浅析电力企业生产管理系统封装集成技术的研究与实现,电力论文,工学论文

 

作者：王林梅潘坚跃黄民翔

论文关键词：电力企业生产管理系统公共信息模型(CIM)通用数据访问(GDA)
论文摘要：为解决电力企业生产管理系统与其它应用子系统间的“信息孤岛”问题，提出依据IEC61968CIM时电网资产信息进行标准化及建模，将生产管理系统加入到企业数据集成平台，实现与其他应用子系统(如SCADA)有机地结合。通过企业集成总线(UIB)，生产管理信息系统与其他子系统之间按标准的数据格式进行信息交换，实现企业管理网中的生产管理信息方便、统一地被第三方使用，进一步加强了电力企业的信，岛一体化建设。本文重点论述了实现电力企业生产管理系统封装集成的依据和技术方法。
0引言
随着电力企业不断发展，传统的管理模式及分散孤立的计算机应用系统已难以适应企业发展的需求。目前电力企业虽已建成各种信息系统，但各系统间相对独立，“信息孤岛”现象严重。生产管理系统作为电力企业的核心系统，拥有全局的生产管理信息，但同时需要与其它应用子系统进行通信，才能获取所需的各类数据。若对生产管理信息进行封装后，实现与电力企业其他应用系统间的集成，可大大促进企业的信息一体化建设。
为充分挖掘电力企业生产管理信息系统的优化管理功能，本文提出7基于IEC61970/IEC61968CIM对生产管理信息进行标准化及建模，实现生产管理系统与电力企业更多应用子系统间的集成，并介绍了集成后实现的应用功能，如遵循IEC61970的GDA服务、代理GDA服务以及在SVG接线图查询设备台帐信息等应用功能。
1集成的重点技术
建立元数据存储库元数据存储库专为集成平台使用，用于灵活配置生产管理系统的数据转换部分，以及生产管理系统资源在集成总线上的注册。
建立元数据存储库，需要分别建立CIM元模型信息库、资源注册机构和系统发布信息库。IEC61970/IEC61968CIM的元模型信息库存储IEC61970/IEC61968中定义的类、属性、关联及其解释，也包括了自定义的类。资源注册机构负责管理集成平台上的所有资源，对于在多个系统中都有记录的同一资源可以有不同的命名方法，但是只能通过唯一的ResourceID(资源标识)在集成平台上标识。系统发布信息库中存储的信息则说明了数据在哪里，即如果同一资源存在于多个系统中，则由系统发布信息表指明以哪个系统中的信息为准来保证信息的唯一性。
1.2实现模型映射工具
模型映射是实现生产管理系统加入集成环境的第一步，通过模型映射工具才能将生产管理系统私有的数据模型转换为CIM，客户也可通过映射工具的模型扩展功能来自定义类、属性及类之间的关联。
1..2.1，模型映射工具的设计依据
生产管理系统数据库中的网络结构的数据模型是依据IEC61970第301部分建立的，而资产的数据模型则是依据IEC61968和一些必需的模型扩充来建立。
为了实现生产管理系统资源信息与其他应用系统(如SCADA)信息的关联，需要对生产管理系统中的电力系统资源信息进行建模。由于在实现生产管理系统与SCADA系统集成的项目中，采用的建模原则是电网结构与EMS需要的计算参数以SCADA为准，因此生产管理电力系统资源信息可以只包括Equipment(设备)的基本属性和关联，即:Naming.nam（转载自文章资源库http://www.wzzyk.com，请保留此标记。）e.Naming.description,Equipment.Mem-berofEquipmentContainero
1.2.2补充模型扩展功能
由于IEC61968中有些电力资源信息的模型还不够完备，需要对CIM进行扩展。为保证系统的标准性，模型扩展的基本原则是:使用原模型中的类、属性及关联，只在继承的子类中增加新属性和新关联。
例如，目前在IEC61970和IEC61968中均未对TA.TV,避雷器(SurgeArrester)、消弧线圈(PetersonCoil)进行建模，而这些类型的设备又+分重要，因此需要对Equipment类进行扩展，如图1。

