（电力系统及其自动化专业论文）基于gis和cimcis的电网参数管理系统的研究和实现.pdf

浙江大学硕上学位论文 a b s t r a c t a st h ep o w e rg r i dh a sb e e ne x p a n d i n g ，a r t i f i c i a lm e t h o do fd a t am a n a g e m e r i th a sb e e nu n a b l et om e e tt h en e e d so ft h ed e v e l o p m e n to fe l e c t r i cp o w e r h o wt om a n a g et h ep o w e rg r i dp a r a m e t e rs c i e n t i f i c a l l ya n dt h es t a n d a r d i z a t i o n o fg r i dp a r a m e t e r sa r ev e r yn e c e s s i t o u sa n dd i f f i c u l tp r o b l e m sw h i c ht h ep o w e r d e p a r t m e n th a s t of a c e t os o l v et h ep r o b l e m s ，w ed e v e l o pt h ep o w e rs y s t e m p a r a m e t e rm a n a g e m e n ts y s t e mw h i c hi sg i s - b a s e da n dc a nm e e tc i m c i s s t a n d a r d b yc o m b i n i n gt h ev i s u a l i z a t i o n t a r g e t e dm e t h o d o l o g ya n dt h eg i s ，av i s u a - l i z e dt r a n s m i s s i o np a r a m e t e rm a n a g e m e n ts y s t e mf o re l e c t r i cp o w e rg r i dc a n p r o v i d es e a r c h i n g ，s t a t i s t i c s ，a n a l y s i sa n dc a l c u l a t i o nf u n c t i o n s b yu s i n gt h es y s t e m ，t h er e l e v a n tp e r s o n n e lc a na n a l y z et h ew o r k i n gs t a t u sa n dt r e n dt h o r o u g h l y a n de f f e c t i v e l y , a n df i n a l l y , m a k et h er i g h td e c i s i o n s ，s ot h en e t w o r ks c h e d u l i n g e f f i c i e n c yc a nb ei m p r o v e da n dt h es y s t e mi so fg r e a tp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c ef o r t h es a f e t y , r e l i a b i l i t yo ft h ep o w e rg r i d t h ed e v e l o p m e n to ft h ea u t o m a t i z a t i o ni nt h ep o w e r s y s t e mi st r e n d i n gu i b ， b u tt h e s ee x i s t i n ga p p l i c a t i o ns y s t e m sa r eb u i l ti n d e p e n d e n t l y , a n dt h e i r sd a t a f o r m a ta n dd a t ai n t e r f a c ea r en o tc o m p a t i b l e ，t oe n s u r ed a t ac o n s i s t e n c ya n di n t e - 鲥t ya r ev e r yd i f f i c u l t d u r i n gt h ep r o c e s so fd e v e l o p m e n tt h em a n a g e m e n ts y s t e m ，t oi m p l e m e n t ap l a t f o r mw h i c hc a n p r o v i d es t a n d a r dd a t aa n di n t e r f a