本發(fā)明屬于電網(wǎng)自動化調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及面向電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控大數(shù)據(jù)分析的統(tǒng)一信息模型及建模方法。

背景技術(shù)：

隨著特高壓電網(wǎng)建設(shè)的全面提速、新能源的快速發(fā)展和電力市場化改革的深入推進，電網(wǎng)一體化運行的特征愈發(fā)明顯，對電網(wǎng)實施集中分析決策、多專業(yè)間業(yè)務(wù)協(xié)作和跨調(diào)度機構(gòu)工作協(xié)同等需求更加迫切。近年來，電網(wǎng)調(diào)度控制中心所能獲取的信息資源越來越豐富，電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控分析可利用的信息源也越來越多，而且信息量巨大，形成了電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控大數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展為利用海量的電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控數(shù)據(jù)提供了解決方案，推動了電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展和電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控業(yè)務(wù)的深化應(yīng)用。但是能夠順利運用各種來源的信息的前提是數(shù)據(jù)的完備性和互操作性，所以有必要研究對電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控業(yè)務(wù)分析所需的各種信息進行整合的方法。

電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控大數(shù)據(jù)分析所需信息來源于多個不同的專業(yè)系統(tǒng)，各系統(tǒng)遵循不同的建模標準，不同的建模標準在建模方法、建模內(nèi)容等方面存在差異。傳統(tǒng)的建模方式僅滿足對部分數(shù)據(jù)的建模，難以滿足電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控大數(shù)據(jù)分析的數(shù)據(jù)要求，存在問題如下：(1)iec61970中cim建模主要針對調(diào)控主站端的一次設(shè)備模型及網(wǎng)絡(luò)拓撲，缺少對二次設(shè)備模型的描述。(2)iec61850中scl建模主要針對變電站子站端的二次設(shè)備模型，使用上側(cè)重于主子站端的數(shù)據(jù)交互。(3)現(xiàn)有的建模方式缺少對設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、電壓控制信息、作業(yè)管理數(shù)據(jù)等電網(wǎng)設(shè)備量測類信息的描述，難以實現(xiàn)對這類數(shù)據(jù)的應(yīng)用。

綜上所述，傳統(tǒng)的建模方式難以獲得電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控大數(shù)據(jù)分析所需要的信息，無法滿足電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控大數(shù)據(jù)分析的業(yè)務(wù)需要，故急切需要設(shè)計一種應(yīng)用于電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控大數(shù)據(jù)分析的統(tǒng)一信息模型。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對背景技術(shù)中的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種面向電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控大數(shù)據(jù)分析的統(tǒng)一信息模型及建模方法。建立統(tǒng)一信息模型的框架，實現(xiàn)一二次設(shè)備間的關(guān)聯(lián)，同時對cim模型中的量測類進行模型擴展，實現(xiàn)所有量測類信息的集中接入與統(tǒng)一建模。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種面向電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控大數(shù)據(jù)分析的統(tǒng)一信息模型，所述統(tǒng)一信息模型包括資源模型與量測模型；

所述資源模型包括設(shè)備容器、一次設(shè)備模型及相關(guān)二次設(shè)備模型；

所述一次設(shè)備模型包括wires、topology、domain、core；

所述量測模型在原有量測模型的基礎(chǔ)上擴展了量測包，涵蓋所有量測類信息，包括電壓控制信息、電網(wǎng)運行量測數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)信息、環(huán)境監(jiān)測信息和作業(yè)管理信息。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明同時提出了一種面向電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控大數(shù)據(jù)分析的統(tǒng)一信息模型的建模方法，所述方法包括如下步驟：

(s1)采用iec61970中cim模型描述建立設(shè)備容器、一次設(shè)備模型及其關(guān)聯(lián)，并引入到統(tǒng)一信息模型；

(s2)采用iec61850中scl模型建立二次設(shè)備模型，并引入到統(tǒng)一信息模型中；

(s3)在統(tǒng)一信息模型中建立一次設(shè)備模型與二次設(shè)備模型的關(guān)聯(lián)；

(s4)將量測類信息擴展到量測包中，構(gòu)建廣義量測模型。

進一步地，在所述步驟(s3)中，一次設(shè)備模型和二次設(shè)備模型的關(guān)聯(lián)采用盡量少修改原有模型的原則，將iec61850中的保護模型和量測功能模型作為兩顆子樹接入到cim模型中，具體步驟如下：

