需要无缝互联信息化的现状（3）调度中心上级调度中心下级调度中心松耦合:不同控制中心需要交换信息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。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。面临的难题（1）信息没有统一标准无统一的信息模型，数据多点重复录入。数据大量冗余，数据的一致性和可维护性很差，很难提供有效的数据共享信息交换无统一格式，造就一批“信息孤岛”。造成数据重复录入、功能重复开发，很难形成数据的共享和应用程序的通用性。分布式应用互操作难题异构的环境：计算机、操作系统、网络通信环境、数据库。不断增长的应用需求如何保护已有投资？如何减少未来的投入？面临的难题（2）面临的难题（3）支撑平台第三方应用应用第三方应用应用？？？支撑平台系统A系统B调度中心A调度中心B？信息模型私有，无标准访问接口私有，不透明IEC61970目的：制定标准和指导方针，使得容易在EMS中插入新的应用原来要插入第三方应用是非常费时、费力的容易实现控制中心内/外各个应用系统的集成共享网架模型数据和运行数据能够继续使用能够正常工作的原有应用，保护投资IEC61970核心问题是信息交换：要打破各个、EMS厂家数据库的壁垒专用的信息模型专用的数据访问方法解惑之道：标准化途径（1）信息=模型（对数据结构的约定）+数据不约定模型时的信息交换系统A和系统B之间的模型不匹配，那么在系统A和系统B之间进行数据交换时，系统A的数据到系统B后，系统B先要将系统A的数据模型转换成自身所对应的模型，然后再将自身的数据装入到模型B中。解惑之道：标准化途径（2）模型和数据变换A应用模型数据信息B应用模型数据信息使用公用信息模型使用共同的语义，双方之间只需要传输数据，而没有必要知道双方私自的模型，因为在传递的过程中大家使用的是统一的模型。解惑之道：标准化途径（3）数据公用模型数据信息公用模型数据信息降低往EMS或其它系统增加新的应用所需要的成本和时间；保护在现有的还在有效地工作的各个应用上的投资；改进控制中心环境内、外各种完全不同的系统之间交换信息的能力。遵循IEC61970系列标准益处第二章IEC61970标准是什么?IEC61970是由IECTC57WG13制定的用于控制中心应用程序接口（API）的系列标准,该标准以EPRI的CCAPI为基础,采用计算机领域的新技术,结合其他标准化组织的成果,提出了一套规范化的公共模型和软件接口即CIM和CIS,以达到减少向系统增加新应用时所需要的费用和时间,保护正在有效运行的现有应用的投资。IEC61970的初步解释IEC61970标准的组成Part1:导则与一般要求Part2:词汇表Part3xx:公共信息模型（CIM）Part4xx:组件接口规范（CIS）Part5xx:特定实现技术的映射标准的形成EPRIIECOMGCIMGIDCIMCISDAF/DAISCORBAOPCOPCW3CXMLRDFNERCCPSMIEC61970CIMCISCGE……SVGCIM的一个例子Naming名称类PowerSystemResource电力系统资源类Equipment设备类ConductingEquipment导电设备类Swtich开关刀闸类Breaker断路器类Core核心包Wires电线包Terminal端点类EquipmentContainer设备容器类名称电压等级连接关系通常状态遮断容量20212021_T0VoltageLevel电压等级类CIS的一个例子moduleDAFQuery{typedefDAFIdentifiers::ResourceIDResourceID;typedefDAFIdentifiers::ResourceIDClassID;……//thequeryserviceinterfaceResourceQueryService{ResourceDescriptionIteratorget_extent_values(inPropertySequenceproperties,inClassIDclass_id)raises(UnknownResource,QueryError);……};};应用2参考模型(CIM)组件适配器组件容器应用程序接口CCAPI标准应用信息交换和数据访问应用和组件组件执行系统组件适配器应用1公共信息模型组件容器中间件服务命名事件……组件服务：组件接口规范组件B接口组件B组件A接口组件A已有应用已有应用封套组件接口参考模型的若干概念应用：是指能够完成领域内某一特定功能的服务。组件：根据某一规范进行封装，而且只能通过接口进行通信的软件模块。已有应用封套：为使原来已有的应用能够集成到基于标准组件接口的系统中而定制的转换软件。组件模型：组件与组件间、组件与组件执行系统间协调工作的规范，目前有四种组件模型。