專利名稱：Iec61970cim模型校驗方法
技術領域：
本發(fā)明涉及了變電站系統(tǒng)處理的技術領域，具體涉及一種IEC61970CM模型校驗方法。
背景技術：
隨著電力系統(tǒng)和計算機技術的發(fā)展，電力系統(tǒng)自動化水平的不斷提高，在電力系統(tǒng)中實現(xiàn)信息和功能共享越來越重要，各應用系統(tǒng)之間接口的標準化工作就具有很重要 的意義。IEC 61970系列標準定義了能量管理系統(tǒng)應用程序接口(EMSAPI)，公共信息模型(CIM)是整個EMSAPI框架很重要的一部分。EMSAPI標準的目的是為了促進對不同賣方獨立開發(fā)的能源管理系統(tǒng)(EMS)應用進行集成和對獨立開發(fā)的整個EMS系統(tǒng)進行集成，或對EMS系統(tǒng)和其他涉及電力系統(tǒng)運行的不同方面的系統(tǒng)，例如發(fā)電或配電管理系統(tǒng)進行集成。用于控制中心各應用之間的信息交換以及控制中心以外系統(tǒng)間的信息交換。通過定義標準應用程序接口，使得這些應用或系統(tǒng)能夠不依賴于信息的內部表示而存取公共數(shù)據(jù)和交換信息，完成對EMS的集成。目前，國際上許多廠家已經(jīng)將CM應用于電力系統(tǒng)自動化的各級產(chǎn)品，例如RTU、自動抄表、電量設備和SCADA/EMS/DMS/PM的各種模型逐步采用CM數(shù)據(jù)模型。CM數(shù)據(jù)模型包含基本上所有和電力生產(chǎn)有關的數(shù)據(jù)，如RTU設備、SCADA數(shù)據(jù)、財務、網(wǎng)絡連接、發(fā)電、檢修和電力市場等。CIM是一個抽象模型,它表不了 EMS信息模型中典型包含的電力企業(yè)的所有主要對象，包含這些對象的公共類和屬性，以及它們之間的關系。對EMS應用而言，就是類與對象以通用的方式對電力系統(tǒng)中需要表示的模型進行建模。類是對現(xiàn)實世界中對象的描述，例如EMS中需要表示的電力系統(tǒng)模型，變壓器、發(fā)電機、負荷和斷路器等。這些對象需要以一種通用的形式表示，以達到兼容插入和互聯(lián)運行的目的。CIM模型中的XML文件級交互是實現(xiàn)系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交換的標準方式之一。然而，在進行CIM模型中的XML文件交互的過程中，有效的并且符合IEC 61970-503標準的CIM模型中的XML文件中的數(shù)據(jù)才可以被正確地被其它系統(tǒng)使用，但CIM模型中的XML中的模型數(shù)據(jù)可能并不滿足電力系統(tǒng)的基本規(guī)則，這會引起其它系統(tǒng)內電網(wǎng)模型的錯誤建立，浪費大量的人力和物力。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是克服CIM模型中XML文件中的模型數(shù)據(jù)可能并不滿足電力系統(tǒng)的基本規(guī)則，弓I起其它系統(tǒng)內電網(wǎng)模型的錯誤建立的問題。本發(fā)明提供于的一種IEC61970CIM模型校驗方法能夠在CIM模型中XML文件交互前要對CIM模型中的XML文件的有效性進行校驗，節(jié)省大量的人力物力。為了解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是一種IEC61970CIM模型校驗方法，其特征在于包括以下步驟，步驟(I)，將CM模型文件中的設備對象讀入CM對象內存庫；步驟(2),用指針描述CIM對象內存庫中CIM I旲型設備之間關聯(lián)關系；
