电力需求响应中公共信息模型的研究与应用

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需求响应(Demand Response,DR)是智能电网框架下的重要互动资源。建设具有信息化、自动化和互动化特征的智能电网对DR的信息集成提出新的要求。信息集成的关键是电力企业各系统要有统一的数据模型,IEC61970、IEC61968和IEC62325共同定义的公共信息模型(Common Information Model,CIM)虽然对电力系统及电力市场的模型有所规范,但是对DR的描述还很少,仅对DR涉及的少数类进行详细描述,不能满足DR业务场景发展的需求。因此,亟须对DR建立统一的CIM模型。  本文基于信息模型及信息系统的建模理论与方法,结合元数据及元模型建模体系,总结一套建立需求响应公共信息模型的方法,提出建模步骤及扩展原则,并将信息模型应用于实际业务场景中。本文所做的工作可归纳为以下方面:  1)从电网企业信息化和自动化现状入手,阐明建立统一信息模型是解决信息孤岛问题的有效方法;总结国内外DR理论及标准发展现状,明确标准化对DR发展的重要性;提出信息集成与扩展是建立DR综合数据平台,实现信息互操作的重要环节。  2)分析和比较信息建模的主流方法,阐明信息建模是对信息的规范化处理,信息模型则是信息的形式化表示方法;重点阐述面向对象建模技术和统一建模语言(UML);介绍CIM的发展历史及具体构成,明确CIM是一种元数据模型,具有类和属性可拆分的特性。  3)从DR的信息化需求出发,分析DR参与方,业务需求和功能需求;明确用例建模分析方法,对基于电价的DR和基于激励的DR建立用例示意图,并分析其信息交互内容,为信息模型的建立奠定基础。  4)研究CIM建模方法和扩展原则,在对当前CIM的包全面概括描述的基础上,通过差异化分析,分别建立DR继承CIM模型,DR扩展CIM模型和DR新建CIM模型三种模型形成全面的DR信息模型包。  5)针对目前电网企业应用集成的现状和不足,建立基于企业服务总线的应用集成方法。在所扩展的需求响应CIM模型基础上,建立针对DR业务的基于IEC61970/61968标准的扩展消息,规范基于CIM语义和XSD语法的应用间消息交互文件,为面向服务架构的需求响应应用集成开发提供可行解决方案。  本文基于CIM模型的建模原理和扩展原则,详细分析基于电价和基于激励的DR用例,并且通过现有CIM标准与DR业务需求的差异化分析,在已有CIM模型的基础上,对DR进行CIM建模。通过建立基于企业消息总线的应用集成方法,实现不同系统间模型及信息的传递,是实现坚强智能电网信息化建设的重要内容。
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