一种基于IEC61970/61968 CIM标准的营配数据一致性校验方法

摘要

本发明公开了一种基于IEC61970/61968 CIM标准的营配数据一致性校验方法，该方法基于IEC61970/61968 CIM标准分别构建配电侧和营销侧设备关系模型；依据该模型，对配电侧和营销侧基础数据进行一致性校验。通过该关系模型可以实现对配电侧和生产侧的基础数据进行标准化建模管理，便于数据的统一化管理和模型数据交换；通过基于标准化模型的数据一致性校验方法，可以对数据一致性进行校验，充分利用配电网数据的冗余性提升数据质量和数据的可靠性，为实现各种营配融合场景下的典型应用提供基础和便利。

说明书

技术领域

本发明属于配电网工程技术领域，特别涉及一种基于IEC61970/61968CIM标准的营配数据一致性校验方法。

背景技术

随着智能配电网建设和发展，电力公司生产、调度、营销等业务部门已经根据各自业务需要建立多个系统，生产部门的业务系统主要有：生产管理系统(PMS)、地理信息系统(GIS)、配电自动化系统(DMS)等；调度部门的业务系统主要有：能量管理系统(EMS)、调度运行管理系统(OMS)等；营销部门的业务系统主要有：营销管理系统、用电信息采集系统、95598等。

目前，由于配电网配电业务系统(包括生产部门和调度部门业务系统)和营销业务系统由各部门单独管理，相对独立，二者数据之间的关联性和互补性未得到充分利用，信息孤岛现象严重，不利于整合配电网数据资源实现精益化管理。生产部门变电站、馈线段、断路器、配电变压器以及部分用电客户信息。营销部门独立维护变电站，配电变压器以及用电客户等信息。这些数据按照各自的模型进行管理和维护，存在着缺失和不一致情况。生产部门和营销部门对配网重要基础数据进行一致性校验，对于促进营配信息融合、提高数据可靠性具有重要意义。

目前，在配电网营配数据一体化管理、集成和应用中，存在如下问题：

(1)配电数据和营销数据分布在不同业务系统中，数据分散管理，数据之间可能存在不一致或者错误，数据的冗余性未得到充分利用；

(2)配电数据和营销数据按照各自的系统进行组织和建模，缺乏标准化的模型，不利于系统化的进行数据管理和校验。

(3)在配电网信息和数据融合过程中，缺乏对营配数据的一致性进行校验的工具和方法，影响数据的准确性和可靠性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：配电数据和营销数据分布在不同业务系统中，数据分散管理，数据之间可能存在不一致或者错误，缺少对营配数据的一致性进行校验的工具和方法，无法通过数据校验提高数据的准确性和可靠性。

一种基于IEC61970/61968CIM标准的营配数据一致性校验方法，首先，基于IEC61970/61968CIM标准分别建立配电侧设备关联模型和配网营销侧设备关联模型，对配电 侧设备关联模型进行简化和合并，得到与营销侧设备关联模型相一致的简化数据模型；基于简化数据模型，逐层比较变电站、配电变压器、用电客户信息，实现配电侧和营销侧数据一致性的校验。

所述配电侧设备关联模型的构建步骤如下：

步骤(1)：建立馈线类Feeder，Feeder代表变电站下所有馈线设备的集合；

步骤(2)：按照配网的设备拓扑关系，建立由变电站类Substation、馈线类Feeder、电压等级类VoltageLevel、馈线段类AclineSegment、开关刀闸类Switch、配电变压器类PowerTransformer、电网设备基类Equipment、用户接入点类UsagePoint以及用电客户类Customer组成的配电侧基础数据模型；

步骤(3)：按照配电变压器类PowerTransformer、馈线段类Feeder、开关刀闸类Switch均继承于设备基类Equipment的关系，以及设备基类Equipment与用户接入点类UsagePoint和客户类Customer之间的关联关系，建立各类之间的关系；

步骤(4)：根据数据校验的需要，将校验对象作为扩展属性对变电站类、馈线类、电力变压器类以及用户类进行扩展，得到配电侧设备关联模型：

变电站类包含变电站设备编码、变电站名称、所属机构编码；

馈线段容器类包含馈线设备编码、馈线名称、馈线长度、所属机构编码；

配电变压器类包含变压器设备编码、变压器名称、变压器安装地址、变压器容量；

客户类包含客户编码、客户名称、电气地址、用户类别、属性编码。

一个Substation对象可以有一到多个Feeder对象。而一个Feeder对象可以有一到多个PowerTransformer对象和一到多个VoltageLevel对象。一个VoltageLevel对象可以有一到多个AclineSegment、Switch等对象。而所有的PowerTransformer、AclineSegment、Switch对象都继承于Equipment对象。每个Equipment对象都关联一到多个UsagePoint对象，而每个UsagePoint对象则可关联一到多个Customer对象；