步驟(3)，從步驟(2)所述CIM對象內存庫中獲取所述用指針描述設備之間關聯(lián)關系的CIM模型，并對獲取CIM模型進行語法校驗、語義校驗、參數(shù)完備性校驗、關聯(lián)一致性校驗、拓撲完整性校驗；步驟(4)，輸出并顯示不符合步驟(3)所述各類校驗的CIM模型。前述的IEC61970CM模型校驗方法，其特征在于所述步驟(I)將CM模型文件中的設備對象讀入CIM對象內存庫的具體步驟如下，步驟(I)，使用SAX接口解析CM模型文件；步驟(2)，將SAX接口解析得到的內容放入CM對象內存庫中。前述的IEC61970CM模型校驗方法，其特征在于所述步驟(3)對獲取CIM模型進行語法校驗是將獲取的CIM模型中的XML文件的放入XML解析器校驗的，包括以下內容，
I)校驗XML文件中是否有且僅有一個根元素，其他所有的元素都是所述根元素的子元素，若存在多個根元素或者其他任一元素不是根元素的子元素，則在步驟(4)中輸出；2)校驗起始標簽和結束標簽是否匹配，結束標簽是否存在，若起始標簽和結束標簽不匹配或者結束標簽不存在，則在步驟(4)中輸出；3)校驗XML文件中大小寫是否一致，若XML文件中大小寫不一致，則在步驟(4)中輸出；4)校驗XML文件中元素是否正確嵌套且子元素完全包括在父元素中，若XML文件中元素嵌套不正確或者任一子元素不包括在父元素中，則在步驟(4)中輸出；5)校驗XML文件中元素屬性是否包括在引號中，若XML文件中元素屬性不包括在引號中，則在步驟(4)中輸出；6)校驗XML文件中元素中的屬性是否重復，若XML文件中元素中的屬性重復，則在步驟⑷中輸出。前述的IEC61970CM模型校驗方法，其特征在于所述步驟(3)對獲取CM模型進行語義校驗是符合CM/RDF Schema中模式規(guī)范的，包括以下內容，I)校驗以“cim: ”為前綴的標簽的格式包括大小寫，若以“cim: ”為前綴的標簽的格式上不符合CM/RDF Schema中規(guī)定，則在步驟(4)中輸出；2)校驗XML文件中元素屬性，若XML文件中元素屬性不正確歸屬于相應的類，則在步驟⑷中輸出；3)校驗關聯(lián)中引用的資源標識所對應的元素，若關聯(lián)中引用的資源標識所對應的元素不存在于同一 XML文件中，則在步驟(4)中輸出；4)校驗枚舉類型中的CM名空間，若枚舉類型中的CM名空間不與文檔處理指令中出現(xiàn)的CIM名空間一致，則在步驟(4)中輸出；5)校驗關聯(lián)的重數(shù)，若關聯(lián)的重數(shù)不符合CM/RDF Schema中規(guī)定，則在步驟(4)中輸出。前述的IEC61970CIM模型校驗方法，其特征在于所述步驟(3)對獲取CIM模型進行參數(shù)完備性校驗，包括以下內容，I)校驗關鍵屬性，若關鍵屬性不存在，則在步驟⑷中輸出；2)校驗名稱屬性，若名稱屬性不唯一，則在步驟(4)中輸出；3)校驗字符串長度，若字符串長度不符合規(guī)定則在步驟(4)中輸出。前述的IEC61970CM模型校驗方法，其特征在于所述步驟(3)對獲取CIM模型進行關聯(lián)一致性校驗，包括以下內容，I)校驗CIM模型中包含有雙向的關聯(lián),若從關聯(lián)的任一側到另一側所描述的信息不一致，則在步驟(4)中輸出；2)CIM模型中導電設備與設備容器之間通過關聯(lián)屬性形成直接的關聯(lián)，導電設備還通過路徑與設備容器間建立另一種不同途徑的關聯(lián)，校驗CIM模型通過上述兩種不同途徑建立起的導電設備與設備容器之間的關聯(lián)是否保持一致，若不一致，則在步驟(4)中輸出；3)校驗一個設備的關聯(lián)屬性是否關聯(lián)到一種或幾種類型的設備，若沒有關聯(lián)，則在步驟⑷中輸出。
前述的IEC61970CM模型校驗方法，其特征在于所述步驟(3)對獲取CM模型進行拓撲完整性校驗，包括以下內容，I)校驗端子數(shù)目端子是否正確，若不正確，則在步驟⑷中輸出；2)校驗節(jié)點是否空掛，即任何一個節(jié)點至少連接兩個設備，若是空掛，則在步驟
(4)中輸出。前述的IEC61970CM模型校驗方法，其特征在于所述步驟(3) CM對象內存庫還設有應用程序編程接口 API。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明首先將CM模型文件中的設備對象讀入CIM對象內存庫，以指針替換原先CIM模型文件中字符串形式的關聯(lián)關系，解決反復讀取CIM模型文件消耗大量時間的問題，并按照定義好的校驗規(guī)則，對CIM對象內存庫中的模型進行語法校驗、語義校驗、參數(shù)完備性校驗、關聯(lián)一致性校驗、拓撲完整性校驗等，最后將不符合校驗規(guī)則的情況展示給使用者，方便使用者的快速修改，避免了其它系統(tǒng)內電網(wǎng)模型的錯誤建立，節(jié)省了大量的人力物力。


