2022年电网地理信息服务平台与配电自动化系统应用集成规范 .pdf
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1、电网地理信息服务平台 (GIS) 与配电自动化系统应用集成规范Integrated Applications of GIS Services platform and distribution automation system (征求意见稿) XXXX-XX-XX发布 XXXX-XX-XX实施中国电机工程学会发布ICSCSEE 中国电机工程学会标准T/CSEE XXXXX XXXX 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 45 页 - - - - - - - -
2、 - T/CSEE XXXXX XXXXI 目次前言 . II1 范围 . 12 规范性引用文件. 13 术语和定义. 13.1 公共信息模型Common Information Model . 13.2 可缩放矢量图形规范Scalable Vector Graphics . 13.3 生产管理系统production management system . 13.4 配电自动化系统distribution automation system . 23.5 企业服务总线Enterprise Service Bus . 23.6 信息交换总线Information Bus . 24 符号、代号和
3、缩略语. 25 应用集成需求. 25.1 电网模型、图形信息. 25.2 设备异动及审核. 45.3 电网实时信息. 75.4 电网历史数据. 75.5 地理背景信息. 76 应用集成业务场景. 87 应用集成架构模式. 87.1 设计原则. 87.2 应用集成总体架构. 87.3 服务接入要求. 107.4 消息交换规范. 107.5 总线适配规则. 147.6 日志记录. 168 应用集成服务接口. 168.1 图模消息体. 168.2 获取连接令牌接口. 188.3 获取系统图CIM拓扑模型接口. 198.4 获取系统图SVG图形接口. 21附录 A (资料性附录)电网设备模型交换项范例
4、. 23附录 B (资料性附录)基于 SVG的电网设备图形元素应用示例. 46名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 45 页 - - - - - - - - - T/CSEE XXXXX XXXXII 前言为规范电网地理信息服务平台(以下简称“电网GIS平台”)与配电自动化系统之间的数据交换,推进电网 GIS平台与配电自动化系统的应用集成,特制定本标准。本标准由中国电机工程学会提出。本标准由中国电机工程学会电力信息化专业委员会技术归口和解释。本标准起草单位:国网
5、信通部、厦门亿力吉奥信息科技有限公司、国网冀北电力有限公司、国网山东电力集团公司、国网浙江省电力公司、国网内蒙古东部电力有限公司、国网重庆市电力公司、四川电力设计咨询有限责任公司、国网福建省电力公司、国网河南省电力公司、国网北京经济技术研究院、国网信息通信产业集团有限公司、南网云南省电力公司、中国华能集团公司。本标准主要起草人:本标准为首次发布。本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电机工程学会标准执行办公室(地址:北京市西城区白广路二条 1号,100761,网址: http:/,邮箱: ) 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - -
6、- - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 45 页 - - - - - - - - - T/CSEE XXXXX XXXX1 电网地理信息服务平台(GIS) 与配电自动化系统应用集成规范1 范围本标准规定了电网GIS平台与配电自动化系统在集成业务场景、集成的服务接入、消息交换、适配原则以及集成服务接口等内容进行了定义。本标准适用于地理信息系统与配电业务系统之间的数据交换,与其他电网业务系统之间的应用集成和数据交互可参照执行2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本
