CN113743507B - 一种分布式能源信息模型的融合方法及相关装置 - Google Patents

一种分布式能源信息模型的融合方法及相关装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113743507B
CN113743507B CN202111038201.7A CN202111038201A CN113743507B CN 113743507 B CN113743507 B CN 113743507B CN 202111038201 A CN202111038201 A CN 202111038201A CN 113743507 B CN113743507 B CN 113743507B
Authority
CN
China
Prior art keywords
model
distributed energy
information model
class
fusion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111038201.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113743507A (zh
Inventor
许泰峰
王彦波
杨小莲
沈兵兵
王旭辉
赵连强
张烨华
江樱
邱兰馨
王信佳
王文
赵建朋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yiyuan Shichuang Information Technology Nanjing Co ltd
Information and Telecommunication Branch of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
Original Assignee
Yiyuan Shichuang Information Technology Nanjing Co ltd
Information and Telecommunication Branch of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yiyuan Shichuang Information Technology Nanjing Co ltd, Information and Telecommunication Branch of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd filed Critical Yiyuan Shichuang Information Technology Nanjing Co ltd
Priority to CN202111038201.7A priority Critical patent/CN113743507B/zh
Publication of CN113743507A publication Critical patent/CN113743507A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113743507B publication Critical patent/CN113743507B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F18/00Pattern recognition
    • G06F18/20Analysing
    • G06F18/25Fusion techniques
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F18/00Pattern recognition
    • G06F18/20Analysing
    • G06F18/24Classification techniques
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06Energy or water supply

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Evolutionary Biology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明公开了一种分布式能源信息模型的融合方法及相关装置,可以通过基于IEC61850标准,建立面向对象的分布式能源系统的分布式能源信息模型;基于IECCIM标准,建立面向对象的电力系统的电力系统信息模型;将所述分布式能源信息模型与所述电力系统信息模型进行双向融合,以便于所述分布式能源信息模型和所述电力系统信息模型通过通信装置,进行相互之间的数据交互。由此可以看出,本发明可以将分布式能源信息模型与电力系统信息模型进行融合,从而实现电力系统与分布式能源之间的数据交互,一定程度上可以降低实施成本和维护成本。

Description

一种分布式能源信息模型的融合方法及相关装置
技术领域
本发明涉及中低压配电技术,分布式能源技术领域,特别涉及一种分布式能源信息模型的融合方法及相关装置。
背景技术
分布式能源因其能效利用合理、损耗小、污染少、运行灵活,系统经济性好等特点受到青睐。随着分布式能源的大规模应用,未来我国电网中随机性、波动性和间歇性的小型分布式能源所占比例会越来越大,甚至将成为电网不可或缺的组成部分。大量小型分布式发电接入配电网,量大分散,传统主站的通信及计算能力已无法对这些分布的能源节点进行集中监控,将对配电网的安全、可靠、稳定运行及控制带来诸多方面的影响。
目前接入同一点的多种分布式能源都是单独控制,分布式能源之间、储能与分布式能源之间的集成化协调控制研究尚不能适应能源互联的发展趋势,同时对于数以千计的分布式能源与储能(屋顶光伏、用户侧储能、插电式电动车、响应式智能建筑等),集中式的SCADA系统无法快速的通信和处理这些电网边缘的海量数据,无法实现多个电源与储能之间的快速协调,为了使微电网正常工作,需要在电网边缘建立高效、先进的通信、控制和计量基础设施。
大量地接入、监视和控制分布式能源设备是清洁低碳、安全高效的新型电力系统的一个突出特点。然而面临着一个问题:当它们接入电力企业系统的时候,为用户提供什么样的通信标准和协议,用于监视和控制分布式能源设备?过去,分布式能源设备制造厂开发他们自己专有的通信技术。然而,当电力企业、电能集成供应商(aggregators)、以及其它能源服务提供商开始管理与电力系统互联的分布式能源设备时,处理不同的通信技术时存在许多技术困难,增加实施成本、增加维护成本。
目前电力系统采用公共信息模型(CIM,Common Information Model)它描述电力系统的所有主要对象,特别是那些与电力运行有关的对象。IEC CIM子集——智能配电网信息模型,包含IEC 61970/61968/62325三个部分。
IEC 61850标准划分为系统部分、配置部分、信息模型、服务模型以及服务映射板块、一致性测试部分四大部分。与传统的通信协议不同,IEC 61850标准是一个庞大的标准体系,而通信协议只是其中的一部分。IEC 61850标准有以下明显特征:分层分布式体系结构,面向对象的信息统一建模,信息模型与底层通信协议独立,数据自描述。
针对分布式能源大规模并网的情况,需实现对分布式能源的有序控制,形成源网荷储协同控制体系。存在以下问题:信息和通信方面存在的微网严重依赖控制中心;设备侧无统一建模,无法支撑设备自描述,不能实现“即插即用”等功能;设备侧缺乏标准的信息交换模型,无法实现互操作;为了支撑微网就地化分布式应用,传统的电网通信协议非面向对象,扩展性差,不能交换设备模型,面向消费级的物联网通信协议,在安全性和实时性上又稍显不足,无法支撑微网实时应用等。