圖I是本發(fā)明的IEC61970CIM模型校驗方法的系統(tǒng)框圖。
具體實施例方式下面將結合說明書附圖，對本發(fā)明作進一步的說明。如圖I所示，本發(fā)明首先將CIM模型文件中的設備對象讀入CIM對象內存庫，以指針替換原先CIM模型文件中字符串形式的關聯(lián)關系，解決反復讀取CIM模型文件消耗大量時間的問題，并按照定義好的校驗規(guī)則，對CIM對象內存庫中的模型進行語法校驗、語義校驗、參數(shù)完備性校驗、關聯(lián)一致性校驗、拓撲完整性校驗等，最后將不符合校驗規(guī)則的情況展示給使用者，方便使用者對CIM模型文件快速修改，避免了其它系統(tǒng)內電網(wǎng)模型的錯誤建立，節(jié)省了大量的人力物力，本發(fā)明具體包括以下步驟第一步，將CM模型文件中的設備對象讀入CM對象內存庫；第二步，用指針描述CIM對象內存庫中CIM模型設備之間關聯(lián)關系；第三步，從第二步所述CIM對象內存庫中獲取所述用指針描述設備之間關聯(lián)關系的CIM模型，并對獲取CIM模型進行語法校驗、語義校驗、參數(shù)完備性校驗、關聯(lián)一致性校驗、拓撲完整性校驗；
第四步，輸出并顯示不符合第三步所述各類校驗的CIM模型。所述第一步將CM模型文件中的設備對象讀入CM對象內存庫的具體還包括如下步驟I)使用SAX接口解析CM模型文件；2)將SAX接口解析得到的內容放入CM對象內存庫中。由于CIM模型文件是一個符合XML標準的文件，雖然可以使用標準的接口(如DOM、SAX)對其進行讀取，但是這種讀取方式有其局限性。SAX接口速度快，但只能進行一次性的讀取，不能滿足對CM模型中對象反復遍歷的要求；D0M可以對XML文件進行反復讀取，但速度慢，在對CIM模型中對象反復遍歷的過程中將會花費大量的時間。本發(fā)明能夠將后續(xù)的校驗均針對CIM內存庫中的對象進行，極大滿足數(shù)據(jù)讀取的方便性和快速性，解決反復讀取CIM模型文件消耗大量時間的問題，CIM內存庫中設備之間關聯(lián)關系的描述采用指針的方式，這將會大大加快遍歷的速度。例如，在校驗關聯(lián)正確性時，對每個開關 (Breaker)讀取其關聯(lián)屬性 Equipment. MemberOf_EquipmentContainer。如果米用 DOM 的方式，貝1J需要遍歷所有的EquipmentContainer以找到相應的設備容器；而采用CIM對象內存庫的方式，只需要從該屬性獲得執(zhí)行設備容器的指針，即可找到相應的設備容器，所花費的時間幾乎可以忽略不計。所述第三步對獲取CIM模型進行語法校驗是將獲取的CIM模型中的XML文件的放入XML解析器校驗的，包括以下內容，I)校驗XML文件中是否有且僅有一個根元素，其他所有的元素都是所述根元素的子元素，若存在多個根元素或者其他任一元素不是根元素的子元素，則在第四步中輸出并顯示給使用者；2)校驗起始標簽和結束標簽是否匹配，結束標簽是否存在，若起始標簽和結束標簽不匹配或者結束標簽不存在，則在第四步中輸出并顯示給使用者；3)校驗XML文件中大小寫是否一致，若XML文件中大小寫不一致，則在第四步中輸出并顯示給使用者；4)校驗XML文件中元素是否正確嵌套且子元素完全包括在父元素中，若XML文件中元素嵌套不正確或者任一子元素不包括在父元素中，則在第四步中輸出并顯示給使用者；5)校驗XML文件中元素屬性是否包括在引號中，若XML文件中元素屬性不包括在引號中，則在第四步中輸出并顯示給使用者；6)校驗XML文件中元素中的屬性是否重復，若XML文件中元素中的屬性重復，則在第四步中輸出并顯示給使用者。