7、(包括所有的修改单)适用于本文件。IEC 61968 Application Integration at Electric Utilities - System Interfaces for Distribution Management IEC 61970 Energy Management System Application Program Interface (EMS-API) DL/T 1406-2015 配电自动化技术导则T/CSEE XXXXX XXXX 电网地理信息服务平台(GIS) 电网图形共享交换规范Q/GDW 513-2010 配电自动化主站系统功能规范3 术语和定义以
8、下术语和定义适用于本文件。3.1 公共信息模型 Common Information Model 是IEC61970中定义的抽象概念模型,用于描述电力企业中所有主要对象的抽象模型,这些对象一般包含在能量管理系统(EMS )的信息模型中。通过提供一种用对象类和属性及他们之间的关系来表示电力系统资源的标准方法,CIM方便了实现不同卖方独立开发的能量管理系统(EMS )应用的集成,多个独立开发的完整 EMS 系统之问的集成, 以及EMS 系统和其他涉及电力系统运行的不同方面的系统,例如发电或配电管理系统之间的集成。3.2 可缩放矢量图形规范 Scalable Vector Graphics 是由 W
9、3C 组织发布的一种基于XML 的开放二维图形描述语言,基于可扩展标记语言(XML ),用于描述二维矢量图形的一种图形格式,具有很强的交互性。IEC第57技术委员会第 13工作组推出了IEC61970标准系列,其中规定了SVG 为图形交互的标准。3.3 生产管理系统 production management system 由国家电网公司统一组织建设,支持国网总部、 网省公司、 地市公司生产管理业务的企业级管理系统。系统以设备管理为核心,侧重于电网资源及输、变、配等生产业务过程的专业管理。通过建立全面的设备运行、 检修维护体系和相关业务管理流程,实现设备及生产运行的全过程管理。生产管理系统的名
10、师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 45 页 - - - - - - - - - T/CSEE XXXXX XXXX2 主要功能包括:标准规范管理、电网资源管理、电网运行管理、电网检修管理、技改大修管理、专项管理等。3.4 配电自动化系统 distribution automation system 是实现配电网的运行监视和控制的自动化系统,具备配电SCADA(supervisory control and data acquisition)、馈线自动化( FA
11、)、电网分析应用及与相关应用系统互连等功能,主要由配电主站、配电终端、配电子站(可选)和通信通道等部分组成。3.5 企业服务总线 Enterprise Service Bus 一种体系结构模式,支持通信各方的服务交互的虚拟化和管理,它充当SOA 中服务请求者和服务提供者之间连接服务的中间层,它是一个灵活的框架,可促进安全可靠的集成,并同时减少应用程序接口的数量、大小、复杂度,关键功能是消息分发、格式转换、动态路由,将整个企业的业务应用、数据源联系起来,以实现企业内部数据共享、信息交互和业务流程整合。3.6 信息交换总线 Information Bus 是一个基于 IEC 61968/61970
12、 标准的应用基础架构的解决方案,在已有业务系统基础上,实现数据同步、数据管理的流程化、信息化。 信息交换总线保证在一个异构的环境中实现信息稳定、可靠的传输,屏蔽掉用户实际中的硬件层、操作系统层、网络层的差异,为用户提供一个统一、标准的信息通道,为实现企业应用互联和应用整合的实现方式。4 符号、代号和缩略语下列缩略语适用于本文件。GIS:地理信息系统(Geographic Information System)PMS: 生产管理系统(Production Management System)ESB :企业服务总线(Enterprise ServiceBus)SVG :可缩放矢量图形规范(Scal
13、able Vector Graphics)CIM:公共信息模型(Common Information Model)DAS: 配电自动化系统(Distribution Automation System)DMS :配电管理系统(Distribution Management System)SOA :面向服务体系(Services Oriented Architecture)5 应用集成需求5.1 电网模型、图形信息电网 GIS平台和配电自动化系统都存在对电网模型的连接、拓扑关系的图形化描述。配电自动化系统侧重于电网运行设备的实时监控与方式调度,而电网GIS平台侧重于电网设备资产管理和空间信息描述
