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22 现代电力 2005年 31M模型的特征分析 个矩形来表示。 根据对EC61970标准CIM模型的深入研究， 42泛化 CIM模型具有以下特征：①CIM采用面向对象技 在映射关系之前，首先将CIM模型中的所有 术，UML描述，定义了电力工业标准对象模型， 类，分别按表名对应类名，域名对应本身属性 它提供了描述电力对象及其关系的标准。②对象间 (Native Attributes,与继承属性(Inherited Attrib 的关系包括3种：泛化、简单关联、聚合。③对象 uts)相对应)，全部一一映射成数据库表。关系通 之间的关系较复杂、层次较深。④聚合关系与简单 过外键和专门的关系表来实现。 关联的区别是增加了“整体与部分”的语义。⑤简 泛化关系是用来表达一个相对通用的类和一个 单关联关系分为3种：多对多、一对多、一对一。 相对专门的类之间的关系。相对专门的类可以继承 32现实电力系统的特征分析 相对通用的类的属性，包含更多的信息。比如子 现实电力系统的特征分析如下：①结构上是分 类Current Relay不仅包含Nat ive Attributes如(cur 层分级的拓扑结构，层次关系较为复杂：②设备种 rentLimit1,currentLimit2,currentLimit3,inverse 类虽多，但数据量较大的设备元件（比如线路，电 TimeFlag,timeDelayl,timeDelay2,timeDelay3 ) 压互感器.电流互感器，保护装置等)种类并不多. 还包括从父类ProtectionEquipment继承下来的属性 而大部分电气设备（如机组、母线等）的数据量却不 ProtectionEquipment relay DelayTime,Protec 大。 tionEquipment.highLimit,Prot ectionEquipment low- Limit,ProtectionEquipment.powerDirection Flag) 4 解决办法 Naming(所有类都会继承其属性)继承下来的属性如 CIM模型的关系较为复杂，如果完全映射成 Naming aliasName,Naming,descript ion,Naming,na 关系数据库的表将会不可避免的生成很多关系表来 me,Naming pathName)。类SynchrocheckRelay也相 表达复杂的CIM关系，使得数据库表数量增大。 同。 如果只是映射CIM的对象，而不管关系的映射， 在关系数据库里要表达这种继承关系，可在父 数据库便不能完整地遵循CIM模型，也就失去了 类的属性中添加一个属性来表明子类的类型。以保 标准的意义。根据工程经验和实验研究，影响数据 护包为例，如图2，在父类ProtectionEquipment 库性能的一个很重要的因素是数据库中的“大表” 对应的表中添加一个域Protection Equipment (即记录最多表)。这些大表的记录往往是与现实相 Type,此域下记录是其所有子类的类名。此外， 对应实体的实例：而关系表的记录是各个对象之间 为了方便，也可在子类所对应的表的表名中包含父 的关系实体，所以数据量是比较小的。数据库的管 类的名字如CurrentRelay inherited Protec 理很大程度上是对数据库的大表的管理。因此，本 tionEquipment, 以便辨认（但这不是必需的。 文的映射方法，是基于这样一条原则：关系的映射 ProtectionEquipment 尽可能采用设立外键的方法，另外在不影响数据库 性能的情况下，可以考虑建立一些必要的关系表， CurrentRelay SynchrocheckRelay 确保映射的关系型数据库完全表达CIM模型的各 y ProtectionEquipment SynchrocheckRelay CurrentRelay 种关系，以及随EC61970标准升级的可扩展性。 onqui pentTypeay ◆currentRelayID ◆currentLiaitl 41表示方法 ◆lovLimit ◆axFregl0iff ◆currentLimit2 PowerDirectionFlag ◆axYoltDfff ÷4 本文采用Rational Rose工具和UML来表达 映射过程。Rational Rose用同样的符号来表达类 图2泛化关系映射过程 和数据库的表。数据库名与类名相对，域和属性相 43聚合 对。由于CIM模型只规定了对象的属性，而没有 聚合关系是一种特殊的关联关系，聚合说明了 规定方法：数据库的表也不包含方法，所以，本文 类之间的关系是整体与部分的关系。比如类 隐去了类符号表达方法的部分。