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1、ICS 27.100 F 20 备案号：备案号：22291-2008 中华人民共和国电力行业标准中华人民共和国电力行业标准 DL/T 890.5012007/IEC 61970-501:2006 能量管理系统应用程序接口（能量管理系统应用程序接口（EMS-API） 第第 501 部分：公共信息模型的资源描述部分：公共信息模型的资源描述 框架（框架（CIM RDF）模式）模式 Energy management system application program interface （EMS-API） - Part 501: Common Information Model Resource
2、Description Framework （CIM RDF） Schema （IEC 61970-501: 2006, IDT） 2007-12-03 发布发布 2008-06-01 实施实施 中华人民共和国国家发展和改革委员会中华人民共和国国家发展和改革委员会 发 布发 布 目 次 前言 引言 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 4 XML 文档结构 5 元数据和 RDF Schema 6 CIM 元数据 附录 A（资料性附录） CIM RDF Schema 的形成模式生成机制 引 言 DL 890 标准采用 IEC 61970 国际标准。IEC 61970标准定义了能量管理系统
3、（EMS）的 应用程序接口（API），目的在于便于集成来自不同厂家的 EMS 内部的各种应用，便于将 EMS与调度中心内部其他系统互联，以及便于实现不同调度中心 EMS之间的模型交换。将 这国际标准转化为我国标准并贯彻执行， 对于实现异构环境下软件产品的即插即用， 使 EMS 与其他系统能互联、互通、互操作显然会有很好的作用。 本部分是 DL 890.5XX中的一部分。 DL 890.5XX描述了 DL 890.4XX 部分在实现中与特 定技术的映射。为了保证互操作性，每个接口对每一种技术必须有标准的映射。 本部分定义了在公共信息模型（DL 890.3XX）中用统一建模语言（UML）表示的概念
4、 模型和机器可读的可扩展标记语言（XML）表示的模式之间的映射。XML 表示的模式是用 资源描述框架（RDF）模式规范语言定义的。 能量管理系统应用程序接口（EMS-API） 第 501部分：公共信息模型的资源描述 框架（CIM RDF）模式 1 范围 范围 本标准为能量管理系统应用程序接口定义了一套组件接口规范（CIS）。本部分规定了 形成 DL/T 890.301 标准中定义的公共信息模型（CIM）的机器可读形式所需的格式和规则。 它提供了 CIM 词汇表，以支持数据访问工具和相关的 CIM语义。 本部分为来自独立供应商的应用提供了以通用格式和标准服务访问 CIM 元数据的机 制，以实现后
5、续的 CIM数据访问，其次是提供 CIM 版本管理能力和一种易于扩展的机制以 满足特定现场需求。建议的解决方案： 是机器和人可读的，尽管其主要目的是供程序访问； 可以用任何支持文档对象模型（DOM）应用程序接口的工具访问； 是自描述的； 充分利用当前的 Web标准。 本部分是第二级别组件接口规范文档，它使用叙述性术语（通过文本和基于 CIM 的例 子）描述了需要标准化的 CIM 元数据接口的详细定义。 2 规范性引用文件 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本部分的引用而构成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件， 其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本
6、 部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。 凡是不注日期的引用文件， 其最 新版本适用于本部分。 DL/T 890.1 能量管理系统应用程序接口（EMS-API）第 1 部分：导则和一般要求 DL/T 890.2 能量管理系统应用程序接口（EMS-API）第 2 部分：术语表 DL/T 890.301 能量管理系统应用程序接口（EMS-API）第 301 部分：公共信息模型 （CIM）基础 IEC 60050 国际电工技术词汇 3 术语和定义 术语和定义 DL/T 890.2中的术语和定义适用于本部分。 3.1 公共信息模型 common information model（CIM
