[发明专利]一种基于形状约束的电网模型验证方法

说明书

本发明提供一种基于形状约束的电网模型验证方法，包括以下步骤：步骤1，将电网CIM的类中的属性约束和关联约束转换为电网模型RDF数据图上的形状约束；步骤2，将CIM子集中提取得到的基本约束和用户自定义电网模型验证规则转换为电网模型SHACL形状图；步骤3，将电网模型RDF数据图和电网模型SHACL形状图提供给SHACL校验器进行形状约束的模型验证，输出为电网模型验证报告。

技术领域

本发明涉及电网调度自动化系统领域，具体涉及一种基于形状约束的电网模型验证方法。

背景技术

随着电网规模的不断扩大、分布式能源的高比例渗透，电网调度控制需要基于更加全面完整、一致准确的电力系统模型，在更大的范围上优化配置源-网-荷-储资源。调控中心之间需共享电网模型以形成完整网络模型，在此基础上进行全网络的智能决策，因此，交换模型的质量成为提高整个电网安全稳定运行水平的关键。

电网模型验证是将实例数据与所配置的标准信息模型校验比对的过程，即根据标准信息模型检测出实例数据的差异性。采用公共信息模型(CIM)作为标准信息模型来实现不同调控中心之间无缝、高效的模型交换，已在国内外的工程实践中得到验证。以CIM作为交换模型的公共语义，使得不同部门、不同应用系统对所交换的模型有一致的理解，是系统之间互操作性的基础保障。然而实际应用中，由于应用需求的不断发展、新应用的不断涌现导致CIM版本变化频繁、自定义扩展不断增加。传统的模型验证方法是将标准信息模型内嵌在模型验证工具中，由此带来的问题是当标准信息模型变化时，模型验证会产生一定的滞后，使得交换模型的质量管理面临极大挑战。因此，亟需一种可灵活跟随CIM版本变化和自定义扩展的电网模型验证方法。

调控中心之间共享的电网模型为CIM/XML或CIM/E格式，这两种格式的电网模型可统一用资源描述框架(RDF)数据图表示。在RDF数据图上进行基于形状约束的模型验证，可快速准确地发现数据中的质量问题。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种基于形状约束的电网模型验证方法。

本发明提供了一种基于形状约束的电网模型验证方法，具有这样的特征，包括以下步骤：步骤1，将电网CIM的类中的属性约束和关联约束转换为电网模型RDF数据图上的形状约束；步骤2，将CIM子集中提取得到的基本约束和用户自定义电网模型验证规则转换为电网模型形状约束语言(SHACL)形状图；步骤3，将电网模型RDF数据图和电网模型SHACL形状图提供给SHACL校验器进行形状约束的模型验证，输出为电网模型验证报告。

在本发明提供的基于形状约束的电网模型验证方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤1中，电网CIM的文件包括CIM/E电网模型文件和CIM/XML电网模型文件。

在本发明提供的基于形状约束的电网模型验证方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤1中，属性约束和形状约束为CIM UML类图中定义的约束，电网模型RDF数据图上的形状约束为CIM-网络本体语言(OWL)模式一致性形状约束，转换的过程为：步骤1-1，将CIM UML类图转换为CIM-OWL文件；步骤1-2，解析CIM-OWL文件；步骤1-3，对CIM-OWL中的CIM类进行处理，一个CIM类对应生成一个形状节点实例；步骤1-4，对CIM类的属性/关联进行处理，一个属性/关联对应生成一个属性/关联形状实例；步骤1-5，根据CIM-OWL，定义属性/关联形状上的约束；步骤1-6，确认CIM类的所有属性/关联全部处理完毕，若没有全部处理完毕，则重复执行步骤1-4～步骤1-6，直到CIM类的所有属性/关联均处理完毕，若全部处理完毕，则执行步骤1-7；步骤1-7，确认是否所有CIM类全部处理完毕，若没有全部处理完毕，则重复执行步骤1-3～步骤1-7，若全部处理完毕，则结束流程，从而实现将所有的电网CIM中的属性约束和关联约束全部转换为电网模型RDF数据图上的形状约束。

在本发明提供的基于形状约束的电网模型验证方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤1-3中，形状节点实例在SHACL形状图中对应的形式为：