用UML和XML建模语言开发故障信息处理系统
>　　岳平¹，蒋月良²
摘要：简单介绍了电网故障信息处理系统的基本功能以及现状，叙述了最新标准IEC61850以及统一建模语言UML和可扩展标记语言XML在故障处理系统开发中的应用。
　　变电站微机保护和故障录波器在一次系统发生故障时，都能记录系统的故障和保护动作事件信息，为提高电网调度的科学化管理水平奠定了良好的基础。但是目前微机保护和故障录波器不同厂家均有其专门的通信规约、数据格式和数据类型，造成了无法直接实现对各种保护、录波数据信息的共享和综合加工分析，同时也给调度人员统一管理带来了极大的麻烦。电网故障信息处理系统就是在这种情况下提出来的。
1电网故障处理系统的基本功能以及现状
电网故障信息处理系统由调度端的主站和设在各变电站的子站通过电力信息传输网络组成。其主要功能有：负责采集处理（主要是在本地进行规约转换）变电站、发电厂微机保护、录波器以及其它自动化装置的相关信息，并把这些信息，尤其是电网发生故障后微机保护故障报告、录波信息迅速、准确地通过经电力专用数据传输网络或其他通信手段传送到调度中心，向调度中心及时准确地提供电网事故时的各种状态信息，提高事故分析的速度和准确性，有效快速恢复系统；同时，可实现远方对微机保护、自动装置、故障录波器的监视和控制功能，从而提高电网调度自动化的现代化水平。
从保护信息自动化管理系统的需求看，总体上可以分成两个层次：继电保护运行管理和电网故障分析。继电保护运行管理主要包括设备管理、保护信息管理、定值管理等，针对的是保护的日常工作。电网故障分析在保护信息管理系统中属于高层应用，它主要涵盖网络拓扑、录波分析、短路电流计算、网络等值、保护整定、定值校核等。
　　目前的电网故障信息处理系统主要采用电话拨号方式在主站和子站间进行数据通信，处理故障信息和录波数据，在子站中将各厂家的微机保护、录波器通信规约统一为103规约，由于103规约主要考虑具体设备的数据格式的统一，它的数据传送效率不高，在实际应用中特别是故障时未能很好地实现不同厂家的微机保护装置以及录波装置统一管理和数据采集，存在着系统效率低、可用性不高、信息发布量小及各子系统间缺乏有机的联系等问题。因此，开发一个高效、先进、可靠的电网故障信息处理系统势在必行。
2故障信息处理系统开发中的新技术

图中，逻辑节点XCBR表示断路器，PDIS表示距离保护，详细说明可查阅TEC61850。
2．2IEC61850故障处理系统中的应用
　　IEC61850是关于变电站自动化系统的第一个完整的通信标准体系，明确提出了信息分层、可实现系统的配置管理、面向对象、采用映射的方
法和具体网络独立、数据对象统一建模，符合采用网络传输建立无缝通信系统的要求，已成为无缝通信系统传输协议的基础，避免了繁琐的协议转换，实现了各智能电子设备IED间的互操作，因此对故障处理系统软件的开发有着重要的指导作用。IEC61850相对于其它标准，有如下突出特点：
（1）使用面向对象的UML统一建模技术。
（2）采用分布、分层的结构体系。
　　（3）使用抽象通信服务接口ACSI和特殊通信服务映射SCSM技术。
　　（4）抽象建模与具体实现的独立性，服务与通信网络独立，适用于TCP、OSI、TP等多种传送协议。
（5）实现智能电子设备间的互操作性。
（6）提供自我描述的数据对象及其服务。　　
（7）具有面向未来的、开放的体系结构，能够定义其它领域的任何新的逻辑节点和数据公共数据，例如风力发电站WPP。
　　IEC61850－7是标准的核心部分，其中的关系如图2所示，IEC61850－7－1是一般的原理部分，在图中没有表示。具体内容可以参阅标准IEC61850。IEC61850优越性已被国内外许多电力系统的软硬件开发商所认知并应用到实际的产品中去，因此在开发故障处理新系统时，更应该采用国际流行的标准IEC61850。
2．3可扩展标记语言XML语言在故障处理系统中的应用
　　由于标准IEC61850只是给我们提供了变电站通信网络和系统的数据对象以及对象提供的服务建模，在实现的应用程序中必须采用某种特定的语言出来。在此，我们将采用可扩展标记语言XML。
　　XML是可扩展标记语言（ExtensibleMarkupLan－guage）的简称，XML技术是继JAVA语言之后，计算机技术的又一次革命。XML被描述为“SGML的非常简单的子集”，其目的是使得“通用的SGML能够和HTML一样的Web上服务、获取和处理”，因此“XML被设计为易于实现，而且在SGML和HTML之间都有互操作性”。XML是免费共享的，在因特网上可以找到很多有关XML的技术资料。XML是基于INTERNET数据交换和大量业务集成的标准语言，因此在程序设计中，考虑采用XML来描述IEC61850中规定的数据模型，在子站端将采集到的不同厂家的数据按照IEC61850标准，使用XML语言将数据打包成符合统一规范的XML文件，然后进行压缩，再按照具体网络通信协议将数据处理后传送到主站端进行处理。
3结束语
IEC61850涉及到多种新技术和学科，是个庞大复杂的体系，代表着变电站自动化技术发展的国际大趋势；UML作为一种定义良好、易于表达、功能强大并且通用性强的建模语言，为复杂信息系统的设计和分析提供了有效的手段，是当今软件领域最为流行的建模工具；将XML技术应用在电力数据交换上，是解决多规约的电力数据交换的最佳解决方式，因此我们在故障处理系统的开发过程中，应该积极、合理、有效地运用各种新技术，这对于成功开发一个技术先进、功能强大、可靠性高的系统起着决定性作用。［1］李阳春．电力系统故障综合信息处理系统的研制［A］．浙江大学硕士学位论文，2001．
［2］JamesRumbaugh，IvarJaclbson，GradyBooch．UML参考手册（姚淑贞，唐发根，等译）［M］．北京：机械工业出版社，2001．
［3］张沛超，郁惟镛，等．应用UML开发智能继电保护的整定计算程序［J］．电网技术，2001（4）．
［4］IEC61850（CommitteeDraft）．CommunicationNetworksand