智能配電網(wǎng)技術及應用叢書 智能配電網(wǎng)信息模型及其應用
定 價：68 元
本書為智能配電網(wǎng)技術及應用叢書中的一個分冊。盡管電力信息化領域存在應用的多樣性和改變的迅速性，但信息模型始終在起作用。本書系統(tǒng)概述了智能配電網(wǎng)信息模型，按照電力企業(yè)信息模型的整體架構要求，分章節(jié)分層次介紹了電力行業(yè)主要信息模型（IEC CIM 和IEC 61850）的建模過程、關鍵內(nèi)容和應用場景，既充分融合，又各有側重，充分反映了信息模型在電力企業(yè)信息化建設中的核心作用。全書共9 章，內(nèi)容分別為：概論、信息建模的主要內(nèi)容及過程、面向對象的建模語言、IEC CIM 模型、IEC 61850 模型、模型間的映射、信息模型子集及通信映射、基于標準化模型互操作、信息模型應用示例。本書可供配電網(wǎng)相關技術人員閱讀，以了解電力信息模型的主要內(nèi)容和用途；也可供相關的專業(yè)技術人員和高校師生參考學習，以了解配電網(wǎng)信息模型的主要技術內(nèi)容。
張子仲
前言本書的編寫組成員大多從事了多年與電力信息模型相關的研究、標準/規(guī)范的編寫及應用工作，深知信息模型在電網(wǎng)自動化、信息化、智能化建設中的關鍵作用。然而，每每和模型領域外的人員做技術交流的時候，大多數(shù)人并不關心具體的技術實現(xiàn)細節(jié)，而是經(jīng)常會問，到底什么是信息模型？尤其是企業(yè)在評審和信息模型建設相關的項目時，決策者也最Z關心這類問題。遺憾的是，大多數(shù)技術人員都傾向于用專業(yè)語言、從局部視角來解讀信息模型，缺乏總體視角。這在一定程度上影響了電力企業(yè)信息化的整體規(guī)劃設計工作，更有甚者，會使得相關的信息系統(tǒng)、智能裝備等實用工具的開發(fā)、應用等走入誤區(qū)，最Z終構筑一個個信息孤島。這方面已經(jīng)有了很多值得總結的教訓。其實這是一個非常關鍵的問題，看似簡單，卻不那么容易回答。在編寫本書之前，編寫組查閱了國內(nèi)外相關的大量文獻，沒能發(fā)現(xiàn)一個能讓普通讀者易于理解的解答。要回答好這個問題，既需要對信息模型有高度的概括，也需要通過一種形象化的方式來闡述。編寫組正是從這個問題展開，嘗試用專業(yè)語言和通俗語言相結合，來揭示信息模型的內(nèi)涵和實質(zhì)，并逐步由淺入深，討論電力信息模型的基本概念和建模原理，并將它們運用到智能配電網(wǎng)設計應用中去，力求盡可能清楚完整地給出當今智能配電網(wǎng)信息模型的性質(zhì)和特征，普及并推廣電力信息模型知識，指導專業(yè)技術人員體系化地學習相關理論。這是一個頗具挑戰(zhàn)性的任務。首先，已經(jīng)有非常多類似的書籍介紹電力信息模型，它們更多是從專業(yè)的角度闡述模型內(nèi)容，側重于技術細節(jié)，對模型的應用背景介紹得不夠，用戶很難舉一反三，融會貫通；其次，這些信息模型的設計本身也在不斷地發(fā)展，不斷地融合，不僅表現(xiàn)在內(nèi)容上，也表現(xiàn)在方法論上，需要我們從整體的視角來審視電力信息模型。本書則是一本關于智能配電網(wǎng)信息模型總體概述的書，按照電力企業(yè)信息模型的整體架構要求，分章節(jié)分層次介紹了電力行業(yè)主要信息模型（IEC CIM 和IEC 61850）的建模過程、關鍵內(nèi)容和應用場景，既充分融合，又各有側重，充分反映了信息模型在電力企業(yè)信息化建設中的核心作用。盡管電力信息化領域存在應用的多樣性和改變的迅速性，但信息模型始終在起作用。當然，這些模型的應用最Z終取決于當前的技術狀況和設計者的性能/價格目標。本書主要面向的讀者分為兩類：一類是供配電領域技術人員，通過第d1 章和第9 章的閱讀，可以大致了解電力信息模型的主要內(nèi)容和用途；另一類是相關專業(yè)的技術人員和高校師生，通過相關章節(jié)可以了解電力信息模型的主要技術內(nèi)容，如果需要了解更多的技術細節(jié)，可以參見相關的國內(nèi)外技術標準和規(guī)范。本書在編寫過程中得到許多人的幫助，他們慷慨地為本書貢獻了自己的寶貴時間和知識，并提出許多建設性意見，在此致以誠摯的謝意。張子仲2024 年9 月
張子仲，研究員級高級工程師，國電南瑞科技股份有限公司配電分公司 副總工程師
