第39卷第17期 电力系统保护与控制 Vol.39 No.17 2011年9月1日 Power System Protection and Control Sept.1,2011 基于IEC61970/61968电网模型构建和整合 崔巍，史永2，孙兵2 (1.华北电力大学，北京102206；2.北京市供电公司，北京100034) 摘要：为进一步适应输配电业务，IEC61970/61968标准对CIM模型做了扩展和调整。在介绍CIM概念基础上，描述了电力 系统内几种电网结构及对应的两种拓扑抽象方法，结合GIS、PWS、DMS等业务特点，就不同系统电网资源模型做了差异化分 析，指明了集成方向和数据范围，对厂站设备和输配电线路设备进行统一抽象和表达。通过数据实例说明具体的交换方式和 机制，为实现电网数据一体化提供了技术手段。 关键词：公共信息模型；IEC61970/61968标准；电网模型：互操作：DMS:GIS The construction and integration of grid model based on IEC61970/61968 CUI Wei',SHI Yong',SUN Bing" (1.North China Electric Power University,Beijing 102206,China; 2.Beijing Power Supply Company,Beijing 100034,China) Abstract:CIM model is extended and adjusted based on IEC61970/61968 standards to adapt to the transmission and distribution business.The concept of CIM is introduced,and several network structures in power system and two corresponding topology abstract methods are described.Combined with the business characteristics of GIS,PMS,and DMS,this paper makes the difference analysis of different system network resources models,points out the integration direction and data range,and makes unified abstract and expression on substation device and transmission and distribution equipment.The specific exchange mode and mechanism are illustrated by case and data,which supplies technical ways for implementing network data integration. Key words:CIM;IEC 61970/61968;grid model;interoperation;DMS;GIS 中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1674-3415(2011)17-0060-04 0 引言 用于构建电力企业业务的电网模型Common Information Model(公共信息模型)，以及Component 随着国际技术指导委员会EC组织不断更新和 Interface Specification CIS(组件接口规范)。 完善各类标准体系，EC61970/61968系列模型及标 EC61970/61968使得电力信息化的应用软件组件化 准得到相应发展。国内外都参与和完成了相关的互 和开放化，能即插即用和互联互通，降低了系统集 操作试验1-4)，如对不同领域数据建模，通过CIS接 成成本，起到了保护用户资源的作用。 口获取数据。形成了宝贵的集成经验。 CM模型对大电网结构做了相当程度的抽象， 为更好地指导我国现有电网各类业务系统建 它描述电力企业的所有主要对象，特别是与电力运 设，保持国内电力行业集成应用与国际先进技术理 行有关的对象。通过提供一种用对象类和属性及他 念同步，本文结合一些项目的应用实践，就发输变 们之间的关系来表示电力系统资源的标准方法，用 配用中的输配电业务系统的模型构建和整合应用方 于实现异构业务系统之间的集成。这种构建电网模 面做了较深入探讨。 型从物理设备层抽象到电网运行资源层，是认识论 1IEC61970/61968标准系列 的升华。关注点也从单一主网输变电的电气设备资 源，向配用电及资产方向延伸。CM不仅仅限于 国际电工委员会(International Electrical 传统生产调度的电网模型，己扩展到其他电力相关 Committee)TC57制定的IEC61970/61968系列标准， 业务描述。同时对微电网阿、分布式风电网、用户 指导主配网自动化等电力企业业务应用，定义了适 侧表达，电网电气模型都可在其范围内抽象应用。 C1994-201I China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
