許 花, 寧 劍, 黃 昆,4, 張 勇, 江長明, 張 哲

(1. 南瑞集團(tuán)公司(國網(wǎng)電力科學(xué)研究院), 江蘇省南京市 211106; 2. 國電南瑞科技股份有限公司, 江蘇省南京市 211106; 3. 國家電網(wǎng)公司華北分部, 北京市 100053; 4. 智能電網(wǎng)保護(hù)和運(yùn)行控制國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 江蘇省南京市 211106)

基于CIM/G的圖形多版本管理與展示

許 花1,2, 寧 劍3, 黃 昆1,2,4, 張 勇3, 江長明3, 張 哲3

(1. 南瑞集團(tuán)公司(國網(wǎng)電力科學(xué)研究院), 江蘇省南京市 211106; 2. 國電南瑞科技股份有限公司, 江蘇省南京市 211106; 3. 國家電網(wǎng)公司華北分部, 北京市 100053; 4. 智能電網(wǎng)保護(hù)和運(yùn)行控制國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 江蘇省南京市 211106)

針對(duì)智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)在基于時(shí)間維度的圖形管理與展示方面的不足,提出一種基于CIM/G的圖形多版本管理與展示技術(shù),使用CIM/G文件作為持久化存儲(chǔ)介質(zhì),根據(jù)模型版本劃分相應(yīng)的圖形版本標(biāo)識(shí),實(shí)現(xiàn)變化圖形版本存儲(chǔ)和圖形多版本安全隔離,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)圖形多版本的構(gòu)建管理技術(shù)方案,同時(shí)給用戶提供圖形任意版本快速瀏覽、圖形多版本差異集中展示的方法。該項(xiàng)技術(shù)已在華北電力調(diào)控分中心試點(diǎn)應(yīng)用,可滿足多項(xiàng)業(yè)務(wù)應(yīng)用對(duì)多時(shí)態(tài)版本圖形的需求,提升了調(diào)控系統(tǒng)對(duì)圖形版本構(gòu)建、存儲(chǔ)、展示等方面的管控能力。

電網(wǎng)圖形; 多版本管理; 版本調(diào)閱; 差異分析

0 引言

智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)(簡稱D5000)[1]圖形支撐平臺(tái)一直承擔(dān)著電網(wǎng)維護(hù)、電網(wǎng)監(jiān)視、調(diào)度操作等非常重要的工作。隨著電網(wǎng)建設(shè)快速發(fā)展,圖模一體化應(yīng)用顯得尤為重要,不同應(yīng)用使用圖形支撐平臺(tái)統(tǒng)一建模和繪制圖形[2]。根據(jù)調(diào)控運(yùn)行一體化要求,需從年、月、日前、日內(nèi)等全時(shí)間維度實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃、方式安排、調(diào)度計(jì)劃等業(yè)務(wù)進(jìn)行支撐,提升大電網(wǎng)預(yù)控能力,及時(shí)掌握系統(tǒng)運(yùn)行薄弱環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)調(diào)度業(yè)務(wù)的精益化和在線化,這對(duì)電網(wǎng)圖形和模型的協(xié)同管理提出了更高的要求。

圖形支撐系統(tǒng)為調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)提供了電網(wǎng)圖模統(tǒng)一維護(hù)和展示的界面工具,圖形版本管理與模型版本管理具有同等重要性。文獻(xiàn)[3-4]介紹了電網(wǎng)控制系統(tǒng)圖形子系統(tǒng)的體系構(gòu)架和電力系統(tǒng)圖形描述規(guī)范,圖形管理以CIM/G文件為介質(zhì)存儲(chǔ)在文件服務(wù)器的指定目錄[5],圖形公共服務(wù)定時(shí)保存圖形集形成多個(gè)歷史版本,但是對(duì)圖形多版本構(gòu)建、管理和展示方面研究甚少。文獻(xiàn)[6-8]提出了不同的電網(wǎng)模型版本管理方法,但是未來圖形版本管理僅提及單一未來時(shí)態(tài)圖模維護(hù),并且未進(jìn)行深入研究。

