董张卓，孔永超，赵元鹏

（西安石油大学 电子工程学院，陕西 西安710065）

0 引 言

随着电力信息化的不断发展，各个应用系统对数据共享、信息集成的需求日益突出［1，2］。设备编码作为一种信息索引标识，在信息集成中起着关键性的作用，然而在跨平台应用中，由于系统采用各自的编码方案，导致异构系统之间无法实现信息交互和共享［3］；其次有些系统对同一资源所采用的描述方法不同，会出现编码重叠、信息偏差、编码稳定性差等问题［4］；再次由于系统工作人员对编码规则理解不同，造成系统的编码没有规律性、规格混乱，无法实现统一管理［5］。因此，亟需构建一套统一的、唯一的、便于计算机管理的电力系统资源编码体系，以适应电力信息化的发展需求。基于此，本文提出了一种电力资源ID编码方案，以期解决上述问题。

1 编码现状分析

电力系统资源ID编码，是指将参与电力工程的建设、运行、维护中所涉及的设备对象，采用某种规范对其进行分类、标识，便于计算机处理的一种手段。

从20世纪中期以来，国外的编码系统得到了快速的发展，其中主要包括KKS、EIIS、CCC、ALSTOM、ERDS、EDF、EAM、SDN、BSI等编码系统，这些编码体系已在众多的电厂建设和营运中得到广泛的应用。

我国的电力行业发展比较晚，国内的编码体系还不成熟。目前我国编码标识系统中一部分采用随设备进口的国外编码体系，另一部分是参考国外分类方法，自行设计编码字段及码位组合［6］。我国先后也制定了多个电力编码标准，例如2005年12月正式发布的 《电厂标识系统编码规定》和2010年5月31号发布的DB／T50549—2010，这两个标准在我国已经得到广泛应用。由于国内的电力编码体系主要依据国外的一些著名编码体系改编而来，缺乏国内的统一标准，在实际的应用过程中存在较多问题［7－10］。主要表现在：使用混合的编码方式，无统一标准，一致性和实用性差；设计人员对编码规则的理解和认识不同，对同类型的设备可能产生编码差异或编码重叠，使得系统编码维护困难；考虑的设备过于细微，导致编码结构过于复杂，可扩充性差、耦合度太高，不利于资源的计算机处理。因此，制定一套规范的、统一的、可扩充性好［11］的电力资源ID编码，有助于实现电网模型的共享和信息的互通。

公共信息模型 （CIM）［12］是电力系统信息化建设的基础，它采用面向对象的方法，使电力系统中的资源对象都由其对应的属性唯一确定，编码信息作为对象的属性值，这样设计出合理的编码，就可确定其所对应的资源对象［13，14］。本文在CIM模型基础上，通过分析电力系统的设备模型层次结构，设计了一种基于CIM的编码机制。

2 电力系统资源层次模型

将电能的输送、分配再到消耗的整个过程，可用6个层次来描述［15］。第一层为供电公司，它为用户提供电能，负责将电能安全可靠的输送给用户；第二层是供电分区，从供电公司传送来的电能通常会分配到多个供电分区。供电分区的构建是为了使电网的结构有一个合理的规划，以保证电力系统安全稳定的运行；第三层是电能的分配和变换层，由某个供电分区通过线路将电能分配给变电站或配电网，这一层主要实现了电压等级的变换以及电能的汇聚与配送；第四层是设备层，主要是为实现电能的分配和变换所涉及的电气设备，这一层资源主要包括电压等级、线路、馈线等；第五层是对第四层设备的分解，比如电站可分解为母线段和断路器等；第六层，这是整个层次模型的最后一层，这一层主要是馈线区段上的电力元件，像负荷、电容器、电抗器都属于这一层。根据以上分析，可以将整个电力系统资源设备结构用一个树状的层次模型来描述，如图1所示。

