《數(shù)字化電力系統(tǒng)》學(xué)習(xí)指導(dǎo)

《數(shù)字化電力系統(tǒng)》課程學(xué)習(xí)指導(dǎo)資料

第一部分課程學(xué)習(xí)目的及總體要求

一、課程的學(xué)習(xí)目的

《數(shù)字化電力系統(tǒng)》是一門理論與實(shí)踐并重的課程。它是電力系統(tǒng)自動化、計(jì)算機(jī)技術(shù)、

通信技術(shù)等多門學(xué)科發(fā)展的產(chǎn)物，因此，學(xué)習(xí)《數(shù)字化可力系統(tǒng)》課程，對學(xué)生了解和關(guān)注

這些學(xué)科的基本處理方法和最新研究動態(tài)，具有非常重要的指導(dǎo)意義。學(xué)生在本課程的學(xué)習(xí)

過程中，首先會接觸到很多與電力系統(tǒng)自動化、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)建模語言UML的術(shù)

語和基本處理方法，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行最新前沿技術(shù)的7解，并能最終以此指導(dǎo)自己進(jìn)行數(shù)

字化電力系統(tǒng)的相關(guān)應(yīng)用。學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，能夠?qū)Ρ緦I(yè)中很多相關(guān)技術(shù)的基本處

理方法、發(fā)展動態(tài)進(jìn)行很好的掌握和了解，并能指導(dǎo)他們結(jié)合自己的興趣愛好進(jìn)行今后學(xué)習(xí)、

研究方向的選擇。

二、課程的總體要求

面向?qū)ο蟮碾娏ο到y(tǒng)自動化技術(shù)是一個與實(shí)踐和應(yīng)用結(jié)合非常緊密的學(xué)科，其中使用和

關(guān)注的很多技術(shù)都是具有前沿水平的，因此從理解到掌握都會具有一定難度，需要學(xué)生們認(rèn)

真學(xué)習(xí)和多上網(wǎng)杳閱資料加以理解，并會安排一定數(shù)量的練習(xí)題來配合學(xué)習(xí)。面向?qū)ο蟮碾?/p>

力系統(tǒng)自動化課程內(nèi)容包括：數(shù)字化電力系統(tǒng)及電力系統(tǒng)自動化的概述、電力系統(tǒng)自動化內(nèi)

容及功能；電力系統(tǒng)面向?qū)ο笮畔⒔?；電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)；變電站自動化系統(tǒng)：配電自

動化系統(tǒng)；電力系統(tǒng)信息集成等。

第二部分課程學(xué)習(xí)的基本要求及重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容分析

第一章緒論

電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，隨著目力系統(tǒng)和用電需求的迅速發(fā)展和擴(kuò)

大，對電力系統(tǒng)自動化功能和性能的要求越來越高。面向?qū)ο蠹夹g(shù)的發(fā)展使得可以從本質(zhì)上

全面完整地建立電力系統(tǒng)信息模型，以滿足電力系統(tǒng)的整體應(yīng)用，并可以針對新的應(yīng)月需求

不斷擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)不同電力自動化監(jiān)控和信息化應(yīng)用系統(tǒng)信息集成。目前的電力系統(tǒng)正朝著高

度自動化、智能化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)字化電力系統(tǒng)方向迅速發(fā)展。本章主要介紹了電力

系統(tǒng)自動化的地位、作用以及組成和內(nèi)容，使學(xué)生對本課程情況有?個基本了解。

1、本章學(xué)習(xí)要求

(I)應(yīng)熟悉的內(nèi)容

電力系統(tǒng)自動化以及數(shù)字化電力系統(tǒng)的基本概念，電力系統(tǒng)自動化的地位和作用。

(2)應(yīng)掌握的內(nèi)容

深刻理解有關(guān)電力系統(tǒng)自動化的基本概念：大停電、現(xiàn)代電力系統(tǒng)自動化、數(shù)字化電力

系統(tǒng)等；熟練掌握電力系統(tǒng)各運(yùn)行狀態(tài)和系統(tǒng)自動化內(nèi)容及其功能。

2、本章重點(diǎn)難點(diǎn)分析

(1)重點(diǎn)

