基于CIM/CIS的集成平台在电力企业的应用

汪 昆，樊笑利，潘坚跃

（杭州市电力局，杭州 310009）

IEC 61970标准化技术能有效集成不同厂家、不同控制中心众多复杂的应用功能。近年来，针对这一标准的研究和应用一直是国内外的研究热点。目前IEC 61970-301的公共信息模型（Common Information Model， CIM）[1]Base部分已成为正式IEC标准。组件接口规范（CIS）[2]定义了信息传输的语法。国内外已进行了多次互操作实验，并取得了很好的效果，但作为一套规模庞大且技术复杂的系列标准尚处于研究和完善阶段。电力系统应用CIM和CIS的意义在于消除信息孤岛，要求所新建系统能直接遵循标准，并改造已有系统使之符合标准。

杭州市电力局集成平台应用于2004年，选择了以集成总线作为集成框架的建设策略，而在具体实现上侧重于通过中心数据库的方式来达到应用系统信息的交互。原系统难以提供IEC 61970的高速数据访问（HSDA）/时序数据服务（TSDA），也不能提供IEC 61970的通用数据访问（GDA），CIS内存运行的模式（服务器效能）和跨平台模型映射工具也存在问题。基于CIM/CIS的DF8600E技术平台，较好地解决了上述问题，为Ⅲ/Ⅳ区应用系统提供了基于CIM的电网模型、电网实时及历史运行状态及可缩放矢量图形（SVG）格式的图形。

1 DF8600E平台的基本工作原理及技术特点

1.1 主要功能

DF8600E平台在电网统一模型的基础上，可对来自能量管理（EMS）、电能计量（TMR）、调度生产管理（OMS）以及其它生产管理信息等多个系统的模型、图形以及实时和非实时数据进行整合处理。它是提供各应用系统实时数据交换和共享的通道，实现模型、图形管理以及丰富的数据管理、展现、挖掘功能，提供统一的信息服务和开放的集成开发环境，进而实现各种新的综合分析应用功能，为全面提升调度系统驾驭大电网的能力打下了坚实基础，也为资源优化配置、全面提高电网调度运行管理水平做好技术储备。

1.2 体系结构

DF8600E平台的基本结构如图1所示。DF8600单元应用接口（UAI）层是基于公用对象请求代理程序结构（CORBA）技术，实现应用跨平台的访问和通信，而底层是消息收/发系统，保证可扩展标志性语言（XML）格式的消息在应用系统间可靠、安全地传递。图1中DF8600单元应用服务（UAA）为各应用系统数据的专有格式与CIM之间的映射，以使一些数据模型不符合IEC 61970/IEC 61968标准的老系统无缝接入，实现老、新系统的数据交换，有效地利用了企业的先期投资价值。

图1 DF8600E架构示意图

2 DF8600E平台的技术改进

原生产集成平台先后集成数据采集与监控系统（SCADA）、生产管理系统和电能计量系统，CIS服务器程序采用内存视图方式，初始化阶段需要极大内存空间和时间，新系统改用成熟的实时库方式，对原有GDA，HSDA和TSDA服务也做了改进。同时还增加了跨平台模型映射工具，使得其他系统能更简捷地接入本系统。相关的技术区别如表1所示。

2.1 改进原有系统功能及关键技术

2.1.1 GDA与HSDA服务的技术改进

通过多次与其他主流应用程序接口（API）厂家进行互操作实验，修正原有CIS函数应用层的差异，使得GDA及HSDA服务能够满足更多主流API的运行环境要求，可以较好地支持主流API接口。

2.1.2 跨平台的模型映射工具的技术改进

原有的模型映射工具运行于Windows环境，随着系统效率及安全性的要求越来越高，系统运行环境开始向linux及unix上转移，原有的映射工具虽然也是使用QT这类跨平台的工具编写，但是底层的数据库接口没有完成跨平台移植，在DF8600E中完成了这一工作。

2.1.3 CIS内存运行模式的技术改进

原CIS服务器程序采用共享内存映射方式，新系统改用东方电子已经非常成熟的实时库方式。在实时库中先建立各个CIM类表，而CIM类表的域也是按照61970标准建立，初始化时根据CIM模型一次性写入，后期运行时再修改其中的内容。其特点是内存占用小，初始化迅速，并且增加了并发数，极大地提高了CIS服务器的使用效能。

2.2 GDA服务的优化

2.2.1 GDA的功能

该程序的主要目的是在服务器上创建GDA服务对象，并按照约定的对象名向名字服务器注册，同时提供各种异常处理。客户只需要掌握CIM知识，即可以访问由另一个构件或系统维护的数据，无需知道数据的逻辑模式。而面向请求-应答的服务是相对于SCADA数据快速访问的同步、非实时地访问复杂数据结构。例如访问数据库时，要用输电网当前状态对状态估计应用作初始化，然后用通知来保存结果。

2.2.2 DF8600E在GDA服务上的技术改进

原系统在GDA服务上基本只支持了最原始的API接口，即更新服务函数接口和事件标识服务函数接口。不能接入其他类型的系统，只有单一自行开发的接口能够接入。DF8600E在通用的函数接口基础上增加了查询服务实现函数接口，功能得到很大的提升。DF8600E接口遵循IEC 61970的GDA服务，当需要接入其他厂家的GDA等服务时，通过代理GDA服务来满足统一资源环境的需求。

3 结语

随着计算机应用技术的发展及电力系统标准化要求逐步提高，电力企业应用集成系统的标准化程度也必将得到进一步的提升。通过研究基于IEC 61970/IEC61968标准的DF8600E技术平台及基于CIM模型CIS接口的关键技术，如GDA，SHDA等的改进。解决了原系统所存在的接口不规范、单一及无法跨平台资源映射和配置等问题。改进后的系统平台在实际应用中鲁棒和灵活性良好，收到了良好的效果。

[1]JASON PRITCHARD.IEC 61970-301 Energy management system application program interface （EMS-API）∶Part 301 Common Information Model（CIM）Base[M].2004.

[2]ROBERT ORFALI.IEC 61970-401 Energy Energy management system application program interface（EMS-API）∶Part 401 Compoment interface specification （CIS） framework[M].2005.

[3]ARNO PUDER，OMG.CORBA系统结构、原理及规范[M].韦乐平，译.北京：电子工业出版社，2001.

[4]李师贤，郑红，吴涛.CORBA企业解决方案[M].北京：机械工业出版社,2001.