杜振東，蘭洲，戴攀

0 引言

電網(wǎng)規(guī)劃是電力系統(tǒng)建設(shè)中一項(xiàng)重要且復(fù)雜的準(zhǔn)備工作，規(guī)劃質(zhì)量直接影響電網(wǎng)投資效益及電網(wǎng)運(yùn)行安全[1-5]。目前，中國(guó)電網(wǎng)建設(shè)正朝堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)方向前進(jìn)[6]，這對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃提出了更高要求。合理的電網(wǎng)規(guī)劃是保證堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)的前提，并為電力市場(chǎng)提供規(guī)范、有效、有序的競(jìng)爭(zhēng)平臺(tái)。電網(wǎng)規(guī)劃仿真在實(shí)際規(guī)劃之前模擬規(guī)劃的過(guò)程，對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析評(píng)估，對(duì)實(shí)際的電網(wǎng)仿真具有指導(dǎo)和借鑒的意義[7]。采用開放式結(jié)構(gòu)，提供關(guān)鍵功能冗余的、支持分布式處理環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，滿足可擴(kuò)充性、安全可靠性、開放性、易維護(hù)性等要求，是電網(wǎng)規(guī)劃仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)應(yīng)用數(shù)據(jù)子系統(tǒng)最基本的需求[8-9]。從電網(wǎng)規(guī)劃仿真工作的實(shí)際出發(fā)，通過(guò)分析電網(wǎng)規(guī)劃研究仿真實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用數(shù)據(jù)子系統(tǒng)的需求得出，電網(wǎng)規(guī)劃研究仿真實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用數(shù)據(jù)子系統(tǒng)首先要從各個(gè)系統(tǒng)獲取電網(wǎng)規(guī)劃和仿真的基本數(shù)據(jù)。其次，要求數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和同步的及時(shí)性。實(shí)際上，這是解決諸多二次系統(tǒng)的集成問(wèn)題，選擇正確的集成方法論對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的成敗至關(guān)重要[10-14]。

傳統(tǒng)的集成方式采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的集成框架，由于接口不可重用、接口無(wú)法升級(jí)等特點(diǎn)，接口式的數(shù)據(jù)集成并不能夠適應(yīng)企業(yè)長(zhǎng)期的集成目標(biāo)。本文根據(jù)信息技術(shù)發(fā)展的成果，我們選取最新的基于數(shù)據(jù)總線的集成方法，在 CIM/CIS和數(shù)據(jù)規(guī)范化研究的基礎(chǔ)上，建立了數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)集成平臺(tái)、完整的接口體系以及數(shù)據(jù)交換平臺(tái)，最大程度地實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的接入、共享和交換。

1 電網(wǎng)規(guī)劃研究仿真實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用數(shù)據(jù)子系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

針對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃研究仿真實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用數(shù)據(jù)子系統(tǒng)的信息化特點(diǎn)，從系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)和功能要求出發(fā)，結(jié)合目前先進(jìn)且成熟的信息技術(shù)與理念來(lái)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，力求建設(shè)一套實(shí)用、先進(jìn)、成熟、可靠的電網(wǎng)規(guī)劃研究仿真實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用數(shù)據(jù)子系統(tǒng)，為電網(wǎng)規(guī)劃仿真提供可靠而全面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，提高電網(wǎng)規(guī)劃仿真水平，驗(yàn)證篩選合理的規(guī)劃方案，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)如圖1所示：

圖1 電網(wǎng)規(guī)劃研究仿真實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用數(shù)據(jù)子系統(tǒng)系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)圖

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)源與ERP系統(tǒng)、PMS系統(tǒng)和SCADA系統(tǒng)，通過(guò)不同的數(shù)據(jù)適配器接口通過(guò)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)服務(wù)總線匯集到數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中，分為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)和GIS信息數(shù)據(jù)。與數(shù)據(jù)服務(wù)對(duì)應(yīng)的是應(yīng)用服務(wù)，應(yīng)用數(shù)據(jù)子系統(tǒng)通過(guò)應(yīng)用服務(wù)總線為電網(wǎng)規(guī)劃仿真平臺(tái)提供如算法調(diào)用等相關(guān)的應(yīng)用服務(wù)。

