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1、四川大学 硕士学位论文 电力系统CIM模型描述及数据交换实现的研究 姓名：王民昆 申请学位级别：硕士 专业：电气工程 指导教师：刘俊勇;田立峰 20040501 V 6 5 4 6 0 4 电力系统E I M 模型描述及数据交换实现的研究 电气工程 研究生王民昆指导老师刘俊勇教授、团立峰高工 随着电力系统向者高电压、大电网、高度自动化发展，随着电力工业市场 化的推进，对企业级和行业级信息共享和应用集成的需求也越来越迫切。各类 自动化系统应用不断涌现，其数据交换需求覆盖了不同的层次，都要求方便、 灵活地实现信息共享和应用集成。 通常情况下，各个应用系统由不同的丌发商提供，所使用的数据模型、应 用
2、接口、开发平台于差万别，每个应用需要针对其他应用开发专门的接口以实 现信息共享。这样做的成本很高，不能灵活地实现各个应用白J 的互操作，不能 充分有效地保护在各个应用中已有的投资。 针对这一问题，从美国电力科学研究院的“控制中心应用接口”( C C A P I ， E M S A P I ) 项目开始通过整个工业界的协作和努力，t E C 发布了I E C6 1 9 7 0 协议族，其核心目标是通过建立公用信息模型( C I M ) 和体系结构，实现开放 的电力控制中心系统，达到即插即用的电力企业应用集成。 C I M 模型是一种描述电力系统所有对象逻辑结构和关系的信息模型，它为 各个应用提供
3、了与平台无关的统一的电力系统逻辑描述，尤其是在E M S 系统领 域。I E c6 1 9 7 0 协议同时定义了与公共信息模型的适应的公用体系结构，即基 于组件软件的解决方案及其实现方式，包括组件接口规范( C I S ) 和信息交换模 型( I E M ) 。E M S A P 直接采用软件行业主流的组件执行系统作为集成基础设施， 并采用通用的可扩展标记语言( X M L ) 作为其数据对象编码和传输格式。 本文从C I M 模型入手，系统介绍了E M s A P I 项目的发展历程，介绍了J a v a 可扩展标记语言( X M L ) 资源描述框架( R D F ) ，通用建模语言(
4、U M L ) 等相 关计算机技术的发展详细研究了电力系统c I M 模型的概念、结构、特点，剖 析了I E C6 1 9 7 0 协议族的关系，以此为基础提出了基于I E C6 1 9 7 0 标准，采用 C I M X M L 格式的电力系统模型数据交换实现方案。本文给出了一个实例，完成 了基于C I M 模型X M L 格式的潮流计算程序的接口实现，阐述了c I M 模型数据 交换的具体实现步骤。本文还提出了I E C6 1 9 7 0 协议在电力系统具体应用的实 现构想，展望了其广阔的应用前景。 关键词：电力系统模型；公共信息模型：数据交换：可扩展标记语言 j 隧体苍。墨繇嚣意 ”欲信
5、文公诱 T h eR e s e a r c ho fP o w e rS y s t e mD e s c r i p t i o ni nC o m m o n I n f o r m a t i o nM o d e la n dD a t aE x c h a n g eI m p l e m e n t a t i o n M a j o r ：E l e c t r i cP o w e rS y s t e ma n dA u t o m a t i o n G r a d u a t e ：W a n gM i n k u n A d v i s o r ：P r o f e
6、s s o r L i uJ u n y o n g S e n i o rE n g i n e e rT i a nL i f e n g w h 钉et h ep o w e rs y s t e mJ sd e v e l o p i n gt ob i g hv o l t a g e ，g r e a t 鲥d ，h i g h l y a u t o m a t i z e d ，w h i l et h ep o w e rs y s t e md e r e g u l a t i o n ，t h en e e do ne n t e r p r i s e i n f o
7、 r m a t i o ns h a r i n ga n d a p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o ni sm o r eu r g e n t M a n ya u t o m a t i o n s y s t e ma r ea p p l i e dh ap o w e rs y s t e m ，t h ed a t ae x c h a n g en e e dv a r i e so nd i f i e r e n t l e v e l s I nc o m m o n s i t u a t i o n ，a p p l i
8、c a t i o ns y s t e ma l es u p p l i e db yd i f i e r e n tv e n d e r s T h e v h a v ed i f f e r e n td a t am o d e l ，a p p l i c a t i o np r o g r a m m i n gi n t e r f a c e ，d e v e l o p i n g p l a t f o r m e t c ，E a c ha p p l i c a t i o nn e e dt od e v e l o ps p e c i a li n t
