智能电网之信息共通接取界面(ClS)的研究与应用探讨

CIS简介

一个可让电网数据互通的共通信息平台是保证智能电网比传统电网有效率且可靠的基础，因此联合国国际电气委员会(IEC)针对该议题订定出国际统一的共通信息标准CIM，其中包含了与输电网相关的IEC-61970，配电网及电力企业管理相关的IEC-61 968等众多内容。随着IEC-61 970及IEC-61 968渐渐被国际上的电力企业采纳接受，为了实现电力企业在各自不同的系统间能够互相地链接并进行数据模型交换，因此必须定义出此交换接口的方式及讯息交换的内容，共通信息接取界面(component Interface Specification，CIS)因而产生。

CIS组成

CIS是建构在clM的基础上，它定义了使用标准方式交换数据的途径、所交换的内容、以及用来在组件间(或应用间)交换数据的接口的功能要求。在IEC-61 970组件接口规范分为两个级别400和500系列，级别一(400系列)描述了接口的功能需求，仅对接口做一般性描述，不涉及具体实做的部分。级别二(500系列)描述了用CORBA和XML等特定技术对这些接口所使用讯息的具体实做。由于IEC-61 970 CIS标准尚处在不断更新修订中，所以目前国内外研究的重点放在了CIS标准中相对来说比较成熟的400系列部分，即级别一。在IEC 61 970的400系列中，对组件接口规范从总体到实现都作了规定。

401篇描述了组件接口规范的框架，它提供了400系列关于组件接口规范标准的概况并且解释了如何在系统运作和系统整合时使用这些标准。402-449篇定义了组件接口中和应用无关的服务，用叙述性语言、统一建模语言(unified Model‘ing Language，UML)以及接口定义语言(Interface Definition Language，IDL)描述了应用程序接口标准，定义了任何应用在和其他应用交换讯息或者获取公共数据时使用的通用服务。450篇定义了记录交换讯息内容和交换机制的过程，以及如何在系统整合中应用组件接口规范的实例。451篇在总体上从抽象层定义控制中心组件之间传递数据的内容和交换的机制，而452-499篇制定了特定应用的讯息交换标准，简称为讯息交换模型。

由于CIS包含的内容太多。本文目前研究的CIS部分主要集中在CIS通用服务中的402公共服务(CommonSe rvices，CS)和403通用数据存取(Generic DataAccess，GDA)。

CIS公共服务与通用数据存取

公共服务(Common Services)是CIS通用服务的基础，它规定了组件使用标准的方式来存取共通数据所需要的接口，这接口还描述了组件中的事件类型和消息内容。使用CIS其他服务都必须通过公共服务来与其他CIS服务相连。公共服务的主要可分为三个方向：资源标识符(Resource Identifiers)服务、资源描述(Resource Description)服务以及视图(View)。

资源标识符，是在公共管理系统(utilityManagement System，UMS)数据存取功能(DataAccess Facility，DAF)标准的资源标识服务模型上形成的。使用这个服务可以标识出clM资源，如类别、属性和对象实例等。DAF的这个模型提供了对统一资源描述(Universal Resource Identifiers，URI)和资源描述(Resource Identifier，Resource lD)的架构以及这两者相互转换的接口。每个URI都会有个与之对应的资源描述Resource ID，但是一Resource ID所描述的资源可能有多个URI与之对应。因此资源标识服务对DAF的这一接口进行了扩展，提供了一个称做视图的查询参数。这参数可限定所需查询的范围，以提高接口的查询效率。

资源描述服务参考了UMS DAF标准中的资源描述服务模型，使用这个服务可以用标准的方式来描述CIM资源，如类别、属性和对象实例彼此之间的关联，也定义了一种交换CIM资源讯息的标准方法。CIS通用服务中所有查询的回传结果都必须遵循这个服务所描述的形式。

CIM视图是由联合国辖下的国际电气委员会(IEc)由电力系统管理与相关信息交换技术委员会(Power System Management and AssociatedInformation Exchange，TC57)针对该议题检讨订定国际统一的共通信息标准。IECTC57视图可用来表现出使用何种模式以及显示出实例数据的方法。IECTC 57视图标准定义了二种类型的视图，分别是lECTC57PhysicalView和IECTC57EventingView。IECTC57PhysicaIView是一颗从物理模型角度方面展现电力系统相关实例数据的树状结构。此树状结构可以包含任意层节点。每个节点有一个IECTC57资源类型的属性用来标识此节点的类型归属，每个节点还有一个资源标识符的属性用来唯一确定这个节点。而IECTC57EventingView与405部分的通用事件与订阅标准有关。IECTC57视图范例如图1所示。

结合上述的公共服务，通用数据存取(GenericData Access，GDA)提供了存取CIM公共数据所需要的API服务。由于有了这些服务，使用者可对CIM里的数据进行读取、写入、更改事件等功能的支持，本文仅对读取数据部分加以探讨。接着介绍几个常用的API如表1所示。

get_resource_ids

它的功能是藉由输入的URI得到相对应的ResourcelD，回传的Resou rcelD序列长度与输入的URl序列长度相等，若输入一无法辨别URl则抛出LookupError。

get_uris()

它的功能是藉由输入的ResourcelD得到相对应的URl，回传的URl序列长度与输入的ResourcelD序列长度相等，若输入一无法辨别Resou rcelD则抛出LookupError。

get_values

它的功能是藉由输入Resou rcelD得到相对应的资源描述，若输入一无法辨别Resou rcelD，则抛出UnknownResource。

get_extent_values

它的功能是藉由输入代表类别的ResourcelD来得到所有符合此类别的资源描述，若输入一无法辨别ResourcelD，则抛出UnknownResource；若ResourcelD可被辨别但不属于类别则抛出QueryError。

get_related_values

它的功能是输入ResourcelD以及一Association结构来得到符合条件的资源描述。若输入一无法辨别ResourcelD，则抛出UnknownResource：若输入的Association无法辨识，则抛出UnknownAssociation，若ResourcelD与Association皆可辨识但两者不互相配对，则抛出QueryError。

CIS应用

基于上述的研究，服务器能提供cls的接口供客户端存取位于伺服端的数据，客户端使用CIS的公共服务和通用数据存取服务的APl来与伺服端进行数据问的传送，伺服端与客户端之间的通讯协议建议选择可适用于不同平台的CORBA来实现，系统架构如下图2所示。图3是一个简单CIS资源查询过程的次序图，由于CIS资源查询接口的输入参数必须是ResourcelD，而ResourcelD一般用在伺服端内部管理使用，客户端大部分是只知道统一资源描述URI，因此从图3中可看出客户端在资源查询前，必须先使用公共服务所提供的URI得到所对应的ResourcelD(get_resource_ids)再将这些ResourcelD传入相应的资源查询来得到之后所需的查询结果。

结论和展望

智能电网的成功关键在于使用资通信技术来整合致性问题并实现数据的共享，对提高智能电网技术水平具有十分重要的意义。如何正确理解模型，保持模型的扩展性、兼容性，需要我们持续的关注并在实际系统中有效地更新使用。使用CIS服务能为电力企业进行生产信息的开发提供些许的帮助，也能对台湾推进智能电网开启广阔的前景。