論文摘要：簡要回顧了數(shù)字化供電系統(tǒng)的理論，從數(shù)據(jù)集成與應用集戍兩個方面介紹了數(shù)字化供電系統(tǒng)建設中的關鍵技術，并結合系統(tǒng)建設實踐重點介紹了公共信息模型(cIM)、服務構建技術與專業(yè)圖形控件技術等內容，為進一步完善數(shù)字化供電系統(tǒng)技術理論體系做出了有益的嘗試。

　　論文關鍵詞：數(shù)字化供電系統(tǒng)；公共信息模型；面向服務架構；數(shù)據(jù)集成；應用集成

　　0  前言

　　作為一種廣為接受的技術體系，“數(shù)字化供電系統(tǒng)”的內涵包括：數(shù)字化電網、信息化管理和企業(yè)應用集成。從本質上說，“數(shù)字化供電系統(tǒng)”是企業(yè)適應內外部變化，提升管理能力、提高服務水平、增強核心競爭力的一種技術手段。它不是一個剛性的系統(tǒng)，而是有生命力的系統(tǒng)工程。隨著IT技術的發(fā)展，數(shù)據(jù)傳輸技術、數(shù)據(jù)轉換技術、接口整合技術、商業(yè)流程支持技術在電力企業(yè)信息化建設中得到了深入的應用，“數(shù)字化供電系統(tǒng)”的技術實現(xiàn)體系正在逐步完善中。

　　本文以“數(shù)字化供電系統(tǒng)”技術實現(xiàn)中數(shù)據(jù)集成與應用集成技術為主線，結合重要客戶供電風險預控管理的業(yè)務需求，介紹了實踐過程中的公共信息模型、數(shù)據(jù)整合與數(shù)據(jù)訪問、基于SOA架構的應用集成、服務構建技術、專業(yè)圖形構建技術等內容。

　　1建設背景

　　重要客戶供電風險預控管理需要將分散在不同系統(tǒng)中的表征電網風險因素的數(shù)據(jù)，集成起來進行分析，這些數(shù)據(jù)包括scADA／EMs中的電網實時數(shù)據(jù)，生產系統(tǒng)中的設備技術規(guī)范數(shù)據(jù)、缺陷數(shù)據(jù)、維護檢修數(shù)據(jù)，營銷系統(tǒng)中的客戶數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)是企業(yè)層面的全局數(shù)據(jù)，通過企業(yè)數(shù)據(jù)中心，將這些數(shù)據(jù)按照統(tǒng)一的標準進行描述與標識，形成數(shù)字電網的核心內容，未來可以給更多的業(yè)務系統(tǒng)應用。

　　重要供電客戶風險預控管理的業(yè)務應用功能，如供電風險評估、方案優(yōu)化等功能都需要以數(shù)字電網為基礎，以電網拓撲分析計算為手段來實現(xiàn)，還需要圖形化的形式來展示數(shù)據(jù)和分析結果。而拓撲計算與自動成圖等業(yè)務邏輯存在于電網GIs系統(tǒng)中，采用開放的、集成的技術體系架構對這些業(yè)務邏輯進行封裝與部署，為各類有需求的應用服務，從而逐步建立完善企業(yè)應用集成的技術體系。

　　2數(shù)據(jù)集成

　　數(shù)據(jù)集成的首要指導原則是：盡管數(shù)據(jù)可能在不同的地方、以不同的語義、格式存儲，訪問方法各異，但是，對于數(shù)據(jù)使用者而言，數(shù)據(jù)好像駐留在一個單一的數(shù)據(jù)源里一樣。因此，數(shù)據(jù)集成技術實質上將信息需求者屏蔽于所有這些復雜性之外，使用者的應用程序可以通過諸如SQL或XML的標準語言，或標準網絡服務來對數(shù)據(jù)進行使用。

　　對于數(shù)字化供電系統(tǒng)而言，首先，需要將來自不同層面、不同系統(tǒng)的、具有不同結構的數(shù)據(jù)整合在一起，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一表達、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一訪問途徑，最終實現(xiàn)各業(yè)務管理間有序的信息交換與共享，保障各管理條線的業(yè)務協(xié)同。將這些來源不同、結構不同、標準不同的數(shù)據(jù)按照統(tǒng)一的格式和標準進行規(guī)范，要求企業(yè)構建一個統(tǒng)一的企業(yè)級公共數(shù)據(jù)模型，從而將原本分散在不同應用中的信息按照該模型組織為一個整體。