目前圖形支撐平臺(tái)為電網(wǎng)運(yùn)行控制和調(diào)度生產(chǎn)管理提供了良好的支撐,但在電網(wǎng)圖形管理和展示方面還存在以下不足。

1)未來模型可同時(shí)構(gòu)建多個(gè)版本且相互隔離,而圖形支撐系統(tǒng)以當(dāng)前圖形集為唯一版本進(jìn)行圖模維護(hù)和圖形更新,已不能滿足多專業(yè)、多用戶對(duì)未來圖模多版本并發(fā)維護(hù)的需求。

2)圖形公共服務(wù)采用定時(shí)保存圖形集方式形成圖形歷史多版本,但實(shí)際變化圖形較少,導(dǎo)致冗余的圖形文件多,對(duì)存儲(chǔ)空間的消耗帶來很大影響。

3)圖形版本投在線是將圖形集重新投在線,圖形文件多,影響發(fā)布效率,并且維護(hù)產(chǎn)生的錯(cuò)誤圖形投在線過程中會(huì)直接對(duì)電網(wǎng)監(jiān)視和決策產(chǎn)生影響,需增加圖形繪制自校驗(yàn)。

4)缺乏圖形版本調(diào)閱展示手段,不支持圖形多版本差異集中展示,難以滿足用戶直觀感受圖形版本變化的需求。

針對(duì)上述情況,本文提出了一種基于CIM/G的圖形多版本管理與展示技術(shù)。在圖模多版本維護(hù)環(huán)境下建立圖形多版本管理與展示子系統(tǒng),根據(jù)模型版本信息創(chuàng)建圖形版本標(biāo)識(shí),以CIM/G文件作為圖形存儲(chǔ)介質(zhì),實(shí)現(xiàn)圖形多版本增量存儲(chǔ)和安全隔離,子系統(tǒng)增加畫面自校驗(yàn)功能完善圖形版本投在線管理流程,提供圖形版本調(diào)閱及圖形多版本差異展示方法。在不影響調(diào)度控制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的前提下,實(shí)現(xiàn)圖模多版本一體化維護(hù)和版本變化圖形增量存儲(chǔ),使用戶可以查閱圖形版本及對(duì)應(yīng)模型版本下的斷面數(shù)據(jù),通過圖形多版本展示追溯分析圖模版本變化。

1 架構(gòu)設(shè)計(jì)

基于CIM/G的電網(wǎng)圖形多版本管理與展示是在D5000基礎(chǔ)平臺(tái)上設(shè)計(jì)的模型多版本系統(tǒng)中結(jié)合實(shí)際應(yīng)用需求增加的新功能[9]。在模塊化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上對(duì)圖形多版本構(gòu)建存儲(chǔ)、圖形版本快速瀏覽、圖形多版本集中展示等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā),圖形多版本管理與展示子系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。圖形多版本子系統(tǒng)與在線系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)代理進(jìn)行圖形數(shù)據(jù)交互,可以有效防止圖形多版本創(chuàng)建與維護(hù)過程中對(duì)運(yùn)行系統(tǒng)造成影響。

圖1 基于CIM/G的圖形多版本管理與展示架構(gòu)圖Fig.1 Diagram of multi-version graphics management and display based on CIM/G

圖形多版本管理與展示子系統(tǒng)是根據(jù)模型多版本信息為每個(gè)圖形版本建立唯一存儲(chǔ)標(biāo)識(shí),進(jìn)行圖模一體化維護(hù)[10],圖形采用CIM/G文件作為圖形實(shí)體存儲(chǔ)介質(zhì),從而實(shí)現(xiàn)了圖形多版本創(chuàng)建、維護(hù)和存儲(chǔ),為圖形多版本展示提供了版本數(shù)據(jù)信息。

