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文档简介

1、IEC 61970系列规范培训资料IEC 61970系列规范引见国电南瑞科技股份 曹阳 caoynaritech.目录1、IEC 61970规范概述2、CIM引见3、CIS引见4、SVG引见5、相关技术简介6、基于IEC 61970规范的互操作实验7、IEC 61970对EMS系统的深远影响8、数据整合和公共信息平台.1、IEC 61970规范概述1.1 IEC 61970规范是什么?1.2 关于IEC TC57 WG131.3 为什么需求IEC 61970?1.4 61970的文档构造1.5 61970目前的进展情况1.6 61970参考模型.1.1 IEC 61970规范是什么?IEC 6

2、1970是由IEC TC57 WG13担任制定的用于定义能量管理系统EMS运用程序接口API的系列规范,又称为EMSAPI规范本规范基于EPRI控制中心API (CCAPI)研讨工程RP-3654-1)的任务扩展而成。该工程的主要目的是: 减少向EMS中添加新运用所需求的费用和时间; 维护对EMS中正在有效任务的现有运用的投资。 .1.2 关于IEC TC57 WG13IEC是The International Electrotechnical Commission国际电工委员会的简称。IEC是一个全球性的规范化组织,由各国电工委员会IEC国家委员会组成。IEC的目的是就电工与电子领域内有关的

3、各种规范化问题促成国际间的协作。为此,IEC发布国际规范,技术规范,技术报告和导那么等出版物 TC57是IEC的一个技术委员会,担任电力系统控制及其通讯的相关规范的制定WG13是TC57的一个任务组,担任制定与EMS专业相关的IEC 61970规范.1.3 为什么需求IEC 61970?IEC 61970目的就是推进:由不同厂商开发的EMS运用的集成;独立开发的完好EMS系统之间的集成;EMS系统与有关电力系统运转的其他系统之间的集成,例如发电或配电管理系统。IEC 61970使EMS的运用软件组件化和开放化:能即插即用和互联互通,使系统集成和信息共享更加容易。对电力系统中的三个最主要的涉众最

4、终用户、开发商和行业管理者都具有重要的意义.规范的意义:节省时间和金钱规范化的目的之一就是使设计和消费更简单、更明晰、更可靠 运用规范,他可以不用每次反复开发,而是将精神专著于改良质量,促进技术提高经过以下几个方面使运用和系统间的互操作所花精神最小语义语法效力规范化的知识将协助研讨和发明正确的技术IEC任务组的任务,会让人们了解到很多新的、有价值的想法,从而防止犯大的错误.1.4 61970的文档构造完好的规范文档包括以下五部分:61970-1:导那么61970-2:术语61970-3xx:CIM(Common Information Model )61970-4xx:CIS(Componen

5、t Interface Specifications )61970-5xx:CIS技术映射.1.5 61970目前的进展情况IEC规范的形状流程如下:WD(任务组草案)CD(委员会草案)CDV(委员会投票草案)DIS(IEC规范草案)FDIS(最终IEC规范草案)IS(IEC规范).标准编号标准名称最新版本最新时间61970-1Guidelines and General Requirements FDIS2003/2/161970-2GlossaryFDIS2003/9/1961970-301Common Information Model (CIM) BaseFDIS2003/8/1561

6、970-302Common Information Model (CIM) Financial, Energy Scheduling, and ReservationsWD61970-401Component Interface Specification (CIS) FrameworkFDIS2003/9/1861970-402Common ServicesCDV2003/2/661970-403Generic Data Access (GDA)CDV2003/2/661970-404High Speed Data Access (HSDA)CDV2003/6/1961970-405Gene

7、ric Eventing and Subscription (GES)CDV2003/2/661970-407Time Series Data Access (TSDA)CDV2003/9/1861970-450CIS Information Exchange Model Specification Guide Draft Revision 12002/5/2461970-451CIS Information Exchange Model Specification GuideDraft Revision 12002/5/2461970-452CIM Model Exchange Specif

8、ication Draft Revision 32004/1/861970-501CIM RDF SchemaFDIS2004/2/2561970-502CDA CORBA Mapping61970-503CIM XML Model Exchange FormatDraft Revision 3b2004/4/9Common Graphics ExchangeDraft Version 2.02001/10/15.(CIM)组件适配器组件容器 API信息模型运用信息交换和数据访问API运用和组件IEC 61970规范组件执行 系统组件适配器运用1运用2原来运用组件A组件B原来运用封套共用信息模