所述配网营销侧设备关联模型的构建步骤如下：

步骤1：获取变电站类、馈线类、配电变压器类以及用电客户类数据，构建配网营销侧基础数据模型；

步骤2：依据变电站—>馈线—>配电变压器—>用电客户的关联关系，构建各类之间的关系。

一个Substation对象可以有一到多个Feeder对象。而一个Feeder对象可以有一到多个PowerTransformer对象。每个PowerTransformer对象下可关联一到多个Customer对象。

所述对配电侧设备关联模型进行简化和合并，是指每个Feeder类的实例消去其对应的 VoltageLevel类、AclineSegment类以及Switch类的实例仅保留其对应的PowerTransformer类的实例；

对于每个PowerTransformer类的实例，依次找到其对应的Equipment类、UsagePoint类以及Customer类的实例，并消去Equipment类和UsagePoint类的实例，仅保留PowerTransformer类的实例与Customer类的实例之间的对应关系；

通过简化与合并后，获取描述Feeder类与PowerTransformer类以及PowerTransformer类与Customer类之间的关联关系的模型。

所述逐层比较变电站、配电变压器、用电客户信息，实现配电侧和营销侧数据一致性的校验的具体步骤如下：

步骤A：为每个待校验对象Substation、Feeder、PowerTransformer以及Customer设定判断是否指向相同设备的关键属性；

采用设备统一编码作为判定指向同一设备的关键属性；

步骤B：遍历由配电侧设备关联模型得到的配电侧数据文件与配网营销侧设备关联模型得到的配网营销侧数据文件按照步骤A设定的关键属性逐一校验变电站，得到仅在配电侧数据或者营销侧数据的变电站以及二者共有变电站；

步骤C：对步骤B得到的共有变电站，比较变电站的关键属性，并标注不一致之处；

步骤D：对步骤C得到的共有变电站，按照步骤A中的关键属性逐一比该变电站下对应的每个馈线，得到仅在配电侧数据或者营销侧数据的馈线以及二者共有的馈线；

步骤E：对步骤D得到的共有馈线，比较馈线的关键属性，并标注不一致之处；

步骤F：对步骤E得到的共有馈线，按照步骤A中的关键属性逐一校验每个馈线内配电变压器，得到仅在配电侧数据或者营销侧数据的配电变压器以及二者共有配电变压器；

步骤G：对步骤F得到的共有配电变压器，比较配电变压的关键属性并标注不一致之处；

步骤H：对步骤G得到的共有配电变压器，按照步骤A中的关键属性逐一比较每个配电变压器对应的用电客户，得到仅在配电侧数据或者营销侧数据的用电客户以及二者共有用电客户；

步骤I：对步骤H得到的共有用电客户，比较用电客户的主要属性并标注不一致之处。

有益效果

本发明提供了一种基于IEC61970/61968CIM标准的营配数据一致性校验方法，该方法基于IEC61970/61968CIM标准分别构建配电侧和营销侧设备关系模型；依据该模型，对配电侧和营销侧基础数据进行一致性校验。通过该关系模型可以实现对配电侧和生产侧的基础数据 进行标准化建模管理，便于数据的统一化管理和模型数据交换；通过基于标准化模型的数据一致性校验方法，可以对数据一致性进行校验，充分利用配电网数据的冗余性提升数据质量和数据的可靠性，为实现各种营配融合场景下的典型应用提供基础和便利。

附图说明

图1为所述基于IEC61970/61968CIM标准建立的配电侧设备关系模型；

图2为所述基于IEC61970/61968CIM标准建立的营销侧设备关系模型；

图3为所述基于设备关联关系模型进行营配数据一致性校验方法的流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。

本发明的工作原理是：基于IEC61970/61968CIM标准分别建立扩展模型，对配电侧模型进行简化和合并，得到与营销侧相一致的简化数据模型；在该简化数据模型的基础上，逐层比较变电站、配电变压器、用电客户信息，实现配电侧和营销侧数据一致性的校验。

如附图1、附图2所示为本发明公开的基于IEC61970/61968CIM标准建立的配电侧和营销侧设备关联关系模型，附图3为基于该设备关联关系模型进行营配数据一致性校验方法的流程图。