发明内容
鉴于上述问题,本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种分布式能源信息模型的融合方法及相关装置。
第一方面,一种分布式能源信息模型的融合方法,包括:
基于IEC 61850标准,建立面向对象的分布式能源系统的分布式能源信息模型,其中,所述分布式能源信息模型包括所述分布式能源系统的至少一个智能电子设备,每个所述智能电子设备均包括至少一个服务器,每个所述服务器均至少包括一个逻辑设备,每个所述逻辑设备均包括至少一个逻辑节点,每个所述逻辑节点均包括至少一个数据对象,每个所述数据对象均是由数据属性构成的公共数据类进行命名;
基于IEC CIM标准,建立面向对象的电力系统的电力系统信息模型;
将所述分布式能源信息模型与所述电力系统信息模型进行双向融合,以便于所述分布式能源信息模型和所述电力系统信息模型进行相互之间的数据交互。
结合第一方面,在某些可选的实施方式中,所述基于IEC 61850标准,建立面向对象的分布式能源系统的分布式能源信息模型,包括:
基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,对所述分布式能源系统的各所述电子设备的各所述服务器的各所述逻辑设备的逻辑节点类和数据类进行定义,从而建立所述分布式能源信息模型。
结合上一个实施方式,在某些可选的实施方式中,所述基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,对所述分布式能源系统的各所述电子设备的各所述服务器的各所述逻辑设备的逻辑节点类和数据类进行定义,从而建立所述分布式能源信息模型,包括:
基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,对所述分布式能源系统的各所述逻辑设备进行分类并定义相应的所述逻辑节点,从而建立所述分布式能源信息模型;
其中,所述逻辑节点包括:所述分布式能源系统的电气连接点所涉及的逻辑设备对应的逻辑节点、所述分布式能源系统的单元控制器的逻辑节点、所述分布式能源系统的发电系统所涉及的逻辑设备的逻辑节点、所述分布式能源系统的励磁单元所涉及的逻辑设备的逻辑节点、所述分布式能源系统的速度/频率控制器的逻辑节点、所述分布式能源系统的逆变器/变流器的逻辑节点、所述分布式能源系统的燃料电池的逻辑节点、所述分布式能源系统的光伏系统所涉及的逻辑设备的逻辑节点、所述分布式能源系统的热电联产单元所涉及的逻辑设备的逻辑节点,以及所述分布式能源系统与所述电力系统之间的发电保护单元所涉及的逻辑设备的逻辑节点。
结合上一个实施方式,在某些可选的实施方式中,所述基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,对所述分布式能源系统的各所述逻辑设备进行分类并定义相应的所述逻辑节点,从而建立所述分布式能源信息模型,包括:
基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,定义公共特性DCRP、运行特性DOPR和运行控制权限DOPA和运行模式DOPM中的至少一个,从而定义所述电气连接点所涉及的逻辑设备对应的逻辑节点;
基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,定义:控制器特性DRCT、状态DRCS、控制动作DRCC、自用电的有功功率和无功功率测量MMXU、开关闭合和断开CSWI,从而定义所述单元控制器的逻辑节点;
基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,定义运行DGEN、额定参数DRAT、高级特性DRAZ和同期RSYN、PID调节器中的至少一个,从而定义所述发电系统所涉及的逻辑设备的逻辑节点;
基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,定义励磁额定参数DREX和励磁操作DEXC中的至少一个,从而定义所述励磁单元所涉及的逻辑设备的逻辑节点;
基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,定义速度/频率控制器DSFC中的至少一个,从而定义所述速度/频率控制器的逻辑节点;
基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,定义整流器、逆变器、所述逆变器的铭牌数据、中间级直流电的测量MMDC、输入级交流电的测量MMXU、输出级交流电的测量MMXU和对冷却风扇的成组冷却控制CCGR中的至少一个,从而定义所述逆变器/变流器的逻辑节点;
基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,定义燃料电池控制器特性DFCL、燃料电池堆、燃料处理模块DFPM和燃料特性MFUL中的至少一个,从而定义所述燃料电池的逻辑节点;
基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,定义光伏组件额定参数DPVM、光伏阵列特性DPVA和光伏阵列控制器DPVC中的至少一个,从而定义所述光伏系统所涉及的逻辑设备的逻辑节点;
基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,定义控制器、热电联产蓄热器DCTS和冷却系统中的至少一个,从而定义所述热电联产单元所涉及的逻辑设备的逻辑节点;
基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,定义继电保护基本逻辑节点PBRO、继电保护定时PBTC、低频保护和高频保护中的至少一个,从而定义所述分布式能源系统与所述电力系统之间的发电保护单元所涉及的逻辑设备的逻辑节点。
结合第一方面,在某些可选的实施方式中,所述将所述分布式能源信息模型与所述电力系统信息模型进行双向融合,包括:
将所述分布式能源信息模型与所述电力系统信息模型进行站外静态拓扑模型融合;
其中,所述站外静态拓扑模型融合,包括将所述电力系统信息模型的站外拓扑相关类模型融合到所述分布式能源信息模型的静态拓扑模型中,其中,所述站外拓扑相关类模型和所述静态拓扑模型均包括非设备类模型、导电设备类模型、普通设备类模型和类间关系模型;
将所述分布式能源信息模型与所述电力系统信息模型进行站内静态拓扑模型融合;
其中,所述的站内静态拓扑模型融合包括融合一、融合二、融合三、融合四、融合五和融合六;
融合一:将所述分布式能源信息模型中、与所述电力系统信息模型中对象与容器的类间关系,以IEC CIM的内容为准,依照IEC 61850的构建风格,修改IEC 61850中与之有差异的部分;
融合二:将所述分布式能源信息模型中、与所述电力系统信息模型中IEC 61850和IEC CIM共同建模的对象类,以IEC CIM的内容为准,依照IEC 61850的构建风格,修改IEC61850中与之有差异的部分;
融合三:以IEC 61850的内容为准,依照IEC CIM标准的类命名与类间关联的构建风格,新建所述分布式能源信息模型的功能模型与所述电力系统信息模型的电力系统资源模型之间的关联关系模型;
融合四:以IEC 61850的内容为准,依照IEC CIM标准的类命名与类间关联的构建方式风格,新建所述分布式能源信息模型的子功能模型与所述电力系统信息模型的电力系统资源模型之间的关联关系模型;
融合五:以IEC 61850的内容为准,依照IEC CIM标准的类命名与类间关联的构建方式风格,新建所述分布式能源信息模型的子设备模型与所述电力系统信息模型的电力系统资源模型之间的关联关系模型;