9、型组件接口规范 CIS组件接口规范 CIS组件容器中间件效力命名事件组件效力:1.6 61970参考模型.一个参考模型的例子.2、CIM引见2.1 CIM是什么2.2 CIM的组成和运用范围2.3 CIM的表示法2.4 CIM包2.5 CIM类和关系2.6 CIM XML文件.2.1 CIM是什么CIM是Common Information Model公共信息模型的缩写,它一个笼统模型,表示包含在企业运转中的电力企业一切主要对象 CIM经过提供一种公用对象类和属性及它们之间的关系来表示电力系统资源CIM方便了实现不同供应商独立开发的EMS运用的集成,多个独立开发的完好EMS系统之间的集成,以及

10、EMS系统和其他涉及电力系统运转的不同方面的系统,例如发电或配电管理系统之间的集成 这是经过定义一种基于CIM的公共言语(即语法和语义),使得这些运用或系统可以不依赖于信息的内部表示而访问公共数据和交换信息来实现的。 .2.2 CIM的组成61970 301:根本部分涵盖了EMS绝大部分运用所需的信息模型目前已根本成熟FDIS61970 302:能量方案、检修和财务初稿,目前尚未完善61968:是对61970中CIM的配网扩展。除了对已存在的类进展特化外,也添加了配网领域中发现的全新的类。 目前尚未完善.2.2 CIM的适用范围CIM中描画的对象本质上是笼统的,可以用于各种运用。CIM的运用远

11、远超出了它在EMS中运用的范围。该当把本规范了解为一种可以在任何一个领域实行集成的工具,只需该领域需求一种公共电力系统模型来协助在几种运用和系统之间实现互操作和插入兼容性,而与任何详细实现无关.2.3 CIM的表示法CIM 用面向对象的建模技术定义。详细地说,CIM规范运用一致建模言语(UML)表达方法,它将CIM定义成一组包。CIM中的每一个包包含一个或多个类图,用图形方式展现该包中的一切类及它们的关系。然后根据类的属性及与其它类的关系,用文字方式定义各个类。完好的CIM规模较大,所以将包含在CIM中的对象类分成了假设个个逻辑包,每个逻辑包代表整个电力系统模型的某个部分。 .由于整个 CIM

12、 很大,为了便于管理,CIM 的开发者把 CIM 中的类和类图组织为几个逻辑包Package一个包表示要建模的整个电力系统的一个特定部分往往对应某些运用范围Cim10_030501 包含 13 个逻辑包257 个类Domain 包 118 个类其他 12 个包 个类 2.4 CIM包.2.4 CIM包.Naming称号类PowerSystemResource电力系统资源类Equipment设备类ConductingEquipment导电设备类Swtich开关刀闸类Breaker断路器类Core中心包Wires电线包Terminal终端类EquipmentContainer设备容器类称号电压等级

13、衔接关系通常形状遮断容量2021T1_2021NameCIM例如.2.5 CIM类和关系每一个CIM包的类图展现了该包中的一切的类及它们之间的关系。 类- 一个类是对现实世界中发现的一种对象的表示。类的属性- 类具有描画对象特性的属性。- 只需各个EMS运用共同感兴趣的那些属性才包括在类的描画中。 属性类型- 每一个属性都具有一个类型,它识别该属性是哪一种类型的属性。- 许多类型被定义为CIM规范的一部分。.2.5 CIM类和关系CIM类间关系提示了它们相互之间是怎样构造的。CIM的类以种种方式相互关联。 普遍化关系即承继关系简单关联关系关联是类之间的一种概念上的联络。 聚集关系是关联的一种特

14、殊情况。聚集阐明类与类之间的关系是一种“整体-部分的关系。整体类由部分类“构成或“包含部分类,而部分类是整体类的“一部分 。部分类的对象不能独立于整体类的对象而存在。.CIM关系的例子1、普遍化关系2、简单关联关系3、聚合关系.2.6 CIM XML文件CIM XML文件有两种类型:CIM方式文件CIM的RDF方式文件,描画的是元数据。如cim10_030501.rdfCIM网络模型文件实践网络的实例化文件,描画的是整个网络的模型,包括一切网络设备的描画和它们的电气衔接关系可以由系统提供者经过公用的导出工具生成,然后由其他系统经过类似的导入工具导入,从而构成一个本地的网络工程数据库。可用于CI

15、M XML互操作实验。如Siemens100母线模型文件siemens100_pti_11-06-02.rdf,Alstom60母线模型文件60bus.xml,ABB40母线模型ABB_40.9b.xml等。.3、CIS引见3.1 CIS概述3.2 CIS Level 13.3 CIS Level 2.3.1 CIS概述CIS是Component Interface Specification 组件接口规范的缩写,即组件接口规范。CIS详细描画了组件/运用应实现的可以以规范方式与其它组件/运用进展信息交换和/或访问公共数据的接口。该定义的要点:CIS描画的接口是规范的、通用的CIS描画的接口最