第 39 卷 第 17 期 电力系统保护与控制 Vol.39 No.17 2011 年 9 月 1 日 Power System Protection and Control Sept. 1, 2011 基于 IEC61970/61968 电网模型构建和整合 崔 巍 1 ，史 永 2 ，孙 兵 2 （1.华北电力大学, 北京 102206; 2.北京市供电公司,北京 100034） 摘要：为进一步适应输配电业务，IEC61970/61968 标准对 CIM 模型做了扩展和调整。在介绍 CIM 概念基础上，描述了电力 系统内几种电网结构及对应的两种拓扑抽象方法。结合 GIS、PMS、DMS 等业务特点，就不同系统电网资源模型做了差异化分 析。指明了集成方向和数据范围，对厂站设备和输配电线路设备进行统一抽象和表达。通过数据实例说明具体的交换方式和 机制，为实现电网数据一体化提供了技术手段。 关键词：公共信息模型；IEC61970/61968 标准；电网模型；互操作；DMS；GIS The construction and integration of grid model based on IEC61970/61968 CUI Wei1 ，SHI Yong2 ，SUN Bing2 （1. North China Electric Power University, Beijing 102206, China; 2. Beijing Power Supply Company, Beijing 100034, China） Abstract: CIM model is extended and adjusted based on IEC61970/61968 standards to adapt to the transmission and distribution business. The concept of CIM is introduced, and several network structures in power system and two corresponding topology abstract methods are described. Combined with the business characteristics of GIS, PMS, and DMS, this paper makes the difference analysis of different system network resources models, points out the integration direction and data range, and makes unified abstract and expression on substation device and transmission and distribution equipment. The specific exchange mode and mechanism are illustrated by case and data, which supplies technical ways for implementing network data integration. Key words: CIM; IEC 61970/61968; grid model; interoperation; DMS; GIS 中图分类号： TM76 文献标识码：A 文章编号： 1674-3415(2011)17-0060-04 0 引言 随着国际技术指导委员会 IEC 组织不断更新和 完善各类标准体系，IEC61970/61968 系列模型及标 准得到相应发展。国内外都参与和完成了相关的互 操作试验[1-4]，如对不同领域数据建模，通过 CIS 接 口获取数据。形成了宝贵的集成经验。 为更好地指导我国现有电网各类业务系统建 设，保持国内电力行业集成应用与国际先进技术理 念同步，本文结合一些项目的应用实践，就发输变 配用中的输配电业务系统的模型构建和整合应用方 面做了较深入探讨。 1 IEC61970/61968 标准系列 国际电工委员会（ International Electrical Committee）TC57制定的IEC61970/61968系列标准， 指导主配网自动化等电力企业业务应用，定义了适 用于构建电力企业业务的电网模型 Common Information Model（公共信息模型），以及 Component Interface Specification CIS （组件接口规范）。 IEC61970/61968使得电力信息化的应用软件组件化 和开放化，能即插即用和互联互通，降低了系统集 成成本，起到了保护用户资源的作用。 CIM 模型对大电网结构做了相当程度的抽象， 它描述电力企业的所有主要对象，特别是与电力运 行有关的对象。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，用 于实现异构业务系统之间的集成。这种构建电网模 型从物理设备层抽象到电网运行资源层，是认识论 的升华。关注点也从单一主网输变电的电气设备资 源，向配用电及资产方向延伸。 CIM 不仅仅限于 传统生产调度的电网模型，已扩展到其他电力相关 业务描述。同时对微电网[5]、分布式风电网、用户 侧表达，电网电气模型都可在其范围内抽象应用