组件容器：组件运行的环境。组件适配器：使组件执行环境标准化的封套。中间件：介于应用和系统软件之间的服务软件。参考模型的例子组件执行系统和组件适配器（比如：集成总线）已有系统已有SCADA系统已有系统封套程序公共数据ICCP程序公共数据拓扑处理公共信息模型公共数据网络应用程序公共数据负荷管理程序公共数据报警处理SCADA网络ICCP网络用户计算机组件接口分布式管理系统程序公共数据...ORB及IIOP组件执行系统：CORBA操作系统操作系统IIOP消息编码IIOP消息解码静态桩或动态调用接口对象适配器静态或动态构架TCP/IP客户端服务端组件执行系统：WebServicesWeb客户端Windows客户端其它平台客户端SOAP请求SOAP响应Web服务器Web服务Web服务Web服务第三章公共信息模型(CIM)公共信息模型CIMCIM是电力系统领域公共信息的模型。CIM是面向对象的抽象模型。CIM定义了电力系统领域所有主要的实体对象。•电力系统中物理存在的实体对象在CIM中都是电力系统资源。•EMS问题域的现实世界对象不仅包括电力系统中物理存在的实体对象，而且包括EMS软件在处理EMS问题域时所涉及实体对象。CIM模型是标准化的，同时也是可扩充的。•CIM只包含了公共信息，与特定应用相关的信息仍需扩展。CIM模型表示面向对象统一建模语言UML来描绘CIM。电力系统各种资源表示为对象的类和属性及类间关系。CIM的三种类间关系：一般化/具体化（继承关系）、简单关联、聚集（部分/整体关系）。UML表示法：一般化一般化：较普遍的类与一个较具体的类之间的一种关系，较具体的类只需包含附加的信息。例如：Equipment是PowerSystemResource的具体的类型；ConductingEquipment和PowerTransformer是Equipment的具体类型；Switch是ConductingEquipment的具体的类型；Breaker是Switch的更为具体的类型。PowerSystemResourceEquipmentConductingEquipmentPowerTransformerSwitchBreakerDisconnectorGroundDisconnectorUML表示法：简单关联关联：解释为一个对象里有另一个对象的引用，但是没有整体与部分的关系。每一种关联都有两个角色，每一个角色表示了关联中的一种方向，表示目标类和源类的关系。每个角色还带有基数，用来表示有多少对象可以参加到给定的关系中。例如，在CIM中，导电设备和端点之间有关联，表示1个导电设备可以有0个或n个端点，而1个端点必须关联到1个导电设备。ConductingEquipment(fromCore)Terminal(fromCore)+ConductingEquipment+Terminals0..n10..n1UML表示法：聚集聚集：表明类与类之间的关系是一种整体-部分关系，整体类由部分类“构成”或“包含”部分类，而部分类是整体类的“一部分”。例如：1个变压器由1个或n个绕组组成；1个绕组由0个或n个分接头组成；反之，1个分接头必须属于某1个绕组；1个绕组必须属于某1个变压器。TapChangerTransformerWinding0..n1+TapChangers0..n+TransformerWinding1PowerTransformer1..n1+Contains_TransformerWindings1..n+MemberOf_PowerTransformer1CIMRDFSchemaCIM可以用RDF-XML来描绘，即CIMRDFSchemaCIMRDFSchema是采用RDFSchema模式语言定义的CIM模式，是一种特殊类型的XML文档。和CIMUMLSchema是等价的IEC61970-501定义了产生CIM的机器可读形式的格式和规则。它描述了一个CIM词汇表以支持数据访问工具以及相关的CIM语义。还描述了被标准化的CIM元数据接口的细节定义。IEC61970-501CIMRDFSchema扩展了RDFSchema，在名字空间xmlns:cims=定义了multiplicity、inverseRoleName、isAggregate、stereotype等元数据，用来描述类之间的关联和版型CIMRDF模式的生成过程，也是CIM元数据的导出过程。把CIMUMLSchema中的元数据映射到RDFSchema，据此可以生成CIMRDFSchema文件例如，cim10_030501.rdf就是和cim10_030501.mdl等价的CIMRDFSchema文件CIMXML模型交换格式IEC61970-503规定了基于CIM的模型信息交换的格式和规则。它使用CIMRDF模式作为元模型框架以构