融合六:以IEC 61850的内容为准,依照IEC CIM标准的类命名与类间关联的构建方式风格,新建所述分布式能源信息模型的逻辑节点模型与所述电力系统信息模型的电力系统资源模型之间的关联关系模型;
将所述分布式能源信息模型与所述电力系统信息模型进行量测模型融合;
其中,所述的量测模型融合,以IEC 61850的内容为准,依照IEC CIM标准的类命名与类间关联的构建方式风格,修正、扩展所述电力系统信息模型的量测模型,而所述分布式能源信息模型的量测模型保持不变。
结合上一个实施方式,在某些可选的实施方式中,所述将所述电力系统信息模型的站外拓扑相关类模型融合到所述分布式能源信息模型的静态拓扑模型中,包括:
对于所述非设备类模型:以IEC CIM的内容为准,将所述电力系统信息模型的非设备类模型,依照IEC 61850的构建风格,新建对应的所述分布式能源信息模型的非设备类模型;
对于所述导电设备类模型:将所述电力系统信息模型的导电设备类模型的枚举类型,依照IEC 61850的构建风格,累加添加至所述分布式能源信息模型的导电设备类模型的枚举类型中;
对于所述普通设备类模型:将所述电力系统信息模型的普通设备类模型的枚举类型,依照IEC 61850的构建风格,累加添加至所述分布式能源信息模型的普通设备类模型的枚举类型中;
对于所述类间关系模型:以IEC CIM的内容为准,将所述电力系统信息模型的类间关系模型,依照IEC 61850的构建风格,新建对应的所述分布式能源信息模型的类间关系模型。
第二方面,一种分布式能源信息模型的融合装置,包括:分布式能源单元、电力系统单元和模型融合单元;
所述分布式能源单元,被配置为执行基于IEC 61850标准,建立面向对象的分布式能源系统的分布式能源信息模型,其中,所述分布式能源信息模型包括所述分布式能源系统的至少一个智能电子设备,每个所述智能电子设备均包括至少一个服务器,每个所述服务器均至少包括一个逻辑设备,每个所述逻辑设备均包括至少一个逻辑节点,每个所述逻辑节点均包括至少一个数据对象,每个所述数据对象均是由数据属性构成的公共数据类进行命名;
所述电力系统单元,被配置为执行基于IEC CIM标准,建立面向对象的电力系统的电力系统信息模型;
所述模型融合单元,被配置为执行将所述分布式能源信息模型与所述电力系统信息模型进行双向融合,以便于所述分布式能源信息模型和所述电力系统信息模型进行相互之间的数据交互。
结合图2所示的实施方式,在某些可选的实施方式中,所述分布式能源单元,包括:分布式能源子单元;
所述分布式能源子单元,被配置为执行基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,对所述分布式能源系统的各所述电子设备的各所述服务器的各所述逻辑设备的逻辑节点类和数据类进行定义,从而建立所述分布式能源信息模型。
第三方面,一种计算机可读存储介质,其上存储有程序,所述程序被处理器执行时实现上述任一项所述的分布式能源信息模型的融合方法。
第四方面,一种电子设备,所述电子设备包括至少一个处理器、以及与所述处理器连接的至少一个存储器、总线;其中,所述处理器、所述存储器通过所述总线完成相互间的通信;所述处理器用于调用所述存储器中的程序指令,以执行上述任一项所述的分布式能源信息模型的融合方法。
借由上述技术方案,本发明提供的一种分布式能源信息模型的融合方法及相关装置,可以通过基于IEC 61850标准,建立面向对象的分布式能源系统的分布式能源信息模型,其中,所述分布式能源信息模型包括所述分布式能源系统的至少一个智能电子设备,每个所述智能电子设备均包括至少一个服务器,每个所述服务器均至少包括一个逻辑设备,每个所述逻辑设备均包括至少一个逻辑节点,每个所述逻辑节点均包括至少一个数据对象,每个所述数据对象均是由数据属性构成的公共数据类进行命名;基于IEC CIM标准,建立面向对象的电力系统的电力系统信息模型;将所述分布式能源信息模型与所述电力系统信息模型进行双向融合,以便于所述分布式能源信息模型和所述电力系统信息模型进行相互之间的数据交互。由此可以看出,本发明可以将分布式能源信息模型与电力系统信息模型进行融合,以实现电力系统与分布式能源之间的数据交互,一定程度上可以降低实施成本和维护成本。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1示出了本发明提供的一种分布式能源信息模型的融合方法的示意图;
图2示出了本发明提供的一种分布式能源信息模型的融合方法的流程图;
图3示出了本发明提供的一种静态拓扑模型融合的示意图;
图4示出了本发明提供的另一种静态拓扑模型的示意图;
图5示出了本发明提供的量测模型融合的示意图;
图6示出了本发明提供的一种分布式能源信息模型的融合装置的结构示意图;
图7示出了本发明提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
分布式能源因其能效利用合理、损耗小、污染少、运行灵活,系统经济性好等特点受到青睐。随着分布式能源的大规模应用,未来我国电网中随机性、波动性和间歇性的小型分布式能源所占比例会越来越大,甚至将成为电网不可或缺的组成部分。大量小型分布式发电接入配电网,量大分散,传统主站的通信及计算能力已无法对这些分布的能源节点进行集中监控,将对配电网的安全、可靠、稳定运行及控制带来诸多方面的影响。
目前接入同一点的多种分布式能源都是单独控制,分布式能源之间、储能与分布式能源之间的集成化协调控制研究尚不能适应能源互联的发展趋势,同时对于数以千计的分布式能源与储能(屋顶光伏、用户侧储能、插电式电动车、响应式智能建筑等),集中式的SCADA系统无法快速的通信和处理这些电网边缘的海量数据,无法实现多个电源与储能之间的快速协调,为了使微电网正常工作,需要在电网边缘建立高效、先进的通信、控制和计量基础设施。
大量地接入、监视和控制分布式能源设备是清洁低碳、安全高效的新型电力系统的一个突出特点。然而面临着一个问题:当它们接入电力企业系统的时候,为用户提供什么样的通信标准和协议,用于监视和控制分布式能源设备?过去,分布式能源设备制造厂开发他们自己专有的通信技术。然而,当电力企业、电能集成供应商(aggregators)、以及其它能源服务提供商开始管理与电力系统互联的分布式能源设备时,处理不同的通信技术时存在许多技术困难,增加实施成本、增加维护成本。
目前电力系统采用公共信息模型(CIM,Common Information Model)它描述电力系统的所有主要对象,特别是那些与电力运行有关的对象。IEC CIM子集——智能配电网信息模型,包含IEC 61970/61968/62325三个部分。
IEC 61850标准划分为系统部分、配置部分、信息模型、服务模型以及服务映射板块、一致性测试部分四大部分。与传统的通信协议不同,IEC 61850标准是一个庞大的标准体系,而通信协议只是其中的一部分。IEC 61850标准有以下明显特征:分层分布式体系结构,面向对象的信息统一建模,信息模型与底层通信协议独立,数据自描述。
经本发明人研究发现:针对分布式能源大规模并网的情况,需实现对分布式能源的有序控制,形成源网荷储协同控制体系。存在以下问题:信息和通信方面存在的微网严重依赖控制中心;设备侧无统一建模,无法支撑设备自描述,不能实现“即插即用”等功能;设备侧缺乏标准的信息交换模型,无法实现互操作;为了支撑微网就地化分布式应用,传统的电网通信协议非面向对象,扩展性差,不能交换设备模型,面向消费级的物联网通信协议,在安全性和实时性上又稍显不足,无法支撑微网实时应用等。
为解决上述文本,本发明提出了一种分布式能源信息模型的融合方法,如图1所示的分布式能源信息模型的融合方法的示意图,为了尽可能地减少对现有标准的改动,同时尽可能地使两个标准对模型的描述趋于一致。