圖形多版本管理實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)圖形版本構(gòu)建、維護(hù)、存儲(chǔ)和發(fā)布功能。圖形根據(jù)模型版本唯一標(biāo)識(shí)為每個(gè)圖形版本分配名稱唯一且相互隔離的文件目錄進(jìn)行創(chuàng)建,模型版本創(chuàng)建時(shí)從在線系統(tǒng)模型數(shù)據(jù)庫中高速抽取當(dāng)前時(shí)刻斷面模型[11]。維護(hù)人員指定模型版本號(hào)啟動(dòng)圖形編輯器,建立圖模版本維護(hù)環(huán)境,在圖形編輯器中統(tǒng)一建模和繪制圖形,并進(jìn)行圖形自校驗(yàn),新增、修改的模型和圖形保存至對(duì)應(yīng)的模型版本和圖形版本下,可根據(jù)設(shè)備名在圖形界面中快速定位。圖形編輯器為多用戶、多業(yè)務(wù)版本模型和圖形同時(shí)維護(hù)提供了高效的功能支撐。圖模版本環(huán)境下圖模維護(hù)保存時(shí),自動(dòng)備份圖形歷史版本,基于輕量級(jí)文件管理服務(wù)[12]分版本持久化存儲(chǔ)到文件服務(wù)器,每個(gè)版本僅包含變化圖形集合。未來模型校驗(yàn)發(fā)布到在線系統(tǒng)后,通知圖形服務(wù)將對(duì)應(yīng)版本的圖形集進(jìn)行模型數(shù)據(jù)關(guān)鍵字轉(zhuǎn)換[13]、圖形投在線和在線圖形歷史版本自動(dòng)備份。

圖形多版本展示提供了圖形版本調(diào)閱和圖形多版本差異集中展示功能。圖形瀏覽器采用并行加載的方法高效解析CIM/G文件,基于畫面服務(wù)獲取對(duì)應(yīng)模型版本下的數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)同一版本圖模數(shù)據(jù)展示。圖形多版本差異集中展示重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了具有高度可擴(kuò)展性的畫面窗口集成展示框架和CIM/G文件差異分析方法,畫面窗口集成實(shí)現(xiàn)了通用的畫面多主題集成展示技術(shù),解決了多窗口頻繁切換的問題,CIM/G文件差異分析是以當(dāng)前瀏覽的圖形版本為比較對(duì)象,選擇目標(biāo)版本進(jìn)行圖形內(nèi)容差異查找的過程。

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 圖形多版本構(gòu)建管理

2.1.1圖形版本構(gòu)建存儲(chǔ)

在圖模多版本維護(hù)環(huán)境中,首先構(gòu)建未來規(guī)劃模型版本,創(chuàng)建后的模型版本具備版本唯一編號(hào)、時(shí)間標(biāo)簽、業(yè)務(wù)建模范圍等信息,未來圖形版本構(gòu)建是以當(dāng)前時(shí)刻運(yùn)行系統(tǒng)圖形為基礎(chǔ),根據(jù)模型版本唯一編號(hào)創(chuàng)建圖形版本唯一編號(hào),構(gòu)建圖模版本一致的圖模維護(hù)環(huán)境,用戶即可使用圖形多版本子系統(tǒng)界面工具對(duì)圖形和模型開展維護(hù)工作。

圖模多版本維護(hù)環(huán)境可以啟用多個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用的圖模維護(hù)環(huán)境,圖形多版本子系統(tǒng)對(duì)圖形版本采用獨(dú)立的文件目錄存儲(chǔ)圖形和圖元文件,從而為多版本圖形并發(fā)維護(hù)提供相互隔離、高速存取的數(shù)據(jù)環(huán)境,版本圖形相關(guān)文件存儲(chǔ)目錄結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖形版本中的Element目錄用于存儲(chǔ)圖元,圖元根據(jù)設(shè)備類型進(jìn)行了詳細(xì)分類,如Breaker(斷路器)目錄、Disconnector(刀閘)目錄等。Display目錄用于存儲(chǔ)圖形,圖形根據(jù)圖形類型進(jìn)行了詳細(xì)分類,如Fac(廠站圖)、Scada(應(yīng)用圖)等。圖形版本構(gòu)建后,以當(dāng)前時(shí)刻運(yùn)行系統(tǒng)圖形集為基線,圖形版本僅存儲(chǔ)變化或新增的圖形文件,減少了冗余文件存儲(chǔ)。圖形編輯器維護(hù)版本圖形完畢,進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)保存調(diào)用文件更新服務(wù)根據(jù)當(dāng)前圖形版本號(hào)持久存儲(chǔ)到文件服務(wù)器指定目錄下。

