智能電網(wǎng)互操作概念模型的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子通信領(lǐng)域，涉及一種模擬智能電網(wǎng)的操作模型，具體是一種智能電網(wǎng)互操作概念模型。
【背景技術(shù)】
[0002]信息系統(tǒng)是信息資源的載體，但是由于標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議接口不統(tǒng)一和信息分散重復(fù)等問題的存在，信息系統(tǒng)難以互聯(lián)，基礎(chǔ)信息無法共享，信息化建設(shè)陷入“自動化孤島”的困境。智能電網(wǎng)要求全面、及時的掌握電網(wǎng)運(yùn)行的信息，并能綜合各自動化系統(tǒng)分析的結(jié)果，做出最優(yōu)的反應(yīng)。因此，精確、快速、開放和共享的信息系統(tǒng)是智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，也是智能電網(wǎng)和傳統(tǒng)電網(wǎng)最大的區(qū)別，而基礎(chǔ)信息的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化工作刻不容緩。現(xiàn)已發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)如IEC 61970、IEC 61968和IEC 61850是智能電網(wǎng)的核心標(biāo)準(zhǔn)，正推動著電網(wǎng)信息標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的進(jìn)程。
[0003]上述數(shù)據(jù)的整合和數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)化，正是基礎(chǔ)信息的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，其表述雖有所不同，但其目標(biāo)相同，就是要做到數(shù)據(jù)定義的一致性和規(guī)范性，即數(shù)據(jù)語義的一致性和規(guī)范性，這就必須要釆用電力行業(yè)的公共信息模型，即IEC 61970/61968共同定義的ClM,用CIM來規(guī)范數(shù)據(jù)對象的命名和接口的語義。基礎(chǔ)信息的標(biāo)準(zhǔn)化是信息傳輸過程中的通信協(xié)議與接口標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范化指電網(wǎng)中各種數(shù)字化信息都有統(tǒng)一時標(biāo)并實現(xiàn)存儲格式規(guī)范化；然而協(xié)議接口標(biāo)準(zhǔn)和存儲格式等，只是觸及軟件工程中數(shù)據(jù)表達(dá)的語法問題，而其語義問題能否得到徹底的解決，實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部信息系統(tǒng)架構(gòu)中信息縱橫向交互的語義一致性，才能從根本上解決“信息孤島”的問題，而CIM中所提供的模型其目的便在于從語義層面解決，信息資源整合的方法便和CIM的構(gòu)建思想和方法并無二致，最終解決信息集成的語義問題。
[0004]信息系統(tǒng)互操作的復(fù)雜性與難度，很大程度上取決于信息系統(tǒng)的多層次結(jié)構(gòu)，所以對于信息系統(tǒng)的集成，需要按照信息系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)有計劃、有層次地進(jìn)行。如圖1為美國GWAC提出的公認(rèn)8層協(xié)議，分為體系、信息、技術(shù)三大互操作層次。
[0005]上述互操作層次主要是對互操作層次的靜態(tài)描述，缺乏方法論的指導(dǎo)自頂向下或自底向地分析各個互操作層次之間的關(guān)聯(lián)及依賴關(guān)系。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為克服現(xiàn)有互操作模型僅基于靜態(tài)描述，對各個互操作層次之間的關(guān)聯(lián)及依賴關(guān)系描述不足的技術(shù)缺陷，本發(fā)明公開了一種智能電網(wǎng)互操作概念模型。
[0007]本發(fā)明所述智能電網(wǎng)互操作概念模型，所述智能電網(wǎng)互操作概念模型由業(yè)務(wù)互操作層、功能互操作層、信息互操作層、通信互操作層、組件互操作層組成；
所述組件互操作層表征描述智能電網(wǎng)中的硬件設(shè)備和軟件組件；
所述通信互操作層描述硬件設(shè)備和軟件組件之間的通信機(jī)制；
所述信息互操作層描述功能，服務(wù)和組件使用的以及交換所使用的信息； 所述功能互操作層描述功能和服務(wù)，及功能和服務(wù)之間的關(guān)系；
所述業(yè)務(wù)互操作層描述智能電網(wǎng)中信息交換相關(guān)的全部業(yè)務(wù)。
[0008]優(yōu)選的，所述智能電網(wǎng)互操作概念模型基于TOGAF架構(gòu)框架。
進(jìn)一步的，所述智能電網(wǎng)互操作概念模型使用TOGAF架構(gòu)開發(fā)方法中所使用的元模型作為智能電網(wǎng)互操作概念模型中各層的元模型。
[0009]采用本發(fā)明所述的智能電網(wǎng)互操作概念模型，把相關(guān)的互操作內(nèi)容進(jìn)行了分組，抽象成五層互操作層，便于在具體實際工程中實現(xiàn)，進(jìn)一步采用TOGAF架構(gòu)方法，使得企業(yè)能夠建立符合標(biāo)準(zhǔn)、易于擴(kuò)展而且面向服務(wù)的架構(gòu)。
【附圖說明】
[0010]圖1為美國GWAC公司提出的互操作模型【具體實施方式】示意圖；
圖2示出本發(fā)明所述智能電網(wǎng)互操作概念模型的【具體實施方式】示意圖。
[0011]圖3示出本發(fā)明所述智能電網(wǎng)互操作概念模型的各個層次的相互作用關(guān)系【具體實施方式】示意圖。
[0012]圖4示出采用元模型的智能電網(wǎng)互操作概念模型內(nèi)部關(guān)系示意圖。
[0013]圖3和圖4中的功能層、組件層、通信層、業(yè)務(wù)層、信息層分別表示功能互操作層、組件互操作層、通信互操作層、業(yè)務(wù)互操作層、信息互操作層。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0015]如圖2所示，是本發(fā)明所述智能電網(wǎng)互操作概念模型的一種【具體實施方式】示意圖，基于原有八個層次的整合。將技術(shù)部分劃分為通信互操作層和組件互操作層。
