CIM模型在电力主配网拼接中的应用与研究

CIM模型在电力主配网拼接中的应用与研究

李晨光

（长园深瑞继保自动化有限公司518057）

摘要：随着我国经济的不断发展，电力系统也逐渐完善，电气自动化进程的步伐也逐渐加快，我国的电能输送管网，相比于传统的分散式管网来说，已经有了很明显的进步，但是在信息的共享与资源的合理应用上仍然存在着发展空间，本文将CIM模型合理运用到电力主配网中，希望可以对电网改良有一个有效的借鉴。

关键词：CIM模型；电力主配网；拼接应用

引言：

CIM模型是基于一个抽象的概念，建立起来的多维度模型，它在电力系统中的使用较为广泛，可以涵盖多个对象，并揭示了各个对象之间存在的关系。CIM模型还起到一个中心系统的作用，把对象合理化思想与电力主配网相结合，本文就针对与CIM模型展开讨论，全面而系统的介绍了CIM及电力主配网。

一、概论及现状

随着我国经济的日益发展，人民对于物质文化的需求逐渐与生产力之间出现了矛盾。我们为了克服这种矛盾，便一直在进行着全面而系统的电力管网改革。电能作为国民经济发展的基本能源，对其管网的规划也是民生的基础问题之一，近年来，我国将CIM模型合理的运用到电力管网之中，并取得了不小的成效。电力系统一共有多个构成要素，输入电网、输出电网、变压器，继电器等，这类原件通过相互连接，共同配合，完成电力系统的输送工作[1]。因为如今智能电网的普及，所以电力系统的网络结构的密集程度较高，建模的难度也较高，例如对其内部接线方式的建模就有多个种类。另外，如果内部网络的内容过于丰富，不仅对电网维护等工作量会增加，模型也会十分复杂，但如果模型建设太简单，又会出现单薄无力，对实际的维护工作无帮助的问题。所以合理有效地完成CIM模型在电力管网拼接模型中的建立，是需要进行大量的前期工作铺垫的。

二、CIM概论

CIM是一种常见的建模方式，它类似于一个中心系统，把所有的内容都可以涵盖在内，对其各部分的关系也可以分析明确，它的一个部分又可以拆解为不同的其他部分，然后用一种特定的方式，来直观的解释这类部分[2]。它的建立具有一定的通用性，对于使用者来说十分方便，它方便了设计、理解等过程。CIM模型具体可以分为以下集中形式：核心包、拓扑包等。本文对于电力主配网的研究是基于其中的9个包进行研究的，九种包之间相互依赖，但又彼此独立，都没有分明的界限，却又有一定的限制和范围，具体如下图：

图1-相互关系图

（二）CIM分类

我们常说的类别是具有共性的特征物，按照其特性进行归总的方式，CIM的包都属于CIM，但是其彼此之间又存在着特性，所以，我们按照其操作方式的不同和属性的差异，对其进行了深入的归类。CIM的出现本身是为了方便数据的管理和传输，同时简化系统和配置，每一个CIM的属性存在差异，其操作简化过程的方式也不同，所以系统对于不同包的识别方式也不同。例如我们常见的电容，它有的具有电压属性，有的具有电流属性，这其中包含关系不同，自然被划归到不同的种类之中。

（三）类与类的关系

CIM之间的类与类就好比人类结构的器官与器官，它们相互依存，彼此存在，构成了整个庞大的系统，它们之间地关系也多种多样，主要分为三种，关联、泛化、聚集。关联方式又可以细化为其他形式的联系，可以类比于数学中的映射，对应关系为多种多样。泛化则指的是一种附属关系，就好比电力系统中的附件，应用频繁，但并没有直接的相关关系。聚集指的是不同的部分集合在一起，共同构成一个部分，然后协同工作。

三、电网资源

电力系统本身并没有物理属性，但是因为其基于CIM上发展，于是从中继承了一定的属性，通过以下管网，可以清楚的看出来这类关联：

图2-联系图

（一）时间唯一性

作为一个电力系统网，在某一固定时间内，只能经由一家公司操作，不能多系统登录，但是其资源可以实现在多公司范围内共享。

（二）测量多样性

电力资源网内部相互关联，彼此合作。其内部可以完成有效性的合作，并完成多个量的测量[3]。以继电器故障为例，故障发生时，操作人员可以通过其他系统的关联状态，来观察其受损状态。