1.建立配电侧设备关联关系模型：

(1)配电侧设备关联关系和拓扑关系较清楚，为满足配电网运行管理和分析的需求，在建立配电侧设备关联关系模型时，包含了因此该设备关联关系模型包含设备间拓扑连接关系，包括变电站类，馈线类，以及电压等级类，馈线段类，开关刀闸类，配电变压器类、电网设备基类，用户接入点类以及用电客户类；

(2)目前在IEC61970/61968CIM模型中，没有描述馈线的设备类，但在实际配网运行和管理中，馈线是配网设备运行和管理的主要对象之一，对于设备拓扑关系的建立和维护具有重要应用价值；为满足实际应用情况，本发明建立馈线类(Feeder)，通过馈线类与电压等级类、配电变压器类、馈线段类、开关刀闸类之间的关联关系表达设备拓扑关系；

(3)所有的设备类型包括配电变压器类、馈线段类、开关刀闸类都继承于设备基类(Equipment)，并通过该基类与用户接入点类(UsagePoint)和客户(Customer)类相关联，描述了变电站类、馈线类、电力变压器类以及用户类之间的关联关系：

一个Substation对象可以有一到多个Feeder对象。而一个Feeder对象可以有一到多个 PowerTransformer对象和一到多个VoltageLevel对象。一个VoltageLevel对象可以有一到多个AclineSegment、Switch等对象。而所有的PowerTransformer、AclineSegment、Switch对象都继承于Equipment对象。每个Equipment对象都关联一到多个UsagePoint对象，而每个UsagePoint对象则可关联一到多个Customer对象；

(4)根据数据校验的需要，将校验对象作为扩展属性对变电站类、馈线类、电力变压器类以及用户类进行扩展：

变电站类包含变电站设备编码(SUBS_CODE),变电站名称(SUBS_NAME)，所属机构编码(ORG_NO)；馈线段容器类包含馈线设备编码(LINE_CODE)，馈线名称(LINE_NAME)，馈线长度(LINE_LEN)，所属机构编码(ORG_NO)；配电变压器类包含变压器设备编码(TRAN_CODE)，变压器名称(TRAN_NAME)，变压器安装地址(INST_ADDR)，变压器容量(TRAN_CAP)；客户类含客户编码(CONS_CODE)，客户名称(CONS_NAME)，电气地址(ELEC_ADDR)，用户类别(ELEC_TYPE_CODE)，属性编码(LODE_ATTR_CODE)；

(5)基于配电侧设备关联关系模型，将配电侧数据导出到XML格式表示的数据文件中，以供校验使用。

2.依据IEC61970/61968CIM构建配网营销侧设备关联关系模型：

(1)由于营销部门不依据拓扑关系对配电网进行管理，而主要依据“站(变电站)—>线(馈线)—>变(配电变压器)—>户(用电客户)”的关联关系实现配网的管理和模型数据的维护，因此配网营销侧设备关联关系模型主要包含变电站类，馈线类，配电变压器类用电客户类：

一个Substation对象可以有一到多个Feeder对象。而一个Feeder对象可以有一到多个PowerTransformer对象。每个PowerTransformer对象下可关联一到多个Customer对象；

(2)变电站类、馈线类、电力变压器类以及用户类包含与配电侧设备关联关系模型相一致的扩展属性作为数据校验的对象；

(3)基于营销侧设备关联关系模型，将营销侧数据导出到XML格式表示的数据文件中。

3.营配数据一致性校验

(1)依据配电侧设备关联关系模型和营销侧设备关联关系模型将配电侧和营销侧数据导出到XML格式的数据文件XML_1和XML_2；对二者数据文件进行比较，即可完成数据一致性校验；

(2)由于配电侧设备关联关系模型相比营销侧模型较为复杂，无法直接进行比较，本发明专利中对配电侧数据文件进行简化和合并，对每个Feeder类的实例消去其对应的VoltageLevel类、AclineSegment类以及Switch类的实例仅保留其对应的PowerTransformer 类的实例；对于每个PowerTransformer类的实例，依次找到其对应的Equipment类、UsagePoint类以及Customer类的实例，并消去Equipment类和UsagePoint类的实例，仅保留PowerTransformer类的实例与Customer类的实例之间的对应关系。得到按照“站(变电站)—>线(馈线)—>变(配电变压器)—>户(用电客户)”的关联关系描述的馈线类与配电变压器类以及配电变压器类与用电客户类之间关联关系的数据文件，初始数据文件XML_1转换为XML_1’；

