CN101436790A - 包含复杂t接线路的电网模型在线拼接与合并方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种包含复杂T接线路的电网模型在线拼接与合并方法，下级调度机构提供CIM XML模型文件和SVG图形文件，通过文件传输协议FTP传输到上级调度机构的通讯服务器上，上级调度机构的模型合并服务器将多个下级调度机构提供的模型进行在线拼接和合并，提供给电力保障自动化系统使用。通过完全标准化、自动化的SVG图形转换和CIM模型拼接，实现了上下级调度机构自动化系统的信息集成和资源整合，使调度人员更为全面地了解电网运行情况，为综合调度保证电网安全性和稳定性提供技术保障。

Description

包含复杂T接线路的电网模型在线拼接与合并方法
技术领域    本发明涉及一种电网模型在线拼接与合并方法，特别涉及一种包含复杂T接线路的电网模型在线拼接与合并方法。
背景技术    由于电力系统调度普遍采用分级电网监控的方式，使得各级电力调度自动化系统仅对监控范围内的电网进行详细建模，其不关心的部分往往进行等值处理。然而，随着电网规模的不断扩大，以及电力保障要求的提高，越来越多的电力企业提出了上下级调度自动化系统间模型合并的需求，从而实现从全局角度进行综合调度以保证电网运行的安全性和经济性。
IEC 61970标准的公共信息模型(CIM)部分为各级调度自动化系统对电网进行统一建模提供了模型规范，采用CIM XML(可扩展标记语言)的格式实现了电网模型的统一编码。基于IEC 61970标准进行各级调度自动化系统之间电网模型拼接技术已在一些文献进行阐述，并在南方电网等现场得以应用。目前的模型拼接技术主要解决如下几个问题：
(1)、解决上下级调度自动化系统模型拼接时的等值设备的处理问题。在上级调度自动化系统中，关口电网的变压器低压侧设备建模为等值负荷，而在下级调度自动化系统中关口电网的高压侧部分线路将被等值为发电机。针对上述的变压器等值和线路等值问题，在模型拼接中根据关口设备定义除去各模型中的等值部分，合并为全网的详细模型。
(2)、两个同级调度自动化系统将会对联络线路进行重叠建模，在联络线之外的模型进行等值处理。因此在模型拼接时，通过联络线的统一命名，去掉外网等值模型，实现对接和合并。
(3)、对于模型拼接中的图形处理，采用SVG图形全导入的方式进行图形的拼接，根据图形对象所对应的设备对象是否为模型等值部分而处理为变灰隐去或者显示。
现有模型拼接技术主要研究的对象是网级和省级电网模型，这两个级别的调度电网模型的网络结构比较简单，对于网络重叠部分采用等值或唯一标识联络线的方式来处理。然而，在地级调度系统中网络结构的复杂程序远远高于网省级调度系统，特别是边界变电站之间通过T接线路进行联络，而且T接线路上可能会有多个T接点。现有的模型拼接技术尚未对复杂T接情况进行处理，不适用于包含复杂T接线路的电网模型在线拼接和合并。
发明内容    本发明所要解决的技术问题是，为包含复杂T接联络线的电网模型的在线拼接与合并提供一种灵活处理模型重叠、联络线T接的方法，具体说就是发明一种处理多个复杂电网模型之间电力设备合并、设备连接关系拼接的方法，使得多个电网模型可以在线合并为一个范围更为广泛的大模型。这种方法在遵循IEC61970标准的基础上，按照公共信息模型(CIM)进行设备建模，采用可伸缩矢量图形(SVG)格式表述电网的一次接线图，通过对边界变电站、联络线的配置处理以及对电网设备进行统一调度命名，进行模型的在线拼接和合并。
本发明的技术方案如下：
一种包含复杂T接线路的电网模型在线拼接与合并方法，其特征在于：下级调度机构提供CIM XML模型文件和SVG图形文件，通过文件传输协议FTP传输到上级调度机构的通讯服务器上，上级调度机构的模型合并服务器将多个下级调度机构提供的模型进行在线拼接和合并，提供给电力保障自动化系统使用；其包含以下步骤：
(1)、模型边界的确定：以联络线作为模型拼接的边界；
(2)、T接联络线拼接预定义：通过T接联络线信息分组的方式完成虚拟站的合并；
(3)、电网模型的导入与合并：模型在合并之前需要进行拓扑校验，检查是否有不同电压等级的设备连接在一起，对于边界变电站，需要与主信息来源中的模型信息进行比较，检查是否一致；
