技术领域
[0001] 本
发明涉及电
力自动化技术领域，具体涉及一种基于CIM/E的IEC61850模型文件的描述方法。
背景技术
[0002] 随着智能
电网技术的不断发展，变电站自动化系统和调度系统的联系日趋紧密，两者一体化融合是当前电力系统发展的重要方向之一。但是，当前在变电站自动化系统和调度系统的建模方面，变电站端普遍采用IEC 61850模型表达方式，语义模型的形式化描述工作由变电站配置语言SCL来完成；而调度端建模遵循IEC 61970标准，采用基于CIM/XML或者CIM/E的模型描述方法。因此，变电站端和调度端建立的模型并不统一，且相互之间难以理解，由此，带来模型无法共享，阻碍了两者一体化融合，从而抑制了电力系统的技术进步和
智能电网的发展。
[0003] 变电站配置描述语言SCL是IEC 61850-6标准中用来描述与通信相关的IED结构和参数、通信系统结构、
开关间隔功能结构及它们之间关系的，为了实现通用性、自描述，以及可任意扩充的目的，SCL语言在语法上遵循可扩展
标记语言XML的语法规定，通过定义八个XML Schema文件，严格规定了以其为标准的所有自描述文档树状层次结构的全部细节。在实际变电站工程应用中，SCL语言描述的变电站模型文件完全满足工程应用的实际需求，但随着智能变电站工程建设的深入开展，SCL语言描述的变电站模型文件日趋庞大，由此，也带来系统处理速度较慢、对象颗粒度太小、模型文件冗余信息过多、结构过于复杂、不便于工程人员直接阅读等一系列问题。
[0004] 近年来，变电站端和调度端模型不统一的问题逐渐得到人们的高度重视，国内外研究机构提出了多种解决方案，包括直接统一模型、公共语义模型、模型映射、无缝通信体系等。但是，均存在各自的不足，具体如下，
[0005] (1)直接统一模型是通过制定新的统一标准，能够同时满足IEC 61970和IEC 61850建模需求，其的缺点在于对已有标准改动较大，实施难度很高；
[0006] (2)公共语义模型是在IEC 61970 CIM/XML
基础上融合IEC 61850模型，新的模型能够同时理解IEC 61970和IEC 61850标准，但目前尚处于研究阶段，未见有实际应用；
[0007] (3)模型映射是在对现有标准理解的基础上，增加模型映射配置文件，通过该配置文件的″翻译″功能，实现两种标准模型的互相转换；
[0008] (4)无缝通信体系类似于模型映射，该方案把配置文件的″翻译″功能放在中间代理网关中，变电站端和调度端通过与中间代理网关的通信，实现模型信息的交互。
[0009] (3)和(4)两种方案，虽有一些试点应用，但主要还是把IEC 61850模型转换为IEC 61970 CIM/XML模型，考虑到这两种文件格式均基于XML的语法结构，故存在描述效率不高的问题，随着智能变电站的不断发展，变电站模型文件日趋复杂，模型映射转换的过程也要不断改进完善，开发的工作量巨大，后续的维护工作也很难持续跟进。
[0010] CIM/E语言是近年来国调中心力推的新的主站端
建模语言，目前，国内已有许多调度系统能够解析该语言所建模型并生成各自系统
数据库，CIM/E语言设计遵循简单、效率、实用、对象、关系、命名六大原则，理论上完全可以用来描述变电站模型。国内，已有若干机构提出相关的解决方案，主要集中在模型映射，标准扩充等方面。考虑到在IEC 61850-6标准中，XML Schema文件详细的描述了SCL的语法，因此，如何基于CIM/E语言对IEC 61850 SCL Schema文件进行再描述，实现CIM/E语言描述变电站模型以及变电站端和调度端模型融合，是当前需要解决的问题。
发明内容
[0011] 本发明的目的是为了克服
现有技术中还没有通过CIM/E语言对IEC 61850 SCL Schema文件进行再描述的方法，阻碍了变电站自动化系统和调度系统一体化融合的问题。本发明阐述的基于CIM/E的IEC61850模型文件的描述方法，CIM/E语言描述效率较高，其描述的变电站模型IEC61850模型文件可以有效缩小文件体积，从而进一步提高计算机的处理效率，而且，便于用户理解，为变电站自动化系统和调度系统一体化融合提供新思路，具有良好的应用前景。
[0012] 为了达到上述的目的，本发明所采用的技术方案是：
[0013] 一种基于CIM/E的IEC61850模型文件的描述方法，其特征在于：采用CIM/E语言的类模板对IEC61850模型内的SCL Schema文件进行再描述，包括以下步骤，[0014] 步骤(1)，获取SCL Schema文件内定义的信息通讯类、一次设备类、智能