对于没有必要显示 属性的类，为了方便，本文也隐去了属性，单用一 Transformer W inding和类Heat Exchanger是Pow~ C1994-20 1China Academic Journal Electronic Publisome的两部分Pow erT ransformer不仅3 1 CIM 模型的特征分析 根据对 IEC61970 标准 CIM 模型的深入研究, CIM 模型具有以下特征: ①CIM 采用面向对象技 术, UM L 描述, 定义了电力工业标准对象模型, 它提供了描述电力对象及其关系的标准。②对象间 的关系包括 3 种: 泛化、简单关联、聚合。③对象 之间的关系较复杂、层次较深。④聚合关系与简单 关联的区别是增加了 整体与部分 的语义。⑤简 单关联关系分为 3 种: 多对多、一对多、一对一。 3 2 现实电力系统的特征分析 现实电力系统的特征分析如下: ①结构上是分 层分级的拓扑结构, 层次关系较为复杂; ②设备种 类虽多, 但数据量较大的设备元件( 比如线路, 电 压互感器, 电流互感器, 保护装置等) 种类并不多, 而大部分电气设备( 如机组、母线等) 的数据量却不 大。 4 解决办法 CIM 模型的关系较为复杂, 如果完全映射成 关系数据库的表将会不可避免的生成很多关系表来 表达复杂的 CIM 关系, 使得数据库表数量增大。 如果只是映射 CIM 的对象, 而不管关系的映射, 数据库便不能完整地遵循 CIM 模型, 也就失去了 标准的意义。根据工程经验和实验研究, 影响数据 库性能的一个很重要的因素是数据库中的 大表 ( 即记录最多表) 。这些大表的记录往往是与现实相 对应实体的实例; 而关系表的记录是各个对象之间 的关系实体, 所以数据量是比较小的。数据库的管 理很大程度上是对数据库的大表的管理。因此, 本 文的映射方法, 是基于这样一条原则: 关系的映射 尽可能采用设立外键的方法; 另外在不影响数据库 性能的情况下, 可以考虑建立一些必要的关系表, 确保映射的关系型数据库完全表达 CIM 模型的各 种关系, 以及随 IEC61970 标准升级的可扩展性。 4 1 表示方法 本文采用 Rational Ro se 工具和 U M L 来表达 映射过程。Rational Rose 用同样的符号来表达类 和数据库的表。数据库名与类名相对, 域和属性相 对。由于 CIM 模型只规定了对象的属性, 而没有 规定方法; 数据库的表也不包含方法, 所以, 本文 隐去了类符号表达方法的部分。对于没有必要显示 属性的类, 为了方便, 本文也隐去了属性, 单用一 个矩形来表示。 4 2 泛化 在映射关系之前, 首先将 CIM 模型中的所有 类, 分别按表名对应类名, 域名对应本身属性 ( Nativ e Attributes, 与继承属性( Inherited Attrib utes ) 相对应) , 全部一一映射成数据库表。关系通 过外键和专门的关系表来实现。 泛化关系是用来表达一个相对通用的类和一个 相对专门的类之间的关系。相对专门的类可以继承 相对通用的类的属性, 包含更多的信息[ 1] 。比如子 类CurrentRelay 不仅包含 Native Attributes 如( cur rentLimit1, currentLimit2, currentLimit3, inverse TimeFlag, timeDelay1, timeDelay2, timeDelay3 ) , 还包括从父类 ProtectionEquipment 继承下来的属性 如 ( ProtectionEquipment relayDelayTime, Protec tionEquipment highLimit, ProtectionEquipment low Limit, ProtectionEquipment powerDirectionFlag) 和类 Naming( 所有类都会继承其属性) 继承下来的属性如 ( NamingaliasName, Namingdescription, Namingna me, Naming pathName) 。类 SynchrocheckRelay 也相 同。 在关系数据库里要表达这种继承关系, 可在父 类的属性中添加一个属性来表明子类的类型。以保 护包为例, 如图 2, 在父类 Pro tectionEquipment 对应 的 表 中 添 加 一 个 域 Pro tectionEquipment Ty pe, 此域下记录是其所有子类的类名。此外, 为了方便, 也可在子类所对应的表的表名中包含父 类 的 名 字 如 CurrentRelay inherited Pro tec tionEquipment, 以便辨认( 但这不是必需的) 。 图 2 泛化关系映射过程 4 3 聚合 聚合关系是一种特殊的关联关系, 聚合说明了 类之间的关系是整体与部分的关系 [ 1] 。比如类 TransformerW inding 和类 HeatExchanger 是 Pow er T ransfo rmer 的两部分。Pow erT ransfo rmer 不仅 22 现 代 电 力 2005 年