7、） 描述了 EMS信息模型中包含的电力企业内所有主要对象的抽象模型。 注：通过提供一种用对象类和属性及它们之间的关系来表示电力系统资源的标准方法， CIM 促进了不同厂商独立开发的各个 EMS 应用的集成，独立开发的各个完整的 EMS 系统 之间的集成，或 EMS系统和与电力系统运行的不同方面，如发电和配电管理，有关的其他 系统的集成。 3.2 文档对象模型 document object model（DOM） 一个由万维网联盟（W3C）定义的与平台和语言无关的接口，它允许程序和脚本动态 地访问和交换文档的内容、结构和样式。 3.3 资源描述框架 resource description fr
8、amework（RDF） 一种由万维网联盟（W3C）推荐的语言，用来表示机器可以简单处理的元数据。它被 表示为一种特殊的 XML 文档。 3.4 RDF schema 一种模式规范语言，用来规定一种应用特定的模式。它使用 RDF 描述资源和它们的性 质，包括资源如何与其他资源相关联。 3.5 统一建模语言 unified modelling language（UML） UML 是一种建模语言和方法学，用于说明、可视化、构建和文档化系统密集型过程的 工具。 3.6 可扩展标记语言 extensible markup language（XML） 标准通用标记语言（SGML，ISO 8879）的一个
9、子集，用于在文本文件中插入结构化数 据。它是 W3C 认可推荐的。 注：注：它是免许可的、与平台无关的，并且被很多容易得到的软件工具很好地支持。 4 XML 文档结构文档结构 4.1 概述 XML 文档是一组容器。这些容器可以包含其他容器和内容。良构的 XML 文档的两个 必不可少的部分是序言（prolog）和根元素（root element）。序言包括了对文档所遵循的 XML 标准的版本以及所使用编码的声明。CIM RDF Schema文件的序言很简单： 根元素包含了 XML 文档的实际内容，这些内容包括在开始和结束标记之内。CIM RDF Schema 包括这样的根元素： . . . 根元
10、素也包括了对名空间的引用， 这些名空间为在文档其他部分使用的元素定义了一个 上下文。这样的元素名以该名空间别名加一个冒号作为前缀。例如，RDF Schema 名空间声 明如下： xmlns: rdfs = http: /www.w3.org/TR/1999/PR-rdf-schema-19990303# 文档中对它的引用使用这样的语法： 注释可以出现在 XML 文档的任何地方；用“”限定。 4.2 元素 元素（element）是包含在开始和结束标记之间的容器。开始标记定义元素的名字并包 含该元素的任何属性。在下面的例子中，Class是元素名，ID是它的属性。 该元素的结束标记是。 4.3 属性
11、 ID属性用于使 Class元素能够引用 CIM RDF Schema文档中的其他元素节点。 ID= “Bay” 的元素可以通过在该属性值前加#号的方式被其他元素引用，如“#Bay”。 需要注意的是，XML 中的属性概念与 UML 中定义的不同。XML 属性保存了那些不是 直接或不是立即与读者相关的元素信息，例如一个 ID 只是用来链接内部的一些元素。而 UML 属性是这个上下文中的数据。它们必须保留自身的结构信息，如数据类型、约束和描 述。因此，UML 属性被指定为 CIM RDF Schema 中的元素。 5 元数据和 元数据和 RDF Schema 5.1 概述 RDF Schema 允
12、许定义应用特定的词汇表。这是一种描述 CIM 类、属性和关系的非常简 练的方式。 RDF Schema 被设计成可扩展的， 因此针对 CIM 的本地化扩展能很容易地被引用。 5.2 资源 资源是可以通过一个统一资源标识符（URI）引用的任何事物。对于 CIM RDF Schema 而言，一个资源对应于一个类。按惯例，资源命名以大写字母开头。 5.3 性质（property） 性质用来描述资源的一个特定方面、特征、属性或关系。每个性质有一个特定的含义， 定义它的允许值、它可以描述的资源类型以及它与其他性质的关系。在 CIM RDF Schema 上下文中，一个性质可以是一个类属性或该类一个关联的
