配网多维综合数据服务与技术支持平台

配网多维综合数据服务与技术支持平台山东大学山东领域软件发展有限公司2011年1月目录1、引言2、数据规划与共享策略3、应用系统规划4、平台规划设计5、关键技术及特点1.引言1.1、关于基本概念——DAS、DMS1.2、DMS现状：主要问题及原因1.3、发展趋势1.4、DMS建设要点——数据服务与技术支持平台1.1关于基本概念——DAS、DMSDAS(DistributionAutomationSystem)DMS(DitributionManagementSystem)一次系统运行维护工作管理资产管理远程抄表与营销自动化TCM停电管理SCADA综合应用与决策支持1.2DMS现状——主要问题与原因第一批配网自动化试点系统几乎全部被废弃；后来陆续开发的各种系统应用艰难；最新试点系统尚未根本性地解决问题，面临风险国外同样面临众多系统整合问题(EAI)1.2DMS现状——主要问题与原因缺乏全面统一的规划设计：数据大量重复设置和维护、综合可用性差，难于维护,难以适应配网特点“孤岛”现象严重：系统彼此之间难以交换或共享数据；软件系统基础技术架构及技术难以支持“即插即用”地理信息数据和技术需要平台化，而不是独立构建系统1.3技术发展趋势面向对象的系统理论:模型标准化的理论基础模型驱动（MODEL-DRIVEN)：数据语义和语法、自解释分布式系统理论和技术（DCOM、CORBA、J2EE）：软总线IEC61970、IEC61968、IEC61850：CIM/GID实现企业数据和应用系统的整合和集成两个要素条件：统一信息模型CIM：信息或数据描述的规范化；数据交换机制的标准化：即数据接口标准GID（GenericInterfaceDefinition）。1.3技术发展趋势图1IEC、OMG、OPC数据接口标准之间的关系1.4DMS规划建设要点平台化标准化即插即用图DMS系统规划建设要点规划应用配网设计资产管理停电管理营销管理客户服务1.4DMS规划建设要点IEC61970IEC61968共同的CIM接口标准：GID（较成熟，目前唯一具有可操作性的接口标准，适于高性能、紧密的系统集成）接口标准：消息总线（尚待完善和发展，目前不具备可操作性、性能较低，适于非常松散的系统集成）发音接口语义、语法信息模型语言体系语义和语法关于IEC61970、IEC61968、IEC61850技术要点：模型标准化接口标准化1.4DMS规划建设要点未来系统整合总线：IEC61968当前可用的高性能系统集成总线：IEC61970GID多维数据服务平台运行维护应用营销自动化应用其他现行系统综合应用系统资产管理系统2.1数据需求分析2.2数据共享策略与方法2.配网数据规划与共享策略业务功能Businessfunction数据规划设计运行监控与调度运行维护客户服务营销监测数据操作与控制设备维护设计规划营销客户图业务对数据应用需求状况2.1数据需求分析采用传统的系统设计方式，在没有全面统一的数据规划，无可避免地会产生以下问题（即便采用标准化）：1)、数据大量重复设置，进而会产生大量的重复维护；重复数据几乎不可能保证同步变化；2)、数据描述没有统一的格式或模型，导致难以交互；3)、当某应用需要访问其他非重复设置数据时，需要作具体的、繁琐的开发工作，且难以维护；4)、当更高层次的决策功能需要综合运用多种各类业务数据时，几乎不具备可操作性：其一，当重复设置的数据不一致时，不知道那个数据是正确的；其二，在没有标准的前提下实现对多个数据源的综合访问代价巨大，且当系统发生变化的时候，很难做到不会牵一发而动全身；2.1数据需求分析建立公用数据服务中心2.2数据共享策略与方法实现独立数据源的标准化服务建立综合数据服务平台一、建立公用数据服务中心将应用较为广泛的公用基础数据独立出来，建立公用基础数据服务中心，可服务于所有需要这类公用数据服务的业务应用功能；这类数据主要包括：地理信息数据、配网的基础设施数据、以及配网的实时数据监测数据的断面和历史。