基于国际标准的信息交换技术在异构电力调度集控系统统一维护中的应用研究

魏勇军

1 引言

近年来，广州地区用电负荷增长迅猛，广州电网得到了蓬勃发展，已经形成包括200座变电站的大型电网，其调度运行、监视控制以及调度员对实时信息的掌握都提出了更高的要求。因此，2005年开始在保障旧系统安全稳定运行的同时致力于建设新调度集控一体化系统。

广州供电局新调度集控一体化系统包括两套系统，分别是南瑞科技股份有限公司的OPEN3000系统和烟台东方电子信息产业股份有限公司的DF8003系统。在今后的运行中两套系统之间需要进行大量的复杂的数据信息交换。为实现两套系统统一维护，必须首先在两套系统间实现基于国际标准的图形、参数和模型信息交换，两套系统间重复数据一次维护，并实现无缝交换电网图形与模型。

2 可缩放矢量图像简介

可缩放矢量图像(Scapable Vector Graphics，SVG)是互联网联盟(W3C)的正式推荐标准，它是一种使用XML来描述二维图像的语言。SVG允许3种形式的图像对象存在，分别是矢量图形（如由直线、曲线等组成的路径）、点阵图像和文本。各种图像对象能够组合、变换，并且能修改其样式，也能够定义成预处理对象以便再用。SVG还支持各种特效，包括嵌套变换、路径剪裁、透明度处理、滤镜效果以及模板对象等。同时，SVG可以是互动和动态的，动画可以直接加入SVG文本，也可以通过脚本加入。在新的SVG版本中，还可以表现视频、音频等其它信息。SVG通过使用脚本语言来完成比较复杂的应用，脚本语言调用SVG对象模型(SVG Document Object Model)来访问或控制所有的元素、属性和属性值。任何一种SVG图像元素都能使用脚本来处理类似鼠标单击、双击以及键盘输入等事件。由于SVG文本是XML名字空间中的有效字符，这些字符能作为SVG图像的关键字而通过搜索引擎进行查询。

3 图形互操作

根据图形交互方案草案的要求，图形对象不能独立存在，必须基于CIM建模。

实际的图形交互需求并非交换图形的一个“快照”，而是需要一个交换的元数据，以使接收方能够动态刷新 CIM 量测和其他的动态信息，且无需与发送方相连。所以，图形交互的目的并不是用于显示，而是以SVG为载体描述电气信息，交互中必须传递比单纯描述源图形的一个“快照”更多的信息。SVG可以看作是模型的可视化表示，图形静态信息用SVG文件传递，图形的拓扑和动态信息用CIMXML文件传递，并建立 SVG文件中包含的图形对象和CIMXML模型对象之间的映射关系，即通过基于CIM的图形定义，实现图形信息的共享。

SVG的优点包括：1).基于XML标准；2).可以形成高质量的图像；3).图形小，保存和显示方便；4).文件格式灵活易用；5).支持互动和动画等。

SVG建立在纯文字格式之上，直接继承了XML的特性，简化了不同系统间的信息交流，方便数据库的存取。SVG从根本上说就是基于XML的图形技术的应用。

3.1 SVG文件导出

SVG文件导出主要指的是将主系统内部使用的私有图形格式转换成标准的SVG文件格式，用于和备用系统之间进行交互。

SVG文件和CIMXML文件是两份分离的文件，所以，需要建立两份文件之间的映射关系，才能将图形对象和模型对象关联起来。CIMXML模型文件要先于或者和SVG文件同时传送，以保证图形和模型是同步的。

例如，SVG图形文件中对刀闸的描述如下：

CIM XML模型文件中对应的描述信息为：

gz小车刀闸

……

两个文件中,通过相同的ID号=221015866，进行匹配。

3.2 SVG文件导入

图形导入过程用于将图形信息从SVG文件中解析出来，并导入目标系统。用户只需要在一个节点上导入图形，则全系统可共享该图形信息。导入内容包括：

1). 图幅信息（宽、高、名称等）；

2). 各电压等级颜色定义和字体风格定义信息；

3). 图元模板库信息；

4). 不同图层下各电力元件的图形信息；

5). 电力元件之间的连接信息；

6). 注释信息。

4 模型互操作

由于 CIM 是完全采用面向对象技术构建的，因此 CIM 模型中使用了类、对象、属性、继承、关联等面向对象的概念，而私有数据库通常是关系或层次型的数据库，这就需要在 CIM 和私有数据库之间建立模式的映射。映射规则：

1). 将CIM的类与私有数据库中的表相互映射；

2). 将 CIM 的属性与私有数据库中的列相互映射；

3). 将 CIM 的对象映射成私有数据库中表的记录；

4). 将CIM的关联与私有数据库中表的外键或指针相互映射；

5). 将CIM中基类与派生类间的继承处理为对派生表的扩充。

4.1 CIM XML导入流程

首先，导入适配器对CIM XML文档进行简单解析；其次，导入适配器中的映射程序根据模式映射模板中形成的 CIM 模式与私有数据库模式的映射信息将解析出的对象数据映射成私有数据库中的记录数据；最后，为了保证私有数据库中建立的网络模型正确，导入适配器中的校验模块对私有数据库中的网络模型进行合理性校验。

4.2 CIM XML导出流程

CIM XML导出相对导入来说比较简单，导出适配器从私有数据库中读出存储在表里的记录数据，根据模式映射模板中的映射信息，按照XML语法和导出规则，形成CIM XML文档。导入/导出流程如图1所示。

5 结束语

广州供电局率先在2006年实践了在地区调度中心主备调度集控系统之间的图形、信息交换研究；但基于当时国内虽已经组织各厂家进行过六次互操作实验，但主要是功能上较简单的测试，并无对实际的现场数据库进行过测试，也没有很正式的互操作标准，以至互导的结果还存在一些问题，近期我们计划对此项功能进行完善，争取早日投入使用。

[1] 李亚平,黄海峰等. SVG技术在电网调度自动化系统中的应用[J], 电力系统自动化, 2005.

[2] 吴文传,张伯明等. 基于IEC61970标准的EMS/DTS一体化系统的设计与开发[J], 电力系统自动化, 2005.

[3] 陈芳,徐学军.XML/Java技术在WebGIS中的应用与实现[J].电力系统及其自动化学报,2003;15(1).