2 電網(wǎng)規(guī)劃研究仿真實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用數(shù)據(jù)子系統(tǒng)軟件架構(gòu)

CORBA是解決跨異構(gòu)系統(tǒng)分布式計(jì)算技術(shù)的理想方案之一，著重解決異構(gòu)環(huán)境中分布式對(duì)象之間的互操作問(wèn)題，在COM、DCOM等眾多中間件中，CORBA的實(shí)時(shí)性是最好的，CORBA既允許靜態(tài)調(diào)用，也允許動(dòng)態(tài)調(diào)用，還具有高級(jí)語(yǔ)言聯(lián)編、系統(tǒng)自描述等優(yōu)點(diǎn)。CORBA分布式對(duì)象模型與J2EE環(huán)境通過(guò)JavaIDL相結(jié)合代表了最具互操作性的分布式使能標(biāo)準(zhǔn)模型，因此，將電網(wǎng)規(guī)劃研究仿真實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用數(shù)據(jù)子系統(tǒng)定位于基于CORBA/J2EE多層C/S和B/S混合構(gòu)架的軟件系統(tǒng)。

2.1 系統(tǒng)軟件邏輯層次

系統(tǒng)軟件邏輯層次，如圖2所示：

圖2 系統(tǒng)軟件邏輯層次圖

2.1.1 應(yīng)用中間件

應(yīng)用中間件可以看作上層應(yīng)用系統(tǒng)和底層不同硬件體系、不同操作系統(tǒng)之間的一個(gè)中間件軟件包，該軟件包有效地將上層應(yīng)用和底層系統(tǒng)隔離開，同時(shí)建立在不同的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和操作系統(tǒng)之上的分布式并行運(yùn)行平臺(tái)，為上層應(yīng)用的設(shè)計(jì)和運(yùn)行提供一種開發(fā)平臺(tái)和運(yùn)行的環(huán)境。本系統(tǒng)采用分布式公用對(duì)象請(qǐng)求代理體系結(jié)構(gòu)中間件CORBA、J2EE總線作為系統(tǒng)的通信和集成框架。

2.1.2 數(shù)據(jù)支持層

本系統(tǒng)采用oracle數(shù)據(jù)庫(kù)作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，負(fù)責(zé)管理應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源，通過(guò)大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理服務(wù)，完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、檢索、優(yōu)化、自我故障診斷備份、恢復(fù)等操作。同時(shí)數(shù)據(jù)總線還包括對(duì)其他現(xiàn)有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源的集成。數(shù)據(jù)層通過(guò)數(shù)據(jù)模型有效地建立數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，客觀地反映系統(tǒng)中數(shù)據(jù)間存在的有機(jī)聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)整個(gè)電網(wǎng)規(guī)劃研究仿真實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用數(shù)據(jù)子系統(tǒng)數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)，建立統(tǒng)一業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)整合平臺(tái)。

2.1.3 服務(wù)支持層

服務(wù)支持層包括服務(wù)支持和算法服務(wù)庫(kù)。其中服務(wù)支持由系統(tǒng)應(yīng)用框架，業(yè)務(wù)模型、調(diào)用控制、視圖表示組成。系統(tǒng)應(yīng)用框架為整個(gè)系統(tǒng)提供所有功能模塊都必須的公共服務(wù)，業(yè)務(wù)模型、調(diào)用控制、視圖表示分別對(duì)應(yīng)模型，控制器和視圖。

2.1.4 展現(xiàn)層

展現(xiàn)層事實(shí)上是功能模塊層分析結(jié)果的展現(xiàn)，采取B/S模式進(jìn)行實(shí)時(shí)及預(yù)測(cè)信息發(fā)布，根據(jù)電網(wǎng)的當(dāng)前狀態(tài)及變化趨勢(shì)，實(shí)時(shí)給系統(tǒng)使用人員提供預(yù)警或告警信號(hào)，并給出相應(yīng)的建議措施，輔助運(yùn)行人員及生產(chǎn)管理人員做出決策。

2.2 軟件平臺(tái)