c ei sa v e r yi m p o r t a n tp r o b l e m a tt h eb e g i n n i n go ft h et h e s i s ，t h ep r o b l e m se x i s t i n gi np r e s e n ta r ei n t r o d u c e da n dt h es o l u t i o n sa r et h e ng i v e n i tg i v e se m p h a s i st oe x p a t i a t et h ec o m m o n i n f o r m a t i o nm o d e la n dc o m p o n e n ti n t e r f a c es p e c i f i c a t i o na n d g o e so nt h e r e s e a r c ha tt h ev i e wo ft e c h n i c a la p p l i c a t i o n o nt h i sb a s i s ，t h ed e t a i l e dd e s i g nc a s e a n dt h ec o r r e l a t i v et e c h n i c a lp r o b l e m so f d e v e l o p i n gt h es y s t e ma r ei n t r o d u c e d e m p h a t i c a l l y f i n a l l y , s o m ev i s u a l i z a t i o nf u n c t i o n so ft h es y s t e ma r ei n t r o d u c e d ， - i i 浙江大学硕士学位论文 w h i c hi n c l u d et h ea u t o m a t i cm a i n t e n a n c eo ft h el i n eg e o g r a p h i ci n f o r m a t i o n ， v i s u a l i z a t i o no fl o a dd e n s i t yb a s e do nd a t a - p a r t i t i o n i n g ，e t c k e y w o r d ：g i s ；c i m ：c i s ：c o r b a ；a r c i n f o 浙汀大学硕上学位论文 第一章绪论 1 1 电网参数管理现状 现代电网的规模不断扩大，电嘲结构日益复杂，电网内部设备数量以几 何级数扩增。传统的电网参数管理方法是内部各科室按照职能划分负责所需 参数，通过人工手动记录的方式来管理。在对某电力企业调研后了解，调度 中心管理电网潮流和实时参数，参数以e m s 内部数据文件格式保存；继电 保护部门管理线路基本参数和保护设备参数，参数多数以纸质文档或电子表 格形式保存；运行方式科管理电网历史数据和负荷参数，参数多数按照部门 f， 内部标准以纸质文档或电子表格形式保存；基层供电公司和j 站人员管理大 量的电网基础设备的参数，参数按照内部标准以纸质或电子文档方式保存。 目前传统的电网参数管理方法不仅远远不能满足电网发展的需要，而且 已经暴露出大量弊端，对电网的安全运行造成隐患。首先，大晕的电网设备 参数以纸质文档方式保存，既不方便参数的查询，也不方便更新维护。第二， 各部门对参数的管理“各自为政”，没有统一的组织标准，使得参数的管理 更加混乱。最后，参数统一上报给上级部门后，上级部门仍需要耗费大量人 力来统一整理管理各部门的参数，由于规范不统一，可能产生错误，对电网 安全运行造成威胁。 为了满足电网参数科学管理的需要，迫切需要开发一套采用现代自动化 技术，能够以科学、规范、高效的方法管理维护电网内部大量的设备、状态 参数的电网参数管理系统。参数管理系统与e m s 无缝集成，直接使用电网 运行基础数据，并以此建立一个较完整的计算机电网运行基础数据库，并可 以按照不同需求针对数据进行检索、统计、分析处理，生成所需要的二次数 据，便于操作人员对电网运行状态和趋势进行深入分析，并做出正确的管理 决策。因此设计并实现符合以卜要求的电网参数管理系统对i 丁提高调度效率 和电网运行的安全性、可靠性有着重大的现实意义。 浙汀大学硕士学位论义 1 2本文实现的电网参数管理系统特点 基于上文对电网参数管理需求的分析，本文所实现的参数管理系统不仅 实现了参数的查询、维护、管理自动化，而且结合地理信息系统( g i s ) ， 实现电网参数数据和空问地理数据的结合和统一管理，实现电网的图形化显 示和参数可视化查询、管理，与传统方式相比，更加易于操作和管理。数据 模型和数据接口符合i e c 国际电工协会( i e c ) 第5 7 技术委员会第1 3 工作 组提出的i e c6 1 9 7 0 规范，基于公共信息模型及组件接口规范实现，有效满 足了彳i 同系统间互连和数据传输的要求。 