　　其次，數(shù)字化供電系統(tǒng)采用集中統(tǒng)一存貯的數(shù)據(jù)整合模式來實現(xiàn)數(shù)據(jù)集成。這種模式可以有效地保證對共享數(shù)據(jù)的訪問效率，從而有效地保證基于共享數(shù)據(jù)的業(yè)務應用的執(zhí)行效率和實現(xiàn)方便性，并使得共享信息易于管理。對于整合后的信息，對外提供多種數(shù)據(jù)訪問服務手段，使整合后的信息資源能方便地提供給各類業(yè)務系統(tǒng)使用。

　　2．1公共信息模型
　　公共信息模型用于在企業(yè)級規(guī)范信息分類、各類信息的屬性、各類信息間的關系以及約束規(guī)則。其范圍包括電網結構及運行工況、業(yè)務活動相關信息、企業(yè)架構等基礎管理信息等方面完整的定義和描述，實現(xiàn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)元素標準和信息編碼體系。通過公共信息模型可以有效地實現(xiàn)企業(yè)級數(shù)據(jù)表示的一致性和唯一性，并在公共信息模型的基礎上構建統(tǒng)一的訪問信息途徑，實現(xiàn)跨業(yè)務域的信息共享和交互，并易于在此基礎之上實現(xiàn)企業(yè)級信息的分析和挖掘。

　　公共信息模型涉及對象多且關系復雜，信息共享和支持未來應用的目標，也對公共信息模型質量和前瞻性提出了很高的要求。本文的公共信息模型設計基于IEC CIM模型進行剪裁和擴展。IECCIM模型是IEc61970、IEc61968系列標準的一個重要組成部分，CIM是使用UML類圖描述的信息模型，其內容包括電力系統(tǒng)資源及電力企業(yè)的主要業(yè)務活動對象，該模型提供了一個電力系統(tǒng)管理對象的信息結構視圖。

　　基于cIM模型設計公共信息模型可以重用現(xiàn)有的設計，以提高效率；利用成熟的設計，以避免設計中可能出現(xiàn)的疏漏，保證設計質量；利用標準化的設計，可以使系統(tǒng)更加開放，使系統(tǒng)和眾多遵循CIM標準的其它系統(tǒng)可以更好地交互。公共信息模型的設計是一件復雜的系統(tǒng)工作，通過確定待分析的對象、歸納現(xiàn)實對象、抽象設計類、建立類層次結構等過程，最終形成統(tǒng)一的公共信息模型(見圖1)。

　　目前北京市電力公司已完成了變電、輸電、配電、自動化、保護、IT、通信等共130多種設備和客戶資料等營銷系統(tǒng)對象的建模工作。建立起兼容已有的國際標準和北京電力的業(yè)務實際情況，經過多次測試和迭代，從較高層次上抽取出共性的數(shù)據(jù)和模型(見圖2)。

　　2．2數(shù)據(jù)整合與數(shù)據(jù)訪問
　　共享數(shù)據(jù)庫ETL服務負責從各數(shù)據(jù)源獲取數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)轉換服務將獲取的數(shù)據(jù)按照公共信息模型設計規(guī)范把數(shù)據(jù)轉換清洗，然后裝載到共享數(shù)據(jù)庫。同時，還提供RDF支持手段實現(xiàn)大批量一次性的數(shù)據(jù)裝載和交換。通過多樣化的數(shù)據(jù)集成手段實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成性、完整性、一致性、安全性等目標。

　　各個業(yè)務應用系統(tǒng)是共享數(shù)據(jù)庫的消費者。訪問共享數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的方式主要有3種。一是通過在企業(yè)服務總線部署的基于CIS標準接口的數(shù)據(jù)訪問服務實現(xiàn)，適用于數(shù)據(jù)交換類型的數(shù)據(jù)業(yè)務訪問；二是通過在企業(yè)服務總線部署的業(yè)務域數(shù)據(jù)服務進行訪問，適用于專業(yè)性較高、數(shù)據(jù)關系復雜、數(shù)據(jù)處理邏輯實現(xiàn)難度較高的數(shù)據(jù)訪問，例如對電網拓撲數(shù)據(jù)的訪問服務；三是通過數(shù)據(jù)連接器訪問共享數(shù)據(jù)庫，適用于在共享數(shù)據(jù)庫上建立新的應用系統(tǒng)。