（三）主配网拼接

电力主配网之间并不是孤立存在的，都是存在着关联性的，每一个设备之间都是相互存在的，通过这类内部的关联，可以增强主配网拼接的稳定性。各个导电设备之间具有一定的关联性，通过对于接点的分析，再连接在一起。

四、模型拼接预案

现阶段，我国常用CIM来实现电网的模型的建设，为了让电力主配网的拼接更加的系统和完善，让电力的运输过程更加流畅和顺利，操作人员就需要基于软件与计算机，在CIM结构建设之前，完善系统数据的处理工作。这样可以让分散的各部分通过CIM模型在内部形成联系，更加统一与完善。

（一）建立模型

图3-模型示意图

本模型应该结合被设计地区的电力结构，进行综合分析，然后按完善如图所示的四个部分，然后通过边线进行连接，让电力系统网能够通过CIM系统清晰的展现出来。

（二）拆解模型

电力配电系统拼接的第二过程就是拆解，将相同类别的CIM系统进行拆卸，然后再通过重组，完成CIM模型建设。

通过两幅图对比分析，可以看出拆解过程是将原本的地调模型拆解，但是保留了其基本的线路。

（三）拼接模型

将图中被切分的模型，相互连接成为一个有机的整体，让关键点重合，这个过程称为CIM模型的拼接过程。

图4-拼接成型图

五、拼接模型的特点

拼接后的模型，其自动化程度与智能化程度均有很大程度的提高，因为CIM的语言是通用的，所以模型的运转也更加的流畅，其继承了CIM模型的可跨越度，但同时也有一定的局限性，需要引起重视[4]。笔者对其特点归类如下：

（一）区域独立

通过直观的分类，模型将各个部分分成了独立的调度，每一个空间的内容独立进行，却又相互统一，供中央系统所调动，从而达到了数据与资源共享的作用。在这个过程中，其区域是相互独立的。

（二）灵活性

无论是在整个电网系统的工作中，还是在企业内部的管理上，拼接型管理系统都具有开放式的操作模式，可以对信息网络系统进行自我调配，自我调控，不仅可以解决平台之间信息不流畅的问题，也可以解决因各个系统之间的编程语言不统一而导致的交流不通畅问题。

（三）模型统一

CIM模型的统一性是在电力主配电系统中应用其的主要原因，基于CIM模型，人们可以将各个系统之间的运行规律统一到一个平台之上，在平台基础上完善平台内容，这种做法对于电网的整体建设是十分有利的。

六、实例

CIM生产智能采集系统，在实际中可以针对于工业化的流水线，作为处理方案，其终端可以完成从数据识别，到采集，再到备份等多个环节。中控人员可以通过控制中心，对大量的终端设备进行控制，通过两者的管理和配合，从而实现流水作业、物料追踪等，并且提供SAP、金蝶和用友等接口程序。CIM技术还可以被用在日常的生产制造中，粮仓储存要较为常见。对于数据收集、整理等意义深远。

七、结束语

配电管理系统是电力部门重要的监控系统，也是核心的调控中心，它对于我国电力系统的完善与建设有着重要的价值和意义。所以为了合理地实现其功能，必须要对其内部管理系统进行合理的规划。现在，绝大多数的企业，都将CIM系统运用在电力配电的拼接之中，实现了电力系统整体的内在统一，对于配电管理系统的建设有深远意义，但对于两者的统一性探究，相关部门仍然需要走很长的一段路。

参考文献：

[1]冉冉，胡楠，刘鹏宇，基于实时历史数据库的电力系统CIM模型研究[J].电子设计工程，2017，25（10）：158-161.

[2]周云成，许童羽，朴在林.基于CIM的配电网GIS数据模型存储与维护方法研究[J].电力系统保护与控制，2012，40（15）：104-109.

[3]王倩，邓龙君，程晓晓，基于IEC61968和SG-CIM的物联网系统与配网自动化数据交互模型[J].电力信息与通信技术，2016（10）：28-33.

[4]李勇，孔平，许乃媛，基于CIM模型的服务流技术在电力信息集成的应用[J].山东电力技术，2015，42（10）：31-34.