所述第三步對獲取CM模型進行語義校驗要符合CM/RDF Schema中模式規(guī)范，才稱得上是有效的CM模型，包括以下內容，I)校驗以“cim: ”為前綴的標簽的格式包括大小寫，若以“cim: ”為前綴的標簽的格式上不符合CM/RDF Schema中規(guī)定，則在第四步中輸出并顯示給使用者；2)校驗XML文件中元素屬性，若XML文件中元素屬性不正確歸屬于相應的類，則在第四步中輸出并顯示給使用者；3)校驗關聯(lián)中引用的資源標識所對應的元素，若關聯(lián)中引用的資源標識所對應的元素不存在于同一 XML文件中，則在第四步中輸出并顯示給使用者；4)校驗枚舉類型中的CM名空間，若枚舉類型中的CM名空間不與文檔處理指令中出現(xiàn)的CIM名空間一致，則在第四步中輸出并顯示給使用者；5)校驗關聯(lián)的重數(shù)，若關聯(lián)的重數(shù)不符合CM/RDF Schema中規(guī)定，則在第四步中輸出并顯示給使用者。CIM模型中包含了大量的參數(shù)信息，但是它不可能包含所有的參數(shù)模型信息，而是根據(jù)需要支持的應用包含不同的參數(shù)模型信息。第三方系統(tǒng)在使用CIM模型之前，應該根據(jù)應用需求，對CIM模型中包含參數(shù)的完備性進行校驗，以判斷其能否滿足本系統(tǒng)的需要。由于不同系統(tǒng)對模型參數(shù)有不同的需求，因此參數(shù)校驗應該能夠靈活地配置，所述第三步對獲取CIM模型進行參數(shù)完備性校驗，包括以下內容，I)校驗關鍵屬性，若關鍵屬性不存在，則在第四步中輸出并顯示給使用者，對于第 三方系統(tǒng)來說，有些設備屬性是必須的，如設備名、電阻、電抗以及一些重要的關聯(lián)屬性等。因此必須能夠對模型中設備對象的屬性進行配置，指定關鍵屬性，在校驗時確保這些屬性必須存在；2)校驗名稱屬性，若名稱屬性不唯一，則在第四步中輸出并顯示給使用者，有的系統(tǒng)要求設備的名稱具有全網(wǎng)唯一性，有的系統(tǒng)要求設備的名稱在同一廠站下是唯一的，這是名稱唯一性校驗的兩個主要需求；3)校驗字符串長度，若字符串長度不符合所要使用的系統(tǒng)規(guī)定(表I中對字符串長度的描述)，則在第四步中輸出并顯示給使用者，某些系統(tǒng)對于設備名稱等字符串的長度有嚴格要求，因此需要在使用CIM模型之前對某些屬性的字符串長度進行校驗，以判斷其能夠被本系統(tǒng)使用。參數(shù)校驗配置信息用二維方式描述下表I所示表I配置信息用二維方式描述
權利要求
1.IEC61970CIM模型校驗方法，其特征在于包括以下步驟， 步驟(I )，將CIM模型文件中的設備對象讀入CIM對象內存庫； 步驟(2)，用指針描述CIM對象內存庫中CIM模型設備之間關聯(lián)關系； 步驟(3 )，從步驟(2 )所述CIM對象內存庫中獲取所述用指針描述設備之間關聯(lián)關系的CIM模型，并對獲取CIM模型進行語法校驗、語義校驗、參數(shù)完備性校驗、關聯(lián)一致性校驗、拓撲完整性校驗； 步驟(4 )，輸出并顯示不符合步驟(3 )所述各類校驗的CIM模型。
2.根據(jù)權利要求I所述的IEC61970CIM模型校驗方法，其特征在于所述步驟(I)將CIM模型文件中的設備對象讀入CIM對象內存庫的具體步驟如下， 步驟(I )，使用SAX接ロ解析CIM模型文件； 步驟(2)，將SAX接ロ解析得到的內容放入CIM對象內存庫中。
3.根據(jù)權利要求I所述的IEC61970CIM模型校驗方法，其特征在于所述步驟(3)對獲取CIM模型進行語法校驗是將獲取的CIM模型中的XML文件的放入XML解析器校驗的，包括以下內容， 1)校驗XML文件中是否有且僅有ー個根元素，其他所有的元素都是所述根元素的子元素，若存在多個根元素或者其他任一元素不是根元素的子元素，則在步驟(4)中輸出； 2)校驗起始標簽和結束標簽是否匹配，結束標簽是否存在，若起始標簽和結束標簽不匹配或者結束標簽不存在，則在步驟(4)中輸出； 3)校驗XML文件中大小寫是否一致，若XML文件中大小寫不一致，則在步驟(4)中輸出； 4)校驗XML文件中元素是否正確嵌套且子元素完全包括在父元素中，若XML文件中元素嵌套不正確或者任一子元素不包括在父元素中，則在步驟(4)中輸出； 5)校驗XML文件中元素屬性是否包括在引號中，若XML文件中元素屬性不包括在引號中，則在步驟(4)中輸出； 6)校驗XML文件中元素中的屬性是否重復，若XML文件中元素中的屬性重復，則在步驟(4)中輸出。
