面向智能电网的公共信息模型及其若干关键应用研究

发布时间：2017-03-30 01:07

  本文关键词：面向智能电网的公共信息模型及其若干关键应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：智能电网的提出和发展,给电力行业带来了全新的变革和发展机遇。以信息化、自动化和互动化为特征的坚强智能电网建设,需要完善和开放的技术标准体系支持,而CIM (Common Information Model,公共信息模型)正是智能电网的核心标准。CIM涵盖了电力企业全景语义信息和标准接口规范,有丰富多样的技术表达形式,能在各业务领域环节得以广泛的应用,是智能电网建设的重要技术支撑。 本文回顾国内外智能电网的研究状况,以中国坚强智能电网的规划为研究参考,重点探讨企业公共语义模型和技术标准对智能电网的支撑作用,针对电力信息化中标准规范数据库设计、企业应用系统集成和统一命名编码三大问题,相对应地研究了CIM在智能电网的输变电资产管理、电网企业应用集成、智能调度编码等三个关键领域的应用,开发了CIM模型管理系统,实现了模型管理和数据服务等功能。本文所做的主要工作可归纳为以下五个方面： 1)分析了电网企业的信息化和自动化现状,指出统一信息模型和标准接口是解决信息孤岛问题的关键。总结了国内外智能电网核心技术标准,明确了CIM在智能电网核心标准的核心地位；提出电力信息资源规划的基本问题,阐明了CIM在电力信息资源整合中的关键作用。研究了CIM的理论技术背景、建模方法和扩展实例,并重点概述了CIM在电网企业应用集成、资产管理和调度编码等智能电网关键领域中的应用。 2)从复杂信息系统建设的规律出发,基于IEC61970/61968CIM,阐释了资产信息模型理论,分析了电力系统资源和资产的区别；提出了电力信息建模的原则和方法,并据此扩展资产信息模型,包括资产基础模型和工作模型；介绍了资产模型的各种应用,如资产数据库设计、资产分类与编码设计等；理清资产与功能位置的关系、资产管理与物资和财务管理的关联集成。 3)针对目前电网管理中应用集成的现状和不足,引入面向服务架构的企业应用集成方法。按照信息集成与互操作的自身规律,遵循IEC61968标准和模型驱动集成MDI的方法论,定义了基于CIM语义和XSD语法的应用间消息交互文件,再采用WebServices技术标准将其封装成服务。形成模型驱动流水线式的面向服务架构的企业应用集成的开发方案。 4)调度中心自动化系统对电网模型编码方式不一致,增加了系统间模型交互和上下级电网间模型拼接的困难。为了满足智能调度的一体化模型管理需求,首次提出并设计了一种基于公共信息模型的电网智能调度编码体系。该编码体系包含调度编码规范、CIM/XML交换规范和编码校验规范三方面自上而下的规范,能够解决各级调度中心长期以来在电网调度编码上没有一致标准和编码规范无法深入推广应用的难题。 5)以公共信息模型CIM为基础,开发了基于MOF技术的信息模型管理系统SG-CIM-FINDER。分析了系统设计原理,介绍了系统的模型管理和数据服务等功能,并以数据库设计和封装、调度中心系统集成、变电站与主站的数据交换和电网企业应用系统集成为例,给出了系统多种切实可行的应用模式。
【关键词】：智能电网 公共信息模型 元对象设施 模型驱动集成 面向服务架构 Web服务 资产管理 智能调度
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM76
【目录】：