[0016]原有的技術(shù)部分包括基礎(chǔ)及網(wǎng)絡(luò)互操作和語法互操作，基礎(chǔ)及網(wǎng)絡(luò)互操作主要包括不同的計算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應(yīng)商所提供的產(chǎn)品，其運(yùn)行的操作系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議會有所不同，從而產(chǎn)生了異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，使得上層的數(shù)據(jù)與應(yīng)用在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下無法實現(xiàn)相互的傳輸與通信。網(wǎng)絡(luò)層互操作主要為了實現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間設(shè)備互聯(lián)，網(wǎng)絡(luò)軟件互操作與數(shù)據(jù)互通信，以給數(shù)據(jù)層與應(yīng)用層的集成提供一個一致、通暢的網(wǎng)絡(luò)支撐環(huán)境。網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議不兼容是造成異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)最主要的原因，對于網(wǎng)絡(luò)層互操作，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)支持平臺的功能，主要包含網(wǎng)絡(luò)接入與交換技術(shù)、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間的協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)。
[0017]語法互操作主要體現(xiàn)在系統(tǒng)間交換信息的格式的理解。語法互操作相當(dāng)于對交互的編碼信息的格式和結(jié)構(gòu)一致性的管理。合適的語法有利于內(nèi)容的分解，但是它不管內(nèi)容是否有意義。信息系統(tǒng)互操作在本質(zhì)上就是為了實現(xiàn)各孤立運(yùn)行系統(tǒng)中信息(數(shù)據(jù))的共享與交換，數(shù)據(jù)層的集成語法互操作可以通過數(shù)據(jù)集成(包括數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)復(fù)制、數(shù)據(jù)聯(lián)邦等方式)和SOA服務(wù)的方式實現(xiàn)。
[0018]面向服務(wù)架構(gòu)SOA也是企業(yè)應(yīng)用集成的發(fā)展方向，服務(wù)間松散耦合可重用的理念很好，關(guān)鍵在于如何劃分原子服務(wù)和封裝組合。參照IEC 61968-1標(biāo)準(zhǔn)文檔，DMS的接口參考模型IEM中規(guī)劃的各業(yè)務(wù)功能及其子功能和組件，劃分非常清晰細(xì)致，而我國電網(wǎng)企業(yè)的信息系統(tǒng)，還存在信息冗余而且功能組件規(guī)劃凌亂、難成體系，因此信息系統(tǒng)集成的工作需要充分考慮信息系統(tǒng)規(guī)劃和組件劃分。
[0019]本發(fā)明中，將其簡化劃分為通信互操作層和組件互操作層。
[0020]通信互操作層重點描述在實際用例中，支撐功能、服務(wù)、相關(guān)對象或數(shù)據(jù)模型信息交換互操作的協(xié)議和機(jī)制。組件互操作層重點描述在智能電網(wǎng)背景下所有參與的物理分布組件。這包括角色、應(yīng)用系統(tǒng)、電力系統(tǒng)設(shè)備(通常位于一次設(shè)備和現(xiàn)場二次設(shè)備層)，保護(hù)和遙控設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施(有線/無線通信連接、路由器、交換機(jī)、服務(wù)器)和任何類型的電腦。
[0021]在信息互操作層中，包括語義理解和業(yè)務(wù)上下文兩個子集。語義理解子集是對包含在信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的概念的理解。在建立一種公共語言時，僅有語法是不夠的，系統(tǒng)還必須理解字的意思，否則系統(tǒng)會造出語法正確但沒有意義或意義錯誤的句子。這就需要定義語義的類別，用規(guī)則來定義概念以及相互之間的關(guān)系。這些東西組織在一起，就構(gòu)成了信息模型。在智能電網(wǎng)領(lǐng)域就是指CIM模型，這些模型通常會表示成基于對象的類、屬性、關(guān)系等。業(yè)務(wù)上下文子集是應(yīng)用語義和相關(guān)業(yè)務(wù)過程的業(yè)務(wù)知識。完整的CIM模型內(nèi)容描述了電力企業(yè)運(yùn)作的所有方面，包括電網(wǎng)運(yùn)行部分，資產(chǎn)管理、工作管理、客戶管理部分，及電力市場部分。它的設(shè)計準(zhǔn)則是適應(yīng)多種不同的業(yè)務(wù)應(yīng)用。建立一個業(yè)務(wù)應(yīng)用子集相當(dāng)于提煉或約束在一個業(yè)務(wù)過程中的信息模型，這些約束可能包括參與者的角色、交換信息的具體規(guī)則和約束等。一個業(yè)務(wù)應(yīng)用可能會用到不同領(lǐng)域的信息模型。
[0022]由于業(yè)務(wù)環(huán)境描述了將通用的信息模型用到一個業(yè)務(wù)過程中，則可能需要修改業(yè)務(wù)規(guī)則、并限制參考的模型。
[0023]例如:分布式發(fā)電用戶(微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電)簽署了一個基于日前的能量供應(yīng)協(xié)議，則一個能源交易協(xié)議便發(fā)生在系統(tǒng)運(yùn)行方和分布式發(fā)電用戶之間，交易的內(nèi)容是基于CIM中關(guān)于微型渦輪機(jī)的子集，在這個例子中，渦輪特性是不需要的，主要需要燃料和排放等方面的信息。
[0024]信息互操作層描述了功能，服務(wù)和組件使用的以及交換所使用的信息。它包含信息對象和底層的規(guī)范化數(shù)據(jù)模型。這些信息對象和規(guī)范化