地理信息配网基本数据（设备、设施及结构）配网实时状态监测断面监测历史数据配网公用数据服务中心图公用基础数据服务中心向所有业务应用提供公用数据服务2.2数据共享策略与方法二、实现独立数据源的标准化服务针对相对独立的业务数据建立相对独立的数据库，但依托如下三种技术实现应用对任意数据源的无障碍访问：“总线”技术标准化建模，即信息描述标准化(IEC61970/IEC61968CIM);数据交互机制标准化，即通信方式的标准化(IEC61970GID)。总线”技术解决不同系统（或组件）之间的互联互通的基础设施问题，而CIM和GID则分别解决信息交换中的信息的“语义”和“语法”的标准化，以及信息交换的方式和方法的标准化问题。基于CIM的标准化数据库设置GID适配标准化数据服务图对于独立业务数据的模型标准化与数据服务机制标准化非标准的数据库设置GID与模型标准化适配标准化数据服务分布式系统基础设施——“软总线”2.2数据共享策略与方法三、构建综合数据服务平台基于标准化的数据代理机制（IEC61970GID）实现企业全景数据视图的综合数据服务平台，数据代理技术将所有物理上相对独立的数据资源在逻辑上进行统一，并构成虚拟的综合数据服务中心，可让建立在其上的应用软件透明地面对一个完整的数据视图，从而可以综合有效运用各种数据。规划设计运维客户服务公用数据公用基础数据服务中心操作与控制数据代理机制标准化综合数据服务图综合数据服务平台逻辑上构成综合数据服务平台2.2数据共享策略与方法应用根据当前配电网职能部门的设置划分应用配网规划应用配网设计应用运行监控与调度应用运营维护应用安全管理应用营销与客户服务应用等资产管理工作管理停电管理3.应用规划新建应用系统CIM专有数据资源专用数据访问接口GID公用基础数据服务中心企业内部应用基础设施——软总线综合数据服务平台标准化数据操作接口标准化数据操作接口标准化数据操作接口新建应用系统图新建系统对各种数据资源的访问公用基础数据服务中心企业内部应用基础设施——软总线综合数据服务平台标准化数据操作接口标准化数据操作接口标准化数据操作接口现存的应用系统CIM与GID适配器GID客户端标准化数据操作接口图对现行系统需进行必要的改造，针对具体系统开发其GID客户端和CIM与GID适配器3.应用规划4.1概念性描述4.2结构及组成4.平台规划设计方案4.3公用基础数据服务中心4.4综合数据服务平台4.5技术支撑平台图平台系统架构的概念性描述规划应用配网设计资产管理停电管理营销管理客户服务平台化组件化即插即用4.1概念性描述数据服务平台技术支持平台应用1应用2应用n配网多维综合数据服务与及技术支持平台图配网数据服务与技术支持平台的两个方面内容公用基础数据服务中心专有数据资源服务专有数据资源服务分布式系统基础设施——总线技术综合数据服务平台分布式系统基础设施—总线技术图数据服务平台的技术架构4.2结构及组成公用基础数据服务中心专有数据资源服务综合数据服务平台配网业务应用图配网业务应用与数据服务平台之层次关系基础设施：操作系统、数据库、中间件（分布式系统技术）公用技术支撑体系：图形支撑技术、地理信息技术、工作流、报表处理、GID技术等配网业务应用实现图系统层次结构与技术支持平台的地位4.2结构及组成数据服务平台：CIM/GID、分布式系统技术4.2结构及组成技术支撑平台：地理信息报表图形工作流可视化技术数据分析组件等4.3.1数据内容及来源4.3.2图形、数据维护工具4.3.3数据服务方式4.3.4IEC61970GID实现4.3公用基础数据服务中心数据中心实时监测断面实时监测历史数据配网基础数据（设备、设施、结构等）地理信息已经建成的地理信息系统：ArcGIS或MapInfo或PostGis等GDA/CIM适配器分布式系统技术——软总线GDA图将已经建成的地理信息系统经GDA/CIM适配后可直接挂在总线上作为公用基础数据服务中心的一部分4.3.1数据内