16、终由组件/运用担任实现接口的用途:信息交换访问公共数据.(1) CIS的2个组成部分接口:一个组件/运用应实现的可以以规范的方式与其它组件/运用交换信息和/或访问公共可用数据的接口。组件接口描画了为到达此目的而运用的特定的事件、方法和属性。信息交换模型IEM:一个组件与其它组件所交换的信息内容或音讯。.(2) CIS文档构造CIS Level 1: Part 4xxPart 4xx CIS规范以独立于底层详细实现技术的方式进展描画。CIS Level 2: Part 5xxPart 5xx系列文档提供了如何将Part 4xx CIS规范映射到特定的底层实现技术 为了保证互操作性,必需针对每一个

17、接口,为每一种技术提供一个规范的映射,如Java技术、CORBA技术,等等(如Part502: CDA CORBA Mapping)。CIS文档中,为每一个运用以IEM方式定义的事件需求映射到信息传输所运用的特定言语,如XML。 .Part 401449:通用效力(HOW)Part 450499:运用相关的信息交换模型(WHAT)Part 4xx: CIS Level 1:与详细实现技术无关的规范Part 5xx: CIS Level 2:将4xx规范映射到详细实现技术的规范Part 501:将以UML方式表达的CIM翻译成为机器可读的XML格式的规那么。详细地,运用资源描画框架RDF方式规范

18、言语来表达方式。 Part 503 用于交换基于CIM的模型信息所需的格式和规那么 技术映射(3) CIS各部分之间的关系.(4) CIS目前的形状Part 401449:通用效力Part 401,402,403,404,405,407曾经根本涵盖了电力运用信息交换所需的接口目前尚未完善是目前任务组的任务重点Part 451499:IEM目前只需IEM总那么Part 450(451),452各个运用相关的信息交换内容规范尚未构成Part 5xx:详细实现技术映射目前只需CIM RDF方式(Part 501)和CIM XML模型交换方式(Part 503)规范各类详细技术映射(如CORBA映射、

19、EJB映射等)规范尚未构成.3.2 CIS Level 1Part 4xx CIS Level 1按照以下2部分进展组织:Part 401-449: HOW:如何交换指定组件接口所支持的通用效力。这些规范定义了任何一个运用与其它运用交换信息或访问公共数据所运用的通用效力Part 450-499: WHAT:交换什么以IEM的方式为特定运用类型描画特定信息交换需求。这些规范定义了运用间规范信息交换的信息内容。它们被定义为事件,但可以用多种方式进展交换。目的是在中间件的选择上尽能够提供更大的灵敏性,以实践完成信息的交换,同时保证互操作 以运用为单位进展组织.3.2 CIS Level 1由于许多组

20、件接口效力为多个运用类型所共需,通用效力的定义与运用它们的运用之间应坚持独立。通用效力组织在一个系列中 401449运用这些效力的特定运用及其交换的信息内容那么组织在另一个系列中 450499.CIS Level 1文档构造Part 401 :CIS架构本文档提供了CIS系列规范的总概,并阐明了在一个系统实现和系统集成工程中如何运用这些规范。Part 402-449 :详细阐明组件接口所支持的通用效力。这些规范定义了一个运用与其它运用进展信息交换和访问公共数据的通用效力。Part 450 :CIS信息交换模型IEM本文档提供了定义信息内容的用例过程步骤的总概以及运用CIS规范进展系统集成的例子

21、。Part 451-499:描画了特定运用类型的特定信息交换需求这些规范定义了运用间规范信息交换的信息内容。每一个运用类型的信息内容以IEM的方式描画。.3.3 CIS Level 2Part 5xx CIS Level 2系列文档描画了如何将Part 4xx CIS规范映射到特定的底层实现技术为了保证互操作性,必需针对每一个接口,为每一种技术提供一个规范的映射,如Java技术、CORBA技术,等等。CIS文档中,为每一个运用以IEM方式定义的事件需求映射到信息传输所运用的特定言语,如XML。 目前, CIS Level 2只包含2个文档:Part 501和Part 503.4、SVG引见SV

22、G(Scalable Vector Graphics,可缩放矢量图形)是一种基于XML的开放的矢量图形描画言语SVG是一种运用XML来描画二维图形的言语。它允许3种方式的图形对象存在,分别是矢量图形、点阵图像和文本SVG提供了丰富的图形对象,包括直线(line)、途径(path)、圆(circle)、图标(symbol)文字(text)、图像(image)等.以图形为中心的交换方式.SVG的优点基于XML规范XML是公认的下一代网络标志言语,拥有无穷的生命力 高质量的图像由于基于矢量,使得SVG图像的质量得到大大的提高 灵敏易用的文件格式SVG文件以XML文本的方式存放,更改起来非常方便支持交