• 致谢5-7
• 摘要7-9
• ABSTRACT9-11
• 目录11-15
• 第1章 绪论15-39
• 1.1 引言15-16
• 1.2 智能电网的内涵与特征16-17
• 1.3 国内外智能电网的研究现状17-21
• 1.3.1 美国智能电网研究17-18
• 1.3.2 欧洲智能电网研究18-19
• 1.3.3 我国智能电网研究19-21
• 1.4 研究背景意义和研究对象21-26
• 1.4.1 智能电网建设信息化和自动化现状及对策21-22
• 1.4.2 国内外智能电网技术标准的研究现状22-24
• 1.4.3 智能电网技术标准与公共信息模型24-26
• 1.5 公共信息模型研究与应用概述26-34
• 1.5.1 公共信息模型简述26-27
• 1.5.2 CIM扩展方法与实例概述27-29
• 1.5.3 CIM应用模式分析29-30
• 1.5.4 CIM在资产管理中的应用概述30-31
• 1.5.5 CIM在应用集成中的应用概述31-33
• 1.5.6 CIM在调度编码中的应用概述33-34
• 1.6 本文所做工作和章节安排34-39
• 1.6.1 主要工作和创新点34-35
• 1.6.2 参与的科研项目35-37
• 1.6.3 本文的章节安排37-39
• 第2章 电网企业信息资源集成和公共信息模型研究39-59
• 2.1 概述39-40
• 2.2 电网企业信息资源整合研究40-44
• 2.2.1 电网企业信息资源现状41-42
• 2.2.2 电力信息资源规划与整合42-44
• 2.2.3 智能电网中的信息资源整合44
• 2.3 电网企业应用互操作研究44-49
• 2.3.1 应用集成与互操作44-46
• 2.3.2 信息集成与语义冲突46-47
• 2.3.3 电网企业应用互操作47-49
• 2.4 电网企业公共信息模型理论背景49-54
• 2.4.1 语义信息模型和本体49-51
• 2.4.2 元数据和元建模体系层次51-53
• 2.4.3 公共信息模型的建模方法53-54
• 2.5 电网企业公共信息模型解读54-58
• 2.5.1 公共信息模型内涵概要54-55
• 2.5.2 电网企业核心语义模型55-58
• 2.6 小结58-59
• 第3章 基于CIM的电网企业资产管理信息模型研究59-75
• 3.1 概述59-60
• 3.2 资产信息模型理论60-64
• 3.2.1 资产基本概念60
• 3.2.2 CIM中的资产模型60-63
• 3.2.3 资产与资源辨析63-64
• 3.3 资产信息建模方法与实例64-71
• 3.3.1 面向对象的企业信息建模64-65
• 3.3.2 资产信息建模分析65-69
• 3.3.3 典型设备建模案例69-71
• 3.4 资产模型应用实例71-74
• 3.4.1 资产管理系统数据库设计71-72
• 3.4.2 资产分类与编码72-73
• 3.4.3 资产管理和系统集成73-74
• 3.5 小结74-75
• 第4章 基于CIM/MDI面向服务的电网企业应用集成方法研究75-94
• 4.1 概述75-76
• 4.2 面向服务架构的企业应用集成76-79
• 4.2.1 传统企业应用集成77
• 4.2.2 面向服务架构SOA77-78
• 4.2.3 智能电网需要SOA78-79
• 4.3 模型驱动集成MDI原理方法79-83
• 4.3.1 模型驱动架构MDA79-80
• 4.3.2 模型驱动集成MDI方法论80-82
• 4.3.3 基于CIM的模型驱动集成步骤82-83
• 4.4 基于CIM的模型驱动集成服务开发83-87
• 4.4.1 消息总线集成与消息组成84-85
• 4.4.2 基于CIM的模型驱动开发层次85-86
• 4.4.3 基于CIM/MDI的Web服务定义86-87
• 4.5 实际案例分析87-93
• 4.5.1 目标现状87-88
• 4.5.2 实施方案88-92
• 4.5.3 分析讨论92-93
• 4.6 小结93-94
• 第5章 基于CIM的电网智能调度编码体系研究与实现94-110
• 5.1 概述94-95
• 5.2 电网智能调度编码体系框架95-97
• 5.2.1 编码制定上的三元矛盾95
• 5.2.2 电网智能调度编码体系框架95-97
• 5.3 电网智能调度编码体系97-104
• 5.3.1 电网智能调度编码规范97-98
• 5.3.2 CIM/XML交换规范98-102
• 5.3.3 编码校验规范102-103
• 5.3.4 典型编码案例103-104
• 5.4 规范化调度编码工具104-109
• 5.4.1 编码工具的软件架构104-105
• 5.4.2 编码工具的功能实现105-109
• 5.5 小结109-110
• 第6章 电网企业公共信息模型管理系统研制与应用110-143
• 6.1 概述110-111
• 6.2 系统设计111-117
• 6.2.1 系统设计原则111
• 6.2.2 系统总体设计111-112
• 6.2.3 系统基本原理112-117
• 6.3 系统功能117-134
• 6.3.1 CIM元模型数据库表118-124
• 6.3.2 CIM模型管理124-129
• 6.3.3 CIM模型映射129-131
• 6.3.4 CIM数据服务131-132
• 6.3.5 CIM版本管理132-134
• 6.4 应用模式134-141
• 6.4.1 基于CIM资产信息模型指导资产管理数据库设计135-136
• 6.4.2 基于CIM标准语义封装数据库提供数据服务136-137
• 6.4.3 基于IEC 61970标准规范电网调度命名编码137-138
• 6.4.4 基于CIM RDF实现调度自动化系统电网数据共享138-139
• 6.4.5 基于IEC 61968消息总线实现电网企业应用集成139-140
• 6.4.6 基于IEC 61970和61850协调实现主厂站间互通140-141
• 6.5 小结141-143
• 第7章 总结与展望143-146
• 7.1 全文工作总结143-144
• 7.2 研究工作展望144-146
• 参考文献146-153
• 附录A IEC 61968标准内涵153-158
• A.1 IEC 61968应用案例154
• A.2 接口参考模型IRM154-157
• A.3 信息交换模型IEM157-158
• 附录B WEB服务重点标准规范简介158-160
• 攻读博士学位期间发表的学术论文160-161
• 攻读博士学位期间的研究成果161
• 攻读博士学位期间完成的科研项目161

【引证文献】

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1 朱国勇;;机械、电子、信息一体化下的滤波功能实现技术[J];电子制作;2014年05期

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