4.根據(jù)權利要求I所述的IEC61970CIM模型校驗方法，其特征在于所述步驟(3)對獲取CM模型進行語義校驗是符合CM/RDF Schema中模式規(guī)范的，包括以下內容， 1)校驗以“cim:”為前綴的標簽的格式包括大小寫，若以“cim: ”為前綴的標簽的格式上不符合CM/RDF Schema中規(guī)定，則在步驟(4)中輸出； 2)校驗XML文件中元素屬性，若XML文件中元素屬性不正確歸屬于相應的類，則在步驟(4)中輸出； 3)校驗關聯(lián)中引用的資源標識所對應的元素，若關聯(lián)中引用的資源標識所對應的元素不存在于同一 XML文件中，則在步驟(4)中輸出； 4)校驗枚舉類型中的CIM名空間，若枚舉類型中的CIM名空間不與文檔處理指令中出現(xiàn)的CIM名空間一致，則在步驟(4)中輸出； 5)校驗關聯(lián)的重數(shù)，若關聯(lián)的重數(shù)不符合CM/RDFSchema中規(guī)定，則在步驟(4)中輸出。
5.根據(jù)權利要求I所述的IEC61970CIM模型校驗方法，其特征在于所述步驟(3)對獲取CIM模型進行參數(shù)完備性校驗，包括以下內容， 1)校驗關鍵屬性，若關鍵屬性不存在，則在步驟(4)中輸出； 2)校驗名稱屬性，若名稱屬性不唯一，則在步驟(4)中輸出； 3)校驗字符串長度，若字符串長度不符合規(guī)定則在步驟(4)中輸出。
6.根據(jù)權利要求I所述的IEC61970CIM模型校驗方法，其特征在于所述步驟(3)對獲取CIM模型進行關聯(lián)一致性校驗，包括以下內容， 1)校驗CIM模型中包含有雙向的關聯(lián)，若從關聯(lián)的任一側到另一側所描述的信息不一致，則在步驟(4)中輸出； 2)CIM模型中導電設備與設備容器之間通過關聯(lián)屬性形成直接的關聯(lián)，導電設備還通過路徑與設備容器間建立另ー種不同途徑的關聯(lián)，校驗CIM模型通過上述兩種不同途徑建立起的導電設備與設備容器之間的關聯(lián)是否保持一致，若不一致，則在步驟(4)中輸出； 3)校驗ー個設備的關聯(lián)屬性是否關聯(lián)到ー種或幾種類型的設備，若沒有關聯(lián)，則在步驟(4)中輸出。
7.根據(jù)權利要求I所述的IEC61970CIM模型校驗方法，其特征在于所述步驟(3)對獲取CIM模型進行拓撲完整性校驗，包括以下內容， 1)校驗端子數(shù)目端子是否正確，若不正確，則在步驟(4)中輸出； 2)校驗節(jié)點是否空掛，即任何ー個節(jié)點至少連接兩個設備，若是空掛，則在步驟(4)中輸出。
8.根據(jù)權利要求1-7任一項所述的IEC61970CIM模型校驗方法，其特征在于所述步驟(3) CIM對象內存庫還設有應用程序編程接ロ API。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種IEC61970CIM模型校驗方法，首先將CIM模型文件中的設備對象讀入CIM對象內存庫，以指針替換原先CIM模型文件中字符串形式的關聯(lián)關系，解決反復讀取CIM模型文件消耗大量時間的問題，并按照定義好的校驗規(guī)則，對CIM對象內存庫中的模型進行語法校驗、語義校驗、參數(shù)完備性校驗、關聯(lián)一致性校驗、拓撲完整性校驗等，能夠將不符合校驗規(guī)則的結果輸出并展示給使用者，方便使用者對CIM模型快速修改，避免了其它系統(tǒng)內電網(wǎng)模型的錯誤建立，從而節(jié)省了大量的人力物力。
文檔編號G06F17/27GK102663094SQ201210104089
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月10日 優(yōu)先權日2012年4月10日
發(fā)明者季堃, 宋鑫, 尹壽垚, 張留留, 彭暉, 楊啟京, 王春玉, 翟毅, 胡杰, 陳寧 申請人:國電南瑞科技股份有限公司