關(guān)于電網(wǎng)GIS平臺與配電自動化系統(tǒng)CIM模型增量更新研究

夏陳喆　鄭賢舜　鄭晟　夏惠惠

【摘要】為適應(yīng)快速發(fā)展的配電自動化，溫州公司通過開發(fā)自動化系統(tǒng)和專題圖系統(tǒng)的接口，實現(xiàn)了配網(wǎng)專題圖的自動成圖功能，將配網(wǎng)自動化的數(shù)據(jù)維護納入到配網(wǎng)異動流程中，實現(xiàn)了GIS數(shù)據(jù)和配網(wǎng)自動化的數(shù)據(jù)實時統(tǒng)一。然而兩套系統(tǒng)的同時推進也帶來了一定的問題。電網(wǎng)GIS平臺與配電自動化系統(tǒng)應(yīng)用集成模塊的系統(tǒng)圖CIM模型增量更新，采用大饋線級聯(lián)方式生成，以至于最終生成的系統(tǒng)圖CIM模型增量數(shù)據(jù)依然較大，導(dǎo)致系統(tǒng)圖CIM模型生成、傳輸及導(dǎo)入時效率較低，因而迫切需要優(yōu)化原系統(tǒng)圖CIM模型增量更新方案。

【關(guān)鍵詞】電網(wǎng)GIS平臺；配電自動化系統(tǒng)；CIM模型；增量；更新

1.研究設(shè)想

（1）如果當前線路上的設(shè)備發(fā)生變更（但所屬饋線是其它線路的配網(wǎng)站所未變更），則PMS側(cè)在生成當前線路對應(yīng)的系統(tǒng)圖CIM模型中，只包含當前線路下的設(shè)備模型，不包含當前未變更級聯(lián)線路的模型數(shù)據(jù)（僅在當前系統(tǒng)圖CIM模型文件中給出當前線路的級聯(lián)線路名稱、線路ID和標記），自動化系統(tǒng)根據(jù)PMS當前配網(wǎng)設(shè)備異動流程中提供的系統(tǒng)圖CIM模型數(shù)據(jù)做相應(yīng)的處理。

（2）如果當前線路上的設(shè)備和當前線路下的所屬饋線是其它線路的配網(wǎng)站所（或僅是當前線路下的所屬饋線是其它線路的配網(wǎng)站所）發(fā)生變更，則PMS側(cè)在生成當前線路對應(yīng)的系統(tǒng)圖CIM模型中，同時包含當前線路和當前線路下變更過的站所（所屬饋線是其它線路）的級聯(lián)線路的模型數(shù)據(jù)；自動化系統(tǒng)根據(jù)PMS當前配網(wǎng)設(shè)備異動流程中提供的系統(tǒng)圖CIM模型數(shù)據(jù)做相應(yīng)的處理。簡言之，將GIS平臺生成的系統(tǒng)圖CIM模型從全量模式改為增量模式導(dǎo)入自動化系統(tǒng)，這樣將大大節(jié)省空間和時間，提高工作效率。

2.方案實現(xiàn)

配網(wǎng)設(shè)備異動流程系統(tǒng)圖CIM模型增量更新改造功能根據(jù)用戶在當前配網(wǎng)設(shè)備異動流程中變更的線路、站所設(shè)備及級聯(lián)線路等是否發(fā)生變更，生成對應(yīng)的系統(tǒng)圖增量CIM模型；對于在當前異動流程中未變更的級聯(lián)線路，僅給出標記位，不輸出對應(yīng)的CIM模型數(shù)據(jù)，以簡化CIM模型輸出，方便模型傳輸及導(dǎo)入。

2.1集成架構(gòu)

應(yīng)用采用總線方式，見圖1 電網(wǎng)模型、圖形信息集成架構(gòu)：

（1）電網(wǎng)GIS平臺因設(shè)備異動和數(shù)據(jù)維護等原因，電網(wǎng)模型發(fā)生變動后，發(fā)送電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變動消息到企業(yè)服務(wù)總線的JMS消息隊列。

（2）信息交換總線網(wǎng)關(guān)監(jiān)聽企業(yè)服務(wù)總線上的JMS消息隊列，接收到消息后轉(zhuǎn)發(fā)給對應(yīng)地市的信息交換總線。

（3）消息通過信息交換總線穿透信息安全物理隔離裝置，發(fā)送給對應(yīng)地市的配電自動化系統(tǒng)。對應(yīng)地市配電自動化系統(tǒng)接收到消息以后，向信息交換總線發(fā)送服務(wù)請求建立連接。

（4）服務(wù)請求經(jīng)過信息交換總線網(wǎng)關(guān)，調(diào)用電網(wǎng)GIS平臺注冊在企業(yè)服務(wù)總線上的建立服務(wù)。服務(wù)完成相應(yīng)的業(yè)務(wù)處理后，返回連接令牌。