14、和拓扑表达,在模型描述、建模粒度、管理方式均存在差异。在IEC61968/61970 标准体系指导下,由电网 GIS平台、 配电自动化系统统一CIM表达, 进行电网设备模型数据交换,电网设备类型及其交换项见附录 A 所示。配电自动化系统存在对电网设备图形化描述的需求,为获取电网设备拓扑模型及图形来构建其基础电网模型(基于SVG 的电网设备图形元素应用示例见附录B所示),电网GIS平台需为配电自动化系统提供电网设备的空间位置信息、拓扑连接信息以及公共属性信息,电网设备的类型见附录A.2所示。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - -
15、- - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 45 页 - - - - - - - - - T/CSEE XXXXX XXXX3 5.2 设备异动及审核生产业务人员在生产管理系统(PMS 系统)中发起设备异动,通过与电网GIS平台紧耦合操作,进行设备异动申请, 展开相应操作, 同时在电网 GIS平台中更新设备拓扑关系。由电网 GIS平台将更新的设备拓扑结构提交审核,审核通过后(如果审核不通过,将在系统中对异动进行调整,重新提交申请),在PMS 系统中安排工作并执行设备投运,同时在电网 GIS平台中将更新专题图发布,交换至配电自动化系统。根据流程发起情况和DMS 参与审核的情
16、况的不同,有两种流程见图1和图 2。步骤一:变更申请步骤二:地理图形、台帐维护步骤四:图形台帐审核步骤五:图形发布台帐更新PMS 系统电网 GIS平台开始填报工程信息,启动“变更流程”开始根据变更单创建工作进行设备图形及公用属性维护审核设备变更情况图形 / 台账有误实现 PMS 台帐信息发布调用图形版本发布服务完成图形版本的发布结束调用 GIS的设备变更单接收服务形成稳定图形版本图形 / 台账无误调用 PMS服务进行台帐维护步骤三:专题图维护专题图图形维护调用 PMS服务进行台帐维护审核图形 / 台帐图形 / 台账无误图形 / 台账有误DMS 系统图1 设备变更集成流程图(在PMS系统中起动流
17、程)名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 45 页 - - - - - - - - - T/CSEE XXXXX XXXX4 步骤一:变更申请步骤二:地理图形、台帐维护步骤四:图形台帐审核步骤五:图形发布台帐更新PMS 系统电网 GIS平台开始填报工程信息,启动“变更流程”根据变更单创建工作进行设备图形及公用属性维护审核设备变更情况图形 / 台账有误实现 PMS 台帐信息发布调用图形版本发布服务完成图形版本的发布结束形成稳定图形版本调用流程迁移公共页面服务图形
18、/ 台账无误调用 PMS服务进行台帐维护步骤三:专题图维护专题图图形维护调用 PMS服务进行台帐维护审核图形 / 台帐图形 / 台账无误图形 / 台账有误DMS 系统图2 设备变更集成流程图(在GIS 系统中调用PMS接口起动流程)流程图中共包含设备变更申请、地理图形与台账维护、专题图维护、变更流程审核、图形与台账变更发布五个环节,各环节要求如下:1)设备变更申请, 由 PMS 系统发起 “配电设备变更 (异动) 申请”,填报“工程信息” 、“变更内容”等关键信息,启动变更流程,向电网GIS 平台发送变更单信息;或者在电网GIS平台中通过调用PMS 流程启动接口,启动变更流程,填写相关的工程信
19、息和变更内容。2)地理图形、 台账维护,登录电网GIS 平台,按照工程图纸和变更内容进行图形绘制,在绘制过程中对绘制设备的基础图形属性进行编辑,并且对需要退运的设备以及更换的设备进名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 45 页 - - - - - - - - - T/CSEE XXXXX XXXX5 行标示。图形绘制完毕后,需要进行台帐补充录入,由电网GIS 平台自动检测变更清单,根据实际情况对变更设备分别进行处理。3)专题图维护, 在电网 GIS 平台中, 按
