СИМ модели и оперативно-информационные комплексы электроэнергетических систем
Информация - Физика
Другие материалы по предмету Физика
оектов под общим названием CCAPI. Основная задача проектов состояла во-первых в обеспечении интеграции приложений различных изготовителей в рыночных условиях и, во-вторых, обеспечить независимость потребителя приложений от его разработчика.
Для расширения сферы применимости этих документов и обеспечения единой международной системы унификации Международная Энергетическая Комиссия (МЭК) организовала в рамках 57 Технического комитета (ТК57) несколько рабочих групп для:
стандартизации информационных моделей, структур и интерфейсов доступа к измерительным устройствам подстанций непосредственно, а не через удаленное терминальное устройство. Эти стандарты определяют базовую архитектуру, основанную на модели клиент сервер, аналогично стандарту TASE.2, в которой клиент начинает транзакции, обрабатываемые сервером. Однако в этих стандартах измерительные и преобразующие устройства ("полевые") смоделированы непосредственно как классы со своими свойствами и ассоциациями. Это позволяет клиенту взаимодействовать с полевым устройством ( точнее с его моделью) непосредственно для получения как измеренных величин, так и данных о состоянии или свойствах полевого устройства. Общие услуги, необходимые всем устройствам подстанции смоделированы как сервер-классы и определены Абстрактном Интерфейсе Сервиса Связи (Abstract Communication Service Interface - ACSI) в стандарте 61850-7. Полевые устройства наследуют свойства классов, определенных в ACSI как объекты этих классов.Так, если ACSI описание имеет своим свойством измеренную величину, то обратившись из хост-компъютера к полевому устройству как к объекту мы прочтем эту величину непосредственно. Стандартные представления этих услуг с различными коммуникационными протоколами описаны в стандартах 61850-8 для информационной шины станции и 61850-9 для информационной шины процесса таким образом, чтобы обеспечить согласованные сервисные функции для всех полевых устройств, независимо от коммуникационных протоколов.
Следующей группой являются стандарты представления данных и системных интерфейсов для управления распределительными электрическими сетями. Стандарты 61968 определяют требования, архитектуру интеграции и интерфейсы для основных элементов системы управления распределением (DMS) и других связанных внешних IT систем. Интерфейсы определены для каждого класса приложений, идентифицированных в МЭК 61968-1 "Базовая Модель Интерфейса (Interface Reference Model - IRM)". Для определения объектов реального мира в СИМ -представлении использован UML.
Последней и наиболее полной с точки зрения описания объектов реального мира в электроэнергетике является группа стандартов для построения EMS API. Все стандарты этой группы - 61970- построены на базе СИМ - представления электроэнергетической системы Эти стандарты также построены на базе СИМ -представления, которое обеспечивает абстрактную модель для полной энергосистемы, используя нотацию UML. CIM определяет семантику для API. Другие части этого стандарта определяют синтаксис для API.
Таким образом группы стандартов МЭК позволяют построить единую концептуальную систему представления данных и интерфейсов с использованием СИМ как единого языка представления данных и описания интерфейса. Следует отметить, что использование методов представления данных внутри каждого приложения ни в коей мере не является ограничением. СИМ представление является единым языком описания данных и, соответственно, интерфейса только в общей интегрированной среде. Иначе говоря, CIM представляет собой общий язык для приложений при работе в единой большой системе (по аналогии можно сравнить с "эсперанто", но есть веские основания полагать, что с другой судьбой).
На рисунке 2 представлена макроархитектура системы. Подстанции 1 и частично 3 имеют устройства, которые описаны как объекты соответствующего СИМ - класса и поэтому доступ к ним может быть осуществлен через общую сетевую среду (проблема протоколов сознательно не рассматривается). Измерительная система подстанции 2 и частично подстанции 3 передают свои данные традиционным способом через RTU в ОИК соответствующего центра управления, который, в свою очередь, используя СИМ описание данных в соответствующем центре управления и переводит их в СИМ - описание архива хранения. При этом все системы территориально могут быть разнесены сколь угодно далеко, но они должны иметь общую среду передачи данных и общее СИМ - описание данных и интерфейсов.
Рисунок 2 - Концептуальная модель системы с шиной интеграции
СИМ-модель
Как уже отмечалось СИМ представление использует стандартное объектно-ориентированное визуальное представление, определяемое UML. Основными элементами СИМ - представления являются классы, ассоциации и пакеты.
Классы
Класс является основным элементом СИМ-модели. Класс представляет собой абстрактное описание некоторой объективно существующей сущности электроэнергетической системы. Примерами классов являются трансформатор, нагрузка, линия переменного тока, линия постоянного тока, измерение и т.д.. Принципиальное отличие понятия класс в СИМ от объектно-ориентированных языков программирования (C++,Java и др.) состоит в том, что в СИМ класс описывает только интерфейс и полностью независим как от платформы вычислительной техники, так и от реализации. Класс имеет атрибуты (свойства), описывающие его характерные особенности. Каждый атрибут имеет тип, определяющий его смысл. Типы могут примитивны