（5）配電自動化系統(tǒng)接收到電網(wǎng)GIS平臺返回的連接令牌后，根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變動消息中的內(nèi)容，判斷具體調(diào)用開關(guān)站圖/單線圖/系統(tǒng)圖/供電范圍圖圖形服務(wù)，再次向信息交換總線發(fā)送服務(wù)請求以獲取電網(wǎng)圖形模型數(shù)據(jù)。

（6）服務(wù)請求經(jīng)過信息交換總線網(wǎng)關(guān)，調(diào)用電網(wǎng)GIS平臺注冊在企業(yè)服務(wù)總線上的電網(wǎng)模型圖形數(shù)據(jù)服務(wù)。服務(wù)將電網(wǎng)模型圖形數(shù)據(jù)返回至配電自動化系統(tǒng)。獲取電網(wǎng)模型圖形數(shù)據(jù)結(jié)束后，配電自動化系統(tǒng)調(diào)用關(guān)閉連接服務(wù)。

2.2獲取模型

電網(wǎng)GIS平臺電網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生變動后，以線路為單位，電氣專題圖為表現(xiàn)，生成CIM數(shù)據(jù)（對其電氣連接關(guān)系，拓撲關(guān)系進行描述，電網(wǎng)設(shè)備ID設(shè)定為生產(chǎn)部門設(shè)定的統(tǒng)一17位編碼體系），并發(fā)送變動消息到總線通知對應(yīng)的配電自動化系統(tǒng)，外部系統(tǒng)（配電自動化系統(tǒng)）收到消息后，通過調(diào)用服務(wù)將變動后電網(wǎng)結(jié)構(gòu)從電網(wǎng)GIS平臺轉(zhuǎn)入總線，穿過隔離裝置，由配電自動化系統(tǒng)接收和解析，轉(zhuǎn)化為其自有空間信息數(shù)據(jù)，支持各類上層應(yīng)用。

配電自動化系統(tǒng)根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變動消息的參數(shù)調(diào)用此接口，電網(wǎng)GIS平臺返回指定單線圖的CIM拓撲模型數(shù)據(jù)。過程如圖2獲取專題圖模型、圖形接口交互流程圖所示：

3、方案測試

通過對系統(tǒng)圖CIM模型增量更新在不同測試場場景下的結(jié)果分析如下表：

3.1測試場景一

變更當前加載饋線下廠站設(shè)備，測試該廠站所屬級聯(lián)饋線模型是否給出。期望輸出模型中只包含該廠站所屬饋線，級聯(lián)饋線模型未給出。

3.2測試場景二

變更當前加載饋線下的所屬饋線是其它饋線的站所設(shè)備，測試是否給出級聯(lián)線路的模型。期望輸出模型中包含當前饋線及未變更的站所所屬饋線。

3.3測試場景三

修改城區(qū)大圖中某條饋線及站所設(shè)備，測試模型大小變化幅度。期望增量更新模型大幅度減小。

3.4測試場景四

將增量更新的模型導(dǎo)出，離線方式導(dǎo)入南瑞OPEN3200主站系統(tǒng)。期望正常將增量更新的模型導(dǎo)入系統(tǒng)。以系統(tǒng)圖為單位或以饋線為單位，將小南輻射、供電640線模型生成導(dǎo)出，以離線方式導(dǎo)入主站系統(tǒng)，系統(tǒng)圖和線路的模型都可以正常識別并導(dǎo)入主站系統(tǒng)。

場景測試數(shù)據(jù)分析表 表1

4、結(jié)論

將GIS平臺生成的系統(tǒng)圖CIM模型從全量模式改為增量模式導(dǎo)入自動化系統(tǒng)，將大大減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間和所占的空間，當電網(wǎng)架構(gòu)發(fā)生大的變化時，走增量模式將大大提升工作效率。面對配電網(wǎng)的日新月異，配網(wǎng)主站每天都有大量異動維護，該方法的應(yīng)用確保溫州智能配電自動化項目建設(shè)進度的同時，保證配電網(wǎng)技術(shù)支持系統(tǒng)正確、可靠，大大提高了提高配電網(wǎng)運行管理水平。目前溫州公司已經(jīng)將此技術(shù)應(yīng)用于實踐，充分說明了方案的可靠性和實用性。

參考文獻

[1]余貽鑫.面向21世紀的智能配電網(wǎng).南方電網(wǎng)技術(shù)，2006.2（6）：14-16.

[2]IEC 61968配網(wǎng)管理系統(tǒng)接口標準.

[3]IEC 61970能量管理系統(tǒng)應(yīng)用程序接口標準（EMS-API）.

[4]王士政.電網(wǎng)調(diào)度自動化與配網(wǎng)自動化技術(shù).中國水利電力部，2006.