本发明涉及一种调配一体化系统的厂站模型处理方法。
背景技术：
国家电网发布的2015年智能电网项目建设意见指出，公司将稳步推进智能电网推广项目建设，精心组织智能电网创新示范工程，支持新能源开发、支撑分布式电源应用、促进便捷用电、推动电动汽车发展、服务智慧城市建设和提升电网智能化。组织开展智能电网调度控制系统、新能源功率预测及运行控制系统推广建设，覆盖全部并网风电场和光伏电站；组织开展配电自动化系统推广建设，计划在2015年基本解决县域电网与主网联系薄弱以及供电“卡脖子”和“低电压”问题；2020年全面建成结构完善、技术领先、高效互动、灵活可靠的现代配电网。上海市电力公司高度重视，在调度自动化建设较为完善的基础上，积极开展调配一体化技术的研究，充分利用现有ems系统的软硬件平台和通讯网络，扩展dms功能，既节约投资，又实现主网、配网的统一调度，力争在短时间内达到适合上海国际化大都市发展要求的99.999％以上的供电可靠率。
按照国网公司第8次党组会的要求，智能电网创新示范工程中再新增1项综合工程，联合社会资源建设智能电网综合工程。国网科技部经过认真遴选，建议选择上海崇明岛开展智能电网创新示范区建设，集中体现“承载和推动第三次工业革命”，在选定区域优化配电网网络结构，提高配电网设备管理水平，建设配电自动化等系统，建设适应双向潮流的主动配电网。
上海地区在前些年建立了若干套dscada系统，起到了配电网信息前置采集的功能，其采集的信息在pms系统中得到了有效应用。目前全上海除崇明、长兴外，都已经建设了dscada系统，并完成接入配电终端设备，实现大部分的开关站、部分配电站和箱变运行状态的监控。崇明配电自动化示范区含有包括风电、光伏、储能在内的多种分布式电源。目前，崇明配电自动化建设严重落后，为推进崇明电网调控一体化建设的进程，满足崇明电网大运行的要求，提高崇明电网综合自动化率，依据崇明电网的实际情况，提出特崇明配电自动化示范区项目。
目前，崇明尚没有实现基本配电自动化主站功能，也没有主动配电网能量管理的高级应用，配电自动化功能基本无法实现，不能满足传统配电网的功能，更不能满足接入多种分布式电源的现代配电网模式，对充分利用崇明天然电力资源，实现高可靠性、高智能化的配电网建设目标造成了阻碍。因此针对上述要点对崇明ems系统进行配电自动化功能改造实现调配一体化，并在此基础上开展“崇明供电公司群众性创新科技项目”，完成上海调配一体化系统信息集成技术研究和工程示范；实现上海崇明调配一体化系统与pms系统及全岛综合能量管理系统互操作。
需要将pms提供的cim模型文件和调配一体化系统中的模型拼接形成一个大的电网模型，对于pms系统的接入，须采用合适的方式使pms系统与现有调配一体化系统的模型融合。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种调配一体化系统的厂站模型处理方法，对于pms的接入，采用模型拼接的方式与现有调配一体化系统的模型融合，该拼接方式以厂站作为最小单元，以实现源端维护，确定了模型的边界后，就可以将cim文件中的对象映射到系统数据库中的具体设备，将pms系统提供的cim模型文件和调配一体化系统中的模型拼接形成一个大的电网模型。
实现上述目的的技术方案是：一种调配一体化系统的厂站模型处理方法，包括以下步骤：
s1，模型解析步骤：使用sax的方式对pms系统上传的厂站cim模型文件进行解析；
s2，模型校验步骤：校验厂站cim模型文件是否有效，同时校验厂站cim模型文件中包含的模型数据是否符合电力系统基本规则；
s3，模型拼接步骤：确定了模型的边界后，将厂站cim模型文件中的对象映射到系统数据库中的具体设备，在厂站cim模型文件和系统数据库之间建立模式的映射；
s4,图形导入步骤：将pms系统提供的标准svg格式图形解析到调配一体化系统中，并实现在主站自带的图形环境下显示和操作；
s5,图模库关联步骤：在步骤s3中经过模型拼接的厂站cim模型文件和步骤s4中导入调配一体化系统中的svg格式图形之间建立图模映射，并借助调配一体化系统的图形子系统对于导入调配一体化系统中的svg格式图形进行合理性检查；
s6,前置参数自动维护步骤：满足前置参数数据同步的需求。
上述的一种调配一体化系统的厂站模型处理方法，所述s2，模型校验步骤具体包括以下工序：