崔巍，等基于EC6197061968电网模型构建和整合 -61- 对于电力其他各类信息系统的建设及融合具有指导 所示)。特点是诸多电力导电设备相连，此类型拓扑 意义。由于完整CM模型覆盖面大，建模对象间关 连接关系可以用图5来表示。 系复杂，所以将包含在CM中的对象类分成不同方 CNodd) 面的多个逻辑包，每个逻辑包代表整个电力系统模 开关1 型的某个侧面。由完整的一组包组成公共信息模型。 设备串连接 CNodel 开关2 这些集合发展成为独立标准。本文重点讨论了不同 系统间静态电网数据模型的融合统一，涉及到CM 刀间 中有关电网结构的Core包，Domain包，Topology 2圈变3 包，Wires包，WiresExt等包内容6-8。 图1设备连接图结构1 2电网资源拓扑表达 Fig.1 Connection diagram partl CNodel CM建模分为变压器模型、线路模型、连接 模型、拓扑模型、设备模型、负荷模型等。拓扑由 T1.1 T2. 端点(Terminal)和连接点(Connectivity Node)组 成。其中端点是导电设备的电气点。连接点是导电 Bus e 开关1 开关2 设备端点的无电阻连接点，通过它连接一组端点。 图2拓扑描述图结构1 模型中一个导电设备包含几个端点。端点和连接点 Fig.2 Topology diagram partl 共同建立起设备之间的电气连接关系。Connectivity Node类本身是虚拟概念，反映的是实体设备和实体 开关1白 白 8… ◇ 设备之间的连接关系。 刀闸 开关2 2W Other cquipment connected to the bus 设备通过设备端点和连接节点建立设备与设备 之间的拓扑连接关系，形成了开关节点模型。在此 图3设备连接图结构3 Fig.3 Connection diagram part 3 基础上通过聚合Connectivity Node,形成 Topological Node拓扑点，拓扑点聚合形成 Topological Island拓扑岛。一旦开关异动引起电网 >刀间 模型状态改变，拓扑岛亦随之变化。对于拓扑岛的 分析多见于调度内系统应用。拓扑连接关系图请参 地刀 ◇ 口开关 刀闸2 看EC61970,根据CM定义的拓扑模型，建立连 接点与拓扑点、拓扑点与拓扑岛之间的关联关系。 图4设备连接图结构2 为了方便进行设备连接拓扑点的检索，形成拓扑节 Fig.4 Connection diagram part 2 点后，再建立导电设备与拓扑点之间的关联。 最常见的设备连接为设备串连接。如图1所示， Tn 设备通过导线首尾相连的方式连接。导线因为无压 降和电能损耗，可根据具体场景选择是否建模。每 开关1白 Bus 个开关或刀闸设备两端均有1个Terminal,分别连 刀闸开关2 2w 接1个Connectivity Node。.如图2所示。从图2可 图5拓扑描述图结构2 看出多个图形设备通过Terminal完成CNode1到 Fig.5 Topology diagram part 2 CNode2再到CNode3或CNode.n的连接，从而构 成各类设备的串连接。在设备拓扑搜索时候一个开 多个设备通过CNode连接。CNode对Terminal 关或刀闸要继续寻找它所连接的另外一个CNode, 是ln的连接关系。对Bus、Breaker、Disconnector、 从而完成设备串连接。 GroundDisconnector建立对应Terminal,再通过 多设备连接可看成是多个设备在同一节点的连 CNode与其他设备的Terminal连接。寻找一个与Bus 接关系。典型应用是表现母线与其他设备（图3所 有拓扑连接关系的其他设备，只需找连接到同一 示)，或刀闸与断路器、地刀之间的连接关系（图4 CNode的其他Terminal,再通过Terminal即可找到 对应设备。 C1994-201I China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
崔 巍，等 基于 IEC61970/61968 电网模型构建和整合 - 61 - 对于电力其他各类信息系统的建设及融合具有指导 意义。由于完整 CIM 模型覆盖面大，建模对象间关 系复杂，所以将包含在 CIM 中的对象类分成不同方 面的多个逻辑包，每个逻辑包代表整个电力系统模 型的某个侧面。由完整的一组包组成公共信息模型。 这些集合发展成为独立标准。本文重点讨论了不同 系统间静态电网数据模型的融合统一，涉及到 CIM 中有关电网结构的 Core 包，Domain 包，Topology 包，Wires 包，WiresExt 等包内容[6-8]。 2 电网资源拓扑表达 CIM 建模分为变压器模型、线路模型、连接 模型、拓扑模型、设备模型、负荷模型等。拓扑由 端点（Terminal）和连接点（Connectivity Node）组 成。其中端点是导电设备的电气点。连接点是导电 设备端点的无电阻连接点，通过它连接一组端点。 模型中一个导电设备包含几个端点。端点和连接点 共同建立起设备之间的电气连接关系。Connectivity Node 类本身是虚拟概念，反映的是实体设备和实体 设备之间的连接关系[9]。 