电子设备类、数据类型模板类，四类UML类图；
[0015] 步骤(2)，分别判断获取的各UML类图内是否含有实体类，若不含有，则结束对该UML类图的再描述；否则，找出该UML类图中的实体类，确定实体类之间的结构层次关系，生成相关的结构
框图，并执行步骤(3)；
[0016] 步骤(3)，根据步骤(2)得到的结构框图，对结构框图内的子实体类增加parentRID属性指向其父实体类；
[0017] 步骤(4)，分析实体类在其对应的UML类图中与基类的关系，判断实体类继承的基类中是否含有属性，若含有属性，则把基类的属性添加到实体类中，并使用CIM/E语言的类模板定义格式对其进行再描述；否则，分析实体类的自身是否含有属性，执行步骤(5)；
[0018] 步骤(5)，若实体类自身含有属性，则使用CIM/E语言的类模板定义格式对其属性进行添加描述；若实体类自身不含有属性，且其继承的基类也不含有属性，则不通过CIM/E语言的类模板定义格式对该实体类进行再描述；
[0019] 步骤(6)，通过步骤(2)-步骤(5)对各类UML类图进行再描述，形成基于CIM/E语言描述的IEC61850模型内的SCL Schema文件。
[0020] 前述的基于CIM/E的IEC61850模型文件的描述方法，其特征在于：步骤(1)获取的各类UML类图能够反映SCL语言描述的各种类的相关信息，包括类名称、类
属性信息、类继承关系、类组合关系、类成员个数。
[0021] 前述的基于CIM/E的IEC61850模型文件的描述方法，其特征在于：步骤(2)，分别判断获取的各UML类图内是否含有实体类，判别规则是在UML类图中空心三
角形指向的类为基类，否则为实体类。
[0022] 前述的基于CIM/E的IEC61850模型文件的描述方法，其特征在于：步骤(4)把基类的属性添加到实体类中，并使用CIM/E语言的类模板定义格式对其进行再描述，[0023] 所述定义格式中className为所描述的SCL实体类的名称，并采用横表方式对SCL语言实体类的每一个属性进行描述，包括属性名称、中文名、数据类型、是否必须使用、缺省值五个标签；
[0024] 所述定义格式中第一个属性为mRID，具有全局唯一性，用以代表整个实体类，其余属性，按在SCL语言中定义的次序，在自定义实体类描述格式中采用一行进行表示，对于实体类的对象成员，则在下一层次的类模板中表示，并通过确定的parentRID属性来表示其父类。
[0025] 本发明的有益效果是：1)CIM/E语言描述效率较高，其描述的变电站模型IEC61850模型文件可以有效缩小文件体积，从而进一步提高计算机的处理效率；
[0026] 2)CIM/E语言描述方式更加简单且符合人们的阅读习惯，解决了原有IEC 61850模型内的SCL Schema文件表述复杂、难以理解的问题；
[0027] 3)采用CIM/E语言描述IEC 61850 SCL Schema文件，为实现CIM/E语言描述变电站模型提供相关的模板文件，进而实现变电站端和调度端模型融合创造一种新的思路。
附图说明
[0028] 图1是本发明的基于CIM/E的IEC61850模型文件的描述方法的整体
流程图。
[0029] 图2是本发明的基于CIM/E的IEC61850模型文件的描述方法的操作逻辑流程图。
[0030] 图3是本发明的IEC 61850-6标准模型中通讯类部分的UML结构图。
[0031] 图4是本发明的IEC 61850-6标准模型中通讯类部分的结构框图。
具体实施方式
[0032] 下面将结合
说明书附图，对本发明作进一步的说明。
[0033] 现有技术中IEC61850模型内SCL Schema文件，通过SCL语言定义了四部分的信息，通讯类(Communication)、一次设备类(Substation)、智能电子设备类(IED)、数据类型模板类(DataTypeTemplate)，如图1所示，本发明基于CIM/E的IEC61850模型文件的描述方法，并利用CIM/E语言定义的类模板格式对其进行再描述，从而生成CIM/E语言表达的IEC 61850 SCL Schema类模板文件，如图2所示，具体包括以下步骤，
[0034] 步骤(1)，获取SCL Schema文件内定义的信息通讯类、一次设备类、智能电子设备类、数据类型模板类，四类UML类图，获取的各类UML类图能够反映SCL语言描述的各种类的相关信息，包括类名称、类属性信息、类继承关系、类组合关系、类成员个数；