根据对IEC CIM模型与IEC 61850模型在建模范围、同一对象建模方法、类间关系的定义等方面进行分析,制定模型融合方案,包括:(1)对于IEC CIM与IEC 61850模型中相互缺少的部分根据自身的建模风格新增建模;(2)对于某些对象都有相应的模型部分进行关联;(3)对于某些对象用IEC 61850模型描述更好的部分,以IEC 61850为标准,根据IECCIM建模风格修改IEC CIM里对应的模型,同样对于某些对象用IEC CIM模型描述更好的部分,以IEC CIM为标准,根据IEC 61850建模风格修改IEC 61850里对应的模型;(4)对于IECCIM与IEC 61850模型中都没有的部分,需要同时扩展,根据自身的建模风格新建;(5)对于枚举缺少的部分,需要增补。对IEC CIM模型与IEC 61850模型针对分布式能源模型部分互相融合后,需要一个通信装置,将基于IEC 62850的分布式模型与基于IEC CIM的电力系统模型在物联网通信协议上映射,其次将电力拓扑模型与分布式能源单元关联配置,最终实现数据交互。
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图2所示,本发明提供了一种分布式能源信息模型的融合方法,包括:S100、S200和S300;
S100、基于IEC 61850标准,建立面向对象的分布式能源系统的分布式能源信息模型;
其中,所述分布式能源信息模型包括所述分布式能源系统的至少一个智能电子设备,每个所述智能电子设备均包括至少一个服务器,每个所述服务器均至少包括一个逻辑设备,每个所述逻辑设备均包括至少一个逻辑节点,每个所述逻辑节点均包括至少一个数据对象,每个所述数据对象均是由数据属性构成的公共数据类进行命名;
可选的,IEC 61850标准是由国际电工委员会第57技术委员会于2004年颁布的、应用于变电站通信网络和系统的国际标准。作为基于网络通讯平台的变电站唯一的国际标准,IEC 61850标准吸收了IEC 60870系列标准和UCA的经验,同时吸收了很多先进的技术,对保护和控制等自动化产品和变电站自动化系统(SAS)的设计产生深刻的影响。它将不仅应用在变电站内,而且将运用于变电站与调度中心之间以及各级调度中心之间。该标准的其它详细内容可以参见领域的相关解释,本文对此不做过多描述。
可选的,面向对象的建模方法是利用面向对象的信息建模概念,如实体、关系、属性等,同时运用封装、继承、多态等机制来构造模拟现实系统的方法。具体可以参见面向对象技术的建模过程,本发明对此不做不过描述。
可选的,分布式能源系统可以是分布式光伏系统、分布式风能系统、分布式水能系统和分布式潮汐能系统等,本发明对此不做限制。
可选的,分布式能源系统包括了多种设备,大致可以分为:开关设备、保护设备、测量设备、计量设备、转换器设备(变压设备、变流设备、变频设备和调功设备)和储能设备等,本发明对此不做限制。
针对不同的设备,可以参照IEC 61850标准中的面向对象的建模技术对于层次的划分,对每个设备的相关节点进行定义,从而构建每个设备的模型,进而构建整个分布式能源系统的分布式能源信息模型,本发明对此不做限制。例如,结合图2所示的实施方式,在某些可选的实施方式中,所述S100,包括:步骤101;
步骤101、基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,对所述分布式能源系统的各所述电子设备的各所述服务器的各所述逻辑设备的逻辑节点类和数据类进行定义,从而建立所述分布式能源信息模型。
可选的,分布式能源系统的逻辑设备,包括:断路器、直流转换器(逆变器/变流器)、同步装置、发电机单元、励磁机、能量转换器、储能设备等。其中,能量转换器是将其它能转化为电能的各种装置,包括:微涡轮机、燃料电池、光伏系统、风力涡轮机、才有发电机、燃气涡轮机等;储能装置是将能量转换器存储起来的装置,包括蓄电池、抽水蓄能、超导磁能存储、风轮、微飞轮等。
可选的,针对不同的逻辑设备均可以定义相应的逻辑节点,从而建立相应的信息模型,本发明对此不做限制。
例如,结合上一个实施方式,在某些可选的实施方式中,所述步骤101,包括:步骤201;
步骤201、基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,对所述分布式能源系统的各所述逻辑设备进行分类并定义相应的所述逻辑节点,从而建立所述分布式能源信息模型;
其中,所述逻辑节点包括:所述分布式能源系统的电气连接点所涉及的逻辑设备对应的逻辑节点、所述分布式能源系统的单元控制器的逻辑节点、所述分布式能源系统的发电系统所涉及的逻辑设备的逻辑节点、所述分布式能源系统的励磁单元所涉及的逻辑设备的逻辑节点、所述分布式能源系统的速度/频率控制器的逻辑节点、所述分布式能源系统的逆变器/变流器的逻辑节点、所述分布式能源系统的燃料电池的逻辑节点、所述分布式能源系统的光伏系统所涉及的逻辑设备的逻辑节点、所述分布式能源系统的热电联产单元所涉及的逻辑设备的逻辑节点,以及所述分布式能源系统与所述电力系统之间的发电保护单元所涉及的逻辑设备的逻辑节点。
可选的,每种逻辑设备或者单元可以对应多台设备,一个逻辑设备可以对应至少一个逻辑节点,即整个分布式能源系统可以对应多个逻辑节点,本发明对此不做限制。
例如,结合上一个实施方式,在某些可选的实施方式中,所述步骤201,包括:步骤301、步骤302、步骤303、步骤304、步骤305、步骤306、步骤307、步骤308、步骤309和步骤310;
步骤301、基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,定义公共特性DCRP、运行特性DOPR和运行控制权限DOPA和运行模式DOPM中的至少一个,从而定义所述电气连接点所涉及的逻辑设备对应的逻辑节点;
可选的,对于电气连接点的定义,可以理解为定义一个或多个分布式能源单元与任何电力系统(EPS)的电气连接点处的分布式能源设备的特性,电力系统包括:独立负载,微电网,以及公用电网,通常在该连接点处有一个开关或电力断路器,本发明对此不做限制。
可选的,电气连接点所涉及的逻辑设备主要包含下面部分或者全部的逻辑节点,具体需解释实际的需要。
电气连接点所涉及的逻辑设备对应的逻辑节点,包括:
(1)DCRP:分布式能源设备在每个电气连接点处的公共特性,包括直接或间接连接到该电气连接点的所有分布式能源设备的所有者,运行权限,约定的职责和许可,位置,以及标识。
(2)DOPR:分布式能源设备在每个电气连接点处的运行特性,包括在该电气连接点处的所有分布式能源设备的设备类型、连接类型、运行模式、组合额定参数,电力系统在电气连接点处的运行约束。
(3)DOPA:分布式能源设备在每个电气连接点处的运行控制权限,包括断开电气连接点开关、闭合电气连接点开关、改变运行模式、启动分布式能源单元、停止分布式能源单元的权限。该逻辑节点也可以用于指示目前正在起作用的是什么样的权限许可。
(4)DOPM:分布式能源设备在每个电气连接点处的运行模式。该逻辑节点可以用于设置可用的运行模式和实际的运行模式。
(5)DPST:电气连接点处的实际的状态,包括分布式能源设备的连接状态、告警。
(6)DCCT:用于分布式能源运行的经济调度参数。
(7)DSCC:对发电和辅助服务安排的控制。
(8)DSCH:分布式能源设备提供电能和/或辅助服务的安排。
(9)XFUS,XCBR,CSWI:在电气连接点处或在负载连接点处的开关或断路器。
(10)MMXU:在每个电气连接点处的电力系统的实际测量值,包括(可选)总的或单相的有功功率、无功功率、频率、电压、电流、功率因数、以及阻抗。