圖2 圖形版本相關(guān)文件存儲(chǔ)目錄結(jié)構(gòu)Fig.2 Storage directory structure of graphic version file

圖形多版本子系統(tǒng)和在線運(yùn)行系統(tǒng)統(tǒng)一采用變化圖形自動(dòng)存儲(chǔ)歷史版本機(jī)制。編輯圖形保存成功時(shí),圖形會(huì)自動(dòng)保存歷史版本至相關(guān)圖形版本的history_graph文件目錄中,然后基于時(shí)間維度進(jìn)行子目錄劃分,最小時(shí)間精度為小時(shí),精確記錄圖形版本變化過程,滿足用戶追溯任意版本圖形變化痕跡的需求。

2.1.2圖形版本維護(hù)

圖模版本維護(hù)環(huán)境以CIM/G,CIM/E作為圖模版本全量內(nèi)容的存儲(chǔ)介質(zhì),采用輕量級(jí)文件數(shù)據(jù)庫支撐模型結(jié)構(gòu)化查詢語言(SQL)的查詢修改需求。自動(dòng)化維護(hù)人員以當(dāng)前圖形集為基線,通過圖形編輯工具對(duì)相應(yīng)圖模版本維護(hù)環(huán)境的圖形和模型進(jìn)行一體化維護(hù)。

圖3是CIM/G圖形文件的版本變化過程,以當(dāng)前維護(hù)圖形(A圖)為例說明。用戶指定模型版本號(hào)啟動(dòng)圖形編輯器進(jìn)行圖模一體化維護(hù),若模型版本號(hào)為ver_3_11,當(dāng)前維護(hù)的A圖對(duì)應(yīng)的圖形版本標(biāo)識(shí)為ver_3_11,當(dāng)前時(shí)刻運(yùn)行系統(tǒng)圖形集為graph,使用圖形編輯器編輯A圖,若A圖屬于ver_3_11,則以ver_3_11下的A圖為基準(zhǔn)進(jìn)行編輯,若A圖僅屬于graph,則以graph下的A圖為基準(zhǔn),下裝A圖到ver_3_11下進(jìn)行編輯。

圖3 CIM/G圖形的版本變化Fig.3 Version changes of CIM/G graphic

圖形提供了數(shù)據(jù)庫屬性錄入框、管理工具、檢索器等圖模交互界面進(jìn)行統(tǒng)一建模和繪制圖形。在圖形編輯器中新增或點(diǎn)選已有設(shè)備圖元后,用戶在數(shù)據(jù)庫屬性框中新增或修改設(shè)備模型信息至當(dāng)前模型版本下,完成圖模統(tǒng)一維護(hù),使用管理工具可快速查找和更改當(dāng)前編輯圖形的設(shè)備信息。圖模一體化維護(hù)可以降低系統(tǒng)維護(hù)的難度,實(shí)現(xiàn)設(shè)備模型的可視化維護(hù)。同一圖形版本維護(hù)環(huán)境下,圖形編輯保存通過更新圖形信息表鎖定域?qū)崿F(xiàn)簽入簽出機(jī)制,防止發(fā)生沖突[14]及各客戶端相互覆蓋。圖形信息表記錄了圖形版本信息,A圖文件也記錄圖形版本信息ver_info,保證文件服務(wù)器的圖形文件信息和圖形信息表信息在一致情況下進(jìn)行維護(hù)。

