一种电力系统公共信息模型扩展方法及扩展系统与流程

本发明涉及电力系统信息模型，尤其涉及一种电力系统公共信息模型扩展方法及扩展系统。

背景技术：

1、电力系统公共信息模型(common information model，cim)是一种用于抽象描述电力系统资源、资产、状态等资料的统一信息框架，其通过规范化的模型输出，为电力系统中的服务、数据、存储和管理等异构平台提供了信息交互的途径，促进了电力系统各业务间的信息融合。iec61970-301定义了cim的主体部分，主要述了发电、输电、变电领域主要设备模型；在此基础上，iec61968-11重点定义了配电相关模型，主要涉及配电生产、营销、计量、负荷管理等方面。其中，iec61970-301中的powersystemresource类表征电力系统设备的连接特性、运行参数、监测状态等电气模型部分，iec61968-11中的asset类表征电力系统设备资源扩展规划、研究评级、生命周期等物理模型部分；这两个类定义了所有传统电力系统设备模型。

2、cim是开放性的可扩展信息模型库。可以在iec-61970的扩展规则之下，针对未包含在cim中的新增电力系统资源进行模型扩展。然而，当前cim存在以下两方面局限性。一方面cim模型框架复杂，所涉及的类和属性高达几千个，且类与类之间关联复杂，导致新增电力系统资源进行模型扩展的难度较大，影响了模型扩展效率，亟需一种低难度、高效率的扩展方法。另一方面，当前分布式电源接入比例快速升高，对电网规划运行带来了挑战，因此十分有必要加强对分布式资源的管控；然而，现有cim中尚无分布式资源信息模型，导致其数据难以接入电网相关平台，同时其数据也无法通过统一的模型维护和管理机制实现信息集成与数据共享。因此，针对新增分布式资源提出cim模型的扩展方法，具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明提供了一种电力系统公共信息模型扩展方法及系统，以解决现有的分布式资源的数据难以接入电网平台的问题。

2、为了实现上述目的，本发明通过如下的技术方案来实现：

3、第一方面，本发明提供一种电力系统公共信息模型扩展方法，包括：

4、s1：按照iec61970-301、iec61968-11 cim特性对电网平台需求进行分类，根据分类后的需求分别提取实现需求所需的电力系统资源参数、设备参数以及状态参数；

5、s2：将提取的电力系统资源参数、设备参数以及状态参数与已有cim模型进行对比，将cim模型中涵盖的参数归类为待完善参数，未涵盖的参数归类为待扩展参数；

6、s3：在扩展规约下，将待完善参数映射到原有信息模型中进行原有模型的完善，对待扩展参数进行内容抽象、关系构建生成独立于原有cim模型的独立扩展模型，并将独立扩展模型与完善后的原有模型进行合并，得到实际的扩展模型，并通过实际的扩展模型对电力系统公共信息模型进行扩展。

7、进一步的，所述方法还包括：

8、s4：扩展的分布式资源模型主体为iec61970-301 cim原本包之外的一个扩展宝，分布式资源扩展包分为电网模型部分和资产模型部分，其中，电网模型部分继承于iec6190-301 cim模型、资产部分继承于iec61968-11 cim模型。

9、进一步的，所述方法还包括：

10、s5：分布式资源扩展包由连接图构成，连接图分别为：数据类型图、电化学储能系统图、电动汽车充电系统图、资源扩展图、主连接图、光伏系统图、风力机系统图，其中，资源扩展图为资产模型部分，其余连接图为电网模型部分。

11、进一步的，所述步骤s1具体为：

12、根据电网具体功能和业务需求，完成相应需求提取，并根据iec61970-301 cim定义的发电、输电、变电设备电气特性以及iec61968-11 cim定义的配电网中配电生产、营销、计量、负荷管理等方面特性，进行上述需求的特性分类。

13、进一步的，所述步骤s2具体为：

14、按照功能包、连接图、泛化类的顺序，在cim中查找与上述步骤2中所提取的参数相关的对象，并将其中与已有模型对象联系紧密、互相可替代的参数归纳到待完善参数类中，剩余的与原有cim弱相关的参数一并归纳到待扩展类中。

15、进一步的，所述步骤s3具体为：

16、s3.1，对两个集合的参数分别进行处理，对于待完善参数集，通过类属性扩充以及类的泛化映射到原cim中去；对于待扩展参数集，首先进行参数的抽象处理，将各参数抽象为cim建模所使用的uml文件中对应的泛化类和属性，然后对抽象类按照功能和应用场景进行聚类及再聚类，分别得到上一级的连接图以及上上级包，最后对抽象类之间构造继承、聚集、简单关联关系，连通整个独立扩展模型；

17、s3.2,在不删减或变更原有cim的基础上，将独立扩展模型中泛化抽象程度较高的类继承于原cim中的部分父类；将独立扩展模型与cim中相关联的类，通过简单关联构建联系关系；对于两模型中相互构成聚集关系的类，通过聚集建立连接关系。