本章主要介紹了電力系統(tǒng)自動化的基本概念，包括大停電，現(xiàn)代電力系統(tǒng)自動化和數(shù)字

化電力系統(tǒng)，電力系統(tǒng)自動化安全運(yùn)行的重要意義和電力系統(tǒng)自動化內(nèi)容及其功能等，對于

學(xué)習(xí)整個課程是非常重要的。

(2)難點(diǎn)

本章的難點(diǎn)就在于準(zhǔn)確理解電力系統(tǒng)運(yùn)行各狀態(tài)及其轉(zhuǎn)化以及能用電力系統(tǒng)自動化的總

體結(jié)構(gòu)分析電力系統(tǒng)中各個不同部分的作用和地位。

通過完成下面作業(yè)可以更詳細(xì)地理解和掌握。

(1)用自己的話總結(jié)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要意義？

(2)列出電力系統(tǒng)運(yùn)行中的各種狀態(tài)并繪出狀態(tài)轉(zhuǎn)化圖。

(3)現(xiàn)代電力系統(tǒng)有哪幾個環(huán)節(jié)？其中輸電、變電和配電環(huán)節(jié)的自動化系統(tǒng)有哪些功能？

第二章電力系統(tǒng)面向?qū)ο笮畔⒔?/p>

針對電力系統(tǒng)物理特性的數(shù)學(xué)描述建立電力系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，是對電力系統(tǒng)進(jìn)行分析的基

礎(chǔ)。同樣對于電力系統(tǒng)監(jiān)控也需要從電力系統(tǒng)現(xiàn)實(shí)模型進(jìn)行抽象，建立系統(tǒng)的信息模型。本

章主要介紹了電力系統(tǒng)的客觀世界現(xiàn)實(shí)模型向計(jì)算機(jī)世界的信息模型轉(zhuǎn)換和抽象的過程，電

力系統(tǒng)面向?qū)ο笮畔⒔Ｊ菍﹄娏ο到y(tǒng)自動化系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和規(guī)劃的基礎(chǔ)以及電力系統(tǒng)的公

共信息模型CIMo

1、本章學(xué)習(xí)要求

（I）應(yīng)熟悉的內(nèi)容

要求了解公共信息模型，面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)語言UML,理解領(lǐng)域模型、用例

模型和設(shè)計(jì)模型的概念，面向?qū)ο蟮姆治雠c可視化，UML模型圖。能理解電網(wǎng)現(xiàn)實(shí)模型與信

息模型、電網(wǎng)監(jiān)控模型以及公共信息模型CIM及相關(guān)類圖.

（2）應(yīng)掌握的內(nèi)容

學(xué)會用面向?qū)ο蠹夹g(shù)的知識分析與電力系統(tǒng)相關(guān)的問題。深刻理解領(lǐng)域模型、用例模型

和設(shè)計(jì)模型及面向?qū)ο蠓治隹梢暬治鲭娏ο到y(tǒng)物理模型的基本技術(shù)，掌握CIM總體結(jié)構(gòu)及

各包的作用。

2、本章重點(diǎn)難點(diǎn)分析

（1）重點(diǎn)

本章是本課程重點(diǎn)章節(jié)之一。主要介紹電力系統(tǒng)面向?qū)ο蠼５娜舾蓡栴}，包括：面向

對象技術(shù)、電網(wǎng)現(xiàn)實(shí)模型與信息模型以及公共信息模型CIM等問題。對于其中的面向?qū)ο蠓?/p>

析技術(shù)、現(xiàn)實(shí)模型抽象為信息模型以及公共信息模型CIM,需要熟練掌握建模原理和方法。

（2）難點(diǎn)