目錄叢書序 用配電網(wǎng)新技術的知識盛宴以饗讀者前言第1 章 概論 11.1 配電網(wǎng)信息化與信息模型 11.1.1 配電網(wǎng)自動化與信息化 11.1.2 DIKW 體系 21.1.3 信息模型 31.2 智能電網(wǎng)面向對象信息模型 51.2.1 SGAM 互操作體系總體架構 51.2.2 IEC 系列信息模型標準 91.3 智能配電網(wǎng)信息模型發(fā)展歷程 111.3.1 國外應用現(xiàn)狀 111.3.2 國內(nèi)應用現(xiàn)狀 141.3.3 模型的研究方向 16第2 章 信息建模的主要內(nèi)容及過程 182.1 應用場景與用例分析 182.2 信息交換需求 192.3 語義模型設計 192.4 信息模型應用與互操作 20第3 章 面向對象的建模語言233.1 面向對象的基本概念 233.2 UML 建模語言 233.2.1 UML 建模語言概述 243.2.2 CIM 中使用的UML 概念 243.2.3 CIM 的模型結構規(guī)則 243.2.4 類 283.2.5 泛化 293.2.6 簡單關聯(lián) 303.2.7 聚集 313.2.8 組合 323.3 XML 語法 333.4 XML Schema 模式 343.5 資源描述框架（RDF） 363.6 建模工具簡介 40第4 章 IEC CIM 模型 414.1 CIM 概述 414.2 CIM 對象結構 444.2.1 公共模型 444.2.2 電網(wǎng)運行業(yè)務CIM 494.2.3 資產(chǎn)管理業(yè)務CIM 644.2.4 客戶服務業(yè)務CIM 684.2.5 計量計費業(yè)務CIM 704.2.6 現(xiàn)場作業(yè)CIM 724.2.7 調(diào)度業(yè)務CIM 75第5 章 IEC 61850 模型 785.1 IEC 61850 概述 785.2 IEC 61850 標準的技術特點 795.2.1 分層分布式體系結構 795.2.2 面向對象的信息統(tǒng)一建模 805.2.3 信息模型與底層通信協(xié)議獨立 805.2.4 數(shù)據(jù)自描述 815.3 IEC 61850 標準的邏輯節(jié)點建模原則 815.4 面向配電業(yè)務的配電邏輯節(jié)點結構 815.4.1 SCADA 功能信息模型 815.4.2 饋線自動化功能的信息模型 835.4.3 集中式饋線自動化的信息模型 855.4.4 分布式饋線自動化的信息模型 865.4.5 小電流接地故障選線、定位功能的信息模型 895.4.6 分布式能源監(jiān)控的信息模型 905.4.7 電池管理功能的信息模型 104第6 章 模型間的映射 1066.1 CIM 模型和IEC 61850 模型映射的意義 1066.2 IEC 61850 模型和CIM 模型映射的方法及原則 1076.2.1 靜態(tài)拓撲模型融合 1076.2.2 量測模型融合 1086.3 IEC 61850 模型和CIM 模型主要映射內(nèi)容 1086.3.1 CIM 模型和IEC 61850 模型差異分析 1106.3.2 IEC 61968 和IEC 61850 的量測模型差異 1176.4 CIM 模型和IEC 61850 模型的協(xié)調(diào) 1196.4.1 融合后的配電網(wǎng)IEC 61850 靜態(tài)拓撲模型 1216.4.2 融合后的配電網(wǎng)IEC 61850 容器模型 1246.4.3 融合后的主動配電網(wǎng)IEC 61970 靜態(tài)拓撲模型 1266.4.4 量測模型融合 127第7 章 信息模型子集及通信映射 1317.1 IEC 61970/61968 模型子集 1317.2 通信協(xié)議介紹 1347.2.1 數(shù)據(jù)通信模型 1347.2.2 客戶機服務器模型 1347.2.3 消息隊列模式 1357.2.4 發(fā)布者訂閱者模型 1357.3 模型子集和通信協(xié)議及消息映射 1377.3.1 基于IEC 61968/61970 的消息映射 1377.3.2 基于IEC 61850/CIM 的通信協(xié)議映射 150第8 章 基于標準化模型互操作 1548.1 典型互操作場景 1548.1.1 點對點集成技術 1548.1.2 中間件集成技術 1558.1.3 SOA 架構與總線集成技術 1558.2 互操作測試內(nèi)容 1568.3 互操作測試流程 1578.3.1 UML 包（Package）與OWL 文件的映射 1578.3.2 OWL 在電力系統(tǒng)公共信息模型中的應用 158第9 章 信息模型應用示例 1599.1 配電網(wǎng)分布式控制架構 1599.1.1 業(yè)務應用背景 1599.1.2 配電網(wǎng)分布式控制架構簡介 1619.1.3 運行環(huán)境 1639.1.4 消息流 1639.1.5 分布式消息通信機制 1659.1.6 主要設備模型及服務介紹 1689.2 分布式電源建模及應用框架 1869.2.1 分布式電源業(yè)務架構模型 1879.2.2 分布式電源層次控制架構 1889.2.3 分布式電源并網(wǎng)規(guī)范 1919.2.4 分布式電源模型及通信協(xié)議 1929.2.5 應用展望 196參考文獻 197后記 199
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