第4期 翁芳芳等：CM模型与关系模型的一种映射方法的探讨时 21 围己不仅限于控制中心，扩展了发电、输电、配电 程、规划、管理、运行和财务等应用的开发和集 部分。 成。为方便起见，CIM被划分为13个类包，290 在标准草案出台后的几年里，各国电力工作 多个类。包括：域包、核心包、电线包、测量包、 者都对此作了大量深入的研究：①完成了基于 拓扑包、负荷包、储运损耗包、保护包、发电包、 CIM(Common Information Model,公共信息模 财政包、预测包和能量安排包、SCADA包等。各个 型)/XML(EXtensible Markup Language)的数据 EMS应用内部可以有各自的信息描述，但只要在应 导入导出的实验验证：美国分别于2000年12 用程序（或构件）接口语义级上基于CM,不同厂商 月、2001年5月和2002年6月进行的三次互操 开发的应用程序或不同系统的应用程序就可以以同 作实验（参加的单位有ABB、SIM MENS、ES 样的方式访问公共数据，实现应用间的相互操作， CA、GE、Harris),验证了CIM模型的正确性 提高应用程序之间的兼容性及系统本身的开放性。 和可用性：为了跟上国际对CIM的研究步伐， CIM模型定义了3种关系：泛化(Generaliza 从2002年1月开始，国家电力调度通信中心进 tion)、简单关联(Association)和聚合(Aggrega 行了两次互操作实验（参加单位有中国电力科学 tion)。用UML表示的类和关系如图1。 研究院、南京电力自动化研究院、东方电子、 PowerTransformer 清华大学、山东大学)，实验的成功再次证明了 PowerSystemResaurce CIM的正确性，以及国内对CM理解的正确性。 Generalization TapChanger +TapChangers 0...1 ②提出了基于EC61970的新一代调度自动化系 RegulationSc hedule 统的框架构想。 0.,.n +RegulationSchedule 但是，大家都不可避免地要面临的棘手的问题 Association 是：CIM模型的面向对象性和目前全世界流行的 Toplogicallslend ToplogicalNode Aggregation 关系型数据库怎么结合，才能真正实现CIM模型 图1CM模型三种关系 的通用性和可扩展性，而又能使数据的存取效率满 足电力生产的要求句。 本文将根据电力系统的实际特点，结合兰州电 2 问题的焦点 网的实际情况，采用UML(U nified Model Lam CIM采用了面向对象技术来抽象电力系统的 guage,统一建模语言)的描述方法，提出基于 现实世界。通过提供一种对象类和属性及他们之间 IEC61970标准的CIM模型与关系型数据库的一种 的关系来表示电力资源的标准。面向对象技术的优 映射方法。 点是能更直观、更准确地表现现实世界；更符合软 EC61970MCM简介 件开发的规律，缩短开发时间和减少开发费用：大 大提高了软件的可重用性、可维护性和可扩充性。 EC61970分为5个部分：第1部分：导则和 然而，目前面向对象的数据库发展还不成熟，而使 一般要求：第2部分：术语表：3xx系列：公共信 用最广泛、技术最成熟的数据库管理系统大都是关 息模型CIM:4xx系列：组件接口规范CIS,级别 系型的。因此，如何将CIM模型与关系型数据库 1;5xx系列：组件接口规范CIS,级别2。其中 更好地结合起来，是实现电力软件标准化工作的首 CM经过近十年的制定，现在相对比较成熟，第 要问题。 10版己经发布。CIS正在制订中，形成了部分草 案，除了用XML承载CIM数据的标准(Part50I) 3分析问题 己经到了可以应用的程度外，CIS的其它部分还很 在进行CIM模型与关系型数据库的结合，即 不成熟，是下一步标准化的重点。 实现CIM到关系型数据库的映射时，应考虑两个 CIM是IEC61970的核心部分，它提供了EMS 方面的问题：一方面是面向对象模型与关系型数据 信息的一个综合逻辑视图：定义了电力工业主要对 库系统的矛盾；另一方面，现实的电力系统具体情 象的公共类、属性及对象间的关系，用于电力工 9ò1China cadmic oul Electron Publis祝捣必然会影响间题的解决方案ttp://www..cnki.net围已不仅限于控制中心, 扩展了发电、输电、配电 部分[ 2] 。 在标准草案出台后的几年里, 各国电力工作 者都对此作了大量深入的研究: ①完成了基于 CIM ( Common Informatio n M o del, 公 共 信 息模 型) / XM L( EXtensible M arkup Lang uage) 的数据 导入导出的实验验证: 美国分别于 2000 年 12 月、2001 年 5 月和 2002 年 6 月进行的三次互操 作实验( 参加的 单位有 A BB、SIM M ENS、ES
