（电气工程专业论文）基于cim模型的县局数据整合.pdf

浙江大学硕士学位论文摘要 a b s t r a c t s e v e r a ln e a ri nt h el a s t y e a r s ，a st h ep o w e rg r i d h a sb e e n e x t e n d i n g c o n t i n u o u s l ya tt h ep o w e rs u p p l yb u s i n e s se n t e r p r i s eo ft h eo u rc o u n t r yc o u n t y t h e p o w e r 鲥ds t r u c t u r ei sf r o mt h es t a rt y p eg r a d u a l l yt ow r e a t hn e tt y p ed i r e c t i o n d e v e l o p m e n t , u r g et h ec o u n t yc l a s sp o w e rs u p p l yb u s i n e s se n t e r p r i s ec o n s t r u c t s e a c hb u s i n e s sm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mo n ea f t e ra n o t h e rp r o f e s s i o n a l a n a l y s i ss y s t e m ，a n da u t o m a t ei n f o r m a t i o ns y s t e mi nt h em e a n t i m e t h ec a n c e l l a t i o n ”i n f o r m a t i o ni s o l a t e di s l a n d i sv 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 e p o w e rd e p a r t m e n th a st of a c e ，a n dr e a l i z a t i o nm o s t l ya l lc o m p r e h e n s i v ei n t e g r a t i o n i n f o r m a t i o ns y s t e m b e c a u s et h eg od e e pi n t oo fc o u n t yc l a s st h ei n f o r m a t i o n b a s e da p p l i c a t i o no f t h ep o w e rs u p p l yb u s i n e s se n t e r p r i s eo p e n se x h i b i t i o na n dw o r kt or e q u e s to f c o n t i n u o u s l yr a i s e ，m o s t l ya l lo fi n t e g r a t e dp r o c e s si ng r a d u a lt h er e v e l a t i o nc o m e o u ts o m ep r o b l e m s t a k i n gg r a s s r o o t sb u s i n e s se n t e r p r i s ea st h eu n i tb u i l d su pi n f o r m a t i o n b a s e d s y s t e ma n d c a u s eab u s i n e s se n t e r p r i s ea ni n f o r m a t i o nl e n g t h w a y sa ni s o l a t e di s l a n d t a k i n gt h eb u s i n e s so rp r o f e s s i o no f t h eb u s i n e s se n t e r p r i s es e c t i o na st h eu n i t b u i l du pa p p l i e ds y s t e m ，c a u s et h eo v e d a pa n di n c o n f o r m i t yo fi n f o r m a t i o n w i t ht h ee s t a b l i s h m e n tp e r p e n d i c u l a r i t yw h i c hu n i f i e sn o r mp a r t i c u l a r l yi t e m b u s i n e s si n f o r m a t i o ns y s t e m ，c a u s et h ei n f o r m a t i o np r o c e s s i n gi n t h