设备通过设备端点和连接节点建立设备与设备 之间的拓扑连接关系，形成了开关/节点模型。在此 基础上通过聚合 Connectivity Node ，形成 Topological Node 拓扑点，拓扑点聚合形成 Topological Island 拓扑岛。一旦开关异动引起电网 模型状态改变，拓扑岛亦随之变化。对于拓扑岛的 分析多见于调度内系统应用。拓扑连接关系图请参 看 IEC61970，根据 CIM 定义的拓扑模型，建立连 接点与拓扑点、拓扑点与拓扑岛之间的关联关系。 为了方便进行设备连接拓扑点的检索，形成拓扑节 点后，再建立导电设备与拓扑点之间的关联。 最常见的设备连接为设备串连接。如图１所示， 设备通过导线首尾相连的方式连接。导线因为无压 降和电能损耗，可根据具体场景选择是否建模。每 个开关或刀闸设备两端均有 1 个 Terminal，分别连 接 1 个 Connectivity Node。如图 2 所示。从图２可 看出多个图形设备通过 Terminal 完成 CNode1 到 CNode2 再到 CNode3 或 CNode.n 的连接，从而构 成各类设备的串连接。在设备拓扑搜索时候一个开 关或刀闸要继续寻找它所连接的另外一个 CNode， 从而完成设备串连接。 多设备连接可看成是多个设备在同一节点的连 接关系。典型应用是表现母线与其他设备（图 3 所 示），或刀闸与断路器、地刀之间的连接关系（图 4 所示）。特点是诸多电力导电设备相连，此类型拓扑 连接关系可以用图５来表示。 开关1 CNode0 CNode1 开关2 2圈变 刀闸 设备串连接 图1 设备连接图 结构1 Fig.1 Connection diagram part1 Bus 开关1 开关2 刀闸 2圈变 CNode0 CNode1 CNode2 T1.1 T1.2 T2.1 T2.2 图2 拓扑描述图 结构1 Fig.2 Topology diagram part1 开关1 … 刀闸 开关2 2W Other equipment connected to the bus 图3 设备连接图 结构3 Fig.3 Connection diagram part 3 刀闸1 刀闸2 地刀 开关 图4 设备连接图 结构2 Fig.4 Connection diagram part 2 T1 开关1 ConnectivityNode T2 T3 T4 … Tn 刀闸 开关2 2W Bus 图5 拓扑描述图 结构2 Fig.5 Topology diagram part 2 多个设备通过 CNode 连接。CNode 对 Terminal 是 1..n 的连接关系。对 Bus、Breaker、Disconnector、 GroundDisconnector 建立对应 Terminal ，再通过 CNode与其他设备的Terminal连接。寻找一个与Bus 有拓扑连接关系的其他设备，只需找连接到同一 CNode 的其他 Terminal，再通过 Terminal 即可找到 对应设备
.62 电力系统保护与控制 变压器建模较复杂，对于高电压等级的主变压 类系统数据颗粒度的统一是CM实例化的难点所 器需要建模到绕组和分接头，而配网侧和低压侧则 在)。同时根据需求要考虑交换的量测量等实时部 可直接建立电能用户实体，己减少模型复杂度。 分。 以上反映了设备的CM拓扑连接关系。对物理 以上模型属全电网模型的不同部分，往往电力 实体设备的CM映射和连接关系的电网模型结构 系统构建时只关注于是整个电网结构下的某个专业 抽象建模，是利用CM进行各类业务应用的基础。 和方向，各业务系统需要在电网结构认知一致性的 3 电网建模 基础下，可以依照IEC61970/61968的不同模型选择 相应范围建模。如何把握统一性和灵活性，以及不 传统生产管理中的输电、变电业务和配电业务 同层模型间衔接，同层模型不同数据集拼接，是 相对独立，互相没有建立关联和交集，许多依赖全 CM建模的重要问题。 网一体化电网模型信息的业务功能难以实现。为了 改变“信息孤岛”的形成，提出了输变配模型一体 4电网业务系统集成方向 化的设计理念，通过构建输变配全网模型，在结构 电力各业务系统存在业务诉求和系统定位差 上将输电网和配电网无缝连通。输变配模型一体 异：对设备关注和建模不同、技术实现思路和手段 化技术既能满足输电、变电、配电在管理上的相对 相异，形成较独立的电力信息描述。如何针对各类 独立性，又能使需要全网一体化支持的应用需求从 业务应用进行有效整合既表述一致，覆盖全面，又 根本上得以满足。 防止过度集成，流程复杂化，是系统设计和集成所 在输配电一体化范围下，主要存在以下几个层 必须衡量的。 面的建模需求： 利用CM模型作为外模型进行业务系统间数 对主网输电设备的设备建模。高电压等级的主 据传递是国内外主流的集成方式。按照国网总体建 网设备和节点数量少，抽象程度高，结构简单，建 设思路，在一体化框架之内，分不同层面和专业， 模容易。遵循EC61970的301部分的建模方式即 对大量异构的业务数据进行梳理整合、有效集成。 可完整表达主网设备结构模型。主系统图是输变电 这种系统间耦合利用CM公共信息模型对各自领 网结构的图形化展现。在EMS和GIS中多有需求。 域内电网模型进行映射，统一进行数据表达和共享， 对主配网站室内的一次设备建模。