1 2 1 系统基于g i s 的图形界面开发 传统电网参数管理方法限于技术的限制，一直以来只能将电网的地理参 数和电网的设备参数分开进行管理，最大的弊端就是查询时需要耗费大量的 时间将二者结合起来，使得工作效率低下。本文实现的电网参数管理系统集 合地理信息系统，以可视化的方式将电网的地理参数和设备参数信息以图形 界面展现出来，具备良好的查询和操作界面。 g i s 的一项本质特征是其协作性，g i s 要揭示出数据之问内在、外在的 i 联系和格局，因此它利用特有的整合能力把众多的数据源叠加在起进行显 示和分析，创造出比其他方式更为完整的( 地理) 图景，使得相关机构能在 综合各种因素的基础上做出更加合理的决策。正是因为这个原因，g i s 技术 在电网参数管理系统中发挥着不可或缺的作用【l 】。 结合了g i s 的电网参数管理系统，能够将纷繁复杂的电力系统参数以 直观简洁的图像形式展现出来，通过可视化表征各种参数和运行信息，使得 电网的运行特征更加一目了然。通过图形界面，调度员能够从人量的文字数 据中解脱出来，利用直观的图像更加容易定位不良数据，通过强大的数据查 询和分析处理功能，操作人员能够快速对相关信息进行分析，做出正确的决 策。 本文实现的电网参数管理系统创建独立的数据平台，结合g i s ，以图形 一2 浙汀大学硕上学位论文 方式展示电网模型；实现在线编辑设备的空间属性及设备的特有属性、在线 编辑基本地图功能；实现实时从e m s 中导出厂站接线图形和实时数据；灵 活提供饼图、棒图、改变区域颜色等方式来显示各种参数，使之形象地显示， 并给调度员以充分的可视化运行和参数信息。 1 2 2 数据设计符合c i m c i s 标准 随着计算机信息技术发展，电力系统综合自动化水平有了显著提高，产 生出许多相对独立，功能各异的电力系统信息软件，如电力系统能量管理系 统，调度员培训系统，电能量计量系统等。但是这些系统内部都采用不同的 数据格式和数据接口，虽然往局部功能上实现了电力系统信息自动化，但是 ， 从整体来看，反而带来了极大的不便，系统之间数据交流不便，功能组件扩 展性差，不能满足发展的需要，整个电力系统被分成了若干个功能各异、互 不联系的“信息孤岛”【2 1 。 作为电网设备参数管理系统，如果不具备与其他系统j 白：联以及共享数据 的能力，其实用性必将大打折扣，因此本系统采用公共信息模型c i m 和组 件接口规范c i s 来设计数据和实现数据接口，有效地保证了软件组件化和开 放化，能即插即用和互联互通，降低系统集成成本和保护用户资源。 c i m 对主要的电网设备和相关对象进行了建模，包含这些对象的公共 类和属性，以及它们之问的关系，几乎涵盖了电力企业中的所有对象【3 】。基 于c i m 来构建电力企业信息模型，可以充分利用已有的成果，人大简化设 计的r t 作。基于公共信息模型c i m 的数据库设计使得参数库的开放性变得 很好，以后电网参数数据源势必遵循c i m 标准，因此，本参数管理系统对 电网的新参数数据很容易添加到参数库进行管理，同时埘丁以后实现基于 c i m 的信息集成打下了一个扎实的基础【4 1 。 作为整个电网设备参数的管理系统，不仅要对电网参数数据进行科学的 管理维护，更重要的功能是为外部系统提供电网参数数据，以满足电力系统 为实现电网安全运行而开发的各种在线或者离线的应用。这样就涉及到对外 的数据接口问题，h 前i e c6 1 9 7 0 制定的c i s 规范能够很好地满足数据接口 3 一 浙汀大学硕上学位论文 的需求。c i s 规定组件( 或应用程序) 为了能够以一种标准方式和其它的组 件( 或应用程序) 交换信息或访问公开数据而应该实现的各种接口【5 1 。电力 企q k 未来的很多新应用将基于综合信息平台基础上进行开发，未来的应用具 有不可预知性，不可能设计专门的接口方案，只有遵循国际标准，才能保证 这种数据交换的可靠性和易于扩展性。 1 3 本文主要工作和论文组织 本论文首先介绍了基于g i s 和c i m c i s 标准的电网参数管理系统的功 能和特点，然后简单介绍i e c 6 1 9 7 0 标准的相关内容和标准在电力系统中的 应用，接着对电网参数管理系统开发过程中使用的相关技术进行说明，为后 ， 文详细阐述系统的设计框架提供理论支持。然后讨论电网参数管理系统的框 架设计和相关的技术问题，以及符合c i m c i s 规范的电网参数服务器的开 发设计，最后结合一些应用实例，并对系统的进一步完善做出说明。 第一章绪论介绍了电网参数管理在电力系统中的作用、现状，提出了基 于地理信息系统，符合c i m c i s 标准的电网参数管理系统的功能及特点。 第二章介绍i e c 6 1 9 7 0 标准的相关内容，公共信息模型c i m 和组件接口 规范c i s ，以及标准所确定的i 种数据接口规范和c i m c i s 标准在电力系统 中的应用。 第三章对设计和开发电网参数管理系统中涉及到的相关技术 a r c i n f o 系统、中问件平台、电网模型保存方式进行了详细讨论和说明。 第四章内容结合电力系统的实际需求，设计了基于g i s 和c i m c i s 标 准的电网参数管理系统的基本框架，以及系统数据模型的设计方案。 第五章对系统实现的电网参数服务器的设计进行了详细说明，介绍了服 务器的总体框架，数据加载和对外数据口的实现。 