eb u s i n e s s e n t e r p r i s eo fr e p e a t e d ，i n c o n f o r m i t y b e c a u s et h eb u s i n e s se n t e r p r i s ei si n f o r m a t i o n - b a s e dt oc o n s t r u c taw a y , e x i s t t h ei n f o r m a t i o ni s o l a t e di s l a n d ，f u n c t i o ni s o l a t e di s l a n do f d i f f e r e n td e g r e ee t c t h e s e i s o l a t e di s l a n d sm a i n l yr e f l e c tc u r r e n t l yt h ef o r m a t i o nr e a s o ni nt h ei n f o r m a t i o n i s o l a t e di s l a n do ft h ep o w e rs u p p l yb u s i n e s se n t e r p r i s eo ft h eo u rc o u n t r yc o u n t y c l a s sa n ds t u d yt h ep r o b l e mt h a tt h ep r o v i d eo ft o p i ch a st ov a l u ef o rt h i st h e s i s a tt h eb e g i n n i n go ft h et h e s i s ，a tt h ec o u n t yc l a s si n f o r m a t i o ni n t e g r a t i o no f t h e p o w e rs u p p l yb u s i n e s se n t e r p r i s ep r e s e n tc o n d i t i o nt oc a r r yo ne s s e n t i a l sa n a l y s i s t h e ni n t r o d u c eh o wt ot a k et h em o d e lr e l a t e dt h e o r i e so ft h eb u s i n e s se n t e r p r i s e 浙江大学硕士学位论文摘要 i n f o r m a t i o na sf o u n d a t i o n ，c o m b i n et h ec o u n t yc l a s sp r o f e s s i o nc h a r a c t e r i s t i c so ft h e p o w e rs u p p l yb u s i n e s se n t e r p r i s ea n dc o m m e n c ef r o mt h ec h a r g e db a r b e dw i r en e t m o d e l ，f o l l o wi e cs t a n d a r da n dc i ml a n g u a g er i g h t e o u s n e s sn o r m ，q u o t ef r o mt h e s o a c o n c e p tf r a m ei n f o r m a t i o nt oh a n do v e rw i t l le a c ho t h e rt e r r a c ea n dc a r r yo u ta t e c h n i q u ep a r t i c u l a rs e r v i c eo fw a y i m m e d i a t e l ya f t e rs e tu pt h el a y e rs t r u c t u r eo f t h ec h a r g e db a r b e dw i r en e tr e s o u r c e sm o d e l ，t h ec i m a p p l i c a t i o ne x p a n d sad e s i g n t o c a r r yo ne l u c i d a t i o n f i n a l l y , t h et o p i cd a t ai n t e g r a t e di nt h ec o u n t yc l a s s i n f o r m a t i o ns y s t e mo ft h ep o w e rs u p p l yb u s i n e s se n t e r p r i s et h ef o u n d a t i o no ft h e m o d e lu p ，i n t r o d u c et h el a y e rs t r u c t u r eo ft h ep o w