基于本体的IEC61850和IEC61970语义模型的映射研究

针对IEC 61850和IEC 61970 2个标准中XML Schema和RDF在语义表达上的不足,采用本体网络语言OWL建立SCL和CIM的语义信息模型,强化其语义表达能力。通过建立本体间的映射关系,将变电站自动化系统和电力系统调度中心之间的信息共享和互操作转化为本体间的映射,可有效地解决变电站和调度主站之间的信息共享和互操作,为电力企业建立统一的数据平台打好基础。     

基于本体映射与规则推理的智能电网信息集成技术

作为智能电网标准体系中的重要构成部分,IEC 61850与IEC 61970标准之间存在着不兼容、不和谐等问题,这阻碍了智能电网源端维护技术的实现。提出了基于本体映射与规则推理的智能电网信息集成技术。基于Protege分别构建了SCL与CIM的本体模型,并通过OWL语言实现了两个模型的形式化描述。然后利用SWRL语言表达语义模型之间的映射规则,解决了OWL语言推理能力不足的缺陷。将本体模型与SWRL规则转换为专家系统知识库,并利用CLIPS实现本体推理。算例中完成了从SCL到CIM/RDF的变换,所生成的文件符合IEC 61970标准,证明了方案的可行性。     

电网故障诊断的统一信息模型设计

为实现电网故障诊断中完备信息的获取与利用,提出了应用于电网故障诊断的统一信息模型。给出了统一信息模型的结构,在实现中,通过IEC61970的扩展CIM对一次系统元件参数及拓扑进行描述,通过IEC61850对二次系统信息进行建模,通过OWL对两者进行协调统一建模。所提方法能够有效地解决电网故障诊断中的信息完备化和标准化问题,使电网故障诊断系统更加实用化。     

基于IEC61970和IEC61850协调的电网故障诊断信息模型

为解决电网故障诊断难以获得完备信息和标准化信息的问题,对故障诊断的信息需求进行了分析。在IEC61970和IEC 61850协调的基础上,设计了应用于故障诊断的统一信息模型。该信息模型采用统一建模语言描述,建模方法参考参考IEC 61970的公共信息模型和IEC 61850的层次模型,在全网范围建立起一次设备与二次装置的关联。探索了生成统一信息模型的转换规则。得到了一种整合故障诊断所需各种信息的可行方案,对推动故障诊断实用化的进程有积极意义。     

基于本体的IEC 61968标准信息模型一致性校验

针对目前电力信息交互总线模式在语义规范上的缺陷以及在互操作过程中出现的模型不匹配问题,提出在IEC 61968标准消息总线上增加语义模型验证环节,即进行信息模型的IEC 61968标准一致性校验。阐述了基于本体的信息模型验证机制,针对不同层面的应用需求,提出了基于公共信息模型(CIM)和基于子集的2种本体验证模式,并阐述了这2种模式的校验算法和流程。最后根据上述方法开发了一套模型验证工具,通过实际系统的应用测试,验证了其有效性与实用性。     

JENA在CIM模型中的应用研究

通用信息模型CIM提供了用于不同EMS系统间交互数据的一个通用模型,在基于CIM的EMS系统间交互信息是以CIM/XML为载体,而CIM/XML数据本质上是基于CIM语义的RDF数据。在开发基于CIM模型的EMS系统中,通过引入基于RDF的JENA技术来处理CIM/XML,着重讨论了JENA对RDF数据的表达、解析、查询技术在CIM中的应用。JENA不仅能自动地生成CIM/XML数据,而且可以高效地对CIM/XML进行查询从而可以进一步实现CIS接口。JENA技术为IEC61970标准的进一步的实用提供了一条新的有效途径。     

基于ODM实现电力领域公共语义建模

公共语义模型是解决IEC 61970和IEC 61850标准无缝衔接的核心,但在具体建模应用实践中,还需要进一步解决如何提高模型及模型映射的表达能力和自动维护能力,以及增强其在业务建模方面的拓展能力2个方面的问题。文中引入本体定义元模型(ODM),按照模型驱动架构(MDA)的思想,在美国电力科学研究院(EPRI)的公共语义模型的基础上,建立了从构建可视化建模环境到最终的领域业务建模的一个完整的电力系统建模框架。并重点就其中的元模型可视化构造、网络本体语言(OWL)业务建模方法、映射引擎设计以及约束及推理机制等关键技术结合具体实例进行了深入研究。实践表明,该框架一方面可以提高公共语义模型清晰、灵活的表达能力,另一方面实现了从静态建模到具体领域业务建模的拓展。     

JENA在CIM模型中的应用研究

通用信息模型CIM提供了用于不同EMS系统间交互数据的一个通用模型,在基于ClM的EMS系统间交互信息是以CIM/XML为载体,而CIM/XML数据本质上是基于CIM语义的RDF数据.在开发基于CIM模型的EMS系统中,通过引入基于RDF的JENA技术来处理CIM/XML,着重讨论了JENA对RDF数据的表达、解析、查询技术在CIM中的应用.JENA不仅能自动地生成CIM/XML数据,而且可以高效地对CIM/XML进行查询从而可以进一步实现CIS接口.JENA技术为IEC61970标准的进一步的实用提供了一条新的有效途径.     

