关于电网GIS平台与配电自动化系统CIM模型增量更新研究

夏陈喆　郑贤舜　郑晟　夏惠惠

【摘要】为适应快速发展的配电自动化，温州公司通过开发自动化系统和专题图系统的接口，实现了配网专题图的自动成图功能，将配网自动化的数据维护纳入到配网异动流程中，实现了GIS数据和配网自动化的数据实时统一。然而两套系统的同时推进也带来了一定的问题。电网GIS平台与配电自动化系统应用集成模块的系统图CIM模型增量更新，采用大馈线级联方式生成，以至于最终生成的系统图CIM模型增量数据依然较大，导致系统图CIM模型生成、传输及导入时效率较低，因而迫切需要优化原系统图CIM模型增量更新方案。

【关键词】电网GIS平台；配电自动化系统；CIM模型；增量；更新

1.研究设想

（1）如果当前线路上的设备发生变更（但所属馈线是其它线路的配网站所未变更），则PMS侧在生成当前线路对应的系统图CIM模型中，只包含当前线路下的设备模型，不包含当前未变更级联线路的模型数据（仅在当前系统图CIM模型文件中给出当前线路的级联线路名称、线路ID和标记），自动化系统根据PMS当前配网设备异动流程中提供的系统图CIM模型数据做相应的处理。

（2）如果当前线路上的设备和当前线路下的所属馈线是其它线路的配网站所（或仅是当前线路下的所属馈线是其它线路的配网站所）发生变更，则PMS侧在生成当前线路对应的系统图CIM模型中，同时包含当前线路和当前线路下变更过的站所（所属馈线是其它线路）的级联线路的模型数据；自动化系统根据PMS当前配网设备异动流程中提供的系统图CIM模型数据做相应的处理。简言之，将GIS平台生成的系统图CIM模型从全量模式改为增量模式导入自动化系统，这样将大大节省空间和时间，提高工作效率。

2.方案实现

配网设备异动流程系统图CIM模型增量更新改造功能根据用户在当前配网设备异动流程中变更的线路、站所设备及级联线路等是否发生变更，生成对应的系统图增量CIM模型；对于在当前异动流程中未变更的级联线路，仅给出标记位，不输出对应的CIM模型数据，以简化CIM模型输出，方便模型传输及导入。

2.1集成架构

应用采用总线方式，见图1 电网模型、图形信息集成架构：

（1）电网GIS平台因设备异动和数据维护等原因，电网模型发生变动后，发送电网结构变动消息到企业服务总线的JMS消息队列。

（2）信息交换总线网关监听企业服务总线上的JMS消息队列，接收到消息后转发给对应地市的信息交换总线。

（3）消息通过信息交换总线穿透信息安全物理隔离装置，发送给对应地市的配电自动化系统。对应地市配电自动化系统接收到消息以后，向信息交换总线发送服务请求建立连接。

（4）服务请求经过信息交换总线网关，调用电网GIS平台注册在企业服务总线上的建立服务。服务完成相应的业务处理后，返回连接令牌。

（5）配电自动化系统接收到电网GIS平台返回的连接令牌后，根据电网结构变动消息中的内容，判断具体调用开关站图/单线图/系统图/供电范围图图形服务，再次向信息交换总线发送服务请求以获取电网图形模型数据。

（6）服务请求经过信息交换总线网关，调用电网GIS平台注册在企业服务总线上的电网模型图形数据服务。服务将电网模型图形数据返回至配电自动化系统。获取电网模型图形数据结束后，配电自动化系统调用关闭连接服务。

2.2获取模型

电网GIS平台电网结构发生变动后，以线路为单位，电气专题图为表现，生成CIM数据（对其电气连接关系，拓扑关系进行描述，电网设备ID设定为生产部门设定的统一17位编码体系），并发送变动消息到总线通知对应的配电自动化系统，外部系统（配电自动化系统）收到消息后，通过调用服务将变动后电网结构从电网GIS平台转入总线，穿过隔离装置，由配电自动化系统接收和解析，转化为其自有空间信息数据，支持各类上层应用。

配电自动化系统根据电网结构变动消息的参数调用此接口，电网GIS平台返回指定单线图的CIM拓扑模型数据。过程如图2获取专题图模型、图形接口交互流程图所示：

3、方案测试

通过对系统图CIM模型增量更新在不同测试场场景下的结果分析如下表：

3.1测试场景一

变更当前加载馈线下厂站设备，测试该厂站所属级联馈线模型是否给出。期望输出模型中只包含该厂站所属馈线，级联馈线模型未给出。

3.2测试场景二

变更当前加载馈线下的所属馈线是其它馈线的站所设备，测试是否给出级联线路的模型。期望输出模型中包含当前馈线及未变更的站所所属馈线。

3.3测试场景三

修改城区大图中某条馈线及站所设备，测试模型大小变化幅度。期望增量更新模型大幅度减小。

3.4测试场景四

将增量更新的模型导出，离线方式导入南瑞OPEN3200主站系统。期望正常将增量更新的模型导入系统。以系统图为单位或以馈线为单位，将小南辐射、供电640线模型生成导出，以离线方式导入主站系统，系统图和线路的模型都可以正常识别并导入主站系统。

场景测试数据分析表 表1

4、结论

将GIS平台生成的系统图CIM模型从全量模式改为增量模式导入自动化系统，将大大减少数据传输的时间和所占的空间，当电网架构发生大的变化时，走增量模式将大大提升工作效率。面对配电网的日新月异，配网主站每天都有大量异动维护，该方法的应用确保温州智能配电自动化项目建设进度的同时，保证配电网技术支持系统正确、可靠，大大提高了提高配电网运行管理水平。目前温州公司已经将此技术应用于实践，充分说明了方案的可靠性和实用性。

参考文献

[1]余贻鑫.面向21世纪的智能配电网.南方电网技术，2006.2（6）：14-16.

[2]IEC 61968配网管理系统接口标准.

[3]IEC 61970能量管理系统应用程序接口标准（EMS-API）.

[4]王士政.电网调度自动化与配网自动化技术.中国水利电力部，2006.