e rs y s t e mr e s o b r c e sad e v e l o p m e n t a n ds y s t e mf r a m eo fr e a l i z a t i o n k e y w o r d ：c i ms o ac i s t h e m ed a t am o d e l i i i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝垄盘堂或其他教育机 构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献 均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 臼 学位论文作者签名： 艺 沁 签字日期：加8 年月2 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解逝鎏盘堂有关保留、使用学位论文的规定， 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和 借阅。本人授权逝婆盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：七乏 - 签字日期：砌孑年1 2 月 日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位：弓虢忱勺向 通讯地址： 拗尚 新躲细绷 签字日期：厶略娶j a 月2 日 电话：j 毒7 俨j 7 f 邮编：弓歹弦 浙江大学硕士学位论文基于c i m 模型的县局数据整合 1 1 问题提出 第一章绪论 1 1 1 电力企业信息化发展回溯 我国电力企业的信息化从2 0 世纪6 0 年代起步，从应用的过程来看可分为 四个阶段，2 0 世纪6 0 - 7 0 年代为第一阶段，最初主要集中在发电厂和变电站自 动监n 监制方面；2 0 世纪8 0 - 9 0 年代为第二阶段，该阶段开始进入电力系统 专项业务应用，涉及电网调度自动化、电力负荷控制、计算机辅助设计、计算机 仿真系统等应用开始深入广泛开展，某些应用达到了较高的水平，而计算机管理 信息系统则刚刚起步，并经历了失败较多的痛苦过程；2 0 世纪末进入了第三阶 段，电力信息技术进一步发展到综合应用，由操作层向管理层、决策层延伸，各 级电力企业建立专业化管理信息系统。但是，这些系统大多数习惯于以本企业业 务需求建立信息化系统，这些系统立足本企业信息的应用，忽略了企业之间、企 业与上级单位的信息交换和信息共享，同时，不可避免企业之间信息格式的差异、 信息化应用深度、广度的不统一，这种模式对信息而言没有真正体现信息的价值， 是一种资源浪费现象【1 1 。对一个地区级电网( 县级) 企业而言不可避免存在重复 投资，增加企业资源的合理平衡。虽然近几年逐步以集团企业为单位，统一建立 了专业性统一软件信息系统( 例如：电力营销系统、客户服务系统等) ，解决了 集团内业务信息化的统一，避免单位、上下级之间的局部问题，实现了立足集团 资源、业务软件统一、减少重复投资等弊端，但是，系统间较少考虑统一管理企 业级信息资源以及集中管理数据资源等技术路线，使得信息重叠性不断增加，信 息孤岛仍然存在。例如：电网结构及设备的信息在电力营销系统、配电信息系统、 配网采集系统、s c a d a 、资产管理系统、调度管理系统均需要建立。 1 1 2 电力企业信息化集成发展分析 电力企业的信息化建设从管理信息系统( m i s ) 、物料需求规划( m r p ) 、制 浙江大学硕士学位论文 基于c i m 模型的县局数据整合 造资源规划( m i 冲) 到企业资源规划( e i 心) 、信息资源管理( i i 洲) 系统、竞 争情报系统( c i s ) ，单纯的s c a d a 到智能型、管理型的s c a d a ，以及电子商 务等，形成了企业的信息管理战略，有效地用信息化增强企业在市场上的竞争实 力和优势。这个优势与发展必然需要基于企业级的公用信息交互平台的构建。构 建该平台主要研究包含两部分：企业级信息模型、实现企业信息模型的技术路线。 目前，针对县级供电企业的电网资源信息平台的研究与实现仍然处于探索与 发展阶段，尤其依据i e cc i m 进行企业综合信息平台的研究与实现仍然限制在 局部集成与实现。 1 引入i e cc i m 模型对传统专业应用进行深化改造 在传统e m s 系统设计中，各种电网高级应用软件与s c a d a 系统捆绑在一 起，高度耦合，随着电力市场的发展和应用需求的增加使得应用系统的开放性、 松耦合性越来越迫切，例如： 依据公用信息模型( c i m ) 和组件接口规范( c i s ) 以及可升级矢量图像( s v g ) 的 基本概念，通过矢量图形扩展格式s v g 建立电网模型，实现图模一体化技术构建 图形建模系统【2 1 。运行在控制中心环境中由不同厂家开发的e m s 应用可以依据标 准进行互相交换数据，一次控制图的进行交互，并且建立了基于设备模型完成拓 扑结构自动生成和完整性检查的功能，并对图形数据和模型数据分别采用s v g 格 式和通用信息模型的可扩展标记语言模型交换格式( c i m ) ( m l ) 进行标准化存取。 