第六章以某省电网参数管理系统开发为例，介绍了系统应用情况。 第七章对本文的工作进行了总结，提出仍需完善的地方，并指出下一步 研究和发展的方向。 4 浙汀大学颁上学位论文 第二章i e c 6 1 9 7 0 标准概述 1 9 9 3 年，美国电力科学研究院( e p r i ) 启动了“控制中心应用接口” ( 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 ) ，研究项目( r 卜3 6 5 4 _ 1 ) ， 其主要目标是【6 】： 1 ) 减少向e m s 中增加新应用所需要的费用和时间。 2 ) 保护对e m s 中正在有效上作的现有应用的投资。 3 ) 促进不同系统控制中心内部以及控制中心与外部系统之间信息交换 的能力。 1 9 9 6 年国际电工委员会第5 7 技术委员会第1 3 工作组( e m sa p i 工作 组，i e ct c 5 7w g l 3 ) 开始与e p r i 紧密合作，在“控制中心应用接口”c c a p i ( 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 ) 项目基础上启动i e ce m s 一 一a p i 项目。使c c a p i 项目的研究成果符合国际标准的规范，与其他国际 标准化组织相互协调，并推动标准的广泛实施。c c a p i 的研究成果经i e c t c 5 7w g l 3 提交为i e c 6 1 9 7 0 系列标准，分导则、术语、c i m 和两种级别 的, 。c i s 共5 个部分，其最初的草案是接受了美国电科院控制中心( e l e c t r i c p o w e rr e s e a r c hi n s t i t u t e ) a p i 项目的研究成果，导则中的参考模型来源于美 国e p r i c c a p i 的白皮书。c i m 定义了覆盖各个应用的面向对象的电力系统 模型，是整个i e c 6 1 9 7 0 标准的灵魂1 7 1 。 c i s 部分定义了a p i 函数的规范，级别l 仅对接u 做一般性描述，不涉 及具体的计算机技术，级别2 是级别l 对应到c o r b a ( c o m m o no b j e c t r e q u e s tb r o k e r a r c h i t e c t u r e ) 和x m l 等具体的计算机技术的接口描述。c i s 部分接受了对象管理组织( o b j e c tm a n a g e m e n tg r o u p ) o m g 的成果数 据访问工具( d a t a a c c e s sf a c i l i t y ) d a f t 8 1 。 e i c 6 1 9 7 0 系列标准包括下列部分： 第1 部分：导则和一般要求。 第2 部分：术语表。 5 浙汀大学硕上学位论文 第3 x x 部分：公用信息模型c i m ，语义。 第4 x x 部分：组件接口规范c i s 。 第5 x x 部分：c i s 技术映射。 2 1公共信息模型c i m 公共信息模型c i m 提供了个关二t 二电力能量管理系统信息的全面逻辑 视图，是一个代表电力企业所有主要对象的抽象模型，包括了这些对象的公 有类和属性，以及它们之间的关系。c i m 方便实现相互独立的能量管理系 统( e m s ) 应用的集成，多个独立开发的完整e m s 系统之间的集成，以及 e m s 系统和其他涉及电力系统运行的不同方面的系统。这是通过定义一种 基于c i m 的公共语言( 即语法和语义) ，使得这些应用或系统能够不依赖于 信息的内部表示而访问公共数据和交换信息来实现的。 2 1 1c i m 包 由于完整的c i m 的规模较大，所以c i m 开发者用面向对象的建模技术 定义c i m 。具体地说，c i m 规范使用统一建模语言( u m l ) 表达，将包含 在c i m 中的对象类分成了几个逻辑包( p a c k a g e ) ，每个逻辑包表示针对特 定内容的相关的模型元素的组合，代表整个电力系统模型的某个部分。c i m 中的每一个包包含一个或多个类图，卅图形方式展示该包中的所有类及它们 的关系，然后根据类的属性及与其它类的关系，用文字形式定义各个类。下 面介绍几个主要包的内犁9 1 ： 1 ) 核心包( c o r e ) 。这个包包含核心p o w e r s y s t e m r e s o u r c e ( 电力系统 资源) 和c o n d u c t i n g e q u i p m e n t ( 导电设备) 实体，这些实体被所有的应用 程序及这些实体的公共集合所共享。这个包不依赖于任何其他的包，但是其 他包中的大部分具有依赖于该包的关联和一般化。 2 ) 拓扑包( t o p o l o g y ) 。拓扑包( t o p o l o g y ) 是核心包( c o r e ) 的扩展， 它与端点类( t e r m i n a l ) 一起来建立连接模型，连接模型是设备如何连接的 物理定义。