23、互和动画 SVG支持SMIL,使得用户可以自在的同SVG中的元素完成一些交互的动作,如鼠标单击、双击以及键盘输入等等。 SVG提供了丰富的音讯触发及事件呼应函数,获取用户音讯支持字符查找查找“图片中的字符,在SVG中成为能够 .SVG图形IE阅读.SVG图形图形包阅读.5、相关技术简介5.1 一致建模言语UML5.2 可扩展标志言语XML5.3 组件技术与CORBA中间件.一致建模言语(Unified Modeling Language)是运用面向对象概念进展系统建模的一组表示法(主要是图形化的表示法)。一种用于描画、构造软件系统以及商业建模的言语,综合了在大型、复杂系统的建模领域得到认可的优

24、秀的软件工程方法。UML是大多数公司采用的规范,是ANSI和OMG等部门采用的规范。5.1 一致建模言语UML.可扩展的标志言语(XML) 也是(SGML)的子集。XML文档运用了自描画的和简单的语法,这使信息提供者可以根据需求,自行定义标志以及属性,构造化地描画信息内容。良好的数据存储格式、可扩展性、高度构造化、便于网络传输是XML主要的四大特点。XML是被设计用来存储数据、携带数据和交换数据的,不是为了显示数据而设计的。XML的主要作用交换数据可以在不兼容的系统之间交换数据 存储数据纯文本文件可以用来存储数据 共享数据提供与软件和硬件无关的共享数据方法 数据显示的多样性数据与显示方式分别,

25、XML定义的数据以不同的方式被显示 5.2 可扩展标志言语XML.组件是具有一定功能的、可以独立任务或可以同其他组件组合起来协调任务的程序体,专门用于完成特定的预定任务。 1 组件可以一次编写,四处运用2 一旦实现与详细的编程言语无关3 强调与环境和其他组件的分别,因此组件的实现是严厉封装的,外界不用知道组件内部的实现细节4 功能的改动只需更新这个组件,而不用影响其他系统进程的运转或者功能的实现5 组件具有跨平台性和互操作的特性5.3 组件技术与CORBA中间件.组件执行环境由CORBA中间件提供CORBA Common Object Request Broker Architecture通用

26、对象恳求代理体系构造,开放式的对象总线,规定了分布式对象间通讯的完好体系构造,扩展了运用跨网络、跨言语、跨组件边境和跨操作系统的运用范围。CORBA是集成框架,是组件容器,ORB是中心。CORBA是OMG制定的规范,适宜于分布式对象环境CORBA中间件有专业的开发商,如IONA等CORBA具有平台、位置和言语等无关性DCOM和EJB也是组件模型,偏重桌面和JAVACORBA是IEC61970规范首推的组件产品5.3 组件技术与CORBA中间件.6、基于IEC 61970规范的互操作实验目前已存在的规范尚不完善许多规范尚未构成要完善和构成这些规范,涉及到多方面的技术问题,需求经过实验才干确定。因

27、此,IEC TC57 WG13的战略是:边做互操作实验,边完善规范.6.1 国外互操作实验简介非官方的,自愿参与原那么在每一次正式的互操作之前,会组织很多会议,作充分的前期预备目前曾经举行过六次互操作实验,正在预备进展第七次互操作实验.6.2 国内互操作实验简介亲密跟踪国外最新动态,特别是互操作实验的进展情况和规范的最新开展,积极组织国内主要EMS厂商进展互操作实验。目前,国调中心曾经胜利推进和组织了五次互操作实验,正在预备进展第六次国内互操作实验。第六次互操作实验中将进展IEC 61970 CIS部分 HSDA规范的测试。.第一次:2002.1.2324 北京国调 国外模型CIM XML导入

28、/导出 7家第二次:网上的互操作实验第三次:2002.8.23 北京国调 国内模型CIM XML 5家第四次:2004.1.1215 北京国调 GDA/CIS 6家第五次:2004.9.1416 北京国调 GDA/CIS 6家第六次:2006.10.2627 北京国调 HSDA/CIS 6家国内互操作实验概略.7、IEC61970对EMS的深远影响IEC 61970规范的推出,对EMS系统产生了深远的影响.运用开发方式将发生变化:模型驱动一个个CIM子集代表的模型OOT:完全面向对象运用组件化趋势将更加明显运用之间、运用与系统之间的交互关系将发生变化,从而使得系统集成方式发生变化以CIM和CIS作为交互和集成的规范根据系统体系构造将发生变化基于UIB、更易于扩展的体系构造系统运转环境将发生变化:EMS应提供组件运转环境IEC61970带来的新变化.8、数据整合和公共信息平台8.1 数据整合的背景8.2 数据整合的方式8.3 公共信息平台.8.1 数据整合的背景控制中心内各系统实现互联互通的要求 处理调度控制中心信息孤岛问题维护用户资源的要求减少用户维护系统的反复性劳动新技术的推进 组件技术、XML、UML、面向对象技术等. 8.2 数据整合方案方式一:无实体方式CIS 规范接口代理EMS系统PMOS系统.依托EMS系统建立

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