从而满足了不同系统数据和图形交换的需要 3 1 【4 1 【5 1 。 采用实时数据库作为适配器，通过x m l ( 可扩展置标语言) 文件实现e m s 的 公共信息模型( c i m ) 数据交换的方案，解决了运用实时数据库承载c i m 的关键技 术问题，如对多重关联的表达和对继承的处理实现了由c i m 的u m l 描述自动 构造实时数据库，并能将x m l 格式的c i m 数据自动导入和导出e m s e 6 】【7 1 。 2 引用i e cc i m 模型构建电网资源建模及扩展应用 基于i e c 6 1 9 7 0 的电力系统二次设备c i m 建模，是对目前电力一次系统c i m 建模理解和应用现状分析的基础上，对二次系统的c i m 建模做了进一步研究和 应用尝试。结合二次系统相别于一次系统的独有特点，采用拓扑、设备、图形等 层次描述，构建了电网二次系统的c i m 模型，并就具体的变压器保护做了实例 化分析引 9 1 。 浙江大学硕士学位论文 基于c i m 模型的县局数据整合 针对现行电力系统模型在信息交换方面的限制，按照i e c 6 1 9 7 0 标准将模型 通用化。模型的建立方法是建立电网资源层次结构主题模型，再使用通用信息模 型可扩展标记语言( c i mx m l ) 的形式来描述。方法的可用性已得到浙江电力 s g l 8 6 县级供电企业安全生产系统与s a p 、g i s 的集成开发试用，以及配网采集、 现场管理系统投用效果的证实，方法易于操作，可扩展性强。 综上所述，各个研究与实现的方法与范围均存在局限性，只是针对局部应用 进行研究与实现，所以，本课题主要对以i e cc i m ( 6 1 9 7 0 6 1 9 6 8 ) 为标准架构，构 建县级供电企业电网资源综合信息模型及应用平台。 1 1 3 县供电企业信息集成面临的问题 自国家“十五计划 提出的“以信息化带动工业化”作为企业未来发展的指 导方针，以及实现国家电网公司建设“数字化电网、信息化企业”的战略部署以来， 各级电网企业在逐步走向市场化的同时，信息化建设与应用的发展也进入了一个 新的发展时期，为了避免我国电力企业信息化建设在经历了5 0 多年的反复，滞 后国外同行业应用5 1 0 年，就要引入目前出现了所谓的“一体化”、“数字化电 网”、“信息化企业、“电力e r p ”、“电力e a m 、等先进概念，以及信息化建设 的先进技术，结合电网企业自身管理特征和市场经济特点，逐步在自动化、业务 信息化的基础上向企业资源计划( e r p ) 的现代化管理模式发展。 近几年来，我国县级供电企业随着电网规模的不断扩大，电网结构从星型逐 步性环网型方向发展，促使县级供电企业信息化建设与应用不断的深入与扩展， 但是，无论是管理信息系统、自动化系统，在建设过程中均缺乏在企业级的统一 信息规划的思路，从而造成各系统相对独立，互相之间基本是以手工的方式传递 数据，或是用一对一接口的方式传递数据，则会形成以下的一个蜘蛛网图系统( 如 下图1 1 所示) ，随着系统的越来越多，各个系统间的关联不但会越来越复杂， 而且系统间数据流向不合理，只要其中一个系统发生变化，别的系统也必须跟着 更改系统。其接e l 的复杂度为c ：( n 为集成系统数) 。 浙江大学硕士学位论文 基于c i m 模型的县局数据整合 图1 1 目前县级供电企业各系统集成方式示意图 随着县级供电企业信息化应用的深入开展和工作要求的不断提高，上述系统 由于在技术、系统平台、信息模型、数据库表格式等均没有统一的规划、协调， 自然的形成了“信息孤岛 ，为了解决系统集成问题，电力企业投入大量的人力 物力，随着应用系统数量的递增，集成费用成几何级数增长。但效果不理想，其 主要原因为： 1 数据缺少统一的信息模型和编码规范 2 应用系统建设中缺乏总体协调 3 接口与技术协议的差异性 上述问题常常有许多信息管理者对信息集成非常困惑，难以全面找到解决方 法，并且在长期目标和短期目标中选择不定，有时限于现有系统的制约，仅仅做 一些改良工作，但又难以到达集成的预想目的，所以需要通过对策分析，在长期 和短期的方法中分别找到合适的通往成功的路径。 要解决这些问题，关键是建立企业核心的模型，其次应用系统建设中技术方 法。在没有统一核心模型的情况下，系统之间的交互需要一一进行数据模型的翻 译，而在建立统一核心模型后所有系统的交互都通过公共信息模型来进行( 如图 1 2 所示) u o 】。 浙太学学位论女 基f c i m 模型的县局氍目整音 群嗡篚 m a l n y t om。nygrowth g r o w t h -u-一1。，。一 m m “一 = = = = = = ；7 i - 一“e = = = = ” 三；7卜 三三三 亡= 三= 一一七= = ；三三三三苎j 图1 - 2 系统接口方式的变化示意图 为此，只有基于c i m 标准设计统一的电力企业信息模型，利用c i m x m l 方式提供数据的发布，利用标准的c i s 服务提供数据的获取接口，才能保证综合 信息平台的开放性，从而防止综合信息平台变成新的信息孤岛。