容及来源CIM导入导出功能RDF数据导入导出依据对象类属关系维护数据依据对象组合关系维护数据依据RDF模型维护数据所见即所得，图形、数据一致化多用户并行协同工作模型数据自校验功能拓扑关系自动形成根据CIM自动绘图图形对象智能化统一风格控制主要功能4.3.2图形数据维护工具4.3.2图形数据维护工具基于CIM的唯一数据源功能强大的图形、数据维护工具SCADA工作管理停电管理营销自动化资产管理分布式系统技术——“软总线”CORBAGDA地理信息GDAGDA配电网CIM元数据管理管理中心GDAGDACIM配电网基础数据GDAGIDCIM配网状态监测数据断面GIDGIDCIM配网监测数据历史GID其他现行地理信息系统地理信息维护工具其他现行系统通用图形、数据维护工具Ⅰ区SCADA系统数据发送数据接收物理隔离公用基础数据服务中心GID新建应用专有数据资源GIDGID私有接口GID图公用基础数据服务中心新建应用系统4.3.3数据服务方式分布式系统技术——“软总线”CORBAGDA地理信息GDAGDA配电网CIM元数据管理管理中心GDAGDACIM配电网基础数据GDAGIDCIM配网状态监测数据断面GIDGIDCIM配网监测数据历史GIDGIDGID已经建成的应用系统GID客户端GID适配器图对已经建成系统的服务方式4.3.3数据服务方式公用基础数据服务中心（1）实时数据接口服务HSDA现场监测终端现场监测终端实时数据实时数据HSDA接口服务实时数据库应用程序历史数据库数据刷新定时存档查询历史事件检测与报警报警图16实施数据采集与服务实时数据库访问接口事务处理数据复制锁管理缓存管理索引数据文件日志图17实时数据库的内部组件HSDA接口可用于:设定结果执行命令。例如，操作控制执行如“TRIP开关”遵循操作前选择法则；设定控制值/测量点。HSDA接口访问包含以下行业实际标准：DIAS数据访问；OPC数据访问。4.3.3IEC61970GID实现（2）历史数据库与历史数据服务TSDA实时数据库系统采样控制智能过滤压缩存储应用聚集（统计）计算索引高速缓存图18历史数据库及TSDA服务TSDA包含以下行业实际标准：HDIAS；OPC历史数据访问。4.3.3IEC61970GID实现（3）一般数据服务器GDAGDA基于三个基本设计原则简单实现高性能实现局部Schema查询结果粒度数据值表示支持预连接视图属性层分解数据提供者的联合GDA服务包括有计划地读/写访问实际数据（例如CIM）计划查询改变通知事件确定是否支持服务读事务生成多种实施方案图19代理的ResourceQueryService图解4.3.3IEC61970GID实现（4）事件服务GES应用程序事件和报警检测实时数据库事件条件定义事件队列数据变化事件报警事件报警确认报警确认报警条件表达图20事件服务与GES图21GES采用的内部模型GES包含的API服务需要一个发布性能、订阅事件及报警的通用目的，包括了发布和订阅主题功能，同时也支持事件发送及忽略的数据交换形式，事件一旦发布，收件人毫无疑问地从服务器端收取。4.3.3IEC61970GID实现（5）对象适配服务现行应用系统通过平台中实现的数据服务接口，经分布式系统技术总线访问平台提供的通用基础数据，而若要实现对现行系统的整合，必须针对被整合系统开发相应的标准接口适配服务器，方可与之以标准接口进行信息交互。比如，若要整合现有SCADA系统，需要访问其实时数据和历史记录数据，则应针对SCADA系统开发其TSDA和HSDA适配接口服务器，其他系统则可经平台提供的分布式系统基础设施，利用上述适配接口服务器，直接访问等SCADA系统的实时数据和历史数据。4.3.3IEC61970GID实现基于CIM的公用基础数据服务中心GIDGID具有代理和级连机制基于CIM的应用数据资源GID已有的应用数据资源（非标准）GID与CIM适配配置工具提供标准化综合数据服务图基于GID的代理和级连机制实现综合数据服务平台4