2.2.1 軟件配置及設(shè)計(jì)原則

本系統(tǒng)的軟件配置及設(shè)計(jì)應(yīng)遵循下列基本原則：

系統(tǒng)應(yīng)能夠提供實(shí)時(shí)的、多任務(wù)的和多用戶的運(yùn)行環(huán)境，應(yīng)提供高優(yōu)先級(jí)過(guò)程可以中斷低優(yōu)先級(jí)過(guò)程的機(jī)制，應(yīng)能夠監(jiān)視高分辨率時(shí)鐘和定時(shí)喚醒相應(yīng)的進(jìn)程，能夠響應(yīng)和處理各種硬件和軟件的中斷請(qǐng)求，并能夠自動(dòng)安排其優(yōu)先級(jí)。

數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、WEB服務(wù)器等必須采用UNIX操作系統(tǒng)。所有工作站既支持UNIX/Linux，也可支持WINDOWS系統(tǒng)。系統(tǒng)應(yīng)提供相應(yīng)的機(jī)制來(lái)保護(hù)數(shù)據(jù)和文件不受破壞，只有允許的特權(quán)進(jìn)程可以讀寫指定的數(shù)據(jù)區(qū)域。為支持硬件的各類驅(qū)動(dòng)程序應(yīng)包含在操作系統(tǒng)內(nèi)。

2.2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)

數(shù)據(jù)庫(kù)是信息系統(tǒng)的核心，所有的應(yīng)用如 WEB、信息交換、數(shù)據(jù)處理等都圍繞著數(shù)據(jù)庫(kù)。作為中心信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，必須滿足并發(fā)用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的安全訪問(wèn)，其存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)也必須有較大的擴(kuò)充能力，并必須具有較高的開放程度和良好的互操作性，可滿足關(guān)鍵性業(yè)務(wù)的高可靠性要求。采用的數(shù)據(jù)庫(kù)為企業(yè)級(jí)Oracle。

3 電網(wǎng)規(guī)劃研究仿真實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用數(shù)據(jù)子系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

電網(wǎng)規(guī)劃研究仿真實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用數(shù)據(jù)子系統(tǒng)通用功能包括：數(shù)據(jù)交換平臺(tái)、數(shù)據(jù)中心、模型中心、圖形中心、數(shù)據(jù)展示、數(shù)據(jù)查詢、信息服務(wù)、WEB、統(tǒng)一的信息維護(hù)平臺(tái)、對(duì)接入/嵌入第三方應(yīng)用功能提供統(tǒng)一的平臺(tái)支撐等基本功能。

3.1 應(yīng)用中間件層功能設(shè)計(jì)

3.1.1 系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理是系統(tǒng)的核心功能，它負(fù)責(zé)系統(tǒng)核心的構(gòu)建和維護(hù)。具有如下基本功能：系統(tǒng)基本配置管理；系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)管理；系統(tǒng)服務(wù)器管理；統(tǒng)進(jìn)程管理；統(tǒng)基本運(yùn)行環(huán)境配置。

3.1.2 系統(tǒng)安全

系統(tǒng)安全管理主要提供系統(tǒng)安全解決方案，保護(hù)計(jì)算機(jī)安全運(yùn)行，如圖3所示：

圖3 系統(tǒng)安全管理示意圖

操作系統(tǒng)安全策略，網(wǎng)絡(luò)安全（防止黑客入侵）。病毒檢測(cè)，漏洞掃描，密碼管理等。

3.1.3 系統(tǒng)診斷

系統(tǒng)提供了大量的監(jiān)視診斷工具，可以保證在系統(tǒng)即將出現(xiàn)故障或者出現(xiàn)故障時(shí)預(yù)防故障發(fā)生或者快速恢復(fù)系統(tǒng)，保證系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。包括：系統(tǒng)運(yùn)行工況監(jiān)視；監(jiān)視通信網(wǎng)關(guān)本地共享信息及接收信息；訊網(wǎng)關(guān)的連接管理及運(yùn)行工況監(jiān)視；故障診斷功能；監(jiān)視及診斷結(jié)果可以查詢和管理；通過(guò)系統(tǒng)日志診斷系統(tǒng)。

3.1.4 網(wǎng)絡(luò)管理

電網(wǎng)規(guī)劃研究仿真實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用數(shù)據(jù)子系統(tǒng)是一個(gè)分布式系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)眾多，為了保證網(wǎng)絡(luò)的可靠運(yùn)行，系統(tǒng)提供了一系列的網(wǎng)絡(luò)管理功能：配置系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；配置服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行工況；雙網(wǎng)自動(dòng)切換；雙網(wǎng)自動(dòng)負(fù)載均衡。

