调度自动化系统运行监管信息模型建模研究

张松

摘要：随着人民生活水平的提高和高速信息技术的迅速发展，进一步对配网负荷的需求量、对电网调度自动化有着更高的要求。鉴于此，本文对调度自动化系统运行监管信息模型建模进行了分析探讨，仅供参考。

关键词：调度自动化；运行监管；信息模型；建模

一、配网负荷情况分析

某市城区配网负荷呈现出明显的“两峰两谷”特点，全年有迎峰度冬、度夏两个高峰，有春季、秋季两个低谷，受季节影响特征明显。

1月～2月受低温天气影响，1月18日最大负荷达到505兆瓦，产生全年第一个高峰。春节期间受节日影响负荷下降，2月2日最大负荷降至321兆瓦；2月10日春节假期结束，负荷快速回升。

3月～4月天气回暖，采暖用电负荷逐渐减少，4月29日最大负荷降至310兆瓦，产生全年第一个用电低谷。

5月～6月气温逐步升高，空调制冷用电负荷持续增加，5月29日达到499兆瓦。

7月～8月受高温天气影响，空调制冷用电负荷持续增加，

7月21日负荷达到787.49兆瓦，产生全年第二高峰。

9月～10月气温回落，制冷用电负荷明显下降，最大负荷保持在433兆瓦至477兆瓦之间，产生全年第二个低谷。

11月～12月受低气温天气影响，采暖用电负荷逐步增加，

11月7日负荷达到514兆瓦，进入冬季用电高峰。

二、建模方法

a）对象分析。对调度自动化系统运行监管对象进行分析，建立各类运行监管对象所对应的抽象类。b）属性定义。按照调度自动化系统运行监管的具体内容和需求，分析和确定各抽象类的属性及属性值类型。c）应用诊断。在CIM中扩展新的功能包，使其满足调度自动化系统运行监管应用的需求。d）关系分析。将各抽象类与CIM中的标准类进行关系分析，将抽象类分为新增抽象类、扩展抽象类和已有抽象类，明确各抽象类和CIM标准类之间的派生、聚合、关联关系。若一个调度自动化系统运行监管对象在CIM中无对应的标准类，则将该对象所对应的抽象类定义为一个新增抽象类，并纳入相应的扩展功能包中，该新增抽象类的父类为CIM中的一个标准类，并与其他抽象类建立关联或聚合；若一个调度自动化系统运行监管对象在CIM中有对应的标准类，但该标准类缺少调度自动化系统运行监管应用所需的属性，则在该标准类原有属性的基础上增加运行监管应用所需的属性及属性值，并派生出对应的扩展抽象类；若一个电网调度自动化系统运行监管对象在CIM中有对应的标准抽象类，并满足调度自动化系统运行监管应用的需求，则该对象对应的抽象类为一个已有抽象类，直接建立该对象与对应标准类的映射。e）模型建立。依据CIM的建模方式和扩展规则，对各新增抽象类和扩展抽象类进行模型扩展，完成对调度自动化系统运行监管信息模型的建模。