18、进一步的，所述步骤s5具体为：

19、s5.1，数据类型图由枚举类和数据类型类构成，其中枚举类包含光伏电池类型类、电池类型类、充放电模式类、充电机类型类、风轮机类、运行状态类，数据类型包含光照强度、光电成本、度电成本、转动惯量、风电成本；

20、s5.2，电化学储能系统图包含电池单元类、电池包类、电池簇类、电池堆类、储能单元类、储能电厂类、电池管理单元类、电池簇管理单元类、电池阵列管理单元类、电池管理系统类、电能转换系统类、汇流箱类、储能电厂运行计划类、充放电效率曲线类、充电曲线类、放电曲线类、电池健康曲线类；

21、s5.3，光伏系统图包含光伏电池类、光伏模块类、光伏阵列类、光伏发电单元类、光伏电厂类、输出特性曲线类、光伏发电单元效率曲线类、光伏发电单元运行计划类、辐照强度预测类、光伏发电预测类、填充因子类；

22、s5.4，风轮机系统图包含风轮机类、变速箱类、桨距角曲线类、风轮机效率曲线类、尾风效应曲线类、风力发电机效率曲线类、风速与有功功率曲线类、风力发电单元运行计划类、风力预测类、风力发电预测类；

23、s5.5，电动汽车充电系统图包含直流充电桩、交流充电桩、电动汽车充电机、充换电站、电动汽车电池、充换电站运行计划、充电曲线、汽车电池管理系统；

24、s5.6，主连接图元素由上述描述的类所组成，为总体的概况图，资产扩展图由分布式电源资产信息类、储能系统资产信息类、风电系统资产信息类、光伏发电系统资产信息类、电动汽车充电资产信息类构成。

25、第二方面，本技术实施例提供一种电力系统公共信息模型扩展系统，包括处理器、存储器；

26、存储器，用于存放计算机程序；

27、处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现第一方面中任一所述的方法步骤。

28、有益效果：

29、本发明提供的电力系统公共信息模型扩展方法，该方法从待扩展模型的工作需求和已有cim的模型特性出发，明确了扩展目的；以是否与原cim有强关联性为区分原则，对待扩展参数进行分类，避免在已有模型基础上的重复、不必要扩展工作；按分类数据分层扩展模型，然后再进行模型合并，使扩展过程更有条理，并降低了原模型与扩展模型冲突的风险；

30、进一步值得说明的是，针对cim中尚无分布式资源信息模型的问题，扩展方法扩展了电化学储能、风电、光电、电动汽车充电资源的电力系统公共信息模型，为电网平台接入分布式资源提供了便利的途径；将所有的扩展内容封装在一个独立的扩展包中，具有较高的迁移性和实用性，促进了分布式资源的信息交互和模型互操作，提高配电自动化系统的信息水平。

技术特征：

1.一种电力系统公共信息模型扩展方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电力系统公共信息模型扩展方法，其特征在于，所述方法还包括：

3.根据权利要求1所述的电力系统公共信息模型扩展方法，其特征在于，所述方法还包括：

4.根据权利要求1所述的电力系统公共信息模型扩展方法，其特征在于，所述步骤s1具体为：

5.根据权利要求1所述的电力系统公共信息模型扩展方法，其特征在于，所述步骤s2具体为：

6.根据权利要求1所述的电力系统公共信息模型扩展方法，其特征在于，所述步骤s3具体为：

7.根据权利要求1所述的电力系统公共信息模型扩展方法，其特征在于，所述步骤s5具体为：

8.一种电力系统公共信息模型扩展系统，其特征在于，包括处理器、存储器；

技术总结
本发明涉及电力系统信息模型技术领域，公开了一种电力系统公共信息模型扩展方法及扩展系统，包括：对电网平台需求进行分类，根据分类后的需求分别提取实现需求所需的电力系统资源参数、设备参数以及状态参数；将提取的参数与已有CIM模型进行对比，将CIM模型中涵盖的参数归类为待完善参数，未涵盖的参数归类为待扩展参数；将待完善参数映射到原有信息模型中，对待扩展参数进行内容抽象、关系构建生成独立于原有CIM模型的独立扩展模型，并将独立扩展模型与完善后的原有模型进行合并，得到实际的扩展模型，并通过实际的扩展模型对电力系统公共信息模型进行扩展。本发明解决了现有的分布式资源的数据难以接入电网平台的问题。

技术研发人员：万代,赵邈,周芊帆,莫文慧,范凯伦,宋兴荣,彭思敏,由凯,朱吉然,唐海国,沈冰冰,涂春鸣,许泰峰,赵连强,车亮,李培强,郭祺,肖凡,李红青,齐飞,周恒逸,段绪金,李金亮,周可慧,任磊,羿敏,杨淼,张帝,张志丹,邓威,陈伟
受保护的技术使用者：国网湖南省电力有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23