但是，作为国际 标准c i m 本身并不是无所不包的，它描述的只是核心的电网资源信息模型以及 工作管理信息模型，因此具体到某个电力企业的统一信息模型，不可能完全照搬 c i m ，必须要对其进行合理的扩展，在扩展过程中应当注意以下几点：首先，对 于需要扩展的部分，要进行分析和研究，从较高层次上抽取共性的数据与模型， 只有这样，才能保证扩展后模型的广泛适用性。其次，准确理解现有的公共信息 模型，需要分析新应用中哪些部分可咀在现有的c i m 中实现，要充分利用标准 中已有的模型，避免不必要的修改。最后，在扩胜模型与现有c i m 结合时，应 该充分利用面向对象设计中的继承和组合等特性，使得现有c i m 中的模型和信 息得到最大程度的复用。 1 2 目的与意义 在瞬息万变的信息时代，电力企业不仅需要内部各部门、各系统之间信息顺 畅沟通，而且，还需要企业之间的信息交互，以实现业务的高效协作及商务智能； 这都需要实现互操作的、可扩展的信息交换平台，以适应电力业务流程和业务事 项的不确定性和变动性。无疑，众多的“信息孤岛”，对企业单位问及内部各部门 间的信息互通形成了阻碍，降低了企业的核心竞争能力和应变能力，增加了电力 部门的运营成本，为此，需实现资源的优化配置和高效利用，降低经营成本，提 浙江大学硕士学位论文基于c i m 模型的县局数据整合 高盈利能力，提升企业的核心竞争能力，促进电网企业可持续发展。 实现国家电网公司建设“数字化电网、信息化企业”的战略部署，就需要加 强信息化的规范建设，以科技创新推动管理创新，以信息化带动生产自动化、管 理现代化。国家电网公司十一五期间信息化建设重点，就是将推进电力企业 资源整合和企业应用系统的整合。它将是解决电力企业信息“孤岛”的重要工程， 是实现电力企业信息资源共享和信息系统对企业决策支持的重大步骤。 目前，国家电网公司统一部署的“s g l 8 6 ”工程是国家电网公司“十一五”信 息化规划项目，就是实现：一是建成“纵向贯通、横向集成”的一体化企业级信息 集成平台，实现公司上下信息畅通和数据共享；二是建成适应公司管理需求的八 大业务应用，提高公司各项业务的管理能力；三是建立健全规范有效的六个信息 化保障体系，推动信息化健康、快速、可持续发展；四是力争到“十一五”末，国 网公司的信息化水平达到国内领先、国际先进，初步建成数字化电网、信息化企 业的四大目标【1 1 】。 建立供电企业数据中心其目的就是依据“s g l 8 6 工程的要求，基于企业级 一体化信息平台，按照信息模型规范进行县级企业数据中心，其核心任务就是在 s g l 8 6 实现的信息平台的基础上，构建个县级供电企业统一的电网资源信息模 型，将原本分散在不同应用中的信息按照该模型组织为一个整体，为国网公司实 现“十一五”规划目标奠定基础信息来源。该信息模型就是依据国际电工组织提供 的公共信息模型( i e cc i m ) ，作为电力系统信息交换的一个标准，使得其可以 在任何领域作集成。通过这个标准就可以实现电力系统不同应用之间很方便的交 换数据。因此利用它来进行统一的电网资源模型规划，对进一步提高各系统之间 的横向联系，纵向贯通，为下一步县级供电企业综合数据平台的建设打下良好的 理论基础。 1 3 研究方法与分析框架 本课题主要理论难点就是如何依据c i m 建立扩展模型，如何建立统一的规 则命名等问题，以及采用何种信息技术方法构建现县级供电企业电网资源公共信 息平台，所以，本文以企业信息模型相关理论为基础，结合县级供电企业行业特 浙江大学硕士学位论文 基于c l a m 模型的县局数据整合 点，从电网模型入手，遵循i e c 标准与c i m 语义规范，引用s o a 概念构架信息 交互平台，实现技术特定服务的方式进行分析与探索。 综上所述，本课题主要研究的内容：如图1 3 所示： 图1 3 系统集成研究内容的方法 依据上述目标，以及对目前电网企业信息集成方面的不足之处，提出如何做 好县级供电企业信息集成这项工作，首先从长远的角度来看，针对这些不足的原 因问题进行分析，采用如下方法进行研究与实现的初探 1 u m l 建模方法 信息模型的建模的基本方法通常采用结构化方法与面向对象方法、面向对象 和u m l 方法，其中：结构化方法是面向数据流进行需求分析的方法。它力求寻 找功能及功能之间的说明；面向对象方法是从内部结构上模拟客观世界，是运用 人类在日常的逻辑思维中经常采用的思想方法和原则，对现实世界客观实体的抽 象描述，通过属性和相关操作组成对象的基本单位。u m l 方法是一种定义良好、 易于表达、功能强大且普遍适用的建模语言。它基于面向对象的方法，溶入了软 件工程领域的新思想、新方法和新技术【1 2 1 1 3 l 。 2 c i m 的扩展模型 公共信息模型( c i m ) 描述了能量管理系统信息的全面的逻辑视图。这一定 浙江大学硕士学位论文 基于c i m 模型的县局数据整合 义包括了公用的类和属性，以及它们之间的关系，每一个包中每一类的模型信息 均给以固有的和继承的属性信息的全面的描述。