(4)、电网模型的增量导入与合并：在第一次进行完整的模型在线拼接与合并后，采用增量导入的策略进行大模型的更新，即随后的模型拼接与合并将对更新的部分进行修改；
当导入某一区域的模型时，将检查当前该区域模型与上次导入的模型的差异，仅将差异导入到电力保障自动化系统中；增量的类型包括设备增加、设备删除、设备属性修改以及设备连接关系修改；
其中设备增加：将在电力保障自动化系统中对所增加的设备进行入库，并增加该设备的连接关系信息；
设备删除：将在电力保障自动化系统中对该设备进行删除，并删除该设备的连接关系信息；
设备属性修改：将在电力保障自动化系统中对该设备的属性进行修改；
设备连接关系修改：将在电力保障自动化系统中判断受影响的设备，修改这些设备的连接关系信息。
还包括以下步骤：
(5)、SVG图形预处理和SVG图形导入。
本发明的积极效果在于：电力保障自动化系统在线拼接来自各个区域调度自动化系统的模型和图形，使电力公司领导和相关部门能够实时掌握电网中重点保障用户的电力运行信息、上级电源信息、供电方式以及相关属地供电公司的保障信息等。
通过完全标准化、自动化的SVG图形转换和CIM模型拼接，实现了上下级调度机构自动化系统的信息集成和资源整合，使调度人员更为全面地了解电网运行情况，为综合调度保证电网安全性和稳定性提供技术保障。
附图说明    图1是模型和图形文件传输结构图。
图2是区域建模范围和调度管辖范围。
图3是复杂T接联络线示意图。
图4是T接联络线信息分组示意图。
图5是T接联络线预处理流程示意图。
图6是模型导入与合并流程示意图。
图7是SVG图形预处理示意图。
图8是SVG图形导入流程示意图。
具体实施方式    下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
在线模型拼接与合并涉及上下级调度机构模型与图形交换问题。本发明通过图1所示的网络结构实现模型文件和图形文件的传输。下级调度机构提供CIMXML模型文件和SVG图形文件，通过文件传输协议(FTP)传输到上级调度机构的通讯服务器上，上级调度机构的模型合并服务器将多个下级调度机构提供的模型进行在线拼接和合并，提供给电力保障自动化系统使用。
(1)模型边界的确定
为了实现多个调度自动化系统的模型合并，各个调度自动化系统需要对边界变电站内的一些设备进行重叠建模，而且重叠建模的部分具有唯一的标识。在模型合并中，为保证导入的模型拓扑可以正确拼接，需要对模型边界进行定义。
一个调度自动化系统的调度管辖范围可能是一个变电站中断路器、刀闸以及母线等设备，如果以这些设备作为模型拼接的边界必然会导致模型拼接信息过于琐碎而导致拼接维护工作量巨大，因此本方法以联络线作为模型拼接的边界。
对于图2所示的例子，下面将说明如何定义各个区域的建模范围，其中A区、B区、C区分别代表三个地区，一个地区可以看作一个调度自动化系统所关心的电网；点划线区域为调度管辖范围，虚线区域为建模范围。如果A区管辖范围到“厂站2”的“开关1”，则A区和B区之间的边界为“AB线”，A区网络建模至少要包括B区“厂站2”、“AB线”以及“AB线”在“厂站2”中的端子及连接点；而B区网络建模至少要包括A区“厂站1”、“AB线”以及“AB线”在“厂站2”中的端子及连接点。同理，如果B区管辖范围到“厂站3”的“开关3”，则B区和C区之间的边界为“BC线”，B区网络建模至少要包括C区“厂站3”、“BC线”以及“BC线”在“厂站3”中的端子及连接点；而C区网络建模至少要包括B区“厂站2”、“BC线”以及“BC线”在“厂站2”中的端子及连接点。在边界定义时，则定义“厂站1”、“厂站2”、“厂站3”为边界变电站，“AB线”、“BC线”为边界联络线。
对于多个区域间重复建模的信息需要设置主导区域信息，例如图2中“厂站1”中的设备信息以及“AB线”可能会在A区和B区进行重叠建模，因此需要设置“厂站1”和“AB线”的主导区域。对于“厂站1”来说，由于其管辖权属于A区，可以设置其主导区域为A区，“AB线”的主导区域可以通过配置设置来指定其主导区域为A区或B区。
(2)T接联络线拼接预定义
对于地区级调度系统来说，可能存在大量线路T接的情形，即联络线上会有分支到其他变电站，分支数目从一个到多个不等。图3是一条复杂的T接联络线，从“A站”到“B站”的联络线上分出了3个分支。在调度自动化系统中，T接联络线上的T接点所属的设备容器为T接虚拟站，例如图3中的T接点“T001”所属设备容器为“虚拟站1”，T接点“T002”所属设备容器为“虚拟站2”，T接点“T003”所属设备容器为“虚拟站3”。