另外，它还建立了拓扑模型，拓扑模型是设备如何通过闭合开关 6 浙江大学硕上学位论文 连接的逻辑定义。 3 ) 电线包( w i r e s ) 。电线包( w i r e s ) 是c o r e 和t o p o l o g y 包的扩展， 它建，、：，= 了输电和配电网络的电气特征的信息模型。 4 ) 停运包( o u t a g e ) 。这个包是c o r e 包和w i r e s 包的扩展，它建立了 当前及计划网络结构的信息模型。 5 ) 保护包( p r o t e c t i o n ) 。这个包是c o r e 和w i r e s 包的扩展，它建立了 保护设备。 6 ) 量测包( m e a s ) 。这个包包含描述各应用之间交换的动态测量数据 的实体。 7 ) 负荷模型包( l o a d m o d e l ) 。这个包以曲线及相关的曲线数据的形式 为能= 晕= 用户及系统负荷提供模型。 8 ) 发电包( g e n e r a t i o n ) 。g e n e r a t i o n 包分成两个子包：p r o d u c t i o n 包和 g e n e r a t i o nd y n a m i c s 包。 9 ) 生产包( p r o d u c t i o n ) 。这个包提供了各种类型发电机的模型。它还 建立了生产成本信息模型，用于发电机间进行经济需求分配及计算备用量大 小。 1 0 ) 发电动态包( g e n e r a t i o nd y n a m i c s ) 这个包提供原动机，用于动态 培训仿真器( d y n a m i ct r a i n i n gs i m u l a t o r ) 应用的机组建模。 1 1 ) 域包( d o m a i n ) d o m a i n 包是量与单位的数据字典，定义了可能被 其他任何包中的任何类使用的属性的数据类型。此包包含原始数据类型的定 义，包括量测的单位和允许的值。每一种数据类型包含一个值( v a l u e ) 属 性和一个可选的量测单位( u n i t ) ，这个单位指定为一个被初始化为该量测单 位义宁描述的静态变量。枚举型数据的允许值在该属性的义档 ( d o c u m e n t a t i o n ) 中用u m l 约束句法在大括号内列出。字符串长度在文档 中列出，并也被指定为长度属性。 1 2 ) 财务包( f i n a n c i a l ) 。财务包负责结算和账单。这些类代表了在正 式或非正式协定中出现的法律条文。 - 7 _ 浙江大学硕上学位论义 1 3 ) 能量计划包( e n e r g ys c h e d u l i n g ) 能量计划包提供了计划和结算公 司之间的电力交易的能力。它包括了发电、j t j 电、损耗、输电、销售和购买 电量的交易，用于电量的结算、发电容量、传输和辅助服务。 1 4 ) 预订包( r e s e r v a t i o n ) 。预订包包括电量交易计划，发电容量，传 输和辅助服务涉及的信息。 1 5 ) s c a d a 包。s c a d a 包包含了用于监控和数据采集( s c a d a ) 应 用的信息模型。 需要注意的是，包的界限并不意味着使用的界限。一个应用可以使用几 个包的c i m 实体。图2 1 表示在c i mi e c6 1 9 7 0 3 0 1 部分中定义的各包及它 们间的依赖关系。虚线表示依赖关系，箭头从依赖性包指向它所依赖的包。 寻* l a t t o n j 自曰已e o t | o nj 目 门 卜1 如 i l ，一 自甚刳d g o i o b a l 图2 ic i m 包依赖关系图 在c i m 包中包含有许多不同种类的类，类具有描述对象特性的属性。 c i m 中的每一个类包含描述和识别该类的具体实例的属性。类之间的关系 揭示了它们相互之间是怎样构造的。下面将描述c i m 类之间的三种主要关 系。 ( 1 ) 泛化关系 泛化是一个较通用的类与一个较具体的类之间的一种关系。较具体的类 只能包含附加信息。例如，一个电力变压器是电力系统资源的一种具体类型。 泛化为具体的类提供了它上层的所有更通用的类的属性与火系【1 0 i 。 一r 浙江大学顿上学付论义 ( 2 ) 简单关联 关联是类与类之间的概念上的联系。每个关联有两种作用。每个作用足 存关联上的一个方向，它描述目标类相对于源类的作用。这些作用以带有或 不带有动词短语的目标类的名称命名。每个作用具有多值性基值性，它表 示有多少对象参与到所给的关系中。 ( 3 ) 聚合 聚合是关联的一种特殊情况。聚合表明类之间的关系是一种整体与局部 的天系，这里，整体类由部分类构成或者包含局部类，局部类是整体类的一 部分，局部类不像泛化那样从整体类继承而来。 2 1 2c i m 访问方法 对于c i m 的访问方法，现在主要的方法有两种，一种是基于x m l 的 静态文本交换法，另一种是基于c i s 接口的动态调用方法。