(11)MMTR:每个电气连接点处在一定时间间隔内的计量信息(根据需要),包括时间间隔长度、单位时间间隔的读数(参见DL/T 860.74,包括统计值和历史统计值)。
步骤302、基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,定义控制器特性DRCT、状态DRCS、控制动作DRCC、自用电的有功功率和无功功率测量MMXU、开关闭合和断开CSWI中的至少一个,从而定义所述单元控制器的逻辑节点;
可选的,对于单元控制器的逻辑节点的定义,可以理解为:定义单独一个分布式能源装置的运行特性,而不考虑发电机或原动机的类型。
单元控制器的逻辑节点,包括:
(1)DRCT:分布式能源单元控制器特性,包括分布式能源的类型、电气特性,等等;
(2)DRCS:分布式能源单元的状态;
(3)DRCC:分布式能源单元的控制动作;
(4)MXU:分布式能源单元自用电的有功功率和无功功率测量;
(5)CSWI:分布式能源单元与电力系统之间的开关闭合和断开。
步骤303、基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,定义运行DGEN、额定参数DRAT、高级特性DRAZ和同期RSYN、PID调节器中的至少一个,从而定义所述发电系统所涉及的逻辑设备的逻辑节点;
可选的,每一个非储能的分布式能源单元都有一个发电机。虽然每一种类型的分布式能源单元为其发电机提供不同的原动机,从而需要不同的描述原动机的逻辑节点,但是这些发电机的公共的运行特性对于所有类型的分布式能源都是一样的。所以,只需要一个分布式能源发电机模型。
可选的,发电系统所涉及的逻辑设备的逻辑节点可以描述分布式能源单元的发电机特性,分布式能源装置的类型不一样,这些发电机的特性也可以很不一样。
发电系统所涉及的逻辑设备的逻辑节点,包括:
(1)DGEN:分布式能源发电机运行;
(2)DRAT:分布式能源发电机的基本额定参数;
(3)DRAZ:分布式能源发电机的高级特性;
(4)DCST:与发电机运行有关的成本;
(5)RSYN:同期;
(6)FPID:PID调节器。
步骤304、基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,定义励磁额定参数DREX和励磁操作DEXC中的至少一个,从而定义所述励磁单元所涉及的逻辑设备的逻辑节点;
可选的,励磁单元可以由操控(用于启动发电机的)励磁系统的分布式能源部件组成。
所述励磁单元所涉及的逻辑设备的逻辑节点,包括:
(1)DREX:励磁额定参数;
(2)DEXC:励磁操作。
步骤305、基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,定义速度/频率控制器DSFC,从而定义所述速度/频率控制器的逻辑节点;
可选的,某些分布式能源发电机能够控制它们的速度/频率以改变它们的能量输出,即可以定义相应的速度/频率控制器的逻辑节点,本发明对此不做限制。
步骤306、基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,定义整流器、逆变器、所述逆变器的铭牌数据、中间级直流电的测量MMDC、输入级交流电的测量MMXU、输出级交流电的测量MMXU和对冷却风扇的成组冷却控制CCGR中的至少一个,从而定义所述逆变器/变流器的逻辑节点;
可选的,某些分布式能源发电机需要整流器、逆变器、以及其它类型的变流器去改变其电力输出,以便接入终端用户交流电网。
所述逆变器/变流器的逻辑节点,包括:
(1)ZRCT:将交流电转换为持续不断的直流电的整流器(AC/DC);
(2)ZINV:将直流电转换为交流电的逆变器;
(3)DRAT:逆变器铭牌数据;
(4)MMDC:中间级直流电的测量;
(5)MMXU:输入级交流电的测量;
(6)MMXU:输出级交流电的测量;
(7)CCGR:对冷却风扇的成组冷却控制。
步骤307、基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,定义燃料电池控制器特性DFCL、燃料电池堆、燃料处理模块DFPM和燃料特性MFUL中的至少一个,从而定义所述燃料电池的逻辑节点;
可选的,燃料电池是电化学能量转换装置。它通过由外部供给的燃料(在阳极侧)和氧化剂(在阴极侧)在电解液中发生的化学反应产生电流。
所述燃料电池的逻辑节点,包括:
(1)DFCL:燃料电池控制器特性;
(2)DSTK:燃料电池堆;
(3)DFPM:燃料处理模块;
(4)MFUL:燃料特性;
(5)CSWI:在燃料电池和逆变器之间的开关;
(6)ZRCT:整流器;
(7)ZINV:逆变器;
(8)MMXU:输出电气量测量;
(9)MMDC:中间直流电的测量;
(10)DFLV:燃料输送系统;
(11)MFLW:流动特性,包括空气、氧、水、氢,以及其它用作燃料或用于燃料电池处理的气体或液体;
(12)ZBAT:辅助蓄电池;
(13)ZBTC:辅助蓄电池充电器;
(14)STMP:温度特性,包括冷却剂(例如空气、水)进口、排放口(出口)、歧管、发动机、润滑剂(油)、后冷却器,等等;
(15)MPRS:压力特性,包括冷却剂(例如空气、水)进口、排放口(出口)、歧管、发动机、涡轮机、润滑剂(油)、后冷却器,等等;
步骤308、基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,定义光伏组件额定参数DPVM、光伏阵列特性DPVA和光伏阵列控制器DPVC中的至少一个,从而定义所述光伏系统所涉及的逻辑设备的逻辑节点;
可选的,能量转换器部分中的所述光伏系统所涉及的逻辑设备的逻辑节点,包括:
(1)DPVM:光伏组件额定参数,为光伏组件提供额定参数;
(2)DPVA:光伏阵列特性,提供光伏阵列或子阵列的一般信息;
(3)DPVC:光伏阵列控制器,用于控制阵列的功率输出最大化。光伏系统中的每一个阵列(或子阵列)对应有此逻辑节点的一个实例。
步骤309、基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,定义控制器、热电联产蓄热器DCTS和冷却系统中的至少一个,从而定义所述热电联产单元所涉及的逻辑设备的逻辑节点;
可选的,能量转换器部分中的所述热电联产单元所涉及的逻辑设备的逻辑节点,包括:
(1)DCHC:整个热电联产系统的热电联产控制器,其所包含的信息没有包含在分布式能源单元控制器逻辑设备中;
(2)DCTS:热电联产蓄热器;
(3)CCGR:冷却系统。
步骤310、基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,定义继电保护基本逻辑节点PBRO、继电保护定时PBTC、低频保护和高频保护中的至少一个,从而定义所述分布式能源系统与所述电力系统之间的发电保护单元所涉及的逻辑设备的逻辑节点。
可选的,所述分布式能源系统与所述电力系统之间的发电保护单元所涉及的逻辑设备的逻辑节点,可以理解为电力系统发电保护的逻辑节点,包括:
(1)PBRO:DER继电保护基本逻辑节点;
(2)PBTC:DER继电保护定时;
(3)PTUF:低频保护;
(4)PTOF:高频保护。
可选的,为了进一步说明本发明需要建立的逻辑节点,以建立分布式光伏系统的配置相关的逻辑节点为例,需要配置以下功能:
1、开关设备操作:控制和监视断路器和隔离设备的功能。包含在XCBR、XSWI、CSWI等中。
2、保护:在故障情况下保护电力设备和人身安全的功能,包含在PTOC、PTOV、PTTR、PHIZ等中。许多光伏系统还要求具备“直流接地故障保护”这一特殊功能,以减少火灾危险并提供电力冲击保护,包含在逻辑节点PHIZ中。
3、测量和计量:获得诸如电压和电流等电气测量值的功能。交流测量包含在MMXU中,直流测量包含在MMDC中。