s21，cimxml文档合适性校验:厂站cim模型文件是否满足xml的语法；
s22，cimxml文档有效性校验：厂站cim模型文件是否符合cim/rdfschema中规定的模式规范；
s23，cimxml文档电力系统规则性校验：厂站cim模型文件包含的模型数据是否符合电力系统基本规则。
上述的一种调配一体化系统的厂站模型处理方法，所述s23，cimxml文档电力系统规则性校验，具体包括以下步骤：
s231，维数校验：应用系统所能处理的模型是有大小上的限制的，因此必须在解析cimxml文档时针对应用系统的处理能力进行校验，避免模型中某类对象的个数超出应用系统的维数限制；
s232，关联完整性校验:除交直流线段外的导电设备必须具备与间隔或电压等级之间的关联关系，交直流线段必须具备与基准电压之间的关联；
s233，关联一致性校验:厂站cim模型文件中类与类之间形成很复杂的关联，两个类之间可以通过多种关联方式关联在一起，必须保证在cimxml文件中通过多种途径建立的类与类之间的关联保持一致；
s234，拓扑完整性校验:由于厂站cim模型文件中类与类之间的关联在重数上没有做很严格的限制，因此必须在cimxml文档导入前根据电力系统的实际情况对于cimxml文档中的模型实施严格的校验，以保证模型在拓扑方面的完整性和正确性，避免对于后续应用的影响；
s235,参数完备性校验:厂站cim模型文件中包含了电力系统中大量的参数模型，cimxml文件不可能同时包含cim中所有的参数模型信息，cimxml文件导入模块针对需要支持的应用，需要对cimxml文件中包含的参数的完备性进行相应的校验。
上述的一种调配一体化系统的厂站模型处理方法，所述s4，图形导入步骤具体包括以下工序：
s41，首先是装载调配一体化系统的图元，也可以在pms系统及调配一体化系统的图元集之间建立映射关系，每一类图元采用同一种表示方式，并通过名称进行匹配；
s42，其次是导入图形对象，导入过程通过导入工具实现,导入工具相当于一个解析器，用于从pms系统提供的svg文件中解析出图形描述信息和电气模型信息，然后将这些信息转换成主站内部的图形格式，用户只需要在一个节点上导入图形，则该图全网可见。
上述的一种调配一体化系统的厂站模型处理方法，所述s5,图模库关联步骤中，对于导入调配一体化系统中的svg格式图形进行合理性检查具体包括以下工序：
s51，电力线路和电力设备的连通性：即使pms系统提供的svg文件中，连接线和所连设备之间存在坐标差距，导入后的图形也可以实现自动调整，并支持“橡皮筋”拖拽，以保证电力线路和电力设备的连通性；
s52，电力系统设备显示的类型:图形导入之后，设备及相应的动态信息直接联库，图形上显示的设备类型信息是从系统数据库中读取出来的；如果设备类型信息不正确,图形在显示时，该位置的图元不可见，从而提示用户该位置的设备对象有误；
s53，与电力设备相关的参数:与设备的显示类型相似，电力设备的参数信息是从系统数据库中读取出来的，如果电力设备相关的参数信息不正确，系统同样会在图形显示时提示用户该位置设备对象有误。
上述的一种调配一体化系统的厂站模型处理方法，所述s6,前置参数自动维护步骤中，对cim进行了部分扩充，满足前置参数数据同步的需求，在量测的基础上增加对前置遥信、前置遥测的扩展类型，这些扩展类型与量测平级；将前置遥信的数据用fesyx类型描述；将前置遥测数据用fesyc类型描述，与measurement类型建立关联，扩展fesyc.measurement属性用于描述前置遥信与量测间的关联；一些cim中没有定义的前置参数用扩展属性的方式在fesyc和fesyx中定义。
本发明的调配一体化系统的厂站模型处理方法，对于pms的接入，采用模型拼接的方式与现有调配一体化系统的模型融合，该拼接方式以厂站作为最小单元，以实现源端维护，确定了模型的边界后，就可以将cim文件中的对象映射到系统数据库中的具体设备，将pms系统提供的cim模型文件和调配一体化系统中的模型拼接形成一个大的电网模型。
附图说明
图1为本发明的调配一体化系统的厂站模型处理方法的工作流程图(不包含前置参数自动维护步骤)。
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员能更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对其具体实施方式进行详细地说明：