但这些模型主要描述了电网能量 管理的对象，不能全面反映电网设备管理的对象，例如：核心包( c o r e ) 从能量 管理角度描述变电站、间隔等各信息类的关系，并没有明确对变电站、间隔、设 备的资产属性及关系，所以，就要利用核心包( c o r e ) 的类型、类关系模型，扩 展厂站的设备及资产管理类的模型以及类属性的扩展。 3 命名规范及编码规范的统一 目前，各系统对电网资源及设备、节点要素的命名、编码规则均各自为政， 对建立公共信息平台增加了难点，其最突出的问题是没有一套完整的信息编码体 系，编码标准不统一，并且现有的标准过于陈旧。为适应电力系统信息化建设的 快速发展，我们依托s g l 8 6 工程所制订的6 大标准体系，建立一套完整的编码 体系，以满足电力系统实现信息系统的互联互通的需要【1 4 】。 4 引用s o a 概念，解决集成的体系架构 在信息化集成初期通常是点对点的，但信息化到了引领业务阶段，集成就是 必然需要一个体系架构来支持才能满足需求，这个体系架构就是引用面向服务 ( s o a ) 的松耦合型的技术服务体系架构【l5 1 。 为此，依据i e cc i m 标准模型，利用r a t i o n a l 公司的r o s e 这一强大的u m l 建模工具，对i e c 6 1 9 7 0 以及i e c 6 1 9 6 9 中的c i m 模型做了必要的扩展，从而形 成了统一的企业级公用信息模型。在此模型研究成果的基础上，建立各系统公用 信息主要模型，以及统一接口规范、命名规范与数据交互规则进行研究，并把对 象模型映射成关系模型，从而建立统一的公用数据库，通过s o a 概念架构为下 一步综合数据平台的建设打下坚实的基础。 浙江大学硕士学位论文基于c i m 模型的县局数据整合 国内电力企业信息化 状态 电力企业信息化发展 过程、以及信息化效 果 理论依据 信息模型导入依据 c i m 引用成功因素 电力企业信息化 发展趋势 电力企业信息化开发与 应用发展 集成的目的与意义 i e c 模型 工e c6 1 9 7 d c6 1 9 6 8 涉及的相关模型 方法控制ll 公用模型 u m l 建模 $ o a 技术构来实现 c i m 扩展模型转换 集成主题数据模型 面向服务技术应用 1 4 本文研究结构 动因 分析不足顾因 研究探索思路 第一章：简要描述本课题的研究背景、研究目的、意义和研究方法，以及分 析框架。 第二章：对目前县级供电企业信息化从功能、数据、平台等方面现状进行分 析。 第三章：主要对企业信息化建设、c i m 规范、建模表示法、s o a 等相关理 论文献综述，并针对电力资源模型进行扩展与引用相关的c i m 的扩展示例、u m l 建模方法等方面进行描述。 第四章：针对集成模型具体实现方法进行探索，基于c i m 构建的电网资源， 基于s o a 建模方式、构建电网资源主题模型。并具体描述了数据存储模型、实 现架构、描述接口实现设计、接口规范、接口参数，系统网络构建等方面的内容。 第五章：以电网资源结构为主题的系统集成模型设计、以及模型中涉及的命 名规则，模型实现的技术平台、数据库部署、接口规范等设计 第六章：总结和展望 浙江大学硕士学位论文基于c i m 模型的县局数据整合 第二章县供电企业信息化建设现状 随着电网规模的不断扩大，我国县级供电企业的信息化是市场化经营活动中 必备的一个有效手段，也是企业必经之路，从而，促使县级供电企业信息化不但 相继建设安全生产、电力营销、客户服务、办公自动化、工程项目，人、财、物 等各业务管理信息系统，以及相关的专业分析系统，而且加大了自动化信息系统 方面的信息系统建设。如：能量管理系统( e m s ) 、调度自动化系统、客户现场 采集系统、配网在线监测系统等。 2 1 信息系统功能现状 随着县级供电企业信息化应用的深入开展和工作要求的不断提高，上述系统 存在的一些问题逐渐暴露出来。主要表现在： 1 以基层企业为单位建立信息化系统，导致企业间信息的纵向孤岛 信息系统习惯于以本企业业务需求建立信息化系统，这些系统立足本企业信 息的应用，忽略了企业之间、企业与上级单位的信息交换和信息共享，同时，不 可避免企业之间信息格式的差异、信息化应用深度、广度的不统一，这种模式对 信息而言没有真正体现信息的价值，是种资源浪费现象，对一个地区级电网( 县 级) 企业而言不可避免存在重复投资，增加企业资源的合理平衡。 2 以企业部门业务或者专业为单位建立应用系统，导致信息的重叠性与不 一致性 企业内部信息系统习惯于立足部门与专业，把一个系统划分为若干个专业子 系统，强调各个子系统的业务开发，这样回避了系统分析的难度。该模式把企业 管理描述为树形结构，不能客观描述企业，歪曲了企业的活动的本质规律，为系 4 统留下了难以弥补的缺陷。同时，这些信息系统不但分别应用于不同处室、不同 的直属机构，而且应用数据分布不同的部门或者系统服务体系，尤其与电网资源 相关的系统均需要使用部分或全部电网拓扑数据、电网参数数据、电网实时数据 ( 包括：发电负荷数据、机组自动控制系统数据) 、历史数据以及其他系统分析 浙江大学硕士学位论文基于c i m 模型的县局数据整合 计算的数据结果，这些系统既是采用接口方式，只要有一个系统进行调整或者变 化，其它系统均需要调整。 