由于目前基于第 2 种方式的标准并没有稳定，所以建议c i m 的访问方法应以第一种为主， 对于c i s 接口访问方法可以先在部分系统间试用，对于具体应用的改造而 言，则根据不同情况按如下不同方式处理1 ： ( 1 ) 需要保留的应用软件，由封装完成现有的数据模型与c i m 模型交 换，保证数据以c i m 形式与其他应用交互。 ( 2 ) 重新开发的系统，直接采用c i m 作为数据模型，不需转换。本系 统即属_ 丁此类。 ( 3 ) 来自第3 方的应用，由原开发方负责模型转换。 2 2 组件接口规范c l s 2 2 1c i s 规范概述 组件接口规范c i s ( c o m p o n e n ti n t e r f a c es p e c i f i c a t i o n ) 是在c i m 基础 上定义的规定组件( 或应用程序) 为了能够以一种标准方式和其它的组件( 或 9 一 浙江大学颂上学 论文 应用程序) 交换信息和或访问公丌数据而应该实现的各种接口。 组件接口规范( c i s ) 定义了基丁绢件技术的标准信息访问机制，解决 如何具体交换信息的问题。组件可以分布存网络的任何位置，对外界来说， 它所需关心的只是组件的接口，即组件所提供的功能，客户可以通过接u 的 方法调用来访问它。c i s 包括三个丰要部分：组件接口通用服务；应用种类 特定的信息交换模型；组件接口规范到具体实现技术的映射规范【12 1 。 一 p art40 3 l 请求和应答 l ( d f + gid l ! d 一一a f ) 一 t 一 daf 【一+ ，j p t4 05 事件；p a rt4o7 ，。囊? 品 历史数据 搿i5 8 p 2 s ) + ；! “言裔”cd)i 研l 口j t dai sh d a i s opc ：op c ae hda 图2 2 通用服务框架体系图 下面对c i s 层次结构进行说明，c i s 的级别一是对接口作一般的描述， 不涉及具体的计算机技术。 4 0 1 部分描述了c i s 的整体框架 4 0 2 部分定义了公用数据访问服务 4 0 3 部分描述了用于非实时数据和准实时数据访问的g d a 4 0 4 部分定义了高速数据访问h s d a 4 0 5 部分定义了事件与告警g e s 4 0 7 部分定义了历史数据访问t s d a c i s 的级别二是将c i s 映射到c o r b a 或x m l 等具体的计算机技术。 10 习一本服 一基共 = ：公 4 d 一 n 一 一 a f 协l 浙江大学硕上学位论义 5 0 1 部分是c i m 模型转换成x m lr d f 格式 5 0 2 部分足c d a 映射到c o r b a 5 0 3 部分是互操作试验的c i mx m l 交换数据格式 咖硫脚内良6 1 9 躺1 9 6 8 蝴淑? 絮 图2 3c i s 构件图 2 2 2 c i s 主要接口介绍 当前c i s 规定了d a f ( 数据访问设施) 、g d a ( 通用数据访问接口) 、 h s d a ( 高速数据访问接口) 、t s d a ( 时序数据访问接口) 中的通用接口服 务，包括近1 0 0 个方法，简要介绍如下： 2 2 2 1 数据访问设施( d a f ) 数据访问设施( d a t a a c c e s sf a c i l i t y ，d a f ) 是o m g 发布的国际标准， 它构成了i e c 6 1 9 7 0 第4 0 2 部分的主要内容。其目标是提高e m s 应用与其 它系统、应用的协同工作能力。该规范用于访问c i m 公共数据，为不同的 供应商提供了一种使用公共应用程序接l ( a p i ) 和公共服务的机制【1 3 】。 浙汀大学硕上学位论文 ， 1 l i 0 ，l y ” 厂 0 0 # 辅蚺叠 ， ， ， 图2 4d a f 中各i d l 文件之间的关系 ， d a f 中各i d l ( i n t e r f a c ed e f i n i t i o nl a n g u a g e ) 文件之间的依赖关系如 图2 4 所示，其中c o s n a m i n g 和c o s e v e n t c h a n n e l a d m i n 是c o r b a 的通用 服务i d l 。 d a f 包括了d a f i d e n t i f i e r s 、d a f d e s c r i p t i o n s 、d a f q u e r y 和d a f e v e n t s 等模块。下面分析主要接口的语义和功能。 d a f l d e n t i f i e r s ：r e s o u r c e l d s e r v i c e 接口 该接口主要提供资源标识( r e s o u r c e l d ) 和统一资源标识( u r i ) 相互 转化的服务，提供如下方法： g e t _ r e s o u r c e _ i d s - 用于将统一资源标识( u r i ) 转化为服务端内部 的资源标识( r e s o u r c e l d ) 。 g e t u r i s ：用于将服务端内部的资源标识( r e s o u r c e l d ) 转化为统一 资源标识( u ) 。 