本发明需要将pms系统提供的cim模型文件和调配一体化系统中的模型拼接形成一个大的电网模型。由于模型拼接涉及到的源模型来自于各个不同的系统，在各自系统中对模型描述和维护的方法各不相同，因此，所有的导出模型需要采用统一的标准(iec61970cim)进行描述。厂站模型为一个厂站的基本信息，包括：
(1)图形，包括厂站接线图、间隔接线图；
(2)模型，包括间隔、各类设备以及测点(保护节点、测点遥信、测点遥测)；
(3)设备参数，定义在各类设备表的参数；
(4)scada参数，定义各类定义表的参数，包括多组告警上/下限值、合理值上/下限；
(5)前置参数，包括上/下行点号、极性、系数、基值、调档参数等。
请参阅图1，本发明的最佳实施例，一种调配一体化系统的厂站模型处理方法，包括以下步骤：
s1，模型解析步骤：使用sax的方式对pms系统上传的厂站cim模型文件进行解析；
s2，模型校验步骤：校验厂站cim模型文件是否有效，同时校验厂站cim模型文件中包含的模型数据是否符合电力系统基本规则；
s3，模型拼接步骤：确定了模型的边界后，将厂站cim模型文件中的对象映射到系统数据库中的具体设备，在厂站cim模型文件和系统数据库之间建立模式的映射；
s4,图形导入步骤：将pms系统提供的标准svg格式图形解析到调配一体化系统中，并实现在主站自带的图形环境下显示和操作；
s5,图模库关联步骤：在步骤s3中经过模型拼接的厂站cim模型文件和步骤s4中导入调配一体化系统中的svg格式图形之间建立图模映射，并借助调配一体化系统的图形子系统对于导入调配一体化系统中的svg格式图形进行合理性检查；
s6,前置参数自动维护步骤：满足前置参数数据同步的需求。
s1，模型解析步骤中，目前，对于xml的解析主要有两种技术，dom(documentobjectmodel，文档对象模型)和sax(simpleapiforxml用于xml的简单api)。dom最重要的特性是必须将整个文档解析和存储在内存中，以便建立层次数据结构。这就使得dom在解析大文件时，对系统的内存资源消耗过大，且效率不高、缓慢。sax为解析xml文档提供了事件驱动模型，避免了在内存中创建文档的完整映射，因此不用消耗大量内存就可以处理非常大的文档。调配一体化系统使用sax的方式对cim/xml进行解析。
cimxml文件级互操作是实现系统间数据交换的标准方式之一。符合xml语法的cimxml文件被称为结构良好的(well-formed)，这是cimxml文件所必须满足的基本要求；符合cim/rdf模式要求即满足cim/rdf语义，且合适的cimxml文件被称为有效的(valid)，只有有效的cimxml文件才能被作为标准数据的载体在系统之间进行数据交换。
在实现cimxml文件导入的过程中，结构良好的并且符合iec61970-503标准的cimxml文件中的数据可以被正确的导入系统，但导入的模型数据可能并不满足电力系统的基本规则，这会引起导入方系统内电网模型的错误建立。因此在cimxml导入模块中除了包含校验cimxml文件有效性的规则外，还需要加入对于cimxml文件中包含的模型数据是否符合电力系统基本规则的校验。
s2，模型校验步骤具体包括以下工序：
s21，cimxml文档合适性校验:厂站cim模型文件是否满足xml的语法，校验的规则主要是：
(1)xml文档中有且仅有一个根元素，其他所有的元素都是它的子元素；
(2)起始标签和结束标签应当匹配，结束标签是必不可少的；
(3)大小写应一致，xml对字母的大小写是敏感的；
(4)元素应当正确嵌套，子元素应当完全包括在父元素中；
(5)属性必须包括在引号中；
(6)元素中的属性不允许重复。；
s22，cimxml文档有效性校验：厂站cim模型文件是否符合cim/rdfschema中规定的模式规范；校验的规则主要是：
(1)以“cim:”为前缀的标签在格式上必须符合cim/rdfschema中规定的要求，包括大小写；
(2)属性必须正确归属于相应的类；
(3)关联中引用的资源标识所对应的元素必须存在于同一cimxml文档中；
(4)枚举类型中的cim名空间必须与文档处理指令中出现的cim名空间一致；