1.2.3模型映射工具的具体功能
模型映射工具实现了对生产管理系统进行封装集成过程中的模型扩展、模型转换，以及建立SCADA资源与生产管理资源的对照表。具体功能如下:
(1)模型扩展口用户可灵活自定义类和属性，保存到CIM元模型信息中，同时可对已定义好的类进行修改。
(2)模型映射。对待包装的应用系统进行类、属性及关联到数据库表、字段之间的映射(支持SQL语句和存储过程)，映射规则保存到元数据存储库。
(3)资源映射。通过资源映射功能将生产管理系统中的资源注册到集成平台上由资源注册机构负责管理。
(4)系统发布。各应用系统选择需要发布的类或资源，将相应的信息保存到系统发布信息中。
2实现的应用功能
完成基于IEC61968CIM对生产管理信息系统中的资产模型进行标准化封装后，即可将生产管理系统加入到企业集成总线上，实现与其他已经加入集成环境的子系统进行通信。本文以SCADA系统为例，介绍生产管理系统加入集成环境后实现的重要功能。
2.1生产管理CIMXML模型导出器
采用CIMXML/RDF描述生产管理模型，导出的资产模型CIMXML文件可以是生产管理的全模型，也可以是生产管理的部分模型，提供给第三方使用。
2.1.1生产管理全模型
生产管理全模型的信息包括简化的电网模型和资产模型。通过简化的电网模型可以了解一个设备在电网中的电气位置，通过资产模型可以了解一个设备的台帐信息、缺陷记录等。
2.1.2生产管理部分模型
若客户需要了解某个厂站下或某个具体设备的资产模型，则需要导出生产管理的部分模型(文档类的一个子类)。生产管理模型导出工具允许客户选择导出一个厂站或一个设备的模资产型如下:资产列表包括一个厂站下的所有资产信息资产目录包括一个厂站或一个设备的台帐信息。活动记录包括一个厂站或一个设备的缺陷记录。
2.2生产管理GDA服务器
采用GDA服务平台形式的电力企业集成总线，实现其他应用系统(如SCADA系统的电力系统实时资源信息)与生产管理系统资产信息的关联。通过生产管理GDA服务器，客户只需要掌握CIM知识，就可以访问由SCADA系统维护的数据而无需知道数据的逻辑模式，使第三方应用更加便利。
2.2.1CIS服务器
基于CORBA的客户/服务器提供在线的方式实现生产管理系统的组件接口规范(CIS)接入标准的或带CORBA中间件平台的系统。CIS服务器提供灵活的数据交换，实现IEC61970CIS部分中的GDA{和高速数据访问(HSDA)服务，支持紧祸合集成方式。

2.2.2通用数据访问GDA
GDA是CIS中的重要部分，是对远程存储单元进行数据访问的请求/应答式API(应用程序)，主要包括:
(1)读访问，提供元数据的基本查询能力和更C高级的过滤查询功能。
(2)写访问，提供对元数据的写操作。
(3)变化通知(GDA事件)。
乞生产管理GDA服务器主要实现了以下接口能:get_values()—查询一个资源的属性信息;get_extent_values()—查询一类资源的属性信息;get_related_values()—查询与某个资源关联的一类资源信息;get_descendant-values()—查询与某个资源多级关联的一类资源信息。
第三方应用的客户只需要依据标准规范了解接口的功能、服务名、入/出口参数、返回状态等，就可以访问生产管理GDA服务器获取相关服务。
2.2.3公共服务
公共服务是所有应用程序接口(API)的公共部分，与IEC61970第4部分中的其他服务(包括GDA,HSDA,TSDA,GES等)结合使用。图2给出了电力企业集成平台上生产管理GDA服务器、SCADAGDA服务器、代理GDA服务器以及第三方应用之间的关系。生产管理GDA服务器可直接使用由SCADA包装器提供的公共服务。
2.3代理GDA服务器

由图2可知，SCADA包装器提供了SCADA的资源环境，生产管理GDA服务器则提供了（转载自文章资源库http://www.wzzyk.com，请保留此标记。）生产管理的资源环境。针对电力系统中这两个重要数据源，设计了代理GDA服务器为第三方应用提供一个统一的资源环境。数据使用者只需发出数据访问请求就可以获得数据，而无需知道数据是由谁提供的。代理GDA服务器的具体功能有:
(1)为客户隐藏了SCADAGDA服务和生产管理GDA服务的两个语境，客户只需连接一个服务即可得到两个系统的信息。
(2)代理GDA服务通过模型映射工具的系统发布信息确定数据的定位和组织。
(3)代理GDA服务的角色既是SCADAGDA服务器和生产管理GDA服务器的客户端，又是其他客户的服务器端。代理服务器实现客户请求的分发及信息的重组，即将客户请求分发到合适的GDA服务器，并将各GDA服务器的返回结果重新组织返回给客户。
2.4设备信息查询功能
结合SCADASVG图形及GDA/HSDA服务器，实现了在SCADA接线图上查询设备台帐，包括设备资产的基本信息、资产模型信息、缺陷报告等。
3结束语
应用CIM对电力企业生产管理系统进行封装，实现生产管理系统与其他系统的集成，有效地保护了生产管理系统的投资。企业内其他应用系统可以从生产管理GDA服务器获得资源信息，也可从代理GDA服务器获得生产管理与SCADA两个系统的信息。第三方可利用本系统提供的CIMXML生产管理模型、GDA服务，全面了解企业所拥有的资产及设备属性，保证了全局数据的一致性、准确性和唯一性。
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