（国电南瑞科技股份有限公司，江苏省 南京市 210003）
摘要：提出了CIM/XML电网模型在电能量计量系统的应用。阐述了电能量计量系统中基于CIM 的建模方法。通过读取EMS系统的xml模型文件来建立与电量计费系统的对应关系, 电量系统作为客户端使用CORBA技术连接到EMS系统的CIM模型服务器根据彼此之间的IDL约定获取EMS系统的CIM模型，并以树形结构将其展现出来。在电量系统侧，通过JDBC连接到电量系统数据库，读取与EMS模型相对应的数据记录，并以树形结构方式在电能量系统中展现。
关键词：IEC61970；CIM/XML模型；电能量系统。
0 引言
目前国内的电能量计量系统经过近20年的发展，已进入稳定成长阶段，网省级电网及主要城市的供电网均已配备电能量计量系统。并有向区、县供电网发展的趋势，普及率正在逐年提高。电能量计量功能已成为继SCADA、AGC功能之后电网调度自动化的又一个基本功能，并在电能作为商品走向市场的进程中发挥着重要的作用。
在以往电能量计量计费系统的建设中，变压器、线路、开关等信息模型的录入都是靠人工录入，且是个很大的工作量，并且没有一个统一的标准。本文提出通过一个统一的 CIM RDF Schema，调度自动化系统可以将电网模型转换为XML 文档导出， CIM/XML 文档中的所有资源描述标签都有CIM RDF Schema 提供。电能量计量系统可以导入并解析这个CIM/XML 文档，就可以获得调度自动化系统中完整的电网模型，而无需建立和维护独立的电网模型，这在很大程度上较少减少了电能量计量系统的建立和维护的工作量，避免了构建系统模型中可能出现的各种错误。电能量计量系统和调度自动化系统共享同样的数据模型，无需逐一建立模型设备间的对应关系，可以在很大程度上简化了二者互联和数据共享的工作量。[1]
1、研究的目的和意义
1.1 大大提高了电能量系统建设的速度。
电能量计量系统可以导入并解析这个CIM/XML 文档，就可以获得调度自动化系统中完整的电网模型，提高了电能量系统建设的效率。
12 实现电能量系统参数的免维护。
电能量计量系统共享调度自动化系统同样的数据模型，从而无需建立和维护独立的电网模型，这在很大程度上较少减少了电能量计量系统的建立和维护的工作量，避免了构建系统模型中可能出现的各种错误。
1.3 统一的命名方式
电能量计量系统共享CIM/XML模型，CIM模型有一个统一的命名方式，导入到电能量计量系统中后，绕组、开关、线路等的名称都保持了电网的一致性。
2、EMS/CIM模型简介
CIM 是一个抽象模型,它表示包含在EMS信息模型中的电力企业的所有主要对象。通过提供一种用对象类和属性及他们之间的关系来表示电力系统资源的标准方法,CIM 方便了实现对不同卖方独立开发的EMS 应用进行集成、对多个独立开发的完整EMS 系统进行集成,或对EMS 系统和其他涉及电力系统运行的不同方面的系统,例如发电或配电管理系统进行集成。CIM 中描述的对象实质上是抽象的,可以用于各种应用。但是,CIM的使用远远超出了其在EMS 中应用的范围。本标准应当理解为一种能够在任何领域进行集成的工具,只要该领域需要一种公用电力系统模型,使得便于在几种应用和系统之间实现互联运行和兼容插入,而与任何具体应用无关。CIM 用面向对象的建模技术定义。具体地说，CIM 规范使用统一建模语言(UML)表达方法，它将CIM 定义成一组包。一个包是一般意义上将相关模型元件分组的方法。没有具体的语义意义。
包的选择是为了使模型更易于设计、理解与查看。公用信息模型是由一整套包所组成的。实体可以具有越过许多包边界的关联。每一应用将使用几个包所表示的信息。[2]整个CIM 分为下面几个包:Core (核心)、Topology(拓扑)、Wires (电线)、Outage(停运)、Protection(保护)、Meas(量测)、LoadModel( 负荷模型) 、Generation( 发电) 、Production(生产) 、Generation -Dynamics(发电动态)、Domain(域)、EnergyScheduling(能量计划) 、Reservation(储备)、Financial(财务)、Asset(财产)。
3、电能量计量系统中数据类型及规范
3.1数据类型
3.1.1静态信息：接口双方通过IEC 61970和IEC 61968定义的CIM规范交换电网模型，通过实际电网对象的统一命名进行识别（同时配以对象更名业务），实现电网模型的相互关联；
3.1.2业务数据：引入IEC 61968中对工作包、资产包的相关标准类的定义，实现业务数据的方便共享，包括换表、换CT、旁路代供等常规操作；[5]
3.2静态信息