图1 是基于CIM的电网数据模型，它将输、配电网络模型层次按照树形结构统一地表示出来。

3 编码规则

电力系统资源ID是一组特征组合码，一共由18位十进制数构成。排列顺序从左到右依次为：一位供电公司编码，两位供电分区编码，三位地址码，四位设备码，四位元件码，四位馈线区段元件编码。编码结构图如图2所示。

图2 描述了电力系统的资源ID结构图，可用字母表示为：A BB C1CC D1DDD E1EEE F1FFF，层与层之间用空格隔开。其中第4、7、11、15位为标识位，他们是区分同层不同设备的关键码元，在每一层都有其规定的取值范围。标识位之后连续的两位或三位 （即下一个标识位出现之前）表示具体的设备编号。编码系统的结构分析如下：

（1）供电公司编码 （A）：是指某地区的电能服务机构，它是整个电网结构的第一级，用一位数表示即可，见表1。

表1 供电公司编码

表1 中编号为0～9分别对应10家不同的供电公司。假设1代表西安供电公司，如果某个设备的资源ID的第1位的值是1，则表示该资源是西安供电局旗下的某个资源设备。

（2）供电分区编码 （BB）：表示某个供电公司隶属的某个特定的供电分区。供电分区的划分，有助于电网络结构的规划。一个供电公司通常包含几个到几十个供电分区不等，用两位数来表示，范围是00～99。编码见表2。

表2 供电分区编码

（3）地址码 （C1CC）：表示在同一供电公司、同一供电分区下的变电站或线路或配电网。第四位C1是一个标识位，取值为1、2、3中的一个。1代表变电站区域，2代表线路区段，3代表配电网区域。紧跟C1后两位表示C1区域内某个具体的站点，其编号用两位数来表示，范围是00～99，见表3。

表3 地址码

表3 列出了第三层的编码结构。例如，某资源ID的第4、5、6位的值是2、0、1，则表示它是01号线路。

（4）设备码 （D1DDD）：设备码的编制策略和地址码一样，只不过除标识位D1外用了三位数来表示具体设备。标识位D1的取值为1～6的整数，顺次分别表示电压等级、变压器、线段、电站、母线联络断路器、馈线。D1之后连续3位，即格式码中的第8、9、10位表示具体设备，见表4。

表4 设备编码

设备层的编码如表4所示，例如当某资源ID的7、8、9、10位的值分别为4、0、1、2时，表示它是编号为12的电站。

（5）元件码 （E1EEE）：元件码的编制方法和设备码的编制方法基本相同，除标识位E1以外，同样用三位数字来表示具体元件。标识位E1的取值范围是1～7，顺次表示电压等级母线段、开关、绕组、电站母线段、断路器／隔离开关、馈线区段、馈线分段断路器。紧跟E1的三位是具体元件的编号。元件码编码见表5。

表5 元件编码

元件编码及名称如表5所示，如果某资源的11、12、13、14位的值为3、0、0、3，则表示该变压器是3绕组变压器。

（6）馈线区段元件码 （F1FFF）：馈线区段元件码的编制策略和设备码、元件码的编制策略基本相同，首位是标识位，标识位F1的取值范围是1～3，顺次分别表示负荷、电容器／电抗器、馈线段。紧跟着3位是具体元件编码，编码范围是000～999。馈线区段元件码的编码见表6。

表6 馈线区段元件编码

4 标识位说明

设计的编码体系从第3层开始，每层都设置了标识位，标识位的取值直接决定了资源所属的区段。通常情况标识位不为0，若一个资源的某一层没有信息，则可将该层的标识位置为0，并将其之后的每一位都置为0，说明该资源的路径信息到该标识位就截止了。