(5)关联的重数必须符合cim/rdfschema中规定的要求。
s23，cimxml文档电力系统规则性校验：厂站cim模型文件包含的模型数据是否符合电力系统基本规则，具体包括以下步骤：
s231，维数校验：应用系统所能处理的模型是有大小上的限制的，因此必须在解析cimxml文档时针对应用系统的处理能力进行校验，避免模型中某类对象的个数超出应用系统的维数限制；
s232，关联完整性校验:除交直流线段外的导电设备必须具备与间隔或电压等级之间的关联关系，交直流线段必须具备与基准电压之间的关联；
s233，关联一致性校验:厂站cim模型文件中类与类之间形成很复杂的关联，两个类之间可以通过多种关联方式关联在一起，必须保证在cimxml文件中通过多种途径建立的类与类之间的关联保持一致。
(1)双向关联一致性
cim中类与类之间的关联是双向的，如果cimxml文档中包含有双向的关联，那么必须保证从关联的任一侧到另一侧所描述的信息是一致的。例如，厂站与电压等级之间若描述其双向关联关系，则厂站包含的电压等级关联与电压等级所属的厂站关联在个数和类别上必须是一致的。
(2)导电设备与设备容器之间的关联
导电设备与设备容器之间通过equipment.memberof_equipmentcontainer形成直接的关联，同时，导电设备可以通过conductingequipment→terminal→connectivitynode→equipmentcontainer与设备容器间建立另一种不同途径的关联，如图所示。因此必须保证通过这两种不同途径建立起的导电设备与设备容器之间的关联保持一致。
s234，拓扑完整性校验:由于厂站cim模型文件中类与类之间的关联在重数上没有做很严格的限制，因此必须在cimxml文档导入前根据电力系统的实际情况对于cimxml文档中的模型实施严格的校验，以保证模型在拓扑方面的完整性和正确性，避免对于后续应用的影响；
(1)双端元件，如断路器、刀闸、交流线段、串联容抗器等，拓扑完整性校验包括以下两个方面
(11)设备－端子关联校验：针对scada、网络分析应用，此类设备应包含两个端子，cimxml导入模块需校验此关联的正确性；
(12)设备连接校验：双端元件的每一端都必须与另一个设备的端子相关联，即双端元件端子所关联的节点必须包含其他设备的端子，否则即出现端子空挂告警；
(2)单端元件，如接地刀闸、同步机、母线、并联容抗器、负荷等，拓扑完整性校验包括以下两个方面：
(21)设备－端子关联校验：针对scada、网络分析应用，此类设备应包含一个端子，cimxml导入模块需校验此关联的正确性；
(22)设备连接校验：单端元件的端子须与另一个设备的端子相关联，即单端元件端子所关联的节点必须包含其他设备的端子，否则即出现端子空挂告警。
s235,参数完备性校验:厂站cim模型文件中包含了电力系统中大量的参数模型，cimxml文件不可能同时包含cim中所有的参数模型信息，cimxml文件导入模块针对需要支持的应用，需要对cimxml文件中包含的参数的完备性进行相应的校验。具体包括以下几个参数的校验：
(1)名称属性校验
具有相同父节点的对象的名称必须唯一。如作为模型顶级节点的区域，其实例对象名必须唯一，某个厂站下的变压器必须保证名称唯一等。
(2)导电设备阻抗参数校验
交流线段、同步机、串联容抗器、变压器绕组等设备的阻抗参数是否完备、合理，如电阻应该小于电抗。对于变压器绕组，若提供了绕组测试参数，则其自身所包含的阻抗参数属性可以省略；若变压器低压侧阻抗归算到高压侧，则低压侧阻抗可为0；交流线段还应提供电纳参数等。
(3)额定参数校验
校验容抗器额定无功容量，变压器绕组额定容量，发电机额定功率，分接头额定档位等额定参数是否缺失，与相应的限值相比是否合理。
(4)类型参数校验
校验容抗器类型，变压器绕组类型，同步机运行模式等类型参数是否缺失。
(6)限值校验
校验发电单元有功上下限，同步机电压、无功上下限，分接头档位上下限，交直流线段电流限值等是否缺失、合理。
s3，模型拼接步骤中，于cim是完全采用面向对象技术构建的，因此cim模型中使用了类、对象、属性、继承、关联等面向对象的概念，内容涵盖面很广，而系统数据库设备对象的建立往往是cim的子集，这就需要在cim和系统数据库之间建立模式的映射。