　　3應用集成技術

　　應用集成技術的核心是通過各種軟硬件技術將已有的和新建的業(yè)務系統(tǒng)集成起來，共同完成企業(yè)的各種業(yè)務活動，并能夠靈活快速地適應企業(yè)的發(fā)展和市場的變化。對于重要客戶供電風險預控管理而言，需要將電網GIS系統(tǒng)、400主動服務系統(tǒng)、短消息系統(tǒng)內私有的業(yè)務功能按照標準的規(guī)約進行封裝與部署，形成企業(yè)層面可復用、可管理、可信任的資源。如電網GIS系統(tǒng)提供的自動成圖服務、拓撲計算服務等。數(shù)字化供電系統(tǒng)應用集成技術應用主要包括：基于SOA的應用集成架構、服務構建技術及專業(yè)圖形控件技術。

　　3．1基于SOA的應用集成架構
　　數(shù)字化供電系統(tǒng)采用SOA架構的松耦合方式，構造出為企業(yè)層面服務資源平臺，使原來各個業(yè)務系統(tǒng)私有的應用功能成為可由其他業(yè)務信息系統(tǒng)自由調用的服務。在保證服務可以獨立運行的同時又可與其它應用系統(tǒng)進行協(xié)同作業(yè)，實現(xiàn)了系統(tǒng)的應用集成和功能重用，促進了多個業(yè)務信息系統(tǒng)的應用水平提升。服務使用了開放、中立的標準來定義接口規(guī)范(包括格式和傳輸協(xié)議)，與其所使用的硬件平臺、操作系統(tǒng)和編程語言無關，所有服務調用方及服務提供方之間均可用統(tǒng)一和標準的方式進行通信，能夠很好地解決傳統(tǒng)模式下異構系統(tǒng)間接口困難的問題。通過基于SOA架構的服務，數(shù)字化供電系統(tǒng)在體系結構上的優(yōu)勢表現(xiàn)為：

　　(1)在企業(yè)層面擁有一個功能完備的可復用、可信任、可管理的服務集合；
　　(2)不需要大量數(shù)據(jù)維護與管理工作；
　　(3)提高了跨業(yè)務域的應用系統(tǒng)共享全局信息的能力；
　　(4)可以方便地整合不同類型的電網數(shù)據(jù)用于自身的分析與決策。

       3．2服務構建技術
　　由于數(shù)字化供電系統(tǒng)采用SOA這種服務架構體系，需要對服務根據(jù)自身業(yè)務“按需(ONDE—mand)”分析、拆遷、改造為不同粗細等級的服務，如粗顆粒度服務、細顆粒度服務、基礎性服務、高級性服務。細顆粒度服務，既可被粗顆粒度服務調用，也可被高級性服務調用；基礎性服務，既可被高級性服務調用，也可被粗粒度服務調用；同時基礎性服務和細顆粒度服務之間也可相互調用。粗粒度服務及服務組合，簡化相關應用的調用過程，調用效率大大提高。服務設計時，服務之間復用性與復雜性關系也做了有效平衡。

　　數(shù)字化供電系統(tǒng)根據(jù)自身業(yè)務的需求，需要在公共信息模型的基礎上開展“按需(ONDE．mand)”構建方面的研究。其基本內容是以“按需模式”來抽取完備電網結構模型的信息子集，構造出不同的專業(yè)電網模型，如專題圖電網數(shù)據(jù)模型、主配網一體化雙向拓撲分析等，以滿足不同專業(yè)的功能業(yè)務應用需求。根據(jù)具體的應用需要，通過專業(yè)需求規(guī)則進行電網結構模型數(shù)據(jù)的自動抽取，從而生成特定電網結構模型提供給特定應用系統(tǒng)應用。這樣不僅可以大大提高專業(yè)信息系統(tǒng)的開發(fā)效率，保證了特定應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)的準確性，同時也保證了不同應用系統(tǒng)的電網模型信息共享。