20、照专题图绘制要求进行专题图的维护。如果在维护过程中, 发现相关配电设备参数不正确、地理位置不准确,可退回上一步,重新进行地理图的维护。4)变更流程的审核,在相关的系统中进行设备变更情况审核,保证配电设备的正确性。5)图形、 台账变更发布: 在完成流程审核确认后,调用 PMS 设备变更版本发布服务发布设备图形和设备台帐,同时发布相应的SVG/CIM交换数据, 并向 DMS 系统发送异动消息,通知配电自动化系统来获取最新图形和模型文件。5.3 电网实时信息电网 GIS平台需要配电自动化系统提供电网实时数据,电网实时数据包括遥信量和遥测量, 具体包括有功、无功、电流、电压等遥测量,以及开关刀闸的遥信
21、状态等,相关的设备主要包括开关类,变压器类,以及母线类。电网实时数据集成建立在配电自动化系统和电网GIS平台的电网一致性描述的基础上。配电自动化系统可选择两种方式向外传送电网实时信息。一是数据中心方式,配电自动化系统把实时数据信息转发至海量数据中心,电网GIS平台再通过服务接口从海量数据中心获取实时数据;二是总线方式,配电自动化系统按设定时间间隔以全量或增量方式把最新数据断面打包到消息体中,把消息推送到总线上。 GIS服务器上部署一个消息侦听服务程序,时刻监视着从总线上发送给GIS的消息, 当从总线上接受到消息,就解析消息体, 把最新的实时数据,以更新或插入方式更新到GIS端的数据库中。通过该
22、方式,GIS数据库中获得了一份配网自动化系统最近的准实时断面数据。通过上述两种方式,GIS客户端可以从海量数据中心或 GIS数据库中获得设备的准实时遥测、遥信量,从而实现电网图形与实时运行信息、电网运行状态进行叠加分析显示。如可实现对厂站及地理图上区域电网的带电状况展示、潮流电压分布展示;可采用动态着色方式,实时监视馈线分段/ 联络开关状态和馈线电流;可结合停电管理显示馈线故障段;可根据配电自动化系统提供的实时停电数据结合营销用户数据,判定停电范围/ 停电影响范围并进行展示,以及停电数据统计分析。还可利用实时数据进行负荷密度分析,负荷转移决策等。5.4 电网历史数据电网 GIS平台根据用户需求
23、可从配电自动化系统获取设备的历史数据,电网历史数据包括电流历史数据、电压历史数据、有功历史数据和无功历史数据。历史数据按需提供,用来在GIS平台上绘制设备遥测数据的历史曲线。在有实时数据的设备上,可以查看它的相关遥测数据的历史曲线,反映该设备一段时间内的运行情况。具体获取方式包括两种方式:海量数据中心方式和总线方式。采用数据中心方式比较简单, 电网 GIS平台只要调用数据中心提供的数据访问接口即可。采用总线方式的具体操作过程是,GIS客户端调用电网GIS平台消息服务程序,首先发起数据请求,把要取历史数据的参数,包括设备生产业务 ID号、所在区域、时间范围、值类型(采样值、统计值)等,封装在请求
24、消息中,发送到总线相应地市的请求消息队列中;配电自动化系统从对应的消息队列里面取到消息请求后,进行解析操作把对应设备的历史数据放到应答消息中,发送到总线相应的应答消息队列中,经电网GIS平台消息服务处理,把包含历史数据的应答消息转发到GIS客户端。至此,系统完成了整个数据请求的过程。5.5 地理背景信息配电自动化系统存在对地理信息描述的需求,电网GIS平台提供两种带有地理矢量、影像背景的电网地理图图形接口,一是直接获取基于范围的电网图形,通过设置图层使其包含地理矢量、影像背景;二是可通过获取地图切片操作得到。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - -
25、- - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 45 页 - - - - - - - - - T/CSEE XXXXX XXXX6 6 应用集成业务场景电网 GIS平台中根据业务需求,可由电网基础地理图的电网结构和设备信息生成电网模型数据(包括:单线图、厂站接线图、系统图、线路沿布图),清晰反映各类电网设施设备间的拓扑关系和连接关系,并按一定成图规则进行成图。电网 GIS平台电网结构发生变动后,以线路为单位,电气专题图为表现,生成 CIM/SVG 数据(对其电气连接关系,拓扑关系进行描述,电网设备ID设定为生产部门设定的统一17位编码体系), 并发送变动消
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