电网模型综合研究与应用

作者简介

电力应用软件系统以公共信息模型作为电网模型描述的语义，消除信息含义差异；以组件接口规范作为通信基础，避免私有接口定义，能够有效提升信息共享和利用的能力。IEC 61970、IEC 61968、IEC 61850、IEC 62541等通过规定应用集成框架、信息模型和接口规范，使信息标准化描述和共享有了国际标准支撑。

本书首先研究基于公共信息模型的电网模型描述、组件接口规范技术能力，在此基础上提出标准符合性检测的具体内容和方法。从电网源端建模和输变电设备状态监测的实际应用出发，分别对IEC 61850和IEC 61970信息模型融合，以及输变电设备模型、运行、监测及环境信息统一建模进行了研究，进一步说明了在电网模型领域研究和应用标准的具体做法。此外，顺应技术发展，解读了新一代接口规范，讨论了采用模型驱动方法构建规范化数据中心及其对大数据分析的支持。

本书对电网模型描述及交换领域的国际标准的内容进行了全面的介绍，通过实例对如何应用标准给出了说明。本书既可作为电力系统自动化、信息化应用领域工程技术人员的参考书，也为电力应用开发人员提供了宝贵的参考资料。

书籍目录

前言

第1章概论1

1.1电力系统自动化、信息化与电网模型1

1.2电网模型标准2

1.3电网模型交换接口规范
3

1.4电网模型及交换标准的应用
4

1.5本书的组织
4

第2章公共信息模型
5

2.1概述
5

2.2CIM发展历程
5

2.2.1CCAPI-CIM
5

2.2.2TC57 CIM
7

2.3相关技术
9

2.3.1统一建模语言
9

2.3.2XML
11

2.3.3资源描述框架
12

2.4公共信息模型简析
19

2.4.1CIM内容
19

2.4.2根类IdentifiedObject与命名方案
20

2.4.3IEC 61970包结构
21

2.4.4电力系统资源及其层次结构
23

2.4.5变压器模型
27

2.4.6调节与发电模型
28

2.4.7线路模型
29

2.4.8负荷模型
30

2.4.9曲线、计划模型
31

2.4.10量测模型
32

2.4.11运行限制模型
35

2.4.12IEC 61968包结构
35

2.4.13资产模型
36

2.4.14作业模型
37

2.5CIM的子集与扩展
38

2.5.1CIM子集
38

2.5.2CIM扩展
38

第3章组件接口规范
40

3.1组件执行系统选择
41

3.2CIS框架
41

3.2.1OPC和OMG DAF-DAIS-HDAIS规范
42

3.2.2DAF数据模型
42

3.2.3EPRI CCAPI GID
43

3.3公共服务
44

3.3.1视图
44

3.3.2资源标识符服务
45

3.3.3扩展资源标识符服务
46

3.3.4资源描述
46

3.4通用数据访问
49

3.4.1元模式资源URI
50

3.4.2模式资源URI
50

3.4.3读访问
51

3.4.4写访问
62

3.4.5改变事件通知
64

3.5高速数据访问
66

3.5.1公共数据结构
69

3.5.2服务器接口
73

3.5.3会话接口
75

3.5.4类型浏览接口
76

3.5.5性质浏览接口
78

3.5.6节点浏览接口
79

3.5.7项浏览接口
81

3.5.8订单和订单管理器接口
81

3.5.9简单读写接口
87

3.6通用事件与订阅
89

3.6.1事件通知与订阅
92

3.6.2公共数据结构
92

3.6.3服务器接口
93

3.6.4会话接口
93

3.6.5订阅接口
95

3.6.6事件区域、源接口
98

3.6.7条件空间接口
100

3.6.8事件源条件接口
100

3.6.9事件类别接口
102

3.6.10事件回调接口
102

3.7时序数据访问
104

3.7.1公共数据结构
107

3.7.2服务器接口109

3.7.3会话接口109

3.7.4浏览接口
110

3.7.5读写接口
115

3.7.6修订值、项属性读取接口
118

3.7.7注释读写接口
123

3.7.8客户接口
124

第4章电网模型的标准化应用检测
126

4.1互操作测试
126

4.1.1国外互操作试验
126

4.1.2国内互操作测试
127

4.2电网模型应用标准化检测概述
129

4.3GDA接口测试
130

4.3.1GDA测试一
131

4.3.2GDA测试二
132

4.3.3GDA测试三