由于AB站之间的线路为联络线，它将在两个调度自动化系统中分别进行建模。由于两个调度自动化系统是分别建设的，因此两个系统中对于T接点所属的虚拟站很难进行统一命名，因此需要通过T接联络线预定义进行虚拟站的合并。即，通过T接联络线信息分组的方式完成虚拟站的合并。图4是针对图2中T接形式的信息分组情况，每条T接联络线将对应有一个T接组(如“AB站联络线T接组”)，每个T接组下面是T接点信息(如“T001”)，在各个T节点下面是该T接点所联结的T接线路段(如T接点“T001”联结的T接线路段有“AB线段一”、“AB线段二”和“AB线C支”)。在虚拟站合并时，为每个T接组下各个T节点顺序生成T接虚拟站，即联络线T接组1下的第一个T接点属于T接虚拟站1，联络线T接组2下的第一个T接点也属于T接虚拟站1。
T接组信息的形成需要对全部将要合并的模型进行预处理，其工作流程如图5所示。
(3)电网模型的导入与合并
为保证合并形成的大电网模型可进行网络拓扑、状态估计、潮流计算等高级应用分析，需要保证各个需合并模型的拓扑准确性。因此，模型在合并之前需要进行拓扑校验，检查是否有不同电压等级的设备连接在一起。对于边界变电站，需要与主信息来源中的模型信息进行比较，检查是否一致。
模型导入与合并的流程如图6所示。
(4)电网模型的增量导入与合并
在第一次进行完整的模型在线拼接与合并后，可采用增量导入的策略进行大模型的更新，即随后的模型拼接与合并将对更新的部分进行修改，而非全模型的导入。
当导入某一区域的模型时，将检查当前该区域模型与上次导入的模型的差异，仅将差异导入到电力保障自动化系统中。增量的类型包括设备增加、设备删除、设备属性修改以及设备连接关系修改。
●设备增加 将在电力保障自动化系统中对所增加的设备进行入库，并增加该设备的连接关系信息；
●设备删除 将在电力保障自动化系统中对该设备进行删除，并删除该设备的连接关系信息；
●设备属性修改 将在电力保障自动化系统中对该设备的属性进行修改；
●设备连接关系修改 将在电力保障自动化系统中判断受影响的设备，修改这些设备的连接关系信息。
(5)SVG图形预处理
模型在线拼接和合并中需要兼容多个厂家的SVG图形，因此SVG图形导入时需要根据各个厂家的SVG图元信息进行图形预处理。如图7所示。
(6)SVG图形导入
图形预处理之后，将按照图8所示流程进行SVG图形的导入。

Claims (2)

1、一种包含复杂T接线路的电网模型在线拼接与合并方法，其特征在于：下级调度机构提供CIM XML模型文件和SVG图形文件，通过文件传输协议FTP传输到上级调度机构的通讯服务器上，上级调度机构的模型合并服务器将多个下级调度机构提供的模型进行在线拼接和合并，提供给电力保障自动化系统使用；其包含以下步骤：
(1)、模型边界的确定：以联络线作为模型拼接的边界；
(2)、T接联络线拼接预定义：通过T接联络线信息分组的方式完成虚拟站的合并；
(3)、电网模型的导入与合并：模型在合并之前需要进行拓扑校验，检查是否有不同电压等级的设备连接在一起，对于边界变电站，需要与主信息来源中的模型信息进行比较，检查是否一致；
(4)、电网模型的增量导入与合并：在第一次进行完整的模型在线拼接与合并后，采用增量导入的策略进行大模型的更新，即随后的模型拼接与合并将对更新的部分进行修改；
当导入某一区域的模型时，将检查当前该区域模型与上次导入的模型的差异，仅将差异导入到电力保障自动化系统中；增量的类型包括设备增加、设备删除、设备属性修改以及设备连接关系修改；
其中设备增加：将在电力保障自动化系统中对所增加的设备进行入库，并增加该设备的连接关系信息；
设备删除：将在电力保障自动化系统中对该设备进行删除，并删除该设备的连接关系信息；
设备属性修改：将在电力保障自动化系统中对该设备的属性进行修改；
设备连接关系修改：将在电力保障自动化系统中判断受影响的设备，修改这些设备的连接关系信息。
2、根据权利要求1所述的包含复杂T接线路的电网模型在线拼接与合并方法，其特征在于还包括以下步骤：
(5)、SVG图形预处理和SVG图形导入。
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