3.1.5 進(jìn)程管理

由于系統(tǒng)功能復(fù)雜、應(yīng)用眾多，因此每個(gè)節(jié)點(diǎn)都要運(yùn)行大量的進(jìn)程來(lái)實(shí)現(xiàn)不同功能，為了保證個(gè)進(jìn)程正常運(yùn)行，系統(tǒng)提供了完善可靠的進(jìn)程管理功能：配置不同節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行的進(jìn)程；配置不同服務(wù)器上運(yùn)行的進(jìn)程；配置守護(hù)、周期、定時(shí)等進(jìn)程啟動(dòng)方式；監(jiān)視不同節(jié)點(diǎn)上進(jìn)程的運(yùn)行工況；進(jìn)程異常時(shí)產(chǎn)生報(bào)警，并自動(dòng)重啟。

3.1.6 冗余管理

為了保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行，系統(tǒng)采用了多種冗余方式：網(wǎng)絡(luò)冗余；服務(wù)冗余。

3.1.7 服務(wù)定位

系統(tǒng)提供了統(tǒng)一的服務(wù)定位機(jī)制，應(yīng)用需要與某一服務(wù)進(jìn)行交互時(shí)，無(wú)須關(guān)心該服務(wù)位于系統(tǒng)中的哪個(gè)節(jié)點(diǎn)、IP是什么等等，而只需要提供服務(wù)名，系統(tǒng)平臺(tái)中間層的服務(wù)定位模塊會(huì)立刻將應(yīng)用與服務(wù)關(guān)聯(lián)。

3.1.8 實(shí)時(shí)庫(kù)

實(shí)時(shí)庫(kù)是電網(wǎng)規(guī)劃研究仿真實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用數(shù)據(jù)子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)核心，它采用客戶/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)，以高速RAM存儲(chǔ)器為存儲(chǔ)介質(zhì)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的、統(tǒng)一的、開放的、透明的數(shù)據(jù)接口為廣大客戶提供了快速數(shù)據(jù)存取，它不僅具有良好的實(shí)時(shí)性，同時(shí)也支持多客戶并發(fā)訪問(wèn)。

實(shí)時(shí)庫(kù)具有如下功能特點(diǎn)：分布式客戶/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)；豐富多樣的訪問(wèn)模式；靈活開放的訪問(wèn)接口；實(shí)時(shí)庫(kù)在線構(gòu)建；多數(shù)據(jù)集支持；自動(dòng)一致性；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)與恢復(fù)；實(shí)時(shí)庫(kù)展現(xiàn)工具；實(shí)時(shí)庫(kù)維護(hù)工具。

3.1.9 日志記錄

系統(tǒng)提供了通用日志功能，每個(gè)應(yīng)用都可以根據(jù)自己的實(shí)際定義不同的日志格式。主要具有如下日志功能：操作日志；運(yùn)行日志；日志查詢。

3.1.10 基于CORBA的軟總線

CORBA為解決數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)異構(gòu)性提供了基礎(chǔ)設(shè)施，為設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)分布式多數(shù)據(jù)源集成系統(tǒng)提供了非常好的方法和中間件功能，并且大大減輕了開發(fā)工作量，使系統(tǒng)具有良好的開放性、可擴(kuò)展性和可伸縮性。

3.2 數(shù)據(jù)支持層功能設(shè)計(jì)

3.2.1 基于CIM/CIS的數(shù)據(jù)總線

CIM/CIS數(shù)據(jù)總線是基于 CORBA標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)的、遵從IEC國(guó)際規(guī)范CIM/CIS的數(shù)據(jù)訪問(wèn)總線。該總線支持多種語(yǔ)言訪問(wèn)，如C++、Java、PHP等等，能夠?yàn)殚_發(fā)提供開放的服務(wù)，有利于應(yīng)用層的實(shí)現(xiàn)。該總線基于CIM/CIS，保證了其它其它遵從 CIM/CIS相關(guān)應(yīng)用的系統(tǒng)能夠友好地訪問(wèn)應(yīng)用數(shù)據(jù)子系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)。

3.2.2 日志服務(wù)