4、直流到交流的变换:用于控制和监视逆变器的功能。包含在ZRCT、ZINV。
5、阵列运行:使阵列的输出功率最大化的功能。包括调整阵列电流和电压水平以获得最大功率点(MPP),以及操控跟踪系统跟随太阳的移动。本功能特别用于光伏,包含在DPVC、DTRC中。
6、孤岛运行:使光伏系统和电力系统同步运行的功能。包含互联标准中所提到的反孤岛运行要求。这些功能包含在DRCT、DOPR和RSYN中。
7、储能:存储由系统产生的多余电能的功能。在小型光伏系统中储存能量通常使用蓄电池。定义为ZBAT和ZBTC表示。
8、气象监测:获得像太阳辐射和环境温度等气象测量值的功能。包含在MMET和STMP中。
除了分布式能源管理所需的逻辑节点之外,光伏逻辑设备包含可以如下逻辑节点:
(1)DPVM:光伏组件额定参数。为光伏组件提供额定参数;
(2)DPVA:光伏阵列特性。提供光伏阵列或子阵列的一般信息;
(3)DPVC:光伏阵列控制器。用于控制阵列的功率输出最大化。光伏系统中的每一个阵列(或子阵列)对应有此逻辑节点的一个实例;
(4)DTRC:跟踪控制器。用于跟随太阳的移动;
(5)CSWI:描述操作光伏系统中各种开关的控制器。CSWI总是与XSWI或XCBR联合使用,XSWI或XCBR还标识是用于直流还是交流。
(6)XSWI:描述在光伏系统与逆变器之间的直流隔离开关,也可以描述位于逆变器和电力系统物理连接点处的交流隔离开关;
(7)XCBR:描述用于保护光伏阵列的断路器;
(8)ZINV:逆变器;
(9)MMDC:中间级直流电的测量;
(10)MMXU:电气测量;
(11)ZBAT:蓄电池;
(12)ZBTC:蓄电池充电器;
(13)XFUS:光伏系统中的熔断器;
(14)FSEQ:在启动或终止自动顺序操作中顺控的状态;
(15)STMP:温度特性;
(16)MMET:气象测量。
S200、基于IEC CIM标准,建立面向对象的电力系统的电力系统信息模型;
可选的,电力系统信息模型也可以理解为:CIM模型,即为电力系统内数据的交互提供了统一的语义模型,使得不同系统和应用能够以统一格式交互数据,减小了重复建模的可能性和数据识别的难度。传统的IEC 61850信息模型主要是指变电站配置模型(SCLModel)。SCL模型中包含了变电站及功能关联模型、通信网络配置模型以及IED模型。CIM模型与SCL模型的交集为变电站内的电网模型和量测模型。其根本区别主要在于CIM模型主要对变电站的一次设备进行建模,着重描述一次设备的参数属性以及拓扑连接关系等,对变电站内的实际功能模型则基本不涉及。而SCL模型则主要描述变电站内的二次智能电子设备模型以及其与一次设备的关联关系,并通过逻辑节点给出了反映变电站内保护、控制、采集等众多功能的功能模型。另外,CIM模型是一个类间具有大量双向关联关系的网状模型,而SCL模型则是一个严格的层次状模型。但是,即便是二者共有的部分,如拓扑模型及量测模型等,也存在较大差异,因此需要将两者模型融合,使得在这些标准所涵盖的领域之间,实现有效的数据交互,以解决不同模型的映射问题。
S300、将所述分布式能源信息模型与所述电力系统信息模型进行双向融合,以便于所述分布式能源信息模型和所述电力系统信息模型进行相互之间的数据交互。
可选的,所述分布式能源信息模型和所述电力系统信息模型可以通过通信装置,进行相互之间的数据交互,本发明对此不做限制。
可选的,由于分布式能源信息模型与所述电力系统信息模型若采用的标准不同,导致相应的通信方式以及数据的定义不同,不能直接进行数据交互。所以需要将两个模型进行融合,形成所述分布式能源信息模型与所述电力系统信息模型之间的关联映射关系,以便于所述分布式能源信息模型和所述电力系统信息模型进行相互之间的数据交互,本发明对此不做限制。
可选的,本发明对于融合的方式不做具体限制。例如,结合图2所示的实施方式,在某些可选的实施方式中,所述S300中的将所述分布式能源信息模型与所述电力系统信息模型进行双向融合,包括:步骤401、步骤402和步骤403;
可选的,IEC CIM模型中的IEC 61968标准的静态拓扑模型,由IEC 61968-13部分(CDPSM子集)完成配电网拓扑的建模。因此在标准CIM模型的基础上,扩展分布式光伏发电系统、电池储能系统以及主动配电网自治控制区域的模型,可以与CDPSM一起构成主动配电网的IEC 61968静态拓扑模型。
IEC 61850标准的静态拓扑模型就是指SCL变电站模型(对应SCL配置文件的Substation部分),即描述变电站内设备、逻辑节点、功能、容器之间的关联关系。IEC 61850的变电站内静态拓扑模型可以用UML进行表述。
IEC 61968静态拓扑模型和IEC 61850静态拓扑模型在建模范围、同一对象的定义方法、类间关系的定义等3个主要方面存在差异。为了尽可能地减少对现有标准的改动,同时尽可能地使两个标准对静态拓扑模型的描述趋于一致。
静态拓扑模型,又进一步可以分为站外静态拓扑模型和站内静态拓扑模型,所以可以在步骤401中融合站外静态拓扑模型,在步骤402中融合站内静态拓扑模型,所述的“站内”和“站外”指的是变电站的站内和站外,本发明对此不做限制。
步骤401、将所述分布式能源信息模型与所述电力系统信息模型进行站外静态拓扑模型融合;
其中,所述站外静态拓扑模型融合,包括将所述电力系统信息模型的站外拓扑相关类模型融合到所述分布式能源信息模型的静态拓扑模型中,其中,所述站外拓扑相关类模型和所述静态拓扑模型均包括非设备类模型、导电设备类模型、普通设备类模型和类间关系模型;
可选的,变电站外的部分由于IEC 61850静态拓扑模型无法表达,因此将IEC61968的站外拓扑相关类以及主动配电网自治控制区域和分布式能源的拓扑信息,融合到IEC 61850的静态拓扑模型当中去。站外需要融合的模型可分为非设备类、导电/普通设备类和类间关系三部分,其中IEC 61968站外的非设备类和类间关系是IEC 61850中原本不包含的,因此需要新建,而站外的普通设备和导电设备,则需要增补到IEC 61850已有的普通设备和导电设备枚举类型当中去,把最终的实体设备类如DER Inverter、PV Array等分别添加到IEC 61850的导电设备或普通设备枚举类型中。
步骤402、将所述分布式能源信息模型与所述电力系统信息模型进行站内静态拓扑模型融合;
其中,所述的站内静态拓扑模型融合包括融合一、融合二、融合三、融合四、融合五和融合六;
融合一:将所述分布式能源信息模型中、与所述电力系统信息模型中对象与容器的类间关系,以IEC CIM的内容为准,依照IEC 61850的构建风格,修改IEC 61850中与之有差异的部分;
融合二:将所述分布式能源信息模型中、与所述电力系统信息模型中IEC 61850和IEC CIM共同建模的对象类,以IEC CIM的内容为准,依照IEC 61850的构建风格,修改IEC61850中与之有差异的部分;
融合三:以IEC 61850的内容为准,依照IEC CIM标准的类命名与类间关联的构建风格,新建所述分布式能源信息模型的功能模型与所述电力系统信息模型的电力系统资源模型之间的关联关系模型;
融合四:以IEC 61850的内容为准,依照IEC CIM标准的类命名与类间关联的构建方式风格,新建所述分布式能源信息模型的子功能模型与所述电力系统信息模型的电力系统资源模型之间的关联关系模型;
融合五:以IEC 61850的内容为准,依照IEC CIM标准的类命名与类间关联的构建方式风格,新建所述分布式能源信息模型的子设备模型与所述电力系统信息模型的电力系统资源模型之间的关联关系模型;
融合六:以IEC 61850的内容为准,依照IEC CIM标准的类命名与类间关联的构建方式风格,新建所述分布式能源信息模型的逻辑节点模型与所述电力系统信息模型的电力系统资源模型之间的关联关系模型;