2.1.3圖形校驗(yàn)與投在線

圖形編輯器提供了設(shè)備圖元關(guān)聯(lián)關(guān)系的基本校驗(yàn),根據(jù)圖形上設(shè)備電器屬性和設(shè)備之間的拓?fù)溥B接關(guān)系對(duì)每類設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn),如端子空掛、設(shè)備關(guān)鍵字重復(fù)、線路兩端廠站反向等,校驗(yàn)結(jié)果根據(jù)重要等級(jí)以列表的方式進(jìn)行告警,點(diǎn)擊列表記錄可快速定位設(shè)備對(duì)象進(jìn)行檢查,為設(shè)備節(jié)點(diǎn)入庫提供了有效的檢驗(yàn)手段,對(duì)未來規(guī)劃圖形版本投入運(yùn)行系統(tǒng)提供了保障。

本文的圖形版本投在線是在模型版本投在線成功后,模型發(fā)布服務(wù)通過消息通知圖形發(fā)布服務(wù)進(jìn)行圖形版本投在線。圖形版本投在線根據(jù)未來模型和在線模型轉(zhuǎn)換規(guī)則,轉(zhuǎn)換CIM/G文件中的模型數(shù)據(jù)信息,修改圖形文件版本信息并自動(dòng)在線網(wǎng)絡(luò)保存,維護(hù)信息寫入在線系統(tǒng)的圖形信息表,圖形成功投在線,同時(shí)備份歷史圖形版本,實(shí)現(xiàn)了圖模版本同步更新。圖形多版本子系統(tǒng)僅對(duì)與模型版本對(duì)應(yīng)的版本變化圖形集投在線,避免了無變化圖形重復(fù)投在線的問題,因而大大降低了圖形發(fā)布量,提高了圖形發(fā)布效率。

2.2 圖形版本調(diào)閱

圖形版本調(diào)閱是圖形瀏覽器觸發(fā)圖形指定版本進(jìn)行圖形文件下裝、CIM/G文件解析、圖模數(shù)據(jù)展示的過程。圖形版本調(diào)閱呈現(xiàn)給用戶同一版本圖形和模型數(shù)據(jù),適用于調(diào)度管理人員追溯任意圖形版本查看圖模數(shù)據(jù)的應(yīng)用場景,圖模版本聯(lián)動(dòng)展示流程如圖4所示。

在圖形多版本管理界面中,用戶指定圖形文件和圖形版本啟動(dòng)圖形瀏覽器,文件客戶端以該版本圖形文件絕對(duì)路徑為關(guān)鍵信息發(fā)送圖形文件請(qǐng)求,文件服務(wù)端獲取響應(yīng)后從文件服務(wù)器指定文件目錄獲取圖形文件下裝到工作站。圖形調(diào)用文件解析模塊根據(jù)硬件實(shí)際的核數(shù)和加載圖元的數(shù)量創(chuàng)建出合適數(shù)量的解析線程進(jìn)行并行加載,并進(jìn)行任務(wù)的調(diào)度與管理。文件解析模塊可以充分利用現(xiàn)代處理器多核的優(yōu)勢,將圖形文件拆分為不同圖元的指針,然后以任務(wù)的形式分配給每一個(gè)核進(jìn)行并行加載,解析完成后進(jìn)行畫面展示和畫面數(shù)據(jù)異步刷新。數(shù)據(jù)刷新客戶端組裝畫面信息通過代理服務(wù)發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求,其中畫面信息包括畫面數(shù)據(jù)和圖形版本號(hào),數(shù)據(jù)刷新服務(wù)端獲取響應(yīng)后向?qū)?yīng)模型版本的公共信息模型小應(yīng)用實(shí)時(shí)庫請(qǐng)求數(shù)據(jù),返回?cái)?shù)據(jù)推送給圖形展示。

圖4 未來圖模版本聯(lián)動(dòng)Fig.4 Linkage of future graphics version and model version