13、作用名。按惯例，性质命名以小写 字母开头。 5.4 名空间 名空间（namespace）是把上下文中一个词的特定用法和特定的字典（模式）联系起来 的一种方式，在该字典中可以找到该词的预期定义。RDF要求 XML 名空间能精确地将每个 性质和定义该性质的模式关联起来。 5.5 CIM RDF Schema 扩展 5.5.1 概述 RDF Schema 已经被扩展以支持一些 UML 概念，这些概念对于 CIM 是重要和有用的。 5.5.2 重数（multiplicity） 约束性质（constraint property）是一种特殊类型的性质，可用于限制指定性质的值。重 数约束定义了 CIM 中一
14、个关联的作用所允许的基数（cardinality）值。重数资源定义为： multiplicity 表示对于一个给定资源的给定性质来说，允许多少个实例。允许的值 是： M： 01 （0 或 1） ， M： 11 （1） ， M： 0n （0 或多） ， M： 1n （1 或多） 。 Multiplicity 包含有效值列表的枚举型定义。 CIM RDF Schema 扩展创建了这类资源，用来表示所允许的 CIM 基数。这些资源被命名 为 M：01， M：11， M：0n和 M：1n 以对应模型中的 UML 值。 5.5.3 对端作用名（inverseRolename） 对端作用名性质提供此关联对
15、端类作用名的名称。这个性质对通过 CIM 关系进行搜索 是有用的。它被定义为： inverseRoleName 此关联对端的作用名。 5.5.4 聚集 CIM 中的一些关联被指定为聚集或容器类型的关联。对于这些关联，一些 UML 工具仅 仅给出关联中容器侧的作用名。 这个性质表示该作用名是否是聚集， 使得可通过聚集作用名 的 inverseRolename（对端作用名）来找到“被包含”侧的作用名。 isAggregate 描 述 了 作 用 是 否 是 聚 集 。 如 果 是 聚 集 ， 那 么 另 一 侧 类 的 inverseRoleName 性质可以列也可以不列。 5.5.5 构造型 C
16、IM 使用 UML 构造型来表示某些类是基本类型或是枚举类型。 构造型性质定义这些构 造型。它被定义为： stereotype 主要用来描述基本数据类型和枚举。 5.5.6 数据类型 每个 UML 类属性都有一个数据类型定义。 在 CIM 模型中， 数据类型都是作为类来定义 的。 一个类属性的数据类型定义引用对应的数据类型类。 数据类型可以是字符串型， 枚举型， 浮点型，整型或其他。这样定义是因为 UML 和 CIM RDF Schema 中的语法是不同的。 数据类型引用被指定为一个类属性性质规范的一部分。 rdf: Property rdf: about=http: /iec.#class-
17、attribute-name cims: dataType rdf: resource=http: /iec.#data-type 在数据类型是“字符串型，浮点型，整型或其他”的情况下，仅存在一个到相应数据类 型类的引用。 rdfs: Class rdf: about=http: /iec. #data-type 下例定义了一个 被“Compensator.yPerSection”属性引用的数据类型“Admittance”： yPerSection 电容器组每个可切换分组的电纳，用每一分组的 Mvar来计算，并按网 络电压修正。 Nerc Admittance 电流与电压的比值。 Nerc 对
18、于 UML 中被定义为枚举型数据类型的类属性，与 rdf 模式的映射略有不同（参考 6.3.5）。 5.5.7 子集（profile） UML 模型中的类，属性和关联的一个子集合可以通过一个子集来定义。每个子集有一 个名称。通过 cims: profile声明指定到一个子集。这是可选的，即不是每个类都必须指定到 一个子集。 在下例中，“CurveSchedData”类被指定到名为“Nerc”的子集。 CurveSchedData 用于定义曲线或计划的数据点的值。 Nerc 下例定义了“CurveSchedData”类的 CurveSchedData.rampData属性。 rampData Y