此部分电力 提高系统间数据交互和信息共享能力。CM模型涵 设备模型元素种类繁多，涵盖高中低多个电压等级， 盖面广，但对国内电网业务支持深度有限，有必要 实体设备多样，连接关系复杂，需结合EC61970 做必需的扩展和一定的裁剪。对各业务系统也应根 和EC61968参照电力设备系统图建模10。总体来 据其业务特点和应用，选择性地进行确定交换方式 说，站室内设备主要包括进出线端，母线，变压器， 和交换范围。 断路器，隔离开关，负荷开关，设备拓扑连接线等。 按各业务系统的数据性质，可对集成需求作多 统一对设备粒度的描述和管理方式是处理的难点。 样性划分。对非实时性的图模需求，一般是按某种 如对变压器是作为单一设备建模，还是建模到高低 逻辑范围，如电气图方式进行电网模型数据的批量 压侧绕组和分接开关抽头需要结合业务综合考虑。 传输，电气图的展现方式结构直观，接线具体，反 对配网站外设备的建模：站外设备多以线路方 映某种逻辑范围内或管理单元内的局部电网结构。 式管理。线路是一个逻辑的，地理区域的电力设备 传输的数据粒度适中，又自成逻辑体系，即可单独 集合，与站房关系也是多样性的。不同系统对电网 根据业务做各类应用，又可通过拼合形成某区域电 模型的需求、构建及实现不同，对站外线路设备建 网模型。而关键在于不同范围电网结构之间的边界 模尤为明显。如EMS只用方式图进行基本图形展 处理。如站室内设备数据与电网站外出线数据的连 示山，或对较低电压等级线路基本不展现。而DAS 接边界，站外不同区域的电网数据连接边界（如联 系统则将站外线路设备作为馈线的设备单元，表现 络开关)等。无论对于输出端系统还是接受端系统， 配网线路的拓扑关系，需描述线路的开断设备和变 都需要详加考虑。此种方式多用于满足实时性不强， 压装置，而对杆塔等拓扑无关的资产设备不予关注： 变化不多的交换需求，如GIS,DAS,PMS间的数 GS系统描述的站外设备粒度更细致，在表达各类 据集成。此类集成多属于松耦合关系。 电气设备拓扑关系和连接关系的同时，反映空间位 对实时性强，需要反映量测、状态等信息的电 置信息。由于业务需求不同，导致系统对此部分设 气模型需求，以上则不能满足其时间要求，需采用 备的描述不同。站外设备与站室的关系处理以及各 更高效的紧耦合方式进行集成。此种方式建立在而 C1994-201I China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
- 62 - 电力系统保护与控制 变压器建模较复杂，对于高电压等级的主变压 器需要建模到绕组和分接头，而配网侧和低压侧则 可直接建立电能用户实体，已减少模型复杂度。 以上反映了设备的 CIM 拓扑连接关系。对物理 实体设备的 CIM 映射和连接关系的电网模型结构 抽象建模，是利用 CIM 进行各类业务应用的基础。 3 电网建模 传统生产管理中的输电、变电业务和配电业务 相对独立，互相没有建立关联和交集，许多依赖全 网一体化电网模型信息的业务功能难以实现。为了 改变“信息孤岛”的形成，提出了输变配模型一体 化的设计理念，通过构建输变配全网模型，在结构 上将输电网和配电网无缝连通[9]。输变配模型一体 化技术既能满足输电、变电、配电在管理上的相对 独立性，又能使需要全网一体化支持的应用需求从 根本上得以满足。 在输配电一体化范围下，主要存在以下几个层 面的建模需求： 对主网输电设备的设备建模。高电压等级的主 网设备和节点数量少，抽象程度高，结构简单，建 模容易。遵循 IEC61970 的 301 部分的建模方式即 可完整表达主网设备结构模型。主系统图是输变电 网结构的图形化展现。在 EMS 和 GIS 中多有需求。 对主配网站室内的一次设备建模。此部分电力 设备模型元素种类繁多，涵盖高中低多个电压等级， 实体设备多样，连接关系复杂，需结合 IEC61970 和 IEC61968 参照电力设备系统图建模[10]。总体来 说，站室内设备主要包括进出线端，母线，变压器， 断路器，隔离开关，负荷开关，设备拓扑连接线等。 统一对设备粒度的描述和管理方式是处理的难点。 如对变压器是作为单一设备建模，还是建模到高低 压侧绕组和分接开关/抽头需要结合业务综合考虑。 对配网站外设备的建模：站外设备多以线路方 式管理。线路是一个逻辑的，地理区域的电力设备 集合，与站房关系也是多样性的。不同系统对电网 模型的需求、构建及实现不同，对站外线路设备建 模尤为明显。如 EMS 只用方式图进行基本图形展 示[11]，或对较低电压等级线路基本不展现。而 DAS 系统则将站外线路设备作为馈线的设备单元，表现 配网线路的拓扑关系，需描述线路的开断设备和变 压装置，而对杆塔等拓扑无关的资产设备不予关注； GIS 系统描述的站外设备粒度更细致，在表达各类 电气设备拓扑关系和连接关系的同时，反映空间位 置信息。由于业务需求不同，导致系统对此部分设 备的描述不同。站外设备与站室的关系处理以及各 类系统数据颗粒度的统一是 CIM 实例化的难点所 在[12]。同时根据需求要考虑交换的量测量等实时部 分。 以上模型属全电网模型的不同部分，往往电力 系统构建时只关注于是整个电网结构下的某个专业 和方向，各业务系统需要在电网结构认知一致性的 基础下，可以依照 IEC61970/61968 的不同模型选择 相应范围建模。如何把握统一性和灵活性，以及不 同层模型间衔接，同层模型不同数据集拼接，是 CIM 建模的重要问题。 