一种SCADA系统模型的标准化方法.docVIP

一种SCADA系统模型的标准化方法摘 要：对比分析了一套自主设计开发的SCADA系统模型和CIM模型的建模方法， 比较了两种模型之间的差异， 主要涉及设备模型、 连接关系模型、 设备容器模型、 量测模型。针对这种差异，提出了按IEC61970标准中的CIM模型对该SCADA系统进 行标准化改造的方法。关键词：SCADA系统 标准化 CIM模型 IEC61970 The Method for the Standardization of anSCADA SystemModel Abstract :The modeling methods of CIM and an SCADA system model designed independently were analyzed，and the differences between them were compared, which mainly related to equipment model, connection model, equipment container model, measurement model. In view of such differences, the method to standardize the SCADA system model according to CIM of IEC61970 was presented. Keywords: SCADA Standardizations Common Information Model (CIM) IEC61970 1．引言：IEC61970标准颁布之前，由于缺乏统一规定，不同厂商开发的EMS系 统、EMS的各种应用在建模、数据结构定义方面普遍存在差别，各系统只建立了 服务于该系统当时应用所需要的数据模型，没有考虑到功能的扩充和系统的整 合， 提供的对外接口也千差万别， 因此系统升级受到限制、 第三方软件难以接入、 扩展应用时需要针对具体项目进行开发， 工程的可实施性差， 限制了EMS系统的 发展。国际电工委员会（IEC）制订的IEC61970标准规定了公共信息模型（CIM） 和组件接口规范（CIS） ，使得EMS能够组件化和开放化、降低系统集成成本 。 CIM是用面向对象方法定义的一套与电力系统EMS相关的统一数据模型，而CIS 则在此模型的基础上提供了一套标准的数据访问接口。遵循IEC61970标准不是放弃原有系统，而是在原系统基础上进行标准化改 造，实现对外提供符合CIM、CIS的标准接口。本文根据工程应用需要，基于 IEC61970标准，对一套SCADA系统提出了标准化方法。该SCADA系统是自主设 计开发的商业化产品，采用关系模型进行设计，本文首先分析了SCADA模型和 CIM模型的建模思路、以及两种模型之间的对应关系，发现两种模型主要在设备 建模、连接关系建模、量测关系建模、设备容器建模方法上存在差异，本文将对 这四个方面进行详细分析，并提出对该SCADA系统模型进行标准化改造的方法。2．SCADA系统模型与CIM模型的对比分析 CIM是根据电力系统物理特性构建的一种抽象模型，用来表示EMS等电力控 制中心计算机应用系统中包含的所有主要实体对象，是IEC61970标准的核心。 CIM采用面向对象的方法建模，利用类、对象、属性、类之间的关系来描述实体， 类之间包含 泛化（Generalization）、简单 关联（Simple association）和聚合 [1] [2] （Aggregation）三种关系。SCADA系统则利用关系数据模型表示实体与实体之 间的关系。2.1 设备模型 CIM中在Wire包中定义电力设备， Equipment（设备）包含了所有设备的公共特征和属性，是设备信息的基类，被分为五种类型，即Conducting Equipment 导电设备） Power Transformer（电力变压器） Protection Equipment 、 （保护设备）、Heat Exchanger（热交换器）和Generating Unit（发电机组）。其 中导电设备又分为Rectifier Inverter（整流器逆变器）、Switch（开关）、Ground （接地）等子类，某些子类如Switch又分为Breaker、Junction、Disconnect or等下 一级子类，所有实体被分解在各个层次的类型中。在SCADA系统中，将所有实 体按用途进行分类，所有设备处于同一层次，设备之间没有继承关系，包括开关 刀闸、母线、线路、变压器、负荷、电容器、电抗器、发电机、负荷、终端设备 等各类设备。大多数设备的模型都很相似，而变压器