三、扩展模型

1、核心监管对象建模

调度自动化系统在主站侧的基本监管对象可分为硬件（主机设备、网络设备等）、软件（数据库、中间件、调度自动化业务软件等）和机房设备（不间断电源（UninterrUPtibleP0werSUPPly，UPS）、传感器等）３类。因此，在PDAS包中自0bSerｖe－d0bject类派生出Ｈardware类、S0ftware类和MacｈineR00MEqUiPMent类以描述这３类监管对象；定义BUSineSSSySteM类用于描述调度自动化系统，Ｈardware和S0ftware类通过聚合关系与其关联，描述调度自动化系统由一个或多个硬件和软件构成的逻辑关系。定义MacｈineR00MSySteM类用于描述机房系统，MacｈineR00MSySteM类与Ma－cｈineR00MEqUiPMent类的聚合关系表示了机房系统的构成。由于调度自动化系统和机房系统也是监管对象，因此BUSineSSSySteM类和MacｈineR00MSyS－teM类也同时派生自基类0bSerｖed0bject。调度自动化系统及机房系统同属于调度中心，在PDAS包中用DiSPatcｈingCenter类及其与BUS－ineSSSySteM类、MacｈineR00MSySteM类间的聚合关系表示。按照电网调度运行分级管理的原则，调度中心有不同的层级（网、省、地、县）并分属不同的控制区域（区域、省、地、县），DiSPatcｈing－Center类需用于表示不同层级的调度中心，因此将DiSPatcｈingCenter类聚合至C0re包中的SUb－Ge0graPｈicalRegi0n类，将其与CIM中的SUbSta－ti0n类并列。针对监管对象在运行过程中产生的事件信息（如日志、告警等），PDAS包中定义了派生自C0re：Identified0bject类的Eｖent类，用于描述事件信息。由于所有的监管对象都有可能产生事件信息，因此其公共基类0bSerｖed0bject类与E－ｖent类间存在着一对多的关联关系。

2、调度自动化系统变电站侧监管对象建模

变电站侧调度自动化系统主要分布于站控层、过程层和间隔层。站控层和过程层的监管对象（如服务器、交换机、路由器、正反向隔离装置、纵向加密认证装置、防火墙、远动通信机、数据库、计算机监控系统软件等）的建模与调度自动化系统主站侧监管对象建模的方法是一致的，因此将PDAS包中的BUSineSSSySteM类直接聚合至CIM中的SUbStati0n类，后续Ｈardware类和S0ftware类及其相关子类的建模方法就可以自动继承，完成站控层和过程层监管对象的完整建模。间隔层的监管对象主要为测控装置，因此在PDAS包中扩展测控装置类（MeaandCtrlEqUiPMent）与CIM中SUbSta－ti0n类下Bay类（间隔）的变压器绕组（P0wer－TranSf0rMerEnd）、母线（BUSbarSecti0n）、断路器（Breaｋer）等子类关联，完成间隔层监管对象的完整建模。MeaandCtrlEqUiPMent类对测控装置的CPU、内存、模拟量输入（anal0ginPUt，AI）插件、数字量输入（digitalinPUt，DI）插件、模拟量输出（anal0G0UtPUt，A0）插件、数字量输出（dig－ital0UtPUt，D0）插件、电源（P0wer，PWR）插件、通信端口和端子等主要部件及对应的监管信息进行了建模。

3、扩展CIM中包间依赖关系

按照CIM中电力系统实体类派生自逻辑类C0re：P0werSySteMReS0Urce的方法，针对调度自动化系统运行监管对象抽取出本质的逻辑属性，在PDAS包中新建一个公共的逻辑类0bSerｖe－d0bject，其他所有的调度自动化系统运行监管对象类均派生自该逻辑类。同时，0bSerｖed0bject类也派生自CIM中的C0re：：P0werSySteMRe－S0Urce类，即PDAS包中的运行监管对象类与CIM中电力系统实体类拥有共同的基类。对于调度自动化系统在运行监管应用中产生的事件和告警信息，由于并非运行监管对象的自有属性，其建模类不能继承自基类0bSerｖed0bject。与CIM的建模方式统一，在PDAS包中这一类信息统一建模为CIM中的基类C0re：：Identi－fied0bject的派生类，即Eｖent类。上述扩展建模方式实现了调度自动化系统运行监管信息模型与CIM的自动关联和有机衔接。

结束语

由于CIM缺少对调度自动化系统监管信息的抽象，本文采用面向对象的设计方法，遵循CIM的建模方式和扩展规则，对调度自动化系统（含主站、子站）的各类软硬件组件、承载业务和辅助设施进行抽象描述和统一建模，并按照广域分布式交互的思路，实现多级调度机构间调度自动化系统运行监管信息模型和实时数据的交互、集成。

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