d a f q u e r y ：r e s o u r c e q u e r y s e r v i c e 接口 该接口是d a f 的核心部分，丰要提供基本的资源查询服务。提供如下 方： g e t _ v a l u e s ：用于查询某一条记录的若干字段值。 1 2 ，；7 一 一 伯母_ 矗 浙江大学硕上学位论文 g e t _ e x t e n t _ v a l u e s ：用于查询某一张表的所有记录的若干字段值。 g e t _ r e l a t e d _ v a l u e s ：用于查询与某一记录的某个字段相关联的记录 的若十字段值。 g e td e s c e n d e n tv a l u e s ：该方法从源记录序列出发，通过关联序列的 导航，查询与该关联序列相关的所有记录的若干个字段值。主要用 于负责查询，以提高查询效率。 d a f e v e n t s ：r e s o u c r e e v e n t s o u r c e 接口 服务端在数据变化后，利用c o r b a 提供的事件服务，向接入事件通道 的所有客户发出数据己更新的事件通知。该接口主要供用户接入c o r b a 提 供的事件通道。提供如下方法： ， o b t a i n _ _ p u s h _ s u p p l i e r ：该方法用丁将用户连入事件通道，以接受服 务器的更新事件通知。 c u r r e n tv e r s i o n ：该方法用于获取服务端所维护数据的当前版本。 2 2 2 2 通用数据访问( g d a ) 。g d a 是用于访问基于c i m 组织的公共数据所需的a p i 服务。客户在只 需要掌握c i m 知识的条件下，就可以访问由另一个组件或系统维护的数据， 而无需知道数据的逻辑模式。 g d a 是对远程存储单元进行数据访问的请求应答式a p i t l 4 1 ，主要服务 包括：读访问( 有过滤条件和无过滤条件) 、写访问、变化通知。 g d a 读访问： g d a 接口支持在一个单一的c i m 语境中埘实例数据和元数据的浏览和 访问，包括无过滤条件的查询服务和带过滤条件的查询服务： ( 1 ) g d a 资源查询接口 无过滤条件的读访问完伞重用o m gd a f 的查询服务，读取实例和元数 据。接i s 操作为g e t _ v a l u e s o 、g e t _ e x t e n t _ v a l u e s 0 、g e t r e l a t e d _ _ v a l u e s 、 1 3 浙江大学硕上学传论文 g e td e s c e n d e n t _ v a l u e s 0 。 ( 2 ) g d a 过滤杏询接口 有过滤条件的读访问则是对查询服务增加了“w h e r e 语句，将结果 集中的属性值与预先给定的值进行比较。接口操作为 g e t _ f i l t e r e d _ e x t e n t _ v a l u e s 0 、g e t _ f i l t e r e d _ r e l a t e d _ v a l u e s ( ) 、 g e t _ f i l t e r e d _ d e s c e n d e n t _ _ v a l u e s 0 。 g d a 写访问： g d a 写访问的资源更新服务负责对实例或元数据进行写访问，用来： 一更新一个或多个对象更新现有资源的属性值。 ， 一控制对象的生命周期可以创建或销毁对象，包括将u m 关联到资 源上，或取消u r i 与资源的关联。 一更新元数据创建、删除和更新数据定义。 一包装现有系统可为那些使用专门数据库的系统及现有e m s 系统实 现接口。 下图为资源更新服务的类图。 2 r e v e r s e d i f f e r e n c e s 图2 5 资源更新服务的类图 接口操作为c r e a t e r e s o u r c e _ _ i d s ( ) 、a p p l y _ u p d a t e s ( ) 。 在应用中增加( 或删除) 一个资源的步骤为： ( 1 ) 为新资源生成一个r e s o u r c e i d ，即c r e a t e r e s o u r c ei d s 0 ；或者构 造一个u r i ，并通过r e s o u r c e l d s e r v i c e 转化为资源。 ( 2 )新资源的r d f ：t y p e 特性设为合适的类，通过r e s o u r c e l ds e r v i c e 得 到r d f ：t y p e 以及特定类的r e s o u r c e l d 。将特性加入f o r w a r d d i f f e r e n c e s ( r e v e r s e d i f f e r e n c e s ) ，并作为参数d i f f e r e n c e m o d e l 的一个成员传递给 1 4 浙江大学硕上学位论文 a p p l y _ u p d a t e s 0 。 g d a 事件： 此接口足o m gd a f 事件的一个扩展，负责通知客户特定数据变化，并 保证数据访问的一致性。