豐富的日志信息，方便系統(tǒng)的調(diào)試和故障查找。系統(tǒng)統(tǒng)一管理所有的日志信息，提供共享緩沖區(qū)，所有應(yīng)用程序及系統(tǒng)的日志信息都放在該緩沖區(qū)，提供專用的工具方便地查詢所有的日志信息，對(duì)遠(yuǎn)程查詢也提供可靠方便的方式，詳細(xì)的日志信息對(duì)系統(tǒng)調(diào)試及故障查找等起著至關(guān)重要的作用，及時(shí)解決問(wèn)題對(duì)系統(tǒng)的連續(xù)可靠運(yùn)行提供了保障。系統(tǒng)日志功能如圖4所示：

圖4 系統(tǒng)日志功能示意圖

3.2.3 全局?jǐn)?shù)據(jù)字典

元數(shù)據(jù)（Metadata ）是“關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)”，描述已有應(yīng)用系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)的位置、來(lái)源、內(nèi)容、屬性和狀態(tài)。元數(shù)據(jù)映射是將CIM中的類與現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫(kù)中的表進(jìn)行映射，由于CIM是對(duì)象模型，而現(xiàn)在的數(shù)據(jù)庫(kù)大多是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，因此有些類和屬性無(wú)法與現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)表列進(jìn)行一一映射，此時(shí)，元數(shù)據(jù)映射可以對(duì)這些類或?qū)傩远x一定的操作方法，從而有效的實(shí)現(xiàn)模型轉(zhuǎn)換。

通過(guò)元數(shù)據(jù)映射將現(xiàn)有系統(tǒng)各異的數(shù)據(jù)模型可以映射成為統(tǒng)一的符合IEC61970標(biāo)準(zhǔn)的模型，從而有效的消除了由于數(shù)據(jù)模型不一致給企業(yè)集成帶來(lái)的障礙。元數(shù)據(jù)映射如圖5所示：

圖5 元數(shù)據(jù)映射示意圖

3.2.4 資源中心

模型中心：電網(wǎng)規(guī)劃研究仿真實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用數(shù)據(jù)子系統(tǒng)按照CIM模型對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行面向?qū)ο蠼?，保證系統(tǒng)模型的可擴(kuò)展性，接入多系統(tǒng)中的電網(wǎng)模型的全部信息。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)中心：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)中心是企業(yè)實(shí)時(shí)信息的加工、存儲(chǔ)和保護(hù)中心，對(duì)于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性、及時(shí)性以及安全性有重要的作用。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)中心在物理上表現(xiàn)為服務(wù)器和存儲(chǔ)系統(tǒng)的集中部署，網(wǎng)絡(luò)是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)中心生存的基礎(chǔ)。

歷史數(shù)據(jù)中心：將接入的多系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)按照周期、手工、事件驅(qū)動(dòng)等方式存盤，形成一個(gè)強(qiáng)大的歷史數(shù)據(jù)中心。

文件數(shù)據(jù)中心：系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交換最容易實(shí)現(xiàn)的方式是通過(guò)數(shù)據(jù)中間文件進(jìn)行交互，尤其表現(xiàn)在跨物理隔離的數(shù)據(jù)傳輸。對(duì)于系統(tǒng)的一些重要配置信息和日志信息，也通過(guò)文件進(jìn)行備份，因此需要對(duì)這些文件進(jìn)行集中管理，一方面，能夠提高對(duì)這些文件的使用效率，另一個(gè)方面，能夠提高文件數(shù)據(jù)的安全性。

圖形中心：圖形中心從各應(yīng)用系統(tǒng)獲取圖形文件，轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)SVG圖形格式，導(dǎo)入數(shù)據(jù)平臺(tái)存儲(chǔ)。

資源中心同時(shí)提供了對(duì)以上信息的訪問(wèn)接口和訪問(wèn)方式。

3.2.5 數(shù)據(jù)交換

數(shù)據(jù)交換滿足內(nèi)外平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)同步、各系統(tǒng)通過(guò)電網(wǎng)規(guī)劃研究仿真實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用數(shù)據(jù)子系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換、其它系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃研究仿真實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用數(shù)據(jù)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)訪問(wèn)。