cim与系统数据库之间映射的具体的映射规则包括：
(1)将cim的类与系统数据库中的表相互映射；
(2)将cim的属性与系统数据库中的列相互映射；
(3)将cim的对象映射成系统数据库中表的记录；
(4)将cim的关联与系统数据库中表的外键或指针相互映射；
(5)将cim中基类与派生类间的继承处理为对派生表的扩充。
作为iec61970标准的组成部分，cim是iec第57分会13工作组花了近十年的时间研究和制订出的标准。随着时间的推移，对电力系统认识水平的提高，cim标准也在不断得修改，cim的新版本也在不断得推出。由于cim的新版本是通过mdl文件的形式发布的，为了能适应cim的新版本，导入适配器能够通过分析新版本的mdl文件和系统数据库模式信息，建立cim与系统数据库间的模式映射，保存在模式映射模板文件中。：
s4，图形导入步骤具体包括以下工序：
s41，首先是装载调配一体化系统的图元，也可以在pms系统及调配一体化系统的图元集之间建立映射关系，每一类图元采用同一种表示方式，并通过名称进行匹配；
s42，其次是导入图形对象，导入过程通过导入工具实现,导入工具相当于一个解析器，用于从pms系统提供的svg文件中解析出图形描述信息(坐标位置、颜色、线宽等)和电气模型信息(和cimxml映射的一些信息)，然后将这些信息转换成主站内部的图形格式，用户只需要在一个节点上导入图形，则该图全网可见。
图形的导入以覆盖方式进行，而非模型导入时的增量方式。调配一体化系统应该提供对导入的图形进行再编辑的功能，此时所有新添加的图形元素如标题、动态数据或者标志按钮等必须在另外的平面完成，以免被其后的再次导入所覆盖。也就是说，调配一体化系统的图形导入功能可以针对图形的一个特定平面进行，从而实现导入的原始画面与后续的加工修改在图形编辑中无缝整合在一起。
对于svg格式的图形文件来说，图形的导入是和模型cimxml文件共同使用的。svg文件中只记录了图元、图素、文字、大小、色彩等等图形要素，图元所对应的具体电气设备以及动态数据的数据库连接是通过和cimxml文件中对应的rdfid来表示的，在导入过程中必须结合同一版本的cimxml文件找到对应的设备或者量测数据，才能正确反映图形上的动态信息。
s5,图模库关联步骤中，对于导入调配一体化系统中的svg格式图形进行合理性检查具体包括以下工序：
s51，电力线路和电力设备的连通性：即使pms系统提供的svg文件中，连接线和所连设备之间存在坐标差距，导入后的图形也可以实现自动调整，并支持“橡皮筋”拖拽，以保证电力线路和电力设备的连通性；
s52，电力系统设备显示的类型:图形导入之后，设备及相应的动态信息直接联库，图形上显示的设备类型信息是从系统数据库中读取出来的；如果设备类型信息不正确,图形在显示时，该位置的图元不可见，从而提示用户该位置的设备对象有误；如果设备类型信息不正确，则有两种可能：(1)导入数据库中的cimxml模型文件有误(对于导入模型也提供完备的校验机制以保证模型文件的正确性)；(2)导入对象没有正确联库；
s53，与电力设备相关的参数:与设备的显示类型相似，电力设备的参数信息是从系统数据库中读取出来的，如果电力设备相关的参数信息不正确，系统同样会在图形显示时提示用户该位置设备对象有误。
s6,前置参数自动维护步骤中，对cim进行了部分扩充，满足前置参数数据同步的需求，在量测(measurement)的基础上增加对前置遥信、前置遥测的扩展类型，这些扩展类型与量测平级；将前置遥信的数据用fesyx类型描述；将前置遥测数据用fesyc类型描述，与measurement类型建立关联，扩展fesyc.measurement属性用于描述前置遥信与量测间的关联；一些cim中没有定义的前置参数用扩展属性的方式在fesyc和fesyx中定义。
综上所述，本发明的调配一体化系统的厂站模型处理方法，对于pms的接入，采用模型拼接的方式与现有调配一体化系统的模型融合，该拼接方式以厂站作为最小单元，以实现源端维护，确定了模型的边界后，就可以将cim文件中的对象映射到系统数据库中的具体设备，将pms系统提供的cim模型文件和调配一体化系统中的模型拼接形成一个大的电网模型。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。