利用面向?qū)ο蠹夹g(shù)分析知識，將電力系統(tǒng)現(xiàn)實(shí)模型抽象為信息模型，需要特別通過例題

加以理解。

通過完成下面作業(yè)可以更詳細(xì)地理解和掌握。

（1）什么是面向?qū)ο蠹夹g(shù)和公共信息模型？

（2）簡述領(lǐng)域模型、用例模型和設(shè)計(jì)模型及各自的異同，

（3）求出圖2-6變壓器物理模型的抽象模型與CIM模型。

(4)什么是概念類、軟件類和實(shí)現(xiàn)類。

3、本章典型例題分析

例題1已知變壓器的物理模型為(書中圖2-6)：

第一步：對變壓器物理模型進(jìn)行抽象(抓住事物本質(zhì))描述。

電力變壓器(Transformer)是電力系統(tǒng)(PowerSystem)中的一種設(shè)備，它具有(Has)繞組

(TransformerWinding),繞組(TransformerWinding)具有(Has)分接頭(Tap(：hanger),繞組

(TransfonnerWinding)還需要進(jìn)行(Test)繞組測試(WindingTest)”。

第二步：依據(jù)第一步抽象描述，畫出變樂器的抽象模型(如卜圖)。

PowerSystem

A

第三步：運(yùn)用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)來分析。

1)電力變壓器為電力系統(tǒng)設(shè)備(Equipment)的一個組成部分，而電力系統(tǒng)設(shè)備又統(tǒng)稱為電

力系統(tǒng)資源。根據(jù)面向?qū)ο蠹夹g(shù)泛化關(guān)系，電力變壓器(Powebransforrher)是Equipmen:的特

殊子類，電力系統(tǒng)設(shè)備本身又是電力系統(tǒng)資源(PowerSystemResource)的特殊子類；

2)同樣，分接頭(Tapchangcr)也是電力系統(tǒng)資源的一個特殊子類，繞組本身具有導(dǎo)電的

特性，可以看成是導(dǎo)電設(shè)備(ConductingEquipment)的特殊子類。

3)電力系統(tǒng)資源的屬性和角色都可被它的子類繼承，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)建模語言，在圖中它用一

個箭頭從特殊類指向普遍類，允許PowerTransformer類從Equipment和PowerSystemResource

繼承屬性。

同時，模型中使用聚集類型的關(guān)系，使用菱形符號從部分類指向整體類。一個

PowerTansformer可以有(或包含)一個或多個TransformerWinding,但是一個

TransfonncrWinding僅屬于一個PowefTransfoirncr(或是PowerTransformcr的一個成員)。

變壓器模型的建立用了關(guān)聯(lián)關(guān)系，一個Transformerwinding對象可以對0、1或多個WindingTest

對象測試(TestedFrom)。

通過面向?qū)ο蟮姆治?，建立電力變壓器的相關(guān)電力系統(tǒng)CIM模型如下圖所示。

說明：對于電力系統(tǒng)進(jìn)行信息建模，除了需要描述電力設(shè)備本身的特性外，還需要描述

電力設(shè)備之間的連接關(guān)系。

第三章電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)

本章在電網(wǎng)監(jiān)控信息模型的基礎(chǔ)上，研究了調(diào)度自動化系統(tǒng)的領(lǐng)域模型、SCADA系統(tǒng)功

能及調(diào)度自動化主站系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及相關(guān)子系統(tǒng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

1、本章學(xué)習(xí)要求

（1）應(yīng)熟悉的內(nèi)容

國家電網(wǎng)調(diào)度體系和SCADA系統(tǒng)功能。

（2）應(yīng)掌握的內(nèi)容

電網(wǎng)調(diào)度自動化的領(lǐng)域模型、用例分析模型和實(shí)現(xiàn)機(jī)制。運(yùn)用模型去分析電網(wǎng)調(diào)度自動

化的相關(guān)技術(shù)和SCADA的設(shè)計(jì)步驟。

2、本章重點(diǎn)難點(diǎn)分析

（1）重點(diǎn)