4 电网业务系统集成方向 电力各业务系统存在业务诉求和系统定位差 异：对设备关注和建模不同、技术实现思路和手段 相异，形成较独立的电力信息描述。如何针对各类 业务应用进行有效整合既表述一致，覆盖全面，又 防止过度集成，流程复杂化，是系统设计和集成所 必须衡量的。 利用 CIM 模型作为外模型进行业务系统间数 据传递是国内外主流的集成方式。按照国网总体建 设思路，在一体化框架之内，分不同层面和专业， 对大量异构的业务数据进行梳理整合、有效集成。 这种系统间耦合利用 CIM 公共信息模型对各自领 域内电网模型进行映射，统一进行数据表达和共享， 提高系统间数据交互和信息共享能力。CIM 模型涵 盖面广，但对国内电网业务支持深度有限，有必要 做必需的扩展和一定的裁剪。对各业务系统也应根 据其业务特点和应用，选择性地进行确定交换方式 和交换范围。 按各业务系统的数据性质，可对集成需求作多 样性划分。对非实时性的图模需求，一般是按某种 逻辑范围，如电气图方式进行电网模型数据的批量 传输，电气图的展现方式结构直观，接线具体，反 映某种逻辑范围内或管理单元内的局部电网结构。 传输的数据粒度适中，又自成逻辑体系，即可单独 根据业务做各类应用，又可通过拼合形成某区域电 网模型。而关键在于不同范围电网结构之间的边界 处理。如站室内设备数据与电网站外出线数据的连 接边界，站外不同区域的电网数据连接边界（如联 络开关）等。无论对于输出端系统还是接受端系统， 都需要详加考虑。此种方式多用于满足实时性不强， 变化不多的交换需求，如 GIS，DAS，PMS 间的数 据集成。此类集成多属于松耦合关系。 对实时性强，需要反映量测、状态等信息的电 气模型需求，以上则不能满足其时间要求，需采用 更高效的紧耦合方式进行集成。此种方式建立在而
崔巍，等基于EC6197061968电网模型构建和整合 -63- 非某区域全电网存量数据表达一致的基础上，针对 [5]丁银，丁明，毕锐，等.微电网系统CIM/XML模型研 异动数据进行交换，粒度更细，数据量小，所需时 究.电力系统保护与控制，2010,38(9)：37-41. 间间隔极短，应用CIS通过消息机制可完成数据交 DING Yin,DING Ming.BI Rui,et al.Research on 换。这种方式对集成两侧系统的模型统一度描述有 CIM/XML model for microgrid system[J.Power System Protection and Control.2010.38(9):37-41 较高要求，技术实现也较为复杂，存在此数据需求 [6]DL1080.13电力企业应用集成配电管理系统接口第 的多为调度内不同层系统间的数据交互（存在不对 13部分[S].配电CIM RDF模型交换格式 称部署系统集成)。 [7] System interfaces for ddistribution management-part 11: common information model (CIM)extensions for 5场景实例 distribution[S]. 选择经典的GIS-DAS系统集成的图模数据交 [8] 辛耀中.新世纪电网调度自动化技术发展趋势几.电 换为样例进行说明。GS可根据电网基础地理图的 网技术，2001,25(12)少：1-10. XIN Yao-zhong.Development trend of power system 电网结构和设备信息（生成电网模型描述单线图， dispatching automation technique in 21st ccentury[J]. 站内接线图，网络系统图)。 Power System Techology,2001,25(12):1-10. GS系统将数据模型以线路馈线图和一次接线 [9] 许凯宁，程新功，刘新峰，等.基于CM设计的电力 图为单位，生成CM/SVG数据11。用CM对其电 系统状态估计).电力系统保护与控制，2009,37 气连接关系，拓扑关系进行描述，用SVG表达图形 (24):123-128. 连接关系。数据传递存在多种形式。一般可采用传 XU Kai-ning,CHENG Xin-gong,LIU Xin-feng,et al, CHONG Yan-shi.Model design of electric system state 统xml文件方式：一种则采用EC61968消息格式， estimation based on CIM[J].Power System Protection 通过总线予以广播，外部系统（配电自动化系统） and Control,.2009,37(24):123-128. 收到消息后，将变动后电网结构通过总线，越过反 [10]刑佳磊，杨洪耕，陈文波，等.智能电网框架下的开 向隔离装置，由配电自动化系统接收和解析，转化 放式电网模型管理系统[).电力系统保护与控制， 为其自有空间信息数据，支持各类上层应用。 2010,38(21):227-232. 其集成的关键点在于GIS和DAS系统图模表 XIN Jia-lei,YANG Hong-geng,CHEN Wen-bo,et al. 达是否一致。需要双方作细致约定。