133

4.3.4测试评价
134

4.4CIM模式支持检测
134

4.5电网模型导入导出测试
135

4.5.1测试方案
135

4.5.2测试内容和步骤
136

4.5.3测试评价
137

4.6HSDA接口测试
138

4.6.1数据访问会话的建立/撤销测试
138

4.6.2视图数据浏览测试
138

4.6.3简单读写测试
139

4.6.4基于订单的数据交换测试
140

4.6.5测试评价
140

4.7GES接口测试
141

4.7.1服务器连接和会话管理测试
142

4.7.2数据浏览测试
142

4.7.3事件、报警的订阅
143

4.7.4测试评价
143

4.8TSDA接口测试
144

4.8.1服务器连接和会话管理测试
144

4.8.2数据浏览测试
145

4.8.3基于连接的数据访问测试
145

4.8.4测试评价
147

4.9图形文件导入导出测试
148

4.9.1图形交换规范概要
149

4.9.2测试内容和方案
154

4.9.3图形文件导出测试及元数据分析
154

4.9.4图形文件导入测试
154

4.9.5测试评价
155

4.10检测实施
155

4.10.1测试软件
155

4.10.2测例编写
156

4.10.3测例执行流程
158

4.10.4测试的工程化组织
159

第5章统一公共信息模型（UCIM）
160

5.1IEC TC57 CIM与IEC 61850 SCL模型分析
160

5.1.1IEC TC57 CIM
160

5.1.2IEC 61850
160

5.1.3IEC 61850 SCL
161

5.1.4信息模型比较
162

5.1.5模型需补足的部分
169

5.2基于SCL和CIM构建统一公共信息模型
170

5.2.1基准版本
170

5.2.2模型整合
170

5.2.3合并SCL到UCIM
173

5.3UCIM与SCL、CIM的映射
179

5.3.1SCL模型到UCIM的映射
180

5.3.2UCIM到SCL模型的转换
181

5.3.3CIM到UCIM的映射
184

5.3.4UCIM到CIM的映射
184

5.3.5模型转换验证
185

5.4UCIM应用验证
186

第6章输变电设备状态监测统一信息模型（UCMM）
188

6.1输变电设备状态监测诊断系统及其数据
189

6.2状态监测信息模型扩展
189

6.2.1监测点
190

6.2.2量测扩展
192

6.2.3试验报告
193

6.2.4环境监测
198

6.2.5物理设备及技术参数扩展
199

6.3状态监测信息模型子集
200

6.3.1输变电设备状态监测信息模型子集
200

6.3.2子集设定工具支持
200

第7章新一代接口规范OPC UA
202

7.1OPC UA概述
202

7.1.1缘起及需求
202

7.1.2OPC UA规范
203

7.1.3OPC UA技术改进
204

7.1.4OPC UA软件层
205

7.2OPC UA信息建模
207

7.2.1节点和引用
207

7.2.2对象、变量和方法
209

7.2.3对象类型和变量类型
210

7.2.4数据类型
211

7.2.5视图
212

7.2.6事件
213

7.2.7地址空间模型
213

7.3服务
215

7.3.1服务的一般概念
2167.3.2查找OPC UA服务器
220

7.3.3连接管理
220

7.3.4节点管理
225

7.3.5查找及访问信息
228

7.3.6监视项和订阅240

7.3.7方法调用
249

7.4OPC UA与CIS
250

第8章模型驱动的数据中心构建及大数据分析支持
251

8.1模型驱动方法
252

8.2数据中心架构
253

8.2.1元模型、信息模型管理
253

8.2.2存储管理
255

8.2.3数据访问体系256

8.2.4数据构建
256

8.2.5数据分析
257

8.2.6数据统计
258

8.3数据中心与大数据分析支持
259

8.3.1大数据
259

8.3.2数据中心的大数据分析支持
263

第9章总结
265

9.1电网模型与公共信息模型
265

9.2接口体系
265

9.3标准化验证
266

9.4应用系统与数据中心构建
266

参考文献267

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