本章是本課程重點(diǎn)章節(jié)之一。主要介紹了電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的領(lǐng)域模型、用例模型、

實(shí)現(xiàn)機(jī)制以及系統(tǒng)的軟件、硬件組成等問題。重點(diǎn)掌握利用面向?qū)ο蠓治鏊枷肴シ治鲭娋W(wǎng)調(diào)

度自動化系統(tǒng)及其子系統(tǒng)。

（2）難點(diǎn)

通過用例圖、順序圖、活動圖以及配置圖等面向?qū)ο蟮姆治龇椒▽CADA系統(tǒng)功能及其

相關(guān)子系統(tǒng)如：支撐平臺、前置機(jī)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、SCADA處理系統(tǒng)和主站系統(tǒng)維護(hù)的相

關(guān)技術(shù)的功能分析與實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行了分析。本章介紹的SCADA處理技術(shù)也是后面幾章的技術(shù)

基礎(chǔ)。

（1）遠(yuǎn)動終端與調(diào)度中心遠(yuǎn)距離傳輸?shù)摹八倪b”功能（遙測、遙信、遙控和遙調(diào)）

（2）使用用例模型去分析SCADA及其各項(xiàng)模塊功能一一數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)采集、控制與調(diào)節(jié)

和人一機(jī)聯(lián)系。

（3）電網(wǎng)調(diào)度自動化的實(shí)現(xiàn)機(jī)制，SCADA數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中SCADA數(shù)據(jù)更新順序。

（4）數(shù)據(jù)庫存儲機(jī)制和數(shù)據(jù)庫訪問以及支撐平臺。

3、本章典型例題分析

例題1：經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度12位，雙極性輸出，被測電流的滿量程為1500A和

150A時，求標(biāo)度變換系數(shù)K。

解：雙極性輸出模/數(shù)變換后，當(dāng)被測值與滿量程相等時，轉(zhuǎn)換結(jié)果為11位全1碼，滿量程

結(jié)果為11111111111B=2047o

被測電流的滿量程為1500A時

K=S/D=1500/2047=0.732779677=0.101110111001011B

被測電流的滿最程為150A時，

K=S/D=150/2047=0.0732779677=0.00()10()1011OB

為保證有效位數(shù)，標(biāo)度變換系數(shù)放大10倍飛

例題2：在例1基礎(chǔ)上，今測得模/數(shù)值為06F6H,被測電流的滿量程為1500A和150A

時，分別計(jì)算其對應(yīng)的被測電流值。

解：首先將所測值轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制值

06F6H->00110111IO11OB->1782D

滿量程為1500A時，被測電流值二1782K=1782X0.732779677F305.8132(A)

滿晟程為150A時，被測電流值=1782K=1782X0.0732779677F30.58132(A)

例題3：電網(wǎng)調(diào)度自動化SCADA系統(tǒng)內(nèi)部需要建立電力系統(tǒng)模型對電力系統(tǒng)的物理特性

進(jìn)行描述和建模，SCADA系統(tǒng)的功能模塊為：報警系統(tǒng)、人一機(jī)接口(調(diào)度員界面)、數(shù)據(jù)

采集、處理、控制與調(diào)節(jié)等。

針對上述SCADA功能描述，建立SCADA用例模型。

解：第一步：確定角色(執(zhí)行者)

所謂的角色是指所有存在于系統(tǒng)外部并與系統(tǒng)進(jìn)行交互的人或其他系統(tǒng)。通俗地講，角

色就是我們所要定義系統(tǒng)的使用者。尋找參與者可以從以下問題入手：

有哪些人會使用這個系統(tǒng)？

系統(tǒng)需要從哪些人或其它系統(tǒng)中獲得數(shù)據(jù)？

系統(tǒng)會為哪些人或其它系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)？

系統(tǒng)會與哪些其它系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)？

系統(tǒng)是由哪些人來維護(hù)和管理的？

而這里的“系統(tǒng)”便是SCADA,而“人”或“其它系統(tǒng)”即為角色。分析SCADA系統(tǒng),

則“調(diào)度員”會使用該系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理功能需要“遙測接口”提供數(shù)