可选的,变电站内的部分需要分为四个部分进行融合,其中对象与容器的类间关系以及IEC 61968和IEC 61850共同建模的对象类,以IEC 61968的模型为准,将模型融合到IEC 61850中,修改IEC 61850中与之有差异的部分;功能、子功能、子设备模型以及逻辑节点和电力系统资源之间的关联关系,是IEC 61850模型中特有的部分,它们在IEC 61968模型中没有涉及,因此将IEC 61850的这部分模型融合到IEC 61968中,依照IEC 61968的类命名与类间关联构建风格新建这部分模型。
可选的,结合上一个实施方式,在某些可选的实施方式中,所述将所述电力系统信息模型的站外拓扑相关类模型融合到所述分布式能源信息模型的静态拓扑模型中,包括:步骤501、步骤502、步骤503和步骤504;
步骤501、对于所述非设备类模型:以IEC CIM的内容为准,将所述电力系统信息模型的非设备类模型,依照IEC 61850的构建风格,新建对应的所述分布式能源信息模型的非设备类模型;
步骤502、对于所述导电设备类模型:将所述电力系统信息模型的导电设备类模型的枚举类型,依照IEC 61850的构建风格,累加添加至所述分布式能源信息模型的导电设备类模型的枚举类型中;
步骤503、对于所述普通设备类模型:将所述电力系统信息模型的普通设备类模型的枚举类型,依照IEC 61850的构建风格,累加添加至所述分布式能源信息模型的普通设备类模型的枚举类型中;
步骤504、对于所述类间关系模型:以IEC CIM的内容为准,将所述电力系统信息模型的类间关系模型,依照IEC 61850的构建风格,新建对应的所述分布式能源信息模型的类间关系模型。
可选的,融合后的静态拓扑模型(站外拓扑相关类模型和站内拓扑相关类模型)总体类图如图3所示。
图3中①类是融合前后没有改动的类,③类是新增类,②类是融合后有改动的类(包括类命名、泛化及与其他类关联关系的改变),④类是设备枚举类型的扩展和分布式能源电站类型的枚举类。
(1)命名基类的重定义。
基于对IEC 61850的命名基类tNaming/tUnNaming与IEC 61968的命名基类IdentifiedObject的差异分析,在IEC 61850的命名基类tNaming和tUnNaming中增加了一个“mRID”属性,用于提供所有主动配电网内IEC 61850对象的全局唯一对象标识ID,便于对象的识别。
(2)电力变压器、变压器绕组、变比调压分接头类的重定义。
基于对IEC 61850的tPowerTransformer、tTransformerWinding、tTapChanger类与IEC 61970的PowerTransformer、PowerTransformerEnd、RatioTapChanger的差异分析,对IEC 61850的相关模型作出下列修改:
(a)将tTransformerWinding类重命名为tPowerTransformerEnd。
(b)将tTapChanger类重命名为tRatioTapChanger。
(c)新增tTransformerEnd和tTapChanger类,分别由tLNodeContainer和tPowerSystemResource类泛化而来,并分别作为tPowerTransformerEnd和tRatioTapChanger的父类,删除原先tAbstractConductingEquipment类到tTranformerWinding类的泛化关系。
(d)删除原有的tTransformerWinding类到tPowerTransformer类的组合关系,新增tTransformerEnd类到tPowerTransformer类的组合关系;新增tTerminal到tTransformerEnd类的组合关系。
(e)删除原有的tEquipment类到tPowerTransformer类的泛化关系,新增tAbstractConductingEquipment到tPowerTransformer类的泛化关系。
经上述修改后,将IEC 61970的模型语义融合到了IEC 61850中,使得IEC 61850的变压器相关模型与最新的IEC 61970变压器相关模型保持了最大程度的一致性,且不会影响IEC 61850变压器拓扑连接的表达。
(3)基准电压类的重定义。
基于对IEC 61850tVoltage类与IEC 61968tBaseVoltage类的差异分析,将tVoltage类重命名为tBaseVoltage,与IEC 61968保持一致,明确其语义。
(4)对象与容器类间关系的修改。
基于对IEC 61850和IEC 61968静态拓扑模型在对象与容器类间关系表达方面的差异分析,对IEC 61850静态拓扑模型作出下列修改:
(a)删除原有的tConductingEquipment到tBay类的组合关系,增加tConductingEquipment类到tEquipmentContainer类的组合关系。
(b)删除原有的tConnectivityNode类到tBay类的组合关系,增加tConnectivityNode类到tEquipmentContainer类的组合关系。
经过以上两个部分的修改,使得变电站、电压等级、间隔以及分布式能源电站等设备容器,直接关联普通设备、导电设备以及连接节点。使得IEC 61850对象与容器关联关系与IEC 61968保持一致,减少语义冲突,同时也使得IEC 61850对主动配电网站外拓扑的建模更为灵活。
(5)新增主动配电网自治控制区域、分布式能源电站、馈线、负荷相关模型。
基于对IEC 61850和IEC 61968静态拓扑模型在建模范围方面的差异分析,为使得IEC 61850标准能够对整个主动配电网的拓扑进行建模,新增如下模型:
(a)新增t Plant类,新增t DER Plant类,新增t Equipment Container到t Plant类的泛化关系,新增t Plant类到t DER Plant类的泛化关系。
(b)新增t Line类,新增t Equipment Container到t Line类的泛化关系。
(c)新增t Energy Consumer类,新增t Abstract Conducting Equipment类到tEnergy Consumer类的泛化关系。
(d)新增t ControlArea类,新增t AND Self Control Area类,新增t PowerSystem Resource到t Control Area类的泛化关系,新增t Control Area到t AND SelfControl Area类的泛化关系,新增t DER Plant,t Substation,t Connectivity Node,tEnergy Consumer,t Conducting Equipment,t Power Transformer,t GeneralEquipment,到t AND Self Control Area的组合关系,新增t AND Self Control Area到tLine类的组合关系。
(e)新增t DER Plant Enum枚举类,新增t DER Plant的type属性,该属性类型为tDER Plant Enum。T DER Plant Enum枚举类中的值为分布式能源电站的类型缩写,加入了PV(光伏)、BES(电池储能)、CHP(热电联产)、WT(风电)、FC(燃料电池)等枚举值。
(6)新增主动配电网设备类型枚举。
