CIM2SCL Converter Docker镜像文档

镜像概述

CIM2SCL Converter是一款基于Docker容器化的工具镜像，用于将基于IEC CIM（Common Information Model）标准的CGMES-EQ（Common Grid Model Exchange Standard - Equipment）模型文件转换为符合IEC 61850标准的SCL（Substation Configuration Language）格式文件。该镜像旨在简化电力系统建模数据的跨标准转换流程，支持电力自动化系统间的模型数据互通。

核心功能与特性

核心功能

• 标准转换：支持将CGMES-EQ v2.4/v3.0模型文件（XML格式）转换为61850 SCL v2.1（ED2.1）格式文件。
• 模型映射：自动映射CGMES中的设备（如断路器、隔离开关、变压器）、连接关系及属性至61850逻辑节点（LN）和数据对象（DO）。
• 层级保留：保留CGMES模型中的变电站、电压等级、间隔等层级结构，并映射为SCL中的Substation、VoltageLevel、Bay等元素。

关键特性

• 轻量容器：基于Alpine Linux构建，镜像体积小于100MB，启动速度快。
• 配置灵活：支持通过命令行参数或配置文件自定义转换规则（如属性过滤、逻辑节点命名规则）。
• 数据校验：内置XML Schema校验，确保输入CGMES文件和输出SCL文件符合标准语法。
• 日志输出：转换过程生成详细日志，支持调试和问题定位。

使用场景与适用范围

适用场景

• 变电站自动化系统配置：将规划阶段的CGMES设备模型转换为61850 SCL配置文件，用于IED（智能电子设备）参数配置。
• 电力系统仿真与实际系统对接：实现仿真模型（基于CIM）与现场运行系统（基于61850）的模型数据一致性校验。
• 跨平台数据交换：解决CGMES（电网级模型）与61850（变电站级模型）之间的数据格式差异，支持调度中心与变电站的数据互通。

适用用户

• 电力系统集成商、变电站自动化工程师、电力系统规划人员。
• 需要处理CGMES与61850模型转换的软件开发者或测试人员。

使用方法与配置说明

前置条件

• 已安装Docker Engine（20.10+）或Docker Desktop。
• 输入文件：符合CGMES-EQ规范的XML文件（需包含EQ命名空间，如EquipmentProfile.xml）。

基本使用方法

1. 拉取镜像

docker pull cim2scl-converter:latest

2. 基本转换命令（docker run）

通过挂载本地目录传递输入文件并获取输出文件：

docker run -it --rm \
  -v /本地输入目录:/app/input \    # 挂载输入文件目录（本地→容器）
  -v /本地输出目录:/app/output \  # 挂载输出文件目录（容器→本地）
  cim2scl-converter:latest \
  --input /app/input/EquipmentProfile.xml \  # 容器内输入文件路径
  --output /app/output/substation.scl \      # 容器内输出文件路径
  --log-level info                           # 日志级别（可选，默认info）

参数说明：

• --input：必填，容器内CGMES-EQ文件的绝对路径（需通过-v挂载本地文件至该路径）。
• --output：必填，容器内输出SCL文件的绝对路径（需通过-v挂载本地目录至该路径，确保容器有写权限）。
• --log-level：可选，日志级别（debug/info/warn/error），默认info。

高级配置

1. 通过配置文件自定义转换规则

创建JSON格式配置文件（如config.json），定义属性过滤、逻辑节点命名规则等：

{
  "attributeFilter": {
    "exclude": ["cgmes:description", "cgmes:energyIdentCodeEic"]  // 排除无需转换的CGMES属性
  },
  "lnNamingRule": "prefix:{equipmentType}_{equipmentId}"  // 逻辑节点命名规则（如"prefix:CB_500kV_B1"）
}

通过--config参数指定配置文件路径：

docker run -it --rm \
  -v /本地输入目录:/app/input \
  -v /本地输出目录:/app/output \
  -v /本地配置目录:/app/config \  # 挂载配置文件目录
  cim2scl-converter:latest \
  --input /app/input/EquipmentProfile.xml \
  --output /app/output/substation.scl \
  --config /app/config/config.json  # 指定配置文件路径

2. 通过环境变量设置默认参数

支持通过环境变量预设常用参数，避免重复输入命令行参数：

使用示例：

docker run -it --rm \
  -v /本地输入目录:/app/input \
  -v /本地输出目录:/app/output \
  -e TARGET_SCL_VERSION=2.1 \
  -e DEFAULT_LOG_LEVEL=debug \
  cim2scl-converter:latest \
  --input /app/input/EquipmentProfile.xml \
  --output /app/output/substation.scl

Docker Compose部署示例

创建docker-compose.yml文件，定义服务配置：

version: '3.8'
services:
  cim2scl:
    image: cim2scl-converter:latest
    volumes:
      - ./input:/app/input          # 本地输入目录（存放CGMES文件）
      - ./output:/app/output        # 本地输出目录（存放SCL文件）
      - ./config:/app/config        # 本地配置目录（存放config.json）
    environment:
      - TARGET_SCL_VERSION=2.1
      - DEFAULT_LOG_LEVEL=info
    command: >
      --input /app/input/EquipmentProfile.xml
      --output /app/output/substation.scl
      --config /app/config/config.json

启动服务：

docker-compose up

注意事项

1. 输入文件规范：确保CGMES-EQ文件符合IEC 61970-552:2013标准，且包含完整的设备和拓扑关系定义。
2. 权限问题：挂载本地目录时，确保本地目录有读写权限（可通过chmod 777 /本地目录临时开放权限，生产环境建议通过用户映射解决）。
3. 版本兼容性：当前镜像暂不支持CGMES-EQ v1.6及以下版本，或61850 SCL v1.0/v2.0版本，转换前需确认源文件版本。
4. 错误处理：若转换失败，可通过--log-level debug获取详细日志，定位问题（如输入文件格式错误、设备映射规则冲突等）。

输出文件说明

转换后的SCL文件符合61850-6:2009（ED2.1）标准，包含以下核心元素：

• <SCL>：根节点，包含文件头（Header）和变电站配置（Substation）。
• <Substation>：对应CGMES中的变电站层级，包含VoltageLevel子元素。
• <VoltageLevel>：对应CGMES中的电压等级，包含Bay子元素。
• <Bay>：对应CGMES中的间隔，包含Equipment（物理设备）和LN0/逻辑节点（逻辑设备）。
• <DataTypeTemplate>：定义61850数据类型模板，映射CGMES属性至数据对象（DO）。