4.1 标识位为0的情况

若四位标识位中某一位为0，并从该位起之后的每一位都为0，则表示该资源ID从这一位起没有其后的资源信息。如果用ω表示标识位的权重，则四位标识位的权重由大到小的排序是ω4＞ω7＞ω11＞ω15。当某资源的ID第4位为0时，并且该资源ID正常 （第4位以后全为0）则表示该资源只是某个供电公司下的某个供电分区，它的最后一层是供电分区，不存在供电分区之后的信息。如果该资源异常，即该位之后存在非0位，则表示该资源ID命名异常，系统不存在该资源。若从7位开始全为0但第4位不为0，则表示该资源存在于图1中的地址层，具体是变电站还是线路还是配电网则由第4位的值决定。同样的，若该资源ID异常则表示系统不存在该资源。若第11位及其以后位都为0，但第4位和第7位都不为0，则表示该资源存在于图1中的第4层，具体是哪一设备是由第7位的值决定，若该资源ID异常则表示系统不存在该资源对象。同样的，若第15位为0并且第4位、第7位、第11位都不为0，则表示该资源存在于图1中的第5层，具体是哪一设备是由第11位的值决定，若该资源ID异常则表示系统不存在该资源对象。对标识位为0的情况可以总结为：四位标识位中从某一位标识位开始为0，则其后的每一位都应该为0否则该资源ID异常，但该标识位之前的标识位一定不为0。

4.2 正常资源ID

为了编制出正确的资源ID，根据图1和图2绘制了表7。表7描述整个电力系统资源ID，它不仅给出了各层资源ID的正常取值范围，而且给出了父层与子层之间的关系。

表7 资源ID取值范围及区域联系

表7 是针对图1和图2设计的区域联系表，表中给出了每个区域段的取值范围。只要按照表7编制的资源ID肯定是合理的，这样就避免了异常资源ID的产生。

5 举 例

例如一个资源ID可用位串10210310031002 0000表示，结合表1到表6逐位解析，可得到如图3所示的结果。

图3 电压等级母线段示例

图3 是一个电压等级母线段的例子，其资源ID是利用本文提出的编码方式设计的。通过对资源ID为102103100310020000的资源对象进行ID解析后，可以清楚的知道该资源所处的路径信息。为了验证提出编码方法的正确性，在.Net环境下编制了高速数据访问接口的测试程序，通过运行程序，可以正确的得出资源ID的路径名，结果如图4所示，其中父层与子层之间的拓扑关系是通过“.”来连接的。

6 结束语

图4 资源ID路径解析

在输配电网分析平台的接口设计中，需要用资源ID查找该资源的属性信息，也可以通过资源ID来添加、删除、更改信息。本文在CIM数据模型基础上，分析了电力系统资源层次结构，并按照此结构提出了一种描述电力系统资源ID的编码方法，之后针对该编码方法编写了资源ID的解析程序。编码结构简单、易于存取、具有定位长等特点。在输配电网分析平台测试中采用该编码体系，不仅实现了资源对象的可交互，而且提高了资源的存取、传输效率。由于电力系统资源信息的庞大、复杂，本文提出的编码思想，不可能包含所有的电力资源对象，在今后的电力资源编码研究中还需对该方法进行扩展或改进。

［1］ZHAO Hong.Research of application integration on the electric power enterprise information systems［D］.Shandong：Shandong University，2008（in Chinese）.［赵弘.电力企业信息系统应用集成研究 ［D］.山东：山东大学，2008.］

［2］SONG Renping.Coding standards used in the construction of electric power informationization ［J］.Electric Power Information Technology，2009，7 （9）：67－69 （in Chinese）.［宋仁平.编码规范在电力信息化建设中的应用 ［J］.电力信息化，2009，7 （9）：67－69.］

［3］SUN Hong，ZHANG Jianhong，QIN Shouwen，et al.A Research on unified coding system for internet of things ［J］.Application Research of Computers，2013，30 （9）：2707－2710（in Chinese）.［孙红，张建宏，秦守文，等.物联网统一编码体系的研究［J］.计算机应用研究，2013，30 （9）：2707－271.］