19、轴变量相对于 X轴变量的变化率数值。 Nerc 最后是一个关联的示例，该关联被定义为 NERC 子集的一部分： CurveSchedule 用于定义曲线的数据点的值。 Nerc true 5.5.8 类目录 CIM的UML类模型使用目录来组织类。例如核心部分和域部分。一个目录对应Rational Rose中的一个包。在rdf模式中cims: ClassCategory定义一个目录。目录名在rdf: about声明中 定义。 下面的例子定义了一个目录“Core”： Core 包 含 所 有 应 用 共 享 的 核 心 的PowerSystemResource和 ConductingEquipme
20、nt 实体，以及这些实体的常见的组合。并不是所有的应用都需要所有的 Core 实体。 类通过 cims: belongsToCategory指定到一个目录（参见 5.5.9）。 5.5.9 从属于目录 UML 模型中的每个类被指定到一个目录。cims: BelongsToCategory 声明指明了类所属 的目录。该声明是类定义的一部分。 下例定义了属于目录“Core”的“CurveSchedData”类： CurveSchedData 用于定义曲线或计划的数据点的值。 Nerc 6 CIM 元数据元数据 6.1 概述 CIM 元数据是从 UML 模型中抽取出来的，使用脚本自动生成 CIM R
21、DF Schema XML 文件。这种映射是直接的，不需要手工编辑。映射的算法和脚本在附录 A中描述。 6.2 Schema 6.2.1 CIM RDF Schema CIM RDF Schema 文件生成为 XML RDF类型的文档。 6.2.2 版本 CIM RDF Schema 的每一个版本被赋予一个版本号， 与 UML 模型文件的版本号相匹配， 如 cimu08b.xml。版本号既可通过文件名也可通过文件中的 rdf: Description 属性表示，例如： 从日期为 1999-11-11 的 UML 文件 cimu08b.mdl 导出的 CIM RDF schema。 6.3 从
22、UML 映射的内容 6.3.1 概述 UML 类被映射为 rdf: Class资源。属性被映射为 rdf: Property资源。作用名也被映射为 rdf: Property资源，一些附加的性质列在下面。 6.3.2 类 6.3.2.1 概述 每一个 UML 类被抽取成一个 rdf: Class。 它包含了一些性质资源如展示标签、 所属基类、 注释和构造型。对于 UML 模型中为空值的性质，则产生值为空字符串的性质资源。 6.3.2.2 标签（label） 标签性质缺省为 CIM 中的类名，并指明使用的是英语。类的 ID 属性同 xml:lang=“en“ 中的值是一样的。 这允许在 CIM
23、RDF Schema 文件中使用以其他语言描述的标签以实现本地 化。ID属性不能改变或本地化，只有展示标签可以。例如，下面是 Ground 类元素和标签的 英语表示： Ground . ： 本地化为法语，可能成为下面的样式： Masse . ： 6.3.2.3 所属基类（subClassOf） 所属基类性质显示了每个类的超类 （基类） 。 对于顶层的类， 例如 PowerSystemResource， 它的 subClassOf 性质是 rdf: Resource。 6.3.2.4 注释（comment） 注释性质对应于 UML 模型中类的描述信息。注释文本可以被本地化，因为注释的内容 不被模
24、型的其他部分引用。 6.3.2.5 构造型（stereotype） 构造型性质根据类的 UML 构造型生成。目前，CIM 模型中仅有和 构造型。如果一个类不包含构造型，该性质是一个空字符串。 6.3.3 性质属性 6.3.3.1 概述 每个 UML 类属性被抽取成一个 rdf: Property元素。它包含了一些性质资源如展示标签、 定义域、值域（数据类型）和注释。对于 UML模型中为空值的性质，则生成值为空字符串 的性质资源。 6.3.3.2 标签 性质属性的展示标签与类的展示标签类似，但与 ID 属性不同的是，只有 UML 属性名 被抽取形成 label 性质，而 ID属性同时包含类名和属