基于IEC61970的电网物理模型设计研究

以IEC 61970最新版本国际规范为基础,对电网物理模型设计进行了研究。首先提出了统一各种电力信息系统底层数据的理念;其次简要介绍了CIM模型,用以描述电力系统各设备实体间的属性关系;再次通过与电网GIS平台底层数据进行分析比较,提出了基于IEC 61970的电网物理模型设计思路和实施实例;最后通过XML可扩展标记语言交互,展现站内一次接线图的CIM表达,从而验证了电网物理模型的合理性。     

基于IEC 61970公共信息模型的能量管理系统框架设计

随着电力市场工作的展开,传统集中式的能量管理系统(EMS)已日益难以适应市场环境的多变特点.在研究多主体系统以及本体论知识的基础上,将IEC 61970 公共信息模型作为EMS领域的数据本体,设计了一种新型开放式的EMS多智能体结构框架.这种体系结构能够满足新一代EMS日益提高的可靠性和互操作性的需求.     

基于CIM/XML电网模型标准的数据检测平台的设计

针对电网各个应用系统的数据模型、应用接口和开发平台不相同,及自身的CIM模型是否为标准的公共信息模型不确定,出现电网各应用系统之间的互操作困难等问题,研究基于CIM/XML模型标准的数据检测平台.该平台以电网数据统一标准公共信息模型（CIM）为基础,依据IEC61970/IEC61968标准,采用资源描述框架（RDF）数据结构对CIM文件进行数据挖掘,并通过XML文件将CIM文件完整表达,解析电网CIM/XML模型文件.通过解析电网不同系统之间的CIM/XML模型,能对输入的CIM模型数据流进行有效检测,以此判别各系统之间是否符合电网的统一标准,是否能够顺利进行互操作,有助于规范各厂家的编程,以适应南网信息集成和大统一的趋势,便于电网各个系统之间实现无障碍互操作.     

基于简单对象访问协议实现能量管理系统多智能体系统的研究与实现

在对智能体(Agent)技术进行研究的基础上,考虑将IEC 61970公共信息模型CIM作为能量管理系统EMS领域的数据本体,建立了一种多层开放式的面向EMS平台的多智能体软件体系结构.采用当前流行的Web Service技术中的简单对象访问协议SOAP进行多Agent间的数据传输,设计了多智能体交互的通信机制.该体系结构能够满足新一代EMS日益提高的可靠性和互操作性的需求,并符合通过Internet进行电力系统信息交互的发展趋势.     

面向分布式发电系统的CIM扩展

IEC 61970标准《能量管理系统应用程序接口（EMS-API）》,实现了能量管理系统中应用软件的无缝集成,但是IEC 61970没有分布式发电系统的公共信息模型（CIM）。文中对原有 IEC 61970中的CIM进行扩展,建立了光伏发电系统、风力发电系统、燃料电池发电系统、储能系统的CIM,实现了包含分布式发电系统的完整的电网信息模型,并应用于微网能量管理系统的设计。     

基于IEC 61970标准的风光储建模方案

IEC 61970系列标准定义了公共信息模型(CIM)的基本包集,提供了能量管理系统(EMS)信息的数据结构和逻辑视图。在对IEC 61970系列标准中CIM研究的基础上,遵循CIM的语义和扩展规范,对原有CIM进行扩展,建立风力发电系统、光伏发电系统、储能系统的CIM扩展模型,并将其应用到包含风光储的电网能量管理系统设计中,为进一步开发能量管理系统高级应用程序提供统一的接口。     

基于IEC61970标准的EMS/WAMS统一信息模型构建

针对目前能量管理系统（EMS）与广域测量系统（WAMS）之间没有一个统一的信息模型,不能集中动态监视与控制日益复杂的电力系统的现状,对IEC61970标准的公共信息模型CIM进行了深入研究,并结合EMS与WAMS的各自特点及其在电力系统中的应用情况,构建了基于IEC61970标准CIM的EMS/WAMS的统一信息模型,并定义了主要的CIM类以及它们相应的属性信息。     

电力数据的注释式持久化技术及其重构

根据IEC61970 CIM标准最新进展,以建立完善的电力系统数据库、实现不同版本公共信息模型CIM的数据转换为目的,提出了基于CIM 3.0的电力数据存储方案。该方案采用JPA注释持久化技术与对象-关系映射技术ORM相结合设计数据库模式,用于解决国内现行CIM描述数据不精确,数据库开发过程复杂等问题。通过在电力企业实体对象中嵌入注释,简化数据库设计过程,实现了电力系统资源对象的多层继承、关联关系、复杂属性的映射。采用dom4j解析标准CIM RDF格式的电力数据,对数据重构后完成了数据导入,最后验证数据库的完整性,表明设计方案可行、有效。