对拓扑的描述 Open power network model management system under 和表达完成后，可适时扩展到诸如模型审核，停电 smart grid infrastructure[J].Power System Protection and Control,,2010,38(21)227-232. 管理，设备异动等应用集成。 [11]钟聪.IEC61970及EC61968在电力企业管理信息系统 以上讨论了不同业务不同层面的建模特点，并 中的应用[J.启明星辰，2008,6(2) 结合实例予以说明。对电网业务系统集成的考虑， [12]翁芳芳，林俐，杨以涵.CIM模型与关系模型的一种映 需结合CM对不同层面电网模型结构的抽取，按不 射方法的探讨仞.现代电力，2005,22(4)：21-24 同场景不同需求，选择合适的方式和粒度，对设备 WENG Fang-fang,LIN Li,YANG Yi-han.Discussion of 进行建模，以及选择合适方式传输数据。通过对各 a way of mapping CIM model and relational model[J]. Modern Electric Power,2005,22(4):21-24. 大系统的紧密耦合，建立应用系统接口和模型的标 [13]潘毅，周京阳，吴杏平，等.基于电力系统公共信息模 准化，共享数据资源，保护用电客户投资，对电力 型的互操作试验).电网技术，2003,27(10：31-35. 行业的系统建造意义深远。 PAN Yi,ZHOU Jing-yang,WU Xing-ping,et al. 参考文献 Interoperability test based on vommon information model[J].Power System Technology,2003,27(10): [1]IEC 61970:energy management system spplication 31-35 program interface (EMS-API)-part 301:common information model(CIM)[S]. 收稿日期：2010-09-06： 修回日期：2011-06-27 [2]IEC 61970:energy management system application 作者简介： program interface (EMS-API)-part 452:EMSAPI-part 崔巍(1981-)，男，硕士研究生，研究方向为配电自 452:CIM model exchange specification[S]. 动化，配电GIS;E-mail:vincenter.cui@gmail..com [3]IEC 61970:energy management system application 史永(1976-)，男，硕士研究生，工程师，主要从事 program iInterface(EMS-API)-part EMSAPI-part 453: 调度自动化，配电自动化及配电网运行管理工作； CIM based graphics exchange[S]. [4] DLT1080.2-2007IEC61968-2:2003电力企业应用 孙兵（1972-)，男，高级工程师，主要从事配电自动 集成配电管理的系统接口第2部分：术语S]. 化及电网生产运行管理工作。 C1994-201I China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
崔 巍，等 基于 IEC61970/61968 电网模型构建和整合 - 63 - 非某区域全电网存量数据表达一致的基础上，针对 异动数据进行交换，粒度更细，数据量小，所需时 间间隔极短，应用 CIS 通过消息机制可完成数据交 换。这种方式对集成两侧系统的模型统一度描述有 较高要求，技术实现也较为复杂，存在此数据需求 的多为调度内不同层系统间的数据交互（存在不对 称部署系统集成）。 5 场景实例 选择经典的 GIS-DAS 系统集成的图模数据交 换为样例进行说明。GIS 可根据电网基础地理图的 电网结构和设备信息（生成电网模型描述单线图， 站内接线图，网络系统图）。 GIS 系统将数据模型以线路馈线图和一次接线 图为单位，生成 CIM/SVG 数据[13]。用 CIM 对其电 气连接关系，拓扑关系进行描述，用 SVG 表达图形 连接关系。数据传递存在多种形式。一般可采用传 统 xml 文件方式；一种则采用 IEC61968 消息格式， 通过总线予以广播，外部系统（配电自动化系统） 收到消息后，将变动后电网结构通过总线，越过反 向隔离装置，由配电自动化系统接收和解析，转化 为其自有空间信息数据，支持各类上层应用。 其集成的关键点在于 GIS 和 DAS 系统图模表 达是否一致。需要双方作细致约定。对拓扑的描述 和表达完成后，可适时扩展到诸如模型审核，停电 管理，设备异动等应用集成。 以上讨论了不同业务不同层面的建模特点，并 结合实例予以说明。对电网业务系统集成的考虑， 需结合 CIM 对不同层面电网模型结构的抽取，按不 同场景不同需求，选择合适的方式和粒度，对设备 进行建模，以及选择合适方式传输数据。通过对各 大系统的紧密耦合，建立应用系统接口和模型的标 准化，共享数据资源，保护用电客户投资，对电力 行业的系统建造意义深远。 