當(dāng)前數(shù)據(jù)交換在數(shù)據(jù)訪問(wèn)上提供如下方式：CIM/CIS接口；私有的接口；規(guī)約；文件；商用數(shù)據(jù)庫(kù)接口；CIM/XML和E語(yǔ)言；Web Service。

數(shù)據(jù)交換類型包括：文件到文件；文件到數(shù)據(jù)庫(kù)；數(shù)據(jù)庫(kù)到文件；數(shù)據(jù)庫(kù)到數(shù)據(jù)庫(kù)。

交換啟動(dòng)類型包括：周期啟動(dòng)、定時(shí)啟動(dòng)和手工啟動(dòng)。

數(shù)據(jù)交換可以自定義路徑配置，包括源地址和目的地址，且可以跨I、II、III、IV區(qū)。具備數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站功能，可作為同一安全區(qū)內(nèi)圖形、模型、歷史數(shù)據(jù)的中轉(zhuǎn)站。

3.2.6 CIS服務(wù)

為了有效解決電力行業(yè)各系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互問(wèn)題，國(guó)際電工組織（IEC）規(guī)范了電力企業(yè)信息模型（CIM）以及基于該模型的信息訪問(wèn)接口（CIS），如圖6所示：

圖6 基于CIM的CIS接口與OMG接口的關(guān)系

同時(shí)，國(guó)際對(duì)象管理組織（OMG）為工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)制定了一套類似的工業(yè)自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)接口，它包括數(shù)據(jù)訪問(wèn)設(shè)施（DAF）、工業(yè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)訪問(wèn)（DAIS）和工業(yè)系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)訪問(wèn)（HDAIS）。為了和OMG保持一致性，IEC將CIS接口適配到OMG定義的這套工業(yè)自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)接口，并更具需要，對(duì)OMG的接口做了適度的擴(kuò)展。

3.2.7 導(dǎo)入導(dǎo)出

XML/RDF基模型導(dǎo)出器的功能是將SCADA/EMS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為IEC61970/CIM的標(biāo)準(zhǔn)格式，將經(jīng)過(guò)格式轉(zhuǎn)換的電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)導(dǎo)出為XML文件。XML/RDF基模型導(dǎo)出器的工作流程為，如圖7所示：

圖7 電網(wǎng)基模型導(dǎo)出模塊工作流程

3.2.8 Web Services

基于Web Service的集成技術(shù)作為一種新的面向函數(shù)和方法的應(yīng)用集成技術(shù)，在很大程度上解決了原有集成技術(shù)在Internet遠(yuǎn)程通信方面的問(wèn)題。Web Service基于XML文檔進(jìn)行服務(wù)描述，服務(wù)請(qǐng)求和反饋結(jié)果，可以在Internet上通過(guò)HTTP協(xié)議進(jìn)行傳遞，很容易的被訪問(wèn)和返回結(jié)果。同時(shí)，由于Web Service的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)都是W3C的開放協(xié)議，與平臺(tái)和操作系統(tǒng)無(wú)關(guān)，不同的平臺(tái)和操作系統(tǒng)上的 Web Service的實(shí)現(xiàn)在很大程度上可以做到互操作，這就使異構(gòu)平臺(tái)上應(yīng)用的集成變得很容易。

3.3 展現(xiàn)層功能設(shè)計(jì)

3.3.1 人機(jī)界面

人機(jī)界面系統(tǒng)是基于網(wǎng)絡(luò)窗口系統(tǒng) X-Window, 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)OSF/Motif或 Windows和最新的三維圖形標(biāo)準(zhǔn) OpenGL而開發(fā)的分布式的全圖形化人機(jī)接口，具有如下功能特點(diǎn)：窗口系統(tǒng)及畫面顯示系統(tǒng)；交互式操作管理；趨勢(shì)曲線功能；畫面的拷貝功能；記事本功能；報(bào)警功能SVG等圖形格式的支持；自動(dòng)刷新。

3.3.2 圖模工具

系統(tǒng)提供了一個(gè)全圖形的畫面零件編輯器和各種畫面編輯器，各種畫面零件的生成和編輯操作實(shí)現(xiàn)了100%的鼠標(biāo)化，畫面的生成即可以在放大模式下也可以是在縮小模式下，在畫面編輯器里提供了動(dòng)態(tài)圖元的編輯，模擬量，狀態(tài)量的編輯，以及對(duì)其他圖象格式文件的編輯。該圖模工具具有如下功能特點(diǎn)：圖模庫(kù)一體化支持；全圖形畫面編輯；豐富的基本圖形元件；用戶自定義圖形元件；全網(wǎng)圖形文件同步；嚴(yán)格的圖形版本管理。