25、性名。这确保每个 UML 属性对一个特 定的类是确定的。 6.3.3.3 定义域（domain） 定义域性质是一个约束性质的实例，用于指定一个可以使用此性质的类。RDF Schema 允许零个，一个或多个类被列举在域性质中。CIM RDF Schema 总是明确列举一个类，来表 示该属性所属的 UML 类。 6.3.3.4 值域（range） 值域性质是一个约束性质实例，用于约束性质的取值。值域性质的值始终是一个类。它 对应的数据类型一般是域包中的 Primitive 类。 6.3.3.5 注释 注释性质对应于 UML 模型中类的描述信息。 6.3.4 性质作用名 6.3.4.1 概述 每个
26、UML 作用名被抽取成一个 rdf: Property元素。 它包含了一些和 UML 属性同样的性 质资源用于展示标签、定义域、值域和注释。除此以外，它还包含对端作用名 （inverseRolename）、重数（multiplicity）和聚集（isAggregate）等性质资源。对于 UML 模型中为空值的性质，则生成值为空字符串的性质资源。 为了产生唯一的性质资源，在一个 CIM 类中的作用名必须是唯一的。 6.3.4.2 对端作用名（inverseRoleName） 对端作用名性质包含了此关联对端类作用名的名称。 6.3.4.3 重数（multiplicity） 重数性质显示了关联中该作
27、用名允许的基数（cardinality）值。没有缺省值。 6.3.4.4 聚集（isAggregate） 聚集性质表明该作用名被指定为一个 UML 聚集。只有聚集关联的容器侧作用名的 isAggregate可以为“True”。 6.3.5 枚举 CIM UML枚举类有一个的构造型。 指定的枚举文本取值在模型中被表 示为没有数据类型的属性名。 每个枚举文本名表示一个用户定义的枚举数据类型实例。 对每 个预定义的数据类型实例，都会在 CIM RDF Schema 中创建一个对应的类实例。 例如，Measurement.eventLog 的允许值是true， false其中之一。这通过使用值域约束
28、来 实 现 。 CIM RDF Schema 定 义 了 一 个 类 “ Boolean ” ， 并 且 使 用 rdf: range 让 Measurement.eventLog 性质仅在值为 Boolean 的一个实例时有意义。于是模式中定义了这个 类的两个实例，如下所示： “ false， true “ “Enumeration“ 下 面 的 例 子 定 义 了 枚 举 “ GeneratorOperatingMode ” ， 它 有 一 个 枚 举 项 “GeneratorOperatingMode.Off”. genOperatingMode 二次控制的操作方式，如：离线（Off），
29、人工调节（Manual），固定 功率（Fixed），LFC，AGC，EDC，RPN，MRN，或 REG。 Nerc GeneratorOperatingMode 二次控制的操作方式，如：离线（Off），人工调节（Manual），固定 功率（Fixed），LFC，AGC，EDC，RPN，MRN，或 REG。 Nerc Off 6.4 CIM RDF Schema 元素的例子 这个例子中， 只包含对应于 Company资源和它与 PowerSystemResource 资源间的关联的 CIM RDF Schema 元素，见图 1。 图图 1 公司电力系统资源关联公司电力系统资源关联 Company
30、 一个公司是拥有和运行电力系统资源的一个合法实体， 是交换和输电合 同的当事人之一。 companyType 公司的类型，如：联营、公营、私营 PowerSystemResource 电力系统资源可以是一个单独的元件如 Switch， 也可以是一个包含许多 独立元件的 EquipmentContainer 如 Substation，或者是一个组织的实体如 Company 或 SubControlArea。这提供了在其他 PowerSystemResource 内嵌套 PowerSystemResource集合。 例如， 一个 Switch 可以是 Substation 的成员， 而 Substation 又可以是 Company的分区的成员。 Nerc Operates_PSRs 一个电力系统资源可以是一个或多个公司的一部分。 Nerc OperatedBy_Companies 一个电力系统资源可能是一个或多个公司的一部分。 Nerc