9、e r f a c i n gp r o g r a mt or e a l i z e d a t ae x c h a n g ew i t ho t h e rs y s t e m T h i se f f o r tr e s u l ti f lh i g hc o s t , c a n tr e a c h i n t e r - o p e r a t i t yb e t w e e na p p l i c a t i o n s ，c a n tp r e s e r v ei n v e s t m e n to ne x i s t i n gs y s t e m
10、 F r o mt h e C o n t r o lC e n t e rA p p l i c a t i o nP r o g r a mI n t e r f a c e ( C C A P I f E M S A P I 、 p r o j e c ti n i t i a t e db yE l e c t r i cP o w e rR e s e a r c hI n s t i m t e t h r o u g ht h ee f f o r ta n d c o o p e r a t i o no f w h o l ei n d u s t r y ，t h eI E
11、 Cp u b l i s h e dI E C6 9 7 0s e r i e ss t a n d a r d s 1 1 1 e c o r eo b j e c t i v ei sb u i l d i n go p e nc o n t r o lc e n t e ra p p l i c a t i o ne n v i r o n m e n ta n d i m p l e m e n t i n gt h e p l u g - a n d p l a y u t i l i t ya p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o nt h
12、 r o u g hc o m m o n i n f o r m a t i o nm o d e l ( C I M ) a n dc o m m o na r c h i t e c t u r e T h eC I Mi sai n f o r m a t i o nm o d e lw h i c hd e s c r i b et h el o g i c a la r c h i t e c t u r ea n d r e l a t i o n s h i Po r a l lo b j e c t si np o w e rs y s t e m I tp r o v i
13、d eal o g i c a l c o n s i s t e n td e s c d 【p t i o n o f p o w e rs y s t e mi n d e p e n d e n tw i t hp l a t f o r mf o r e a c ha p p l i c a t i o n e s p e c i a l l yi n E n e r g yM a n a g e m e n tS y s t e ma r e a I E C6 19 7 0s t a n d a r da l s op r o v i d ec o m m o n a p p l
14、i c a t i o na r c h i t e c t u r ec o r r e s p o n d i n gt oc o m m o ni n f o r m a t i o nm o d e l t h es o l u t i o n a n di m p l e m e n t a t i o nb a s e do nc o m p o n e n ts o f t w a r e ，i n c l u d i n gC o m p o n e n tI n t e r f a c e S t a n d a r d ( c i s ) a n dI n f o r m
15、a t i o nE x c h a n g eM o d e l ( I E M lT h eE M S A P Ia d o p tt h e c o m p o n e n te x e c u t i o ns y s t e mw h i c hi sm a i n s t r e a mt e c h r t o l o g yi ns o f t w a r ei n d U S t r ya S i n t e g r a t i o nf o u n d a t i o n ，u s i n gc o m m o ne X t e n s i b l eM a r k u p
16、L a n g u a g e ( X M L 、a s f o r m a to f d a t ao b j e c tc o d i n ga n dt r a n s m i s s i o n ， T h i sp a p e rs t a r tf r o mC I Mm o d e l i n t r o d u c i n gt h eh i s t o r yo f E M S A P Ip r o j e c t a n dt h ep r o g r e s so fr e l a t e ds o f t w a r et e c h n o l o g ys u c ha sJ a v a X M L R D F U M L s t u d y i n gt h ec o n c e p t a r c h i t e c t u r e c h a r a c t e r i s t i co f p o w e rs y s t e mC t M a n