3 以统一规范的建立垂直专项业务信息系统，导致企业内信息处理的重复 性、不一致性 该方式是以集团企业为单位，统一建立了专业软件信息系统( 例如：电力营 销系统、客户服务系统、生产系统、工程系统等) ，解决了集团内垂直业务信息 化的统一，避免上述两种存在的专项业务软件统一、减少重复投资等局部问题， 但各级企业系统间横向信息资源较少考虑统一，必然存在信息处理重复性( 例如： 电网络信息在生产系统、电力营销系统、配网采集系统均需建立) ，信息算法口 径的统一、同样的信息其参数又不一致，势必增加了数据出错、不统一和由此造 成的计算分析结果不一致等问题。 综上所述的企业信息化建设方式，均存在不同程度的信息孤岛、功能孤岛等 现象，这些孤岛主要反映出目前我国县级供电企业信息孤岛的形成原因，为本文 研究课题的提供必须重视的问题，即：县级供电企业信息化建设及集成将采用何 种方法是不可忽视的。 2 2 信息系统数据结构现状， 上述系统建设方法构建企业信息化应用系统，除功能重叠、纵横交换、处理 不一致等问题外，在数据结构方面也存在的一些问题： 由于各信息系统多为单独进行建设，缺少企业统一的总体设计和规范，造成 系统间数据的格式不统一、参数不一致，数据处理流向不合理、系统间接口通信 的复杂度，例如：配电变压器，在营销系统认为它是入口点，其容量它是准确的， 生产系统认为它是产生的源头，其容量是设备自有的参数，但是前者为核定的用 电容量、后者为设备额定容量，所以，同一个配电变压器不但两个系统均存在， 而且命名不一致、主要参数不一致，以至于统一企业所拥有的配变总容量不一致； 各信息系统的数据分散，网络模型参数得不到共享，增加了系统处理的对象 参数值和数据格式和的统一维护难度，制约了企业系统信息应用水平的迸一步提 高、以及决策分析的不准确性； 新大学碗学位论文 基于c 蹦模型的县局数据整合 各系统之间由于缺少统一的命名和接口标准，难于方便地实现企业信息模型 参数和数据的交换与共享，造成系统资源的很大浪费。 上述问题，己经影响到企业管理水平和工作效率的进一步提高，制约了县级 供电企业系统信息化建设的进程。 2 3 系统平台现状 系统建设越多所配置的设备越多，而且系统平台( 硬、软件) 配置水平低， 系统数据资源不能充分利用，日常维护工作量大新增应用和系统扩充、改造比 较困难；例如：以a a 县级供电企业信息化为例( 如图21 所示) 圜嚣 鼗i l j l ? 鬻。 。一 舅鞠驻 嚣i 一7 一一赢 显甲旦j 肯 蜡蚶 1 数据库平台技术的不统一 省公司、地区局统一开发的系统，在数据库体系从技术环境而言均采用 o r a c l e 技术，但是，数据库的物理分布、数据体分布均是独立的，数据内核模型 对立分布，难以实现一体化的构建。 对于县级采购、自行开发的管理信息系统，如：财务系统、人事系统、计划 系统，以及自动化采集系统等，在数据库技术方面采用的有o r a c l e 、s q l s e r v e r 等技术。 2服务平台结构与技术的不统一 如省公司开发的营销系统采用j 2 e e 的b s 技术、地区局统一开发的生产系 统采用m s n e t 的b s 技术，县局自行开发或者采购的人事、财务等软件采用c s 结构的技术。 浙江大学硕士学位论文基于c i m 模型的县局数据整合 第三章基本概念与理论综述 3 1 企业信息化概述 美国科学家申农( 信息论创始人) 和维纳( 控制论创始人) ，最先对信息问题进 行了系统的研究，从而产生近代科学方法的三论：信息论、控制论和系统论【l 引。 维纳和申农研究信息问题，解决了现代技术的通信和自动化的问题，但他们提出 的理论意义并不限于技术上，还对管理学和哲学、信息使用价值等方面产生了深 重的影响，。“信息化”一词始于日本，最早见于1 9 6 3 年日本人t a d a o u m e s a o 发 表的论信息产业，随着信息技术的不断进步，信息化的内涵不断拓展。企业 信息化包括相互紧密联系的两个部分，即企业管理信息化与企业控制信息化l 1 7 1 ， 从信息化的应用领域和目的入手，认为企业通过使用现代化的信息技术在生产、 经营、管理的备个环节上全面改革工作和管理体制，从而大幅度的提高各种工作 效率、提高工作人员和管理人员的素质，从而根本上提高企业的竞争力。这既是 一个目标，既是一个过程，又是一场涉及技术、体制以及经营管理思想的深刻变 革，而这些变革其最终目的就是企业在产品设计、生产过程、产品服务销售， 以及管理和决策的信息综合的利用，使得信息成为有价值的产物，所以，可以认 为企业信息化最本质的特征是信息资源的综合利用与开发i l 引。 对于电网企业的信息化建设就像上述所分析那样，要使电网企业的信息具有 驱动企业发展的价值，其关键因素就是依据什么标准建立电网企业的综合信息平 台，实现各应用系统的信息交换。国际电工委员会( i e c ) 提出的i e c6 1 9 7 0 和 i e c 6 1 9 6 8 系列标准中的公共信息模型( c i m ) ，它为电力系统信息交换规范了一个 标准，通过这个标准可以实现电力系统不同应用之间很方便的交换数据，使得各 电力企业信息系统可以在任何领域作集成【1 9 】【2 0 】 2 1 】，因此，它不仅描述电网资源 静态层次的关系，而且反映电网的拓扑结构关系、以及运行控制关系，为电网资 源运行服务实时采集、控制系统提供信息交互标准接口。