EMS-API图形交换标准及图形规范化软件系统的研究

摘要

电网规模日益扩大，智能化已经成为电网发展的必然趋势。由于各电力系统发展和更新不同步，图形数据和模型信息没有形成标准化格式，电力应用系统间的信息共享和数据交换存在困难。
　　 IEC61970系列标准是智能电网核心标准之一，通过定义应用程序接口(API)实现能量管理系统(EMS)及EMS与其他电力应用系统之间的集成。公共信息模型(CIM)是IEC61970标准的主要部分，定义了电力系统所有对象逻辑的结构和关系，是电力系统图形规范化的依据。可伸缩矢量图形(SVG)是一种用于描述矢量图形的开放标准，由于其具有可编辑性、交互性和可重用性等特性，SVG技术在电力图形系统中得到广泛应用。
　　 本文主要包括图形交换标准和图形规范化软件两个方面。图形交换标准方面，研究了IEC61970标准及其CIM模型的结构和主要内容，定义了电力设备图形符号（图符）和电气接线图规范化处理逻辑。基于SVG标准，定义了一次设备图符，形成一套契合CIM模型的规范化图元库。采用“单对象多定义”的图符设计和描述方式，能够表征电气设备的状态和设备图元在单线图等图形中的不同状态与方向。
　　 图形规范化软件方面，分析研究了电气接线图的构成，设定图形转换规则。对比分析了处理SVG文件的开源软件，并基于JHotDraw设计开发电力系统图形编辑器，实现了对SVG格式电力图形文件的解析和规范化处理。
　　 本文还研究了电气接线图基于连接的拓扑分析方法，对电线与电线之间以及电线与设备图元之间的连接点添加连接标记，在电线与电线之间的跨越交叉处添加半圆弧形标记。所设计的系统与另一项目组的系统相结合，实现了基于IEC61968消息的量测值更新测试，以验证图形与标准化电网模型的匹配。
　　 基于本文的图符定义和转换规则，可规范化电力图形表示，提升图形交互和共享效率。应用本文的图形拓扑分析，能够实现基于连接的图形智能调整。