(s3-1)將cim中的protectionequipment類與iec61850中的proied概念對應(yīng)起來，并隨之引入ied層次以下的iec61850保護功能對象；

(s3-2)將cim中的measurement類與iec61850中的ied概念對應(yīng)起來，并隨之引入ied層次以下的iec61850量測和開關(guān)對象；

(s3-3)建立iec61850中prolnode類與cim中conductingequipment類的關(guān)聯(lián)；

(s3-4)建立iec61850中prolnode類與cim中breaker類的關(guān)聯(lián)。

進一步地，在所述步驟(s4)中，構(gòu)建廣義量測模型的具體步驟為：

(s4-1)將measurement類抽象為一個量測類信息的父類，增加屬性mealtype，用于標識量測類信息；

(s4-2)量測類信息中增加屬性mealparentid和mealtype；

所述mealparentid用于標識其父類；

所述mealtype用于標識量測類信息的類別；

(s4-3)將電壓控制信息、電網(wǎng)運行量測數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)信息、環(huán)境監(jiān)測信息、作業(yè)管理信息共5類量測信息通過mealparentid與measurement類關(guān)聯(lián)，從而將量測類信息引入到統(tǒng)一信息模型中。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明提供了一種面向電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控大數(shù)據(jù)分析的統(tǒng)一信息模型，該模型協(xié)調(diào)了iec61970的cim模型和iec61850的scl模型，建立了統(tǒng)一信息模型的框架，實現(xiàn)了一二次設(shè)備間的關(guān)聯(lián)，同時對cim模型中的量測類進行模型擴展，將故障、檢修、缺陷、氣象等其余量測類信息統(tǒng)一接入到統(tǒng)一信息模型，實現(xiàn)了所有量測類信息的集中接入與統(tǒng)一建模，基于上述建模方法，構(gòu)建了電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控大數(shù)據(jù)分析的統(tǒng)一信息模型，支撐了電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控大數(shù)據(jù)應(yīng)用。

在cim模型中量測模型僅描述了電網(wǎng)運行信息中的scada類，對于電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控大數(shù)據(jù)分析需要的量測類信息缺少引入方式，需要通過模型擴展的方式引入到統(tǒng)一信息模型。而在本發(fā)明中，統(tǒng)一信息模型中擴展量測類信息的策略就是基于cim模型中的量測包，定義廣義的量測包，將所有的量測類信息與量測模型橫向關(guān)聯(lián)，從而建立廣義量測模型。

附圖說明

圖1是統(tǒng)一信息模型的示意圖；

圖2是一、二次設(shè)備模型關(guān)聯(lián)策略示意圖；

圖3是量測類信息擴展方式示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的結(jié)構(gòu)圖及具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明的統(tǒng)一信息模型是一個新的類對象體系，能夠涵蓋iec61970中cim模型和iec61850中scl模型的電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控數(shù)據(jù)及所有量測類信息，并且使得cim模型和scl模型到新模型的轉(zhuǎn)換是無損的，該模型為電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控大數(shù)據(jù)分析能夠提供完備的信息資源。統(tǒng)一信息模型的uml表示如圖1所示，一次設(shè)備模型包括wires、topology、domain、core，一次設(shè)備模型與二次設(shè)備模型統(tǒng)稱資源模型。

cim劃分為一組包，包是一種將相關(guān)模型元件分組的通用方法。core是核心包，包含了所有應(yīng)用共享的核心命名，該包不依賴與任何包，但topology、domain、wires和measurement均依賴于該包。domain包是量與單位的數(shù)據(jù)字典，定義了可能被其他任何包中的任何類使用的屬性的數(shù)據(jù)類型。topology是拓撲包，是core包的擴展，是設(shè)備怎么通過閉合開關(guān)連接在一起的邏輯定義。wires包是core和topology包的擴展，建立了輸電和配電網(wǎng)絡(luò)的電氣特性的信息模型。二次設(shè)備模型與wire包中的保護類是對應(yīng)關(guān)系，通過建立二次設(shè)備與保護類的對應(yīng)關(guān)系，實現(xiàn)了一次設(shè)備與二次設(shè)備的關(guān)聯(lián)。meas包是topology包的擴展，用于描述各應(yīng)用之間交換的動態(tài)測量數(shù)據(jù)的實體。