利用它来进行统一的企 业数据模型规划对进一步提高各系统之间的横向联系。 浙江大学硕士学位论文基于c i m 模型的县局数据整合 3 2i e cc i m 规范 国际电工技术委员会m c 在2 0 0 7 年0 2 月1 2 日定义的c i m 包含了i e c 6 1 9 7 0 、i e c6 1 9 6 8 、i e c6 1 8 5 0 ，以及m a r k o p e r a t i o n s 、e n e r g y s c h e d u l i n g 、f i n a n c i a l 、 r e s e r v a t i o n 等标准组成( 如图3 1 所示) t 2 2 1 。其中i e c 6 1 9 7 0 和i e c 6 1 9 6 8 分别 描述了能量管理系统和配电管理系统的应用程序接口。两个系列标准共同定义了 一种电力系统公共信息模型c i m ( c o m m o ni n f o r m a t i o nm o d e l ) 。公共信息模型 c i m 是电力企业应用集成的重要工具，它包括公用类、属性、关系等，这些类、 属性、关系等对象是一个抽象的模型，它是逻辑数据结构的灵魂，可定义信息交 换模型。另外，c i m 提供了一个可理解的电力系统逻辑视图，包括e m s 所需要 的信息。当然，可以被广泛的使用于不同的应用程序中，实际应用中已经远远超 出了在e m s 中的运用。这个标准可以被看作一个系统集成的工具，可以运用于 任何涉及到电力系统模型的系统集成中去，以此来促进应用程序间的互操作性和 兼容性。 1 9 7 0 自自 a n c i a l s c h e d u l k _ i g 图3 - 1 主要i e cc l m 模型 3 2 1c i m 建模表示法 c i m 用面向对象的建模技术定义。具体地说，c i m 规范使用统一建模语言 ( u m l ) 表达方法，它将c i m 定义成一组包。 c i m 中的每一个包包含一个或多个类图，用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。 浙江大学硕士学位论文基于c i m 模型的县局数据整合 c i m 由一组包组成。一个包一般意义上是指将相关模型元件分组的方法。 没有具体的语义意义。包的选择是为了使模型更易于设计、理解和查看。公共信 息模型是由一整套包所组成的。实体可以具有跨包的关联。每一应用可以使用几 个包所表示的信息。 3 2 2c i m 规范概述 c i m 划分为一组包。包是一种将相关模型元件分组的通用方法，没有特殊 的语义意义。包的选择是为了使模型更易于设计、理解与查看。公共信息模型由 完整的一组包组成。实体可以具有越过许多包边界的关联。每一个应用将使用多 个包中所表示的信息。 1 i e c6 1 9 7 0 【2 2 】【2 3 】 自- - q 目m o d e l 自臼曰 i v a l e n t s 一描目 自自 图3 2i e c6 1 9 7 0 包的依赖关系 i e c6 1 9 7 0 3 0 1 中定义的c i m 基本包及它们之间的依赖关系。虚线表示依赖 关系，箭头从依赖性包指向它所依赖的包。域( d o m a i n ) 包和核心( c o r e ) 包是c i m 中两个最基本的包。在域包中，定义了大量的基本数据类型使用于其他的包中。 浙江大学硕士学位论文基于c i m 模型的县局数据整合 这些类型包括枚举类型、实数类型、整数类型、字符串类型和其他类型。 1 ) 核心包( c o r e ) ：核心包：包含了电力系统中大多数应用都会使用到的 核心对象，几乎其它的每个包都要间接或直接依赖于这个包。这个包包 含三个子包：主包( m a i n ) 、( c u r v es c h e d u l e ) 、数据类型( d a t at y p e s ) ， 其中：主包( m a i n ) 包含了所有应用共享的鉴别对象( i d e n t i f i e do b j e c t ) 、 核心命名( n a m i n g ) ，电力系统资源( p o w e rs y s t e mr e s o u r c e ) ，设备容 器( e q u i p m e mc o n t a i n e r ) 和导电设备( c o n d u c t i n ge q u i p m e n t ) 实体， 以及这些实体的常见的组合。并不是所有的应用都需要所有的c o r e 实 体。这个包不依赖于任何其他的包，而其他包中的大部分都具有依赖于 本包的关联和普遍化； 2 ) 域包( d o m a i n ) ：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 文字描述的静态变量。枚举型数据的允许值在该属性的文档 ( 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 3 ) 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