一种SCADA系统模型的标准化方法.doc

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1、一种SCADA系统模型的标准化方法摘要：对比分析了一套自主设计开发的SCADA系统模型和CIM模型的建模方法，比较了两种模型之间的差异，主要涉及设备模型、连接关系模型、设备容器模型、量测模型。针对这种差异，提出了按IEC61970标准中的CIM模型对该SCADA系统进行标准化改造的方法。关键词：SCADA系统标准化CIM模型IEC61970TheMethodfortheStandardizationofanSCADASystemModelAbstract:ThemodelingmethodsofCIMandanSCADAsystem

2、modeldesignedindependentlywereanalyzed，andthedifferencesbetweenthemwerecompared,whichmainlyrelatedtoequipmentmodel,connectionmodel,equipmentcontainermodel,measurementmodel.Inviewofsuchdifferences,themethodtostandardizetheSCADAsystemmodelaccordingtoCIMofIEC61970wasprese

3、nted.Keywords:SCADAStandardizationsCommonInformationModel(CIM)IEC619701．引言：IEC61970标准颁布之前，由于缺乏统一规定，不同厂商开发的EMS系统、EMS的各种应用在建模、数据结构定义方面普遍存在差别，各系统只建立了服务于该系统当时应用所需要的数据模型，没有考虑到功能的扩充和系统的整合，提供的对外接口也千差万别，因此系统升级受到限制、第三方软件难以接入、扩展应用时需要针对具体项目进行开发，工程的可实施性差，限制了EMS系统的发展。国际电工委员会（IEC）制订

4、的IEC61970标准规定了公共信息模型（CIM）和组件接口规范（CIS），使得EMS能够组件化和开放化、降低系统集成成本。CIM是用面向对象方法定义的一套与电力系统EMS相关的统一数据模型，而CIS则在此模型的基础上提供了一套标准的数据访问接口。遵循IEC61970标准不是放弃原有系统，而是在原系统基础上进行标准化改造，实现对外提供符合CIM、CIS的标准接口。本文根据工程应用需要，基于IEC61970标准，对一套SCADA系统提出了标准化方法。该SCADA系统是自主设计开发的商业化产品，采用关系模型进行设计，本文首先分析了SCA

5、DA模型和CIM模型的建模思路、以及两种模型之间的对应关系，发现两种模型主要在设备建模、连接关系建模、量测关系建模、设备容器建模方法上存在差异，本文将对这四个方面进行详细分析，并提出对该SCADA系统模型进行标准化改造的方法。2．SCADA系统模型与CIM模型的对比分析CIM是根据电力系统物理特性构建的一种抽象模型，用来表示EMS等电力控制中心计算机应用系统中包含的所有主要实体对象，是IEC61970标准的核心。CIM采用面向对象的方法建模，利用类、对象、属性、类之间的关系来描述实体，类之间包含泛化（Generalization）、

6、简单关联（Simpleassociation）和聚合[1][2]（Aggregation）三种关系。SCADA系统则利用关系数据模型表示实体与实体之间的关系。2.1设备模型CIM中在Wire包中定义电力设备，Equipment（设备）包含了所有设备的公共特征和属性，是设备信息的基类，被分为五种类型，即ConductingEquipment导电设备）PowerTransformer（电力变压器）ProtectionEquipment、（保护设备）、HeatExchanger（热交换器）和GeneratingUnit（发电机组）。其中导

7、电设备又分为RectifierInverter（整流器逆变器）、Switch（开关）、Ground（接地）等子类，某些子类如Switch又分为Breaker、Junction、Disconnector等下一级子类，所有实体被分解在各个层次的类型中。在SCADA系统中，将所有实体按用途进行分类，所有设备处于同一层次，设备之间没有继承关系，包括开关刀闸、母线、线路、变压器、负荷、电容器、电抗器、发电机、负荷、终端设备等各类设备。大多数设备的模型都很相似，而变压器模型和线路模型在这两种建模方法中有很大的区别。在CIM模型中，电力变压器是设

8、备的泛化，其自身不具有导电设备的属性，并且电力变压器由变压器绕组（TransformerWinding）和热交换器（HeatExchanger）组成，根据其为双绕组或三绕组变压器，相应关联两个或三个变压器绕组。电力变压器中含有变压器类