統(tǒng)一信息模型主要包括資源模型與量測模型。具體介紹如下：

a)資源模型

資源模型包括設(shè)備容器、一次設(shè)備及相關(guān)二次設(shè)備。在統(tǒng)一信息模型中基于iec61970中cim模型描述設(shè)備容器和一次設(shè)備。依據(jù)iec61850中ied的相關(guān)定義描述包括保護設(shè)備、測控裝置、安自裝置等二次設(shè)備。本發(fā)明采用擴展一次設(shè)備模型中wire包，建立保護類，在二次設(shè)備模型中建立一次設(shè)備關(guān)聯(lián)類，建立保護類與一次設(shè)備關(guān)聯(lián)類的邏輯連接，實現(xiàn)一次設(shè)備與二次設(shè)備的關(guān)聯(lián)。

b)量測模型

變電站設(shè)備監(jiān)控涉及的六類量測數(shù)據(jù)，在模型里將以量測類型的對象存在。原有的量測模型中僅包含scada量測數(shù)據(jù)，統(tǒng)一信息模型在原有量測模型的基礎(chǔ)上擴展了量測包，建立涵蓋所有量測類信息的量測模型。

資源模型是對變電站內(nèi)設(shè)備容器、一次設(shè)備及二次設(shè)備的基本參數(shù)在滿足電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和拓撲關(guān)系的前提下進行建模。量測模型是對變電站內(nèi)一次設(shè)備和相關(guān)二次設(shè)備在運行過程中動態(tài)采集到的量測類數(shù)據(jù)進行建模。變電站內(nèi)的設(shè)備是建模的對象和本體，資源模型是對其所屬靜態(tài)數(shù)據(jù)建模，量測模型是對其動態(tài)數(shù)據(jù)建模，兩者共同完成了對電網(wǎng)設(shè)備的統(tǒng)一建模。

在統(tǒng)一信息模型中，采用cim模型與scl模型協(xié)調(diào)的方式構(gòu)建資源模型及其關(guān)聯(lián)關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上擴展量測模型建立涵蓋所有量測信息的廣義量測模型。具體步驟為：

(s1)采用iec61970中cim模型描述建立設(shè)備容器、一次設(shè)備類及其關(guān)聯(lián)，并引入到統(tǒng)一信息模型。

(s2)采用iec61850中scl模型建立二次設(shè)備模型，并引入到統(tǒng)一信息模型中。

(s3)在統(tǒng)一信息模型中建立一次設(shè)備與二次設(shè)備的關(guān)聯(lián)。

(s4)將量測類信息擴展到量測包中，構(gòu)建廣義量測模型。

在所述步驟(s3)中，一次設(shè)備模型和二次設(shè)備模型的關(guān)聯(lián)采用盡量少修改原有模型的原則，將iec61850中的保護模型和量測功能模型作為兩顆子樹接入到cim模型中。一、二次設(shè)備模型關(guān)聯(lián)策略如圖2所示，其中mealnode、mealdevice、meaied、proied、proldevice和prolnode是二次設(shè)備部分，其余是一次設(shè)備模型部分，具體步驟為：

(s3-1)將cim中的protectionequipment(保護設(shè)備)類與iec61850中的proied概念對應(yīng)起來，并隨之引入ied層次以下的iec61850保護功能對象。

(s3-2)將cim中的measurement(量測)類與iec61850中的ied概念對應(yīng)起來，并隨之引入ied層次以下的iec61850量測和開關(guān)對象。

(s3-3)建立iec61850中prolnode(保護邏輯節(jié)點)類與cim中conductingequipment(導(dǎo)電設(shè)備)類的關(guān)聯(lián)。

(s3-4)建立iec61850中prolnode(保護邏輯節(jié)點)類與cim中breaker類的關(guān)聯(lián)。

在所述步驟(s4)中，統(tǒng)一信息模型中擴展量測類信息的策略就是基于cim模型中的量測包，定義廣義的量測包，將所有的量測類信息與量測模型橫向關(guān)聯(lián)，從而建立廣義量測模型。量測類信息擴展方式如圖3所示。量測模型擴展的具體步驟為：

(s4-1)將measurement類抽象為一個量測類信息的父類，增加屬性mealtype，用于標識量測類信息。

(s4-2)量測類信息中增加屬性mealparentid和mealtype,mealparentid用于標識其父類，mealtype用于標識量測類信息的類別。

(s4-3)將電壓控制信息、電網(wǎng)運行量測數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)信息、環(huán)境監(jiān)測信息、作業(yè)管理信息共5類量測信息通過mealparentid與measurement類關(guān)聯(lián)，從而將量測類信息引入到統(tǒng)一信息模型中。