［4］CAO Jinzhang，ZHU Chuanbai，LIU Bo，et al.Research and implementation of the intelligent dispatch encoding system for power grid based on CIM ［J］.Automation of Electric Power Systems，2011，35 （2）：43－47 （in Chinese）.［曹晋彰，朱传柏，刘波，等.基于公共信息模型的电网智能调度编码体系研究与实现 ［J］.电力系统自动化，2011，35 （2）：43－47.］

［5］The Drafting Group of Coding Standard of Identification System in Power Plant.Introduction to coding standard of identification system in power plant ［J］.Water Power，2010，36 （10）：86－88（in Chinese）.［《电厂标识系统编码标准》编写组.国家标准 《电厂标识系统编码标准》介绍 ［J］.水力发电，2010，36 （10）：86－88.］

［6］JANG Yong.Identification system for power plant and its application in equipment management ［D］.Chongqing：Chongqing university，2008（in Chinese）.［江永.电厂标识系统及其在设备管理中的应用 ［D］.重庆：重庆大学，2008.］

［7］ZHANG Junyong，HUANG Xiaoqing，CAO Yijia，et al.Equipment encode－identification in internet of power transmission and transformation equipments ［J］.Automation of Electric Power Systems，2013，31 （9）：92－95 （in Chinese）.［张军永，黄小庆，曹一家，等.输变电设备物联网的设备编码标识 ［J］.电力系统自动化，2013，31 （9）：92－95.］

［8］WANG Jian，HAN Song，LIU Min.Applied research on coding standard in Guizhou power distribution production management system ［J］.Electric Power Information Technology，2012，10 （4）：39－43 （in Chinese）.［王坚，韩松，刘敏.贵州配电生产管理系统的编码标准应用研究 ［J］.电力信息化，2012，10 （4）：39－43.］

［9］YING Jing.Research on thermal control equipment coding system in power plant［J］.Jiangsu Electrical Engineering，2008，27 （3）：63－66 （in Chinese）.［应靖.电厂设备信息编码系统的研究 ［J］.江苏电机工程，2008，27 （3）：63－66.］

［10］WANG Qiang，ZHU Hui，DUAN Dongxing.Function coding design and application in the management system of equipment for substation ［J］.Electric Power Scicnce and Engineering，2008，24 （3）：50－52 （in Chinese）.［王强，朱辉，段东兴.变电设备管理系统的功能位置编码设计与应用 ［J］.电力科学与工程，2008，24 （3）：50－52.］

［11］GB／T 7027－2002，Basic principles and methods for information classifying and coding ［S］（in Chinese）.［GB／T 7027－2002，信息分类和编码的基本原则和方法 ［S］.］

［12］International Electrotechnical Commission.IEC 61970－301energy management system application program interface （EMS－API），part 301：common information model（CIM）base［S］.Geneva：International Electrotechnical Commission，2009.

［13］CHEN Ji，GUO Chuangxin，LIU Bo，et al.Architectural design of an adaptive unified coding system based on CIM ［J］.Power System Technology，2010，34 （2）：52－56 （in Chinese）.［陈济，郭创新，刘波，等.基于公共信息模型的自适应统一编码体系设计 ［J］.电网技术，2010，34 （2）：52－56.］

［14］JING Ming，XU Hongqiang，LIANG Chenghui.Application of information standardization of smart grid in dispatching center ［J］.Power System Technology，2010，34 （10）：15－18（in Chinese）.［荆铭，许洪强，梁成辉.智能电网信息标准化在调度中心的应用 ［J］.电网技术，2010，34 （10）：15－18.］

［15］LIU Dong，ZHANG Peichao，LI Xiaolu.Automation of electric power system based on object－oriented ［M］.Beijing：China Electric Power Press，2009：41－42 （in Chinese）.［刘东，张沛超，李晓露.面向对象的电力系统自动化 ［M］.北京：中国电力出版社，2009：41－42.］