[0035] 步骤(2)，分别判断获取的各UML类图内是否含有实体类，若不含有，则结束对该UML类图的再描述；否则，找出该UML类图中的实体类，确定实体类之间的结构层次关系，生成相关的结构框图，并执行步骤(3)，判别规则是在UML类图中空心三角形指向的类为基类，否则为实体类；
[0036] 步骤(3)，根据步骤(2)得到的结构框图，对结构框图内的子实体类增加parentRID属性指向其父实体类；
[0037] 步骤(4)，分析实体类在其对应的UML类图中与基类的关系，判断实体类继承的基类中是否含有属性，若含有属性，则把基类的属性添加到实体类中，并使用CIM/E语言的类模板定义格式对其进行再描述；否则，分析实体类的自身是否含有属性，执行步骤(5)；
[0038] 把基类的属性添加到实体类中，并使用CIM/E语言的类模板定义格式对其进行再描述，具体格式如下：
[0039]
[0040] 所述定义格式中className为所描述的SCL实体类的名称，并采用横表方式对SCL语言实体类的每一个属性进行描述，包括属性名称、中文名、数据类型、是否必须使用、缺省值五个标签；
[0041] 所述定义格式中第一个属性为mRID，具有全局唯一性，用以代表整个实体类，其余属性，按在SCL语言中定义的次序，在自定义实体类描述格式中采用一行进行表示，对于实体类的对象成员，则在下一层次的类模板中表示，并通过确定的parentRID属性来表示其父类；
[0042] 步骤(5)，若实体类自身含有属性，则使用CIM/E语言的类模板定义格式对其属性进行添加描述；若实体类自身不含有属性，且其继承的基类也不含有属性，则不通过CIM/E语言的类模板定义格式对该实体类进行再描述；
[0043] 步骤(6)，通过步骤(2)-步骤(5)对各类UML类图进行再描述，形成基于CIM/E语言描述的IEC61850模型内的SCL Schema文件。
[0044] 如图3所示为IEC 61850-6标准中通讯类(Communication)部分的UML结构图，图中描述了通讯类含有的所有类对象定义以及它们之间的层次结构关系，下面以该图为例，采用本发明描述的方法，对其基于CIM/E语言的类模板进行再描述，如图4所示为通讯类(Communication)部分的结构框图，采用本发明描述的方法，对图3进行实体类分析，从而得到该结构框图。
[0045] 结合图3和图4得到通讯类基于CIM/E语言描述的类模板格式定义如表1-表10所示，
[0046] 表1 tCommunication类模板
[0047]
[0048] 表2 tSubNetwork类模板
[0049]
[0050]
[0051] 表3 tConnectedAP类模板
[0052]
[0053] 表4 tAddress类模板
[0054] 因Address类没有属性，且没有继承的基类属性，所以不对其建立模板类。
[0055] 表5 tGSE类
[0056]
[0057]
[0058] 表6 tSMV类
[0059]
[0060] 表7 tP类
[0061]
[0062]
[0063] 表8 tPhysConn类
[0064]
[0065] 表9 tBitRateInMbPerSec类
[0066]
[0067]
[0068] 表10 tDurationInMilliSec类
[0069]
[0070] 综上所述，本发明阐述的基于CIM/E的IEC61850模型文件的描述方法，具有以下优点，
[0071] 1)CIM/E语言描述效率较高，其描述的变电站模型IEC61850模型文件可以有效缩小文件体积，从而进一步提高计算机的处理效率；
[0072] 2)CIM/E语言描述方式更加简单且符合人们的阅读习惯，解决了原有IEC 61850模型内的SCL Schema文件表述复杂、难以理解的问题；
[0073] 3)采用CIM/E语言描述IEC 61850 SCL Schema文件，为实现CIM/E语言描述变电站模型提供相关的模板文件，进而实现变电站端和调度端模型融合创造一种新的思路。
[0074] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述
实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的
权利要求书及其等效物界定。
