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随着电力系统向者高电压、大电网、高度自动化发展,随着电力工业市场化的推进,对企业级和行业级信息共享和应用集成的需求也越来越迫切。各类自动化系统应用不断涌现,其数据交换需求覆盖了不同的层次,都要求方便、灵活地实现信息共享和应用集成。 通常情况下,各个应用系统由不同的开发商提供,所使用的数据模型、应用接口、开发平台千差万别,每个应用需要针对其他应用开发专门的接口以实现信息共享。这样做的成本很高,不能灵活地实现各个应用间的互操作,不能充分有效地保护在各个应用中已有的投资。 针对这一问题,从美国电力科学研究院的“控制中心应用接口”(CCAPI/EMS-API)项目开始,通过整个工业界的协作和努力,IEC发布了IEC 61970协议族,其核心目标是通过建立公用信息模型(CIM)和体系结构,实现开放的电力控制中心系统,达到即插即用的电力企业应用集成。 CIM模型是一种描述电力系统所有对象逻辑结构和关系的信息模型,它为各个应用提供了与平台无关的统一的电力系统逻辑描述,尤其是在EMS系统领域。IEC 61970叻、议同时定义了与公共信息模型的适应的公用体系结构,即基于组件软件的解决方案及其实现方式,包括组件接口规范(CIS)和信息交换模型(IEM)。EMS-API直接采用软件行业主流的组件执行系统作为集成基础设施,并采用通用的可扩展标记语言(XML)作为其数据对象编码和传输格式。 本文从CIM模型入手,系统介绍了EMS API项目的发展历程,介绍了Java/可扩展标记语言(XML)/资源描述框架(RDF)/通用建模语言(UML)等相关计算机技术的发展,详细研究了电力系统CIM模型的概念、结构、特点,剖析了IEC 61970协议族的关系,以此为基础提出了基于IEC 61970标准,采用CIM/XML格式的电力系统模型数据交换实现方案。本文给出了一个实例,完成了基于CIM模型/XML格式的潮流计算程序的接口实现,阐述了CIM模型数据交换的具体实现步骤。本文还提出了IEC 61970协议在电力系统具体应用的实现构想,展望了其广阔的应用前景。