在圖模多版本維護(hù)環(huán)境中,圖形瀏覽器還支持根據(jù)時(shí)間選擇某歷史時(shí)刻下的圖形斷面進(jìn)行調(diào)閱。圖形根據(jù)所選時(shí)間獲取對(duì)應(yīng)的歷史圖形版本進(jìn)行文件下裝、解析,調(diào)用模型相關(guān)服務(wù)獲取同一時(shí)間段模型數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)歷史圖模反演。圖形版本調(diào)閱操作簡便,直觀展示了同一版本或同一時(shí)間段的圖模斷面,保證了圖模數(shù)據(jù)一致性。

2.3 圖形多版本差異集中展示

本文還提供了圖形多版本差異集中展示方法,即裝載同一圖形文件的不同版本,利用畫面窗口集成方式展示不同版本圖形文件并進(jìn)行差異比較,圖形瀏覽界面可快速定位差異圖元,從而基于時(shí)間尺度直觀感受圖形的動(dòng)態(tài)變化,提升了圖形多版本的展示水平。

2.3.1畫面窗口集成技術(shù)

畫面窗口集成是將畫面展示內(nèi)容集成在子窗口中,與圖形瀏覽窗口水平分割瀏覽區(qū)域進(jìn)行數(shù)據(jù)集中展示。該技術(shù)采用的是消息驅(qū)動(dòng)模式,圖形框架收到特定界面操作消息后動(dòng)態(tài)生成界面窗口實(shí)例,并將其加載到畫面集成窗口中,畫面集成窗口可以同時(shí)展示一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立窗口內(nèi)容,如圖5所示。在圖形瀏覽窗口中,用戶可以通過畫面區(qū)域選擇自動(dòng)截取框選內(nèi)容發(fā)送到獨(dú)立窗口中進(jìn)行監(jiān)視,也可以通過右鍵點(diǎn)擊畫面操作關(guān)聯(lián)其他畫面集中展示。該展示框架具有圖形界面定制靈活、與應(yīng)用消息通信便捷的特點(diǎn),滿足了用戶對(duì)重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)容的集中展示需求。

圖5 畫面集成窗口展示Fig.5 Integration window display of graphics

畫面窗口集成技術(shù)具有高度可擴(kuò)展性,實(shí)現(xiàn)了不同畫面的集中監(jiān)視和操作,解決了多窗口頻繁切換的問題,滿足了用戶對(duì)重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)容的集中展示需求。圖形多版本差異集中展示采用畫面窗口集成技術(shù)中的獨(dú)立窗口展示方式與圖形瀏覽界面共同展示兩個(gè)不同版本的圖形,圖形集成窗口?？吭趫D形瀏覽界面下方,提供了圖形不同版本集中展示的方法。

2.3.2基于CIM/G的差異分析方法

同一圖形文件的不同版本分別存放于對(duì)應(yīng)版本存儲(chǔ)目錄中,圖形瀏覽器給用戶提供了選擇不同版本進(jìn)行差異展示的方法?；贑IM/G的差異分析是以當(dāng)前圖形版本為基礎(chǔ),選擇目標(biāo)版本進(jìn)行差異分析的過程。數(shù)據(jù)查找一般分為順序匹配、二分查找和哈希查找,從實(shí)現(xiàn)算法效率比較,哈希查找方法因查找速度快,查詢、插入、刪除容易操作等原因而獲得了廣泛應(yīng)用?；贑IM/G不同版本的差異分析是解析不同版本的同一圖形,根據(jù)CIM/G文件中圖元編號(hào)唯一及圖元內(nèi)部屬性唯一的特點(diǎn),以圖元編號(hào)作為關(guān)鍵碼值,快速查找相同編號(hào)的圖元,比較其屬性值,最終獲取不同版本圖形中所有差異圖元信息。