據(jù)，而該系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)與控制功能，則將向“遙控接口”提供數(shù)據(jù)。因而“調(diào)度員”、“遙

測接口”和“遙控接口”是SCADA系統(tǒng)的角色。當(dāng)然，角色是由系統(tǒng)的邊界所決定的，這

里我們所要定義的系統(tǒng)邊界僅限于SCADA系統(tǒng)本身。

第二步：確定用例

找到角色之后，我們就可以根據(jù)角色來確定系統(tǒng)的用例，主要是看各角色需要系統(tǒng)提供

什么樣的服務(wù)，或者說角色是如何使用系統(tǒng)的。尋找用例可以從以下問題入手(針對每一個

角色)：

角色為什么要使用該系統(tǒng)？

角色是否會在系統(tǒng)中創(chuàng)建、修改、刪除、訪問、存儲數(shù)據(jù)？如果是的話，角色又是如何

來完成這些操作的？

角色是否會將外部的某些事件通知給該系統(tǒng)？

系統(tǒng)是否會將內(nèi)部的某些事件通知該角色？

SCADA要實(shí)現(xiàn)顯示告警功能，需要使用“人機(jī)交互服務(wù)”，同時SCADA需要向遙控接

口發(fā)送“控制與調(diào)節(jié)”事件，角色是通過“數(shù)據(jù)采集服務(wù)”和“數(shù)據(jù)處理服務(wù)”而實(shí)現(xiàn)SCADA

數(shù)據(jù)處理和采集功能。因此，“控制與調(diào)節(jié)”、“數(shù)據(jù)采集服務(wù)”和“數(shù)據(jù)處理服務(wù)”是SCADA

用例，

第三步：確定用例、角色之間的關(guān)系

在一般的用例圖中，只表述角色和用例之間的關(guān)系，即它們之間的通訊關(guān)聯(lián)。除此之外,

還需要描述角色與角色之間的泛化(generalization)用例和用例之間的包含(include)、擴(kuò)展

(extend)和泛化(generalization)關(guān)系。

第四步：給出用例模型

圖3-3SCADA用例模型

需要說明的是：存在特殊的用例，如電力系統(tǒng)模型，以上只是給出主要建模步驟，針對

不同的系統(tǒng)，需要具體分析。

第四章變電站自動化系統(tǒng)

本章從電網(wǎng)的分層管理控制結(jié)構(gòu)出發(fā)，首先介紹了遠(yuǎn)動終端裝置的主要功能和常規(guī)變電

站的主要功能以及典型結(jié)構(gòu)；通過對傳統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式從集中式、集中與分

布相結(jié)合方式到完全分散式的演變過程，以及存在問題的探討，引出了面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)思想以

及一次設(shè)備的整體化設(shè)計(jì)；然后著重分析/IEC61850的核心思想、建模方法、通信方法以及

工程方法；最后，對數(shù)字化變電站的關(guān)鍵技術(shù)和典型結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。

1、本章學(xué)習(xí)要求

（1）應(yīng)熟悉的內(nèi)容

電網(wǎng)的分層控制管理結(jié)構(gòu)和遠(yuǎn)動終端裝置的功能。

掌握：常規(guī)變電站自動化系統(tǒng)的組成、功能、類型以及通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)（IEC）。

應(yīng)用：基于變電站自動化系統(tǒng)和IEC的面向?qū)ο蠼！?/p>

（2）應(yīng)掌握的內(nèi)容

通過本章的學(xué)習(xí)，首先要求掌握常規(guī)變電站自動化系統(tǒng)的組成、功能、類型以及通信網(wǎng)

絡(luò)和系統(tǒng)；然后應(yīng)該理解IEC6I850的核心思想、建模方法、通信方法以及工程方法；最后應(yīng)

掌握當(dāng)前數(shù)字化變電站所采用的關(guān)鍵技術(shù)和典型結(jié)構(gòu).