将配电侧的复杂模型简化成为营销侧的模型，消去VoltageLevel类、AclineSegment类以及Switch类、UsagePoint；

配电侧数据文件XML_1’与营销侧数据文件XML_2采用相同的模型和设备关联关系进行表述，便于采用遍历的方式进行比较；

(3)配电侧和营销侧分别存储和维护设备模型和数据，相同设备在配电侧和营销侧可能具有不同的属性，在比较时需要指定某一关键属性作为判断变电站、馈线、配电变压器和用电客户是否指向统一对象的依据，在实际实施时，可以使用设备编码作为该关键属性用于数据校验；

配电侧和营销侧各有一份设备模型和数据信息，但是信息的详细程度不同，准确度也不同，因此需要进行一致性校验。

指定校验的内容，即各个类的主属性。同时需要一个判定配电侧和营销侧的记录是否指向同一个设备的依据，即关键属性，该属性通常为设备的统一编码。

(4)遍历XML_1’和XML_2文件中的变电站设备，任选变电站记录ST_1和ST_2，ST_1来自XML_1’,ST_2来自XML_2，比较ST_1和ST_2的变电站设备编码(SUBS_CODE)是否相同；若SUBS_CODE相同，则ST_1和ST_2指向的变电站为二者共有变电站，否则ST_1为仅在配电侧数据中的变电站，ST_2为仅在营销侧数据中的变电站；

经过本步骤后，可以得到三个变电站记录集合，包括仅在配电侧记录的变电站集合，仅在营销侧记录的变电站集合以及二者共有变电站集合；

(5)对步骤(4)得到的共有变电站，比较变电站ST_1和ST_2的主要属性包括变电站名称，所属机构编码等，并标注不一致之处；

(6)对步骤(5)得到的共有变电站，任选ST_1对应的馈线记录LN_1和ST_2对应的馈线记录LN_2，比较二者的馈线设备编码(LINE_CODE)是否相同；若相同，则LN_1和LN_2指向的馈线为二者共有馈线，否则为仅在配电侧数据或者营销侧数据的馈线；

经过本步骤后，可以得到共有变电站集合中包含的仅在配电侧记录的馈线集合，仅在营销侧记录的馈线集合以及二者共有馈线集合；

(7)对步骤(6)得到的共有馈线，比较馈线的主要属性包括馈线名称、馈线长度、所属机构编码等，并标注不一致之处；

(8)对步骤(7)得到的共有馈线，任选LN_1对应的变压器记录TRANS_1和TRANS_2，比较二者的变压器设备编码(TRANS_CODE)是否相同；若相同，则TRANS_1和TRANS_2指向的配电变压器为二者共有配电变压器，否则为仅在配电侧数据或者营销侧数据的配电变压器；

经过本步骤后，可以得到共有变电站以及共有馈线集合中仅在配电侧记录的变压器集合，仅在营销侧记录的变压器集合以及二者共有变压器集合；

(9)对步骤(8)得到的共有配电变压器，比较配电变压的关键属性包括变压器名称、变压器安装地址、变压器容量等，并标注不一致之处；

(10)对步骤(9)得到的共有配电变压器，任选TRANS_1对应的用电客户记录CONS_1和CONS_2，比较二者的客户编码(CONS_CODE)是否相同；若相同，则CONS_1和CONS_2指向的用电客户为二者共有用电客户，否则为仅在配电侧数据或者营销侧数据的用电客户；

经过本步骤后，可以得到共有变电站、共有馈线集合以及共有配电变压器集合中仅在配电侧记录的用电客户集合，仅在营销侧记录的用电客户集合以及二者共有用电客户集合；

(11)对步骤(10)得到的共有用电客户，比较用电客户的关键属性包括客户名称、电气地址、用户类别、属性编码等并标注不一致之处。

经过本步骤后，得到共有变电站、共有馈线、共有配电变压器以及共有用电客户四个层次的数据记录以及对变压器、馈线、配电变压器、用电客户关键属性的校验结果。作为本发明的先进性体现之一，对于不属于共有变电站集合的变电站、馈线、配电变压器以及用电客户，需要人工修正该设备的统一编码，然后再次按照本发明提出的方法进行数据一致性校验，逐步提高营配数据的一致性。

值得注意的是，本发明的核心要点是建立配电侧和生产侧设备关联关系模型，并依据生产侧设备关联关系模型对配电侧设备关联关系模型进行简化合并。以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。