圖元類型和圖元屬性繁多,圖形提供了友好的圖元及圖元屬性配置界面,可自定義每類圖元的比對(duì)屬性集。以華北500 kV靜海站的當(dāng)前版本與上一版本比較為例,圖形瀏覽器并行加載快速解析當(dāng)前時(shí)間圖形版本,同時(shí)二級(jí)哈希存儲(chǔ)所有圖元相關(guān)信息〈圖元編號(hào),〈屬性,值〉〉,用戶繼續(xù)選擇同圖某一版本快速解析,以圖元編號(hào)為關(guān)鍵字進(jìn)行差異比較,差異主要包括已有的圖元、新增的圖元或刪除的設(shè)備圖元,以畫面窗口集成的方式集中展示圖形兩個(gè)版本,可通過自動(dòng)定位展示差異圖元,鼠標(biāo)移至圖元位置展示詳細(xì)差異信息,見附錄A圖A1。

圖形多版本集中展示及差異分析可在圖形界面快速比對(duì)同一圖形不同版本的差異,全方位、多角度展示電網(wǎng)圖形不同版本,滿足了大電網(wǎng)圖模管理的迫切需求。

2.4 圖形多版本應(yīng)用

本文提出的基于CIM/G的電網(wǎng)圖形多版本管理與展示技術(shù)已在華北電力調(diào)控分中心試點(diǎn)應(yīng)用,該子系統(tǒng)基于模型多版本信息實(shí)現(xiàn)了圖形多版本構(gòu)建、維護(hù)、存儲(chǔ)、發(fā)布和展示功能,取得了較好的效果,見附錄A圖A1和圖A2。

根據(jù)調(diào)控運(yùn)行一體化要求,圖形多版本子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了基于模型版本構(gòu)建圖形版本的方法,可同時(shí)構(gòu)建多個(gè)安全隔離的圖模版本維護(hù)環(huán)境,從時(shí)間維度實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃、方式安排、調(diào)度計(jì)劃等業(yè)務(wù)的支撐,提升了大電網(wǎng)預(yù)控能力。例如,華北電網(wǎng)京津唐地區(qū)500 kV電壓等級(jí)變電站線路破口,相應(yīng)220 kV電壓等級(jí)線路接入該供電區(qū)域,用戶需要構(gòu)建圖模版本維護(hù)環(huán)境維護(hù)未來態(tài)圖模數(shù)據(jù),計(jì)算投產(chǎn)后在預(yù)想方式下該電網(wǎng)附近的供電能力;錫盟—廊坊特高壓送端風(fēng)電、火電基地投產(chǎn)后,或者鄂爾多斯—保定送端能源基地投產(chǎn)后,用戶需要構(gòu)建圖模版本維護(hù)環(huán)境進(jìn)行網(wǎng)省未來圖模構(gòu)建、融合和應(yīng)用等。圖形多版本子系統(tǒng)解決了多專業(yè)、多用戶對(duì)未來圖模多版本并發(fā)維護(hù)的問題,彌補(bǔ)了D5000在未來圖模維護(hù)方面的不足。

目前華北網(wǎng)調(diào)智能調(diào)度控制系統(tǒng)中文件服務(wù)器上的圖形集目錄大小近600 MB,有近4 300個(gè)圖形文件(地調(diào)圖形集會(huì)更大),每幅圖平均143 KB,采用圖形公共服務(wù)定時(shí)保存圖形集的方式,默認(rèn)按“天”定時(shí)保存一個(gè)歷史版本占用空間約600 MB,存半年需要近100 GB空間,會(huì)消耗大量的存儲(chǔ)空間,為防止空間占滿,需根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置保存圖形歷史版本最長時(shí)間。華北網(wǎng)調(diào)實(shí)際修改圖形每天僅有幾幅圖甚至更少,若平均每天修改5個(gè)圖形文件,每天保存占用空間不到1 MB,因此采用變化圖形自動(dòng)存儲(chǔ)版本機(jī)制可以有效記錄圖形變化痕跡,防止了無變化圖形冗余備份,減少了存儲(chǔ)空間的消耗,避免了無變化圖形重復(fù)投在線的問題,因而大大降低了圖形發(fā)布量,提高了圖形發(fā)布效率。