2、本章重點(diǎn)難點(diǎn)分析

（1）重點(diǎn)

本章是本課程重點(diǎn)章節(jié)之一。主要介紹了常規(guī)變電站的主要功能以及典型結(jié)構(gòu)；然后著

重分析/IEC61850的核心思想、建模方法、通信方法以及工程方法；最后，對數(shù)字化變電站

的關(guān)鍵技術(shù)和典型結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。

（2）難點(diǎn)

本章難點(diǎn)是IEC6I850核心思想、建模、通信方法以及工程方法在變電站中的應(yīng)用與體現(xiàn),

以及數(shù)字化變電站的各個關(guān)鍵技術(shù)。

通過完成下面作業(yè)可以更詳細(xì)地理解和掌握。

（1）簡述常規(guī)變電站自動化系統(tǒng)的發(fā)展階段。

（2）變電站有載調(diào)壓和無功功率補(bǔ)償容量這兩種調(diào)壓的區(qū)別是什么。

（3）簡述變電站的各種自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式。

（4）當(dāng)前常規(guī)變電站存在哪些問題？

（5）IEC61850的核心思想是什么？

（6）IEC61850抽象通信服務(wù)的基本通信模式有哪些？功能如何？

（7）數(shù)字化變電站有哪些關(guān)鍵技術(shù)？

（8）數(shù)字化變電站在發(fā)展過程中出現(xiàn)了哪此典型的結(jié)構(gòu)？

第五章配電自動化系統(tǒng)

配電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)向用戶供電的最后一個環(huán)節(jié)。本章在介紹配電自動化系統(tǒng)的領(lǐng)域模

型的基礎(chǔ)上，探討了配電自動化的功能及配電自動化的月例分析模型，以及實(shí)現(xiàn)機(jī)制和系統(tǒng)

配置。其中，介紹了有別亍傳統(tǒng)的配電自動化系統(tǒng)與相關(guān)系統(tǒng)的接口的點(diǎn)對點(diǎn)方式，宣點(diǎn)研

究了基于IEC61968的信息交換方法以及綜合數(shù)據(jù)平臺的數(shù)據(jù)集成方法。

1、本章學(xué)習(xí)要求

(1)應(yīng)熟悉的內(nèi)容

配電自動化系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。

(2)應(yīng)掌握的內(nèi)容

通過本章的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生熟練掌握配電自動化系統(tǒng)領(lǐng)域模型和用例模型的分析以及實(shí)

現(xiàn)機(jī)制；掌握基于IEC61968的信息交換方法以及綜合數(shù)據(jù)平臺的數(shù)據(jù)集成方法，能應(yīng)用面向

對象方法分析配電自動化系統(tǒng)以及系統(tǒng)故障分析。

2、本章重點(diǎn)難點(diǎn)分析

(1)重點(diǎn)

本章是本課程重點(diǎn)章節(jié)之一。主要介紹了介紹配電自動化系統(tǒng)的領(lǐng)域模型、用例分析模

型，以及配電自動化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制和系統(tǒng)配置。其中，介紹了有別于傳統(tǒng)的配電自動化系

統(tǒng)與相關(guān)系統(tǒng)的接口的點(diǎn)對點(diǎn)方式，研究了基于IEC61968的信息交換方法以及綜合數(shù)據(jù)平臺

的數(shù)據(jù)集成方法等問題。

(2)難點(diǎn)