参考文献 [1] IEC 61970 ： energy management system spplication program interface (EMS-API)-part 301: common information model(CIM)[S]. [2] IEC 61970: energy management system application program interface (EMS-API)-part 452: EMSAPI – part 452: CIM model exchange specification[S]. [3] IEC 61970: energy management system application program iInterface (EMS-API)-part EMSAPI –part 453: CIM based graphics exchange[S]. [4] DL/T 1080.2 - 2007/IEC 61968-2:2003 电力企业应用 集成配电管理的系统接口 第 2 部分:术语[S]. [5] 丁银, 丁明, 毕锐, 等. 微电网系统 CIM/XML 模型研 究[J]. 电力系统保护与控制, 2010 ,38(9): 37-41. DING Yin, DING Ming, BI Rui, et al. Research on CIM/XML model for microgrid system[J]. Power System Protection and Control, 2010, 38(9):37-41. [6] DL 1080.13 电力企业应用集成配电管理系统接口第 13 部分[S]. 配电 CIM RDF 模型交换格式. [7] System interfaces for ddistribution management –part 11: common information model (CIM) extensions for distribution[S]. [8] 辛耀中. 新世纪电网调度自动化技术发展趋势[J]. 电 网技术，2001, 25(12): 1-10. XIN Yao-zhong. Development trend of power system dispatching automation technique in 21st ccentury[J]. Power System Techology, 2001, 25(12): 1-10. [9] 许凯宁，程新功，刘新峰，等. 基于 CIM 设计的电力 系统状态估计[J]. 电力系统保护与控制, 2009, 37 （24）：123-128. XU Kai-ning, CHENG Xin-gong, LIU Xin-feng, et al, CHONG Yan-shi. Model design of electric system state estimation based on CIM[J]. Power System Protection and Control, 2009, 37(24): 123-128. [10] 刑佳磊, 杨洪耕, 陈文波, 等. 智能电网框架下的开 放式电网模型管理系统[J]. 电力系统保护与控制, 2010, 38（21）：227-232. XIN Jia-lei, YANG Hong-geng, CHEN Wen-bo, et al. Open power network model management system under smart grid infrastructure[J]. Power System Protection and Control, 2010, 38(21): 227-232. [11] 钟聪. IEC61970及IEC61968在电力企业管理信息系统 中的应用[J]. 启明星辰, 2008, 6(2). [12] 翁芳芳, 林俐, 杨以涵. CIM 模型与关系模型的一种映 射方法的探讨[J]. 现代电力, 2005, 22(4): 21-24. WENG Fang-fang, LIN Li, YANG Yi-han. Discussion of a way of mapping CIM model and relational model[J]. Modern Electric Power, 2005, 22(4): 21-24. [13] 潘毅，周京阳，吴杏平, 等. 基于电力系统公共信息模 型的互操作试验[J]. 电网技术，2003, 27(10): 31-35. PAN Yi, ZHOU Jing-yang, WU Xing-ping, et al. Interoperability test based on vommon information model[J]. Power System Technology, 2003, 27(10): 31-35. 收稿日期：2010-09-06； 修回日期：2011-06-27 作者简介： 崔 巍（1981-），男，硕士研究生，研究方向为配电自 动化，配电 GIS；E-mail：vincenter.cui@gmail.com 史 永（1976-），男，硕士研究生，工程师，主要从事 调度自动化，配电自动化及配电网运行管理工作； 孙 兵（1972-），男，高级工程师，主要从事配电自动 化及电网生产运行管理工作