g d a 事件允许对象实例的r e s o u r c e l d 嵌在事件中， c a l l b a c k 接u 允许客户接收更新。 当g d a 事件与d a f 事件一起使用时，客户可能收到一种或三种类型 的事件：最基本的类型是一般更新事件( a f f e c t e d 为空，还有动词序列) ，另 外还有特定更新事件通过数据和非空的a f f e c t e d 辨识改变的类，功能最强大 的是扩展更新事件，通过数据和非空的a f f e c t e d 及动词成员辨识改变的类或 对象。i g d a 事件和d a f 事件的接口操作为：o b t a i n p u s h _ s u p p t i e r ( ) 、 c u r r e n t _ v e r s i o n 0 、o n _ e v e n t 0 。 2 2 - 2 3 高速数据访问( h s d a ) h s d a 是在o p cd a 和o m gd a i s 的基础上发展而来的，提供了高速 数据访问的一个规范。 、； 高速数据访问( h s d a ) 提供在线实时数据的高速数据访问服务，所访 问的数据可以是电力系统的实时数据、计算数据、设备的参数以及下发到系 统的控制等参数，这些数据带有时间戳和质晕码。h s d a 服务器首先从g d a 服务器获取数据，然后根据用户定义的视图将数据重新组织以层次的结构展 示出来”】。展示的层次结构是由数据之间的关联而决定的。因此，这就为 用户提供了一个可视化的信息展示的方式。此外，h d s a 还提供数据订阅服 务，即提供一种信息的及时发布机制。 一个客户浏览d a i s 服务器中的数据，并选择它想访问的数据。客户利 用卜而做的选择来建立要访问的数据的一个捕述，并发出数据访问调用1 1 6 】。 如果访问调用是异步的，服务器在准备好以后发送响应到客户。如果访问是 一个订阅请求，则服务器向客户发送更新的数据。 - 1 5 浙江大学硕上学位论文 2 2 2 4 时序数据访问( t s d a ) 这部分给出了用于访问历史数据的服务。这个a p i 至少包括h d a i s 功 能。t s d a 结合了面向工业系统的历史数据访问( h d a i s ) 和o p c 历史数 据访问的工业标准7 】。 2 3c 1 $ 技术映射 组件接口只是抽象、标准的约定，在应用中需要片j 具体的技术来实现。 在具体实现组件接u 的时候，为了保证互操作性，对于每一种接l j 和每一种 实现技术，必须把c i s 通过标准映射到具体的实现技术，如：c o r b a ，c o m ， c c + + ，j a v a 等。就目前主流的组件模型和语言，预计要针对下列技术进行 映射： 1 ) c + + 语言、c 语言、j a v a ； 2 ) c o r b a 、d c o m ： 3 ) x m l 。 目前定义了两个主要的映射规范：i e c6 1 9 7 0 5 0 1c i mr d f 模式：i e c 6 1 9 7 0 3 x x 描绘的是c i mu m ls c h e m a ，c i mr d fs c h e m a 就是用r d f x m l 来描绘c i m ，和c i mu m ls c h e m a 是等价的：i e c6 1 9 7 0 5 0 3c i mx m l 模 型交换格式：描述如何产生和使用符合c i mr d f 模式的电力系统建模信息 的x m l 文档。 1 6 浙江大学硕士学位论文 第三章电网参数管理系统的关键技术 3 1a r c i n f o 介绍 地理信息系统( g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m s ) 是介于信息科学、空 间科学与地球科学之问的交叉科学，是计算机、软件、地理数据以及用来有 效地获取、存储、修改、操作、分折和显示所有与地理有关信息的有机集合 体【1 引。标准g i s 的结构框图如图3 1 所示。 图3 1g i s 系统结构框图 a r c i n f o 是美国环境系统研究所( e n v i r o n m e n t a ls y s t e m sr e s e a r c h i n s t i t u t e 研制的地理信息系统软件，也是世界上应用最广泛的g i s 软件之 一。e s r i 是全球最大的大型g i s 平台软件j + 商，成立于1 9 6 9 年。其代表产 品a r c i n f o 至今有三十多年的历史，在全世界一百八十多个国家和地区 拥有一百多万用户。美围e s r i 的g i s 平台产品能在多种软硬件平台一卜运行， 如w i n d o w sn t 、s u n s o l a r i s 、h p u x 、s g i i r x 、i b m a i x 、c o m p a q - t r u 6 4 等，是跨平台的地理信息系统软件，并且在各种平台上可直接共享数据和应 用。 3 1 1 a r c i n f o 的特点 在e s r i 软件家族中，a r c