本章難點(diǎn)是配電自動化系統(tǒng)的用例分析模型、實(shí)現(xiàn)機(jī)制以及基于IEC61968的信息交換方

法以及綜合數(shù)據(jù)平臺的數(shù)據(jù)集成方法等問題。

通過完成下面作業(yè)可以更詳細(xì)地理解和掌握。

(1)簡述配電自動化領(lǐng)域模型中實(shí)時監(jiān)控處理與準(zhǔn)實(shí)時監(jiān)控處理及其功能。

(2)給出DSCADA準(zhǔn)實(shí)時監(jiān)測處理的用例模型并描述其主要用例的功能。

(3)配電自動化系統(tǒng)與調(diào)度自動化系統(tǒng)不同的實(shí)現(xiàn)機(jī)制體現(xiàn)在哪些方面？

(4)什么是接口、本體和元數(shù)據(jù)？

(5)IEC61968接口的消息有哪些組成和實(shí)現(xiàn)方式？

第六章電力系統(tǒng)信息集成

電力企業(yè)通過信息集成建設(shè)來實(shí)現(xiàn)信息在企業(yè)內(nèi)甚至企業(yè)間的快速流動和共享，集成策

略也在信息化實(shí)踐中由“點(diǎn)對點(diǎn)集成”發(fā)展到“基于總線的集成”。本章從電力企業(yè)內(nèi)部”系

統(tǒng)條塊分割、數(shù)據(jù)孤島”的信息現(xiàn)狀出發(fā)，介紹了電力企業(yè)中的集成需求、電力企業(yè)集成技

術(shù)的發(fā)展歷程以及如何基于標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行信息集成。

1、本章學(xué)習(xí)要求

(1)應(yīng)熟悉的內(nèi)容

學(xué)生通過本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)了解電力系統(tǒng)信息集成的基本概念、信息集成的需求與信息流。

(2)應(yīng)掌握的內(nèi)容

通過本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)掌握系統(tǒng)信息集成的方法、策略、標(biāo)準(zhǔn)。要求學(xué)生熟練掌握常見的

信息集成的組件接口規(guī)范CIS；能初步能運(yùn)用系統(tǒng)集成方法分析電力企業(yè)實(shí)例。

2、本章重點(diǎn)難點(diǎn)分析

(1)重點(diǎn)

本章主要介紹了系統(tǒng)信息集成的方法、策略、標(biāo)準(zhǔn)和信息集成的組件接口規(guī)范CIS(如

IECTC57視圖、CIS數(shù)據(jù)模型、公共服務(wù)CS和通用數(shù)據(jù)訪問GDA)；能初步能運(yùn)用系統(tǒng)集成

方法分析電力企業(yè)實(shí)例。

(2)難點(diǎn)

本章難點(diǎn)在于如何基于標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行系統(tǒng)信息集成。

3、本章典型例題分析

例題1

以某電力公司為例，說明電力企業(yè)信息集成的步驟與效果。

(1)系統(tǒng)分析

在激烈的市場競爭環(huán)境下，每個公司都在思考如何來提高整個企業(yè)的運(yùn)行效率、為客戶

提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。該電力公司希望首先通過加速企業(yè)內(nèi)信息流動的速率來提高人員生產(chǎn)力、

快速滿足客戶的需求，即在企.業(yè)內(nèi)實(shí)現(xiàn)信息的全局共享和實(shí)時獲取。

該公司位于生產(chǎn)管理大區(qū)的應(yīng)用系統(tǒng)包括：

1)SCADA/EMS、電能量采集與計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、繼電保護(hù)與故障信息系統(tǒng)、配網(wǎng)生產(chǎn)管理

系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型不同而且只提供私有的接口方式。

2)該電力公司以公共信息模型CIM作為電力企業(yè)應(yīng)用集成的數(shù)據(jù)模式，在信息的橫向

共享上實(shí)現(xiàn)SCADA/EMS系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、電能量采集系統(tǒng)、繼電保護(hù)與故障信息系統(tǒng)、

配電生產(chǎn)管理系統(tǒng)、時間序列數(shù)據(jù)庫等應(yīng)用系統(tǒng)的集成。

3）根據(jù)二次安全防護(hù)的要求，在這些待集成的應(yīng)用系統(tǒng)中，SCADA/EMS系統(tǒng)位于生

產(chǎn)控制區(qū)，電能量采集與計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、繼電保護(hù)與故障信息系統(tǒng)位于生產(chǎn)控制區(qū)，配網(wǎng)生產(chǎn)管