CA 、GE、Harris) , 验证了 CIM 模型的正确性 和可用性; 为了跟上国际对 CIM 的 研究步伐, 从 2002 年 1 月开始, 国家电力调度通信中心进 行了两次互操作实验( 参加单位有中国电力科学 研究院、南京电力自 动化研究院、东方电 子、 清华大学、山东大学) , 实验的成功再次证明了 CIM 的正确性, 以及国内对 CIM 理解的正确性。 ②提出了基于 IEC61970 的新一代调度自动化系 统的框架构想。 但是, 大家都不可避免地要面临的棘手的问题 是: CIM 模型的面向对象性和目前全世界流行的 关系型数据库怎么结合, 才能真正实现 CIM 模型 的通用性和可扩展性, 而又能使数据的存取效率满 足电力生产的要求[ 3~ 6] 。 本文将根据电力系统的实际特点, 结合兰州电 网的实际情况, 采用 UM L ( U nified M odel Lan
g uag e, 统一建模语言) 的 描述方法, 提 出基于 IEC61970 标准的 CIM 模型与关系型数据库的一种 映射方法。 1 IEC61970/ CIM 简介 IEC61970 分为 5 个部分: 第 1 部分: 导则和 一般要求; 第 2 部分: 术语表; 3x x 系列: 公共信 息模型 CIM ; 4xx 系列: 组件接口规范 CIS, 级别 1; 5xx 系列: 组件接口规范 CIS, 级别 2。其中 CIM 经过近十年的制定, 现在相对比较成熟, 第 10 版已经发布。CIS 正在制订中, 形成了部分草 案, 除了用 XM L 承载 CIM 数据的标准( Part 501) 已经到了可以应用的程度外, CIS 的其它部分还很 不成熟, 是下一步标准化的重点。 CIM 是 IEC61970 的核心部分, 它提供了EM S 信息的一个综合逻辑视图; 定义了电力工业主要对 象的公共类、属性及对象间的关系, 用于电力工 程、规划、管理、运行和财务等应用的开发和集 成。为方便起见, CIM 被划分为 13 个类包, 290 多个类。包括: 域包、核心包、电线包、测量包、 拓扑包、负荷包、储运损耗包、保护包、发电包、 财政包、预测包和能量安排包、SCADA 包等。各个 EMS 应用内部可以有各自的信息描述, 但只要在应 用程序( 或构件) 接口语义级上基于 CIM, 不同厂商 开发的应用程序或不同系统的应用程序就可以以同 样的方式访问公共数据, 实现应用间的相互操作, 提高应用程序之间的兼容性及系统本身的开放性。 CIM 模型定义了 3 种关系: 泛化( Generaliza
tion) 、简单关联 ( Association) 和聚合 ( A ggr eg a
tion) [ 6] 。用 UM L 表示的类和关系如图 1。 图 1 CIM 模型三种关系 2 问题的焦点 CIM 采用了面向对象技术来抽象电力系统的 现实世界。通过提供一种对象类和属性及他们之间 的关系来表示电力资源的标准。面向对象技术的优 点是能更直观、更准确地表现现实世界; 更符合软 件开发的规律, 缩短开发时间和减少开发费用; 大 大提高了软件的可重用性、可维护性和可扩充性。 然而, 目前面向对象的数据库发展还不成熟, 而使 用最广泛、技术最成熟的数据库管理系统大都是关 系型的。因此, 如何将 CIM 模型与关系型数据库 更好地结合起来, 是实现电力软件标准化工作的首 要问题。 3 分析问题 在进行 CIM 模型与关系型数据库的结合, 即 实现 CIM 到关系型数据库的映射时, 应考虑两个 方面的问题: 一方面是面向对象模型与关系型数据 库系统的矛盾; 另一方面, 现实的电力系统具体情 况也必然会影响问题的解决方案。 第 4 期 翁芳芳等: CIM 模型与关系模型的一种映射方法的探讨 21