根据电量系统应用需要，静态信息包含区域信息、厂站信息、线路信息、主变信息、母线信息、电容器信息、所用变信息、表计资产信息等。
3.2．1总体要求：符合61970 和 61968标准，以确保后期模型统一、整合等需求；满足各目的端电量应用的需求，同时具备良好的可扩展性；
3.2.2统一命名：所有区域、设备对象、量测的命名符合《浙江省调度中心设备命名规范》，并全部采用中文；满足以设备统一命名进行设备识别及互联、互操作的需要；完成的名称放在设备的Name.Name域中；[3]
3.2.3设备路径标准：
3.2.4相关说明：
线路不与厂站、电压等级或间隔直接关联，它由许多交流线路段组成。交流线路段是一种导电设备，一个导电设备可以具有1到2个端点，端点通过连接点与另一个导电设备的端点相连。连接点通过MemberOf_EquipmentContainer属性与设备容器建立关联关系，厂站、电压等级、间隔都是一种设备容器；
对T、∏线的支持，要求采用虚拟厂站、虚拟连接点、线路段等方式实现；
对各设备对象、资产与量测的关联，设备采用61970相关描述进行说明；资产采用61968相关描述进行说明；量测分别与物理位置（设备）、资产进行关联，以方便后续的业务描述；
4、CIM模型文件与电能量系统中的对应关系
4.1 电能量计量系统信息模型和CIM 的对应关系
公用信息模型（CIM）是电力企业应用集成的重要工具，它包括公用类、属性、关系等，其类及对象是抽象的，可以用于许多应用，它是逻辑数据结构的灵魂，可定义信息交换模型电能量计量系统应用的数据范围决定了它的数据模型可以是CIM标准的一个子集，表1 列举了数据模型和CIM 的对应关系。
4.2 系统模型中类之间的继承关系
在 CIM 模型中，基类和派生类之间存在着继承关系。在电能量计量系统中，可以遵循CIM 类之间的继承关系，利用面向对象的技术，实现模型中的类和类之间的继承关系，派生类继承基类的属性和关联，并使用DAO、HIBERNATE、实体EJB 等技术中的对象继承支持加以实现。[2]
4.3 系统模型中类之间的关联关系
在 CIM 模型中，类之间的关联关系非常多，电能量计量系统可以遵循CIM 的原则，建立系统模型中各个类之间的关联关系，为电能量计量系统的各个应用以及和其他系统的交互提供数据模型支持。
5、软件功能实现展示(以福建省调电能量系统为例)
5.1功能描述及设计思路
由南瑞科技公司编写的省地互联模型生成工具可以将EMS/CIM导出的xml文件解析并呈现在界面上，提供可选择的厂站入库和线路入库功能。通过读取EMS系统的模型定义来建立与电量计费系统的对应关系。该工具是本地运行的界面工具，通过自动读取EMS模型数来方便用户手动建立对应关系。
该工具的设计思路：电量系统作为客户端使用CORBA技术连接到EMS系统的CIM模型服务器，根据彼此之间的IDL约定获取EMS系统的CIM模型，并以树形结构将其展现出来；在电量系统侧，通过JDBC连接到电量系统数据库，读取与EMS模型相对应的数据记录，并以数据表格的方式展现。
根据CIM模型定义的逻辑关系区域与厂站是一对多的关系，厂站又分别包含电压等级、变压器。根据电压等级的分类，将开关、刀闸等设备分别填充到各自相关的厂站下的电压等级中。
使用界面展示
5.2.1启动程序界面（如图2.1）。xml文件解析后呈现在界面上供用户选择录入到电能量计量信息模型中。
6、结论
通过CIM模型导出的xml文件的解析，实现了电能量计量系统的信息模型的建立。大大提高了建设电能量计量系统的工作效率，增强了电能量计量系统的自动化功能，减少了电能量计量系统建设中的人为错误。是一个很具有实用化功能的突破。
文中所述已成熟应用于国电南瑞电能量计量系统PBS-2000J 的开发中，并取得客户的一致好评！
参考文献
[1] 闵涛，严小文，李捷，等．基于J2EE 架构的新一代电能量计量系
统[J]．电力系统自动化，2003，27 (22)：85-88．
[2] 李捷，严小文，等．基于 IEC61970 标准的电能量计量系统．
电力系统自动化，2006，1000-36732006）S2-0155-05．
[3] IEC 61970-2，EMS-PART 2 : glossary[S]．
[4] IEC 61970-401， EMS-PART 401: common interface spacification(CIS)
[5]刘崇茹，孙宏斌，等.基于CIM_XML电网模型的互操作研究
作者简介
李强(1987—)，男，工程师，从事电能量计量系统的研究工作；
论文作者:李强
论文发表刊物:《电力设备》2015年第12期供稿
论文发表时间:2016/4/28
标签：电能论文; 模型论文; 系统论文; 电网论文; 电量论文; 关系论文; 设备论文; 《电力设备》2015年第12期供稿论文;