理系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)位于管理信息區(qū)，在生產(chǎn)控制區(qū)和管理信息區(qū)需要裝設(shè)物理隔離裝置,

因此在集成中需要考慮跨越安全區(qū)的信息共享問題。

（2）規(guī)劃信息集成平臺的體系結(jié)構(gòu)

下圖為一般集成平臺的體系結(jié)構(gòu)：

------管理自愿區(qū)

，"控制區(qū)，新應(yīng)晨1:、新應(yīng)用/

正向物理裝置

（…式二…

外平臺侑總展補(bǔ)

-

集

M數(shù)?

礎(chǔ)

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網(wǎng)游品*凡窗m反向物理裝置

"?SCADA/'./

:'DMIS:'其他系點(diǎn):

EMS:\水調(diào)

I：F級機(jī)構(gòu)的

集成平臺、

某電力公司的電力企'也集成平臺系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

1）集成平臺描述：

整個平臺分為集成內(nèi)平臺和集成外平臺。

集成內(nèi)平臺位于生產(chǎn)控制區(qū)，實(shí)現(xiàn)SCADA/EMS、電能量采集與計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、繼電保護(hù)與

故障信息系統(tǒng)的集成；

集成外平臺位于管理信息M,負(fù)責(zé)集成配網(wǎng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)等管理信息區(qū)

應(yīng)用系統(tǒng)。內(nèi)平臺和外平臺之間保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性，并分別在生產(chǎn)控制區(qū)和管理信息區(qū)為第

三方應(yīng)用提供統(tǒng)一的模型服務(wù)、圖形服務(wù)、業(yè)務(wù)服務(wù)。信息展示服務(wù)則已開放的圖形格式為

基礎(chǔ)，以WEB方式展示集成平臺上的綜合信息。

2）在縱向的信息共享上。

集成平臺可以與上下級機(jī)構(gòu)的集成總線進(jìn)行遵循CIM的信息交換。

（3）信息集成平臺的信息交換分析

集成平臺上交換的信息分兩大類為領(lǐng)域?qū)ο蠛蛨D形市象。

領(lǐng)域?qū)ο罂梢允请娋W(wǎng)的邏輯信息和資產(chǎn)臺賬信息、二次設(shè)備信息、工作單等管理文檔信

息，也可能是電力客戶的信息等。

圖形對象則定義了有關(guān)領(lǐng)域?qū)ο蟮谋硎?，如開關(guān)、變壓器、地理靜態(tài)背景、用戶交互元

素等。圖形對象也可以定義用戶交互，例如，當(dāng)有鼠標(biāo)辱件發(fā)生系統(tǒng)應(yīng)如何響應(yīng)。在該集成

平臺上電力企業(yè)領(lǐng)域?qū)ο蟮慕粨Q可通過IEC61970組件接口規(guī)范定義的標(biāo)準(zhǔn)組件接口進(jìn)行交

換，也可以通過CIMXML（可擴(kuò)展標(biāo)記語言）文件的方式進(jìn)行交換；圖形對象的交換則是通過

SVG（可伸縮的矢量圖形）文件的方式進(jìn)行交換，圖形對象對領(lǐng)域數(shù)據(jù)的引用、表現(xiàn)邏輯或?qū)拥?/p>

引用，可使用SVG的Metadata元素來表示。

（4）信息的集成

1）SCADA/EMS系統(tǒng)信息流分析。

SCADA/EMS系統(tǒng)保持著準(zhǔn)確的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)信息和電網(wǎng)的實(shí)時運(yùn)行信息，需要為其他應(yīng)用系

統(tǒng)提供電網(wǎng)模型拓?fù)湫畔?、一次接線圖信息以及電網(wǎng)的實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)信息。

構(gòu)建電網(wǎng)模型層次結(jié)構(gòu)圖（正^^57PhysicalView）。

根”點(diǎn)）

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