3.3.3 WEB平臺(tái)

系統(tǒng)為用戶提供了統(tǒng)一的WEB發(fā)布平臺(tái)來(lái)方便的對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃研究仿真實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用數(shù)據(jù)子系統(tǒng)的各種模型、圖形、數(shù)據(jù)進(jìn)行靈活的展示。其具有以下幾個(gè)功能特點(diǎn)：統(tǒng)一的權(quán)限管理；統(tǒng)一的電網(wǎng)模型維護(hù)；電網(wǎng)參數(shù)一體化管理；統(tǒng)一報(bào)表管理；統(tǒng)一圖形發(fā)布；多數(shù)據(jù)源管理；系統(tǒng)通知機(jī)制；WEB瀏覽。

3.3.4 綜合報(bào)表

電網(wǎng)規(guī)劃研究仿真實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用數(shù)據(jù)子系統(tǒng)提供了通用、靈活、開放的通用綜合報(bào)表系統(tǒng)。該報(bào)表系統(tǒng)具有如下功能特點(diǎn)：兼容 Excel；面向?qū)ο蟮膱?bào)表制作；多數(shù)據(jù)源支持；二次計(jì)算功能；可擴(kuò)展的報(bào)表種類；面向?qū)ο蟮娜诵曰膱?bào)表制作工具；大量的數(shù)據(jù)展現(xiàn)方式；靈活多樣的自動(dòng)發(fā)布；可擴(kuò)展的計(jì)算、分析、統(tǒng)計(jì)功能；豐富多樣的輸出格式；強(qiáng)大的查詢修改功能；安全可靠的權(quán)限驗(yàn)證。

3.3.5 信息服務(wù)

電網(wǎng)規(guī)劃研究仿真實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用數(shù)據(jù)子系統(tǒng)作為一個(gè)模型中心、數(shù)據(jù)中心、圖形中心，為本系統(tǒng)應(yīng)用和第三方應(yīng)用通過(guò)不同的接口方式提供了以下幾種信息服務(wù)：歷史數(shù)據(jù)發(fā)布；模型參數(shù)數(shù)據(jù)發(fā)布；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)布；圖形數(shù)據(jù)發(fā)布。

4 總結(jié)

電網(wǎng)規(guī)劃工作的復(fù)雜性決定了電網(wǎng)規(guī)劃研究仿真實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用數(shù)據(jù)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度。本文從總體架構(gòu)到具體功能，詳細(xì)論述了電網(wǎng)規(guī)劃研究仿真實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用數(shù)據(jù)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路。基于 CIM/CIS和數(shù)據(jù)規(guī)范化采用了最新的基于數(shù)據(jù)總線和服務(wù)總線的集成方法，對(duì)上層提供多種應(yīng)用服務(wù)接口，以實(shí)現(xiàn)上層接口的統(tǒng)一和跨平臺(tái)功能；對(duì)下層提供多種數(shù)據(jù)適配接口，以屏蔽來(lái)自不同數(shù)據(jù)體系的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)差異。通過(guò)數(shù)據(jù)集成交換平臺(tái)最大程度地實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的接入、共享和交換。在結(jié)構(gòu)上采用開放式結(jié)構(gòu)，提供關(guān)鍵功能冗余的、支持分布式處理環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，滿足可擴(kuò)充性、安全可靠性、開放性、易維護(hù)性需求。

該系統(tǒng)目前已經(jīng)在浙江省經(jīng)研院得到了初步的應(yīng)用。本文設(shè)計(jì)的電網(wǎng)規(guī)劃研究仿真實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用數(shù)據(jù)子系統(tǒng)為浙江省電網(wǎng)規(guī)劃工作提供了全面可靠的數(shù)據(jù)服務(wù)，大大提高了電網(wǎng)規(guī)劃工作的效率，提高了電網(wǎng)規(guī)劃方案的準(zhǔn)確性，具有很高的推廣價(jià)值。

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