圖形多版本子系統(tǒng)還完善了圖形版本調(diào)閱方法,便于用戶進(jìn)行歷史反演、事故追憶、未來預(yù)測等圖模數(shù)據(jù)展示;增加了圖形多版本差異集中展示功能,用戶可以通過圖形可視化方式比較圖形不同版本分析電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化。圖形多版本子系統(tǒng)提升了圖模版本一體化的管理水平和圖形多版本展示的支撐能力。

3 結(jié)語

根據(jù)本文提出的基于CIM/G電網(wǎng)圖形多版本管理與展示技術(shù),在基于調(diào)控系統(tǒng)的模型多版本管理系統(tǒng)中,按照電網(wǎng)自動(dòng)化人員對(duì)圖模版本維護(hù)的需求和圖模一體化原則,實(shí)現(xiàn)了圖形多版本管理與展示子系統(tǒng),適用于多業(yè)務(wù)同時(shí)構(gòu)建圖模版本環(huán)境進(jìn)行圖模一體化并發(fā)維護(hù),圖形多版本采用輕量級(jí)文件管理服務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一管理和維護(hù),具有可靠性高、實(shí)時(shí)性高、部署簡單、易于維護(hù)等特點(diǎn),保證圖形多版本存儲(chǔ)安全。本文涉及的圖形多版本差異集中展示目前僅實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)版本的比較,版本間的差異展示采用逐步定位方式展示,后續(xù)需進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)多個(gè)圖形版本以多窗口方式集中展示,版本間的差異展示根據(jù)差異重要等級(jí)進(jìn)行分類標(biāo)注,更直觀地展示圖形多版本差異。

本文在完成過程中,受到國家電網(wǎng)公司華北分部科技項(xiàng)目“面向特高壓建設(shè)的大電網(wǎng)未來態(tài)模型技術(shù)研究”的資助,謹(jǐn)此致謝。

附錄見本刊網(wǎng)絡(luò)版(http://www.aeps-info.com/aeps/ch/index.aspx)。

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CIM/GBasedMulti-versionManagementandDisplayofGraphics

XUHua1,2,NINGJian3,HUANGKun1,2,4,ZHANGYong3,JIANGChangming3,ZHANGZhe3

(1. NARI Group Corporation (State Grid Electric Power Research Institute), Nanjing211106, China;2. NARI Technology Co. Ltd., Nanjing211106, China;3. North China Branch of State Grid Corporation of China, Beijing100053, China;4. State Key Laboratory of Smart Grid Protection and Control, Nanjing211106, China)

In view of the inadequacy of graphic management and display based on time dimensions in the smart grid dispatching and control system, this paper proposes a multi-version management and display technology of graphics based on CIM/G. The method takes the use of CIM/G files as the lasting storage medium of multi-version graphics, and divides the corresponding graphic version marks according to model version number to realize incremental storage of variable graphics and the security isolation among multiple versions. And then the technical scheme of constructing and managing multi-version graphics are realized. Also proposed is the way to browse an arbitrary graphic version, and realize centralized display between different graphic versions. This technology has become a pilot application in North China Electric Power Control Sub Center, which meets the demands of multiple business applications towards multi-temporal version graphics, and enhances the control ability of system control to create, demonstrate, store the future graphic version, etc.

graphics of power grid; multi-version management; version retrieval; difference analysis

2017-03-16;

2017-07-19。

上網(wǎng)日期: 2017-09-19。

許 花(1983—),女,通信作者,碩士,工程師,主要研究方向:電力系統(tǒng)自動(dòng)化。E-mail： xuhua@sgepri.sgcc.com.cn

寧 劍(1986—)男,碩士,高級(jí)工程師,主要研究方向:電力系統(tǒng)自動(dòng)化。E-mail: ning.jian@nc.sgcc.com.cn

黃 昆(1981—)男,碩士,高級(jí)工程師,主要研究方向:電力系統(tǒng)自動(dòng)化。E-mail: huangkun@sgepri.sgcc.com.cn

(編輯萬志超)