基于对IEC 61850和IEC 61968静态拓扑模型在建模范围方面的差异分析,为了使得IEC 61850标准能够对整个主动配电网的拓扑进行建模,需要对设备类型进行增补。经过分析,只需增补导电设备的枚举类型,无需增补普通设备的枚举类型。IEC 61850的tConductingEquipment类具有一个type属性用于标识导电设备类型,该属性的类型为“tCommonConductingEquipmentEnum”,而tCommonConductingEquipmentEnum类又由“tExtentionEquipmentEnum”类和“tPredefinedCommonConductingEquipmentEnum”类合并而成。IEC 61850已经预定义好的导电设备类型都存放在tPredefined Common ConductingEquipment Enum类中,因此本发明的枚举值都存放在tExtention Equipment Enum类中。扩展的枚举值与对应的主动配电网IEC 61968静态拓扑模型中的类以及含义如图4所示,本发明对此不做限制。
步骤403、将所述分布式能源信息模型与所述电力系统信息模型进行量测模型融合;
其中,所述的量测模型融合,以IEC 61850的内容为准,依照IEC CIM标准的类命名与类间关联的构建方式风格,修正、扩展所述电力系统信息模型的量测模型,而所述分布式能源信息模型的量测模型保持不变。
可选的,IEC 61968量测模型和IEC 61850量测模型在量测值数据结构及数据类型,时间戳、品质、单位类型,量测与静态拓扑模型的关联等3个主要方面存在差异。量测量是单向上行的信息,因此只需保证IEC 61968的量测模型能够支持IEC 61850的量测模型,使得量测量在主站能够容易地被识别或转换成IEC 61968消息即可,即应将IEC 61850的量测模型融合到IEC 61968的量测模型中,而IEC 61850的量测模型则不需要改变,即单向融合。融合步骤如下:
(1)基于IEC 61850量测值的数据类型,修正IEC 61968的Analog Value、DiscreteValue、Accumulator Value类。
(2)基于IEC 61850的SI Unit和multiplier属性枚举,扩展IEC 61968UnitSymbol类、Unit Multiplier类的枚举值。
(3)基于IEC 61850的Time Stamp类,修正IEC 61968Date Time类的精度。
(4)基于IEC 61850的Quality类,扩展IEC 61968的Quality61850、Validity类。
融合后的主动配电网IEC 61968量测模型如图5所示(其中①类是原始类,②类为在原始类基础上修改的,③色类为新增类)。
(1)量测值类的修正。
(a)模拟值类的修正。
IEC 61850的模拟量测值一般包含在FC=MX的FCD中(公共数据类可为MV、CMV、SAV、WYE、DEL、SEQ、HMV、HWYE、HDEL),对应其中的量测值数据属性。而IEC 61968的模拟量测值只有浮点型一种类型。为此,需对模拟值类做如下修正:①将原来的Analog Value类改名为Float Analog Value,对应Float32型的IEC 61850模拟量测值。②新建Integer AnalogValue类和Integer Value Precision枚举类,Integer Analog Value类与Float AnalogValue类并列,都是从Measurement Value类泛化而来,并与Analog类存在多对一关联关系。Integer Analog Value类包含两个属性,value属性为Integer类型,表示整型量测值,precision属性为Inter Value Precision类型,共包含INT8、INT16、INT32、INT64、INT8U、INT16U、INT32U等7种枚举值,表示不同的整型精度。IEC 61850的INT32型的模拟量测值与之对应时,value属性值等于IEC 61850的模拟量测值数据属性值(Analog Value.i),precision属性值则取INT32。
(b)累积值类的修正。
IEC 61850的累积量测值一般包含在FC=ST的部分FCD中(公共数据类可为BCR或SEC),对应其中的量测值数据属性,累积量测值数据属性的类型一般为INT64或INT32U,因此累积值类做如下修正:在原来的Accumulator Value类中新增一个precision属性,类型为Integer Value Precision。对应方式和模拟量测值一样,value属性等于IEC 61850的累积量测值数据属性值,precision属性等于IEC 61850的累积量测值数据属性类型,如INT64。
(c)离散值类的修正。
IEC 61850的离散量测值一般包含在FC=ST的部分FCD中(公共数据类可为SPS、DPS、INS、ENS、ACT、ACD),对应其中的量测值数据属性。离散量测值数据属性的类型一般为INT32,BOOLEAN、CODED ENUM或ENUMERATED等。为此,离散值类做如下修正:①在原来的Discrete Value类中新增一个precision属性,类型为Integer Value Precision。对于整型离散量测值,value属性等于IEC 61850的离散量测值数据属性值,precision属性等于IEC 61850的整型离散量测值数据属性的精度。②所有非整型的离散量测值数据属性(即BOOLEAN、CODED ENUM、ENUMERATED型),需要通过IEC 61968的Value Alias Set类和ValueTo Alias类转化成整型。
(d)字符串值类的修正。
字符串值类不需要修正,IEC 61850的VSS公共数据类的实例数据对象的量测值数据属性值可以直接对应到IEC 61968String Measurement类的value值。
(2)Unit Symbol和Unit Multiplier类的扩展。
根据IEC 61850Unit类的SI Unit和multiplier属性枚举,对IEC 61968UnitSymbol和Unit Multiplier类中缺少的枚举值进行补充,使得Unit Symbol类支持IEC61850中量测值可能使用的所有国际标准单位,并将Unit Multiplier范围扩大到〖10〗^(-24)-〖10〗^24。
(3)Date Time类精度的修正。
不改变IEC 61968时间戳类的格式,但是对其精度进行修正以支持IEC 61850的时间戳精度。Date Time类原本精度只能支持到1毫秒,而IEC 61850的Time Stamp则可以支持到2-24秒。因此可以扩展Date Time类的小数部分的位数,即不限制其只有3位,不强制规定位数上限。这样可以保证其精度不低于IEC 61850的时间戳精度。
(4)Quality61850、Validity类的扩展。
根据IEC 61850的Quality类,在IEC 61968的Quality61850类中增加inconsistent和inaccurate两个布尔型属性,在Validity类中增加RESERVED枚举值。量测品质类Measurement Quality类可以从其父类Quality61850中继承这种扩展,因此无需对其再做重复扩展。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施应用方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
如图6所示,本发明提供了一种分布式能源信息模型的融合装置,包括:分布式能源单元100、电力系统单元200和模型融合单元300;
所述分布式能源单元100,被配置为执行基于IEC 61850标准,建立面向对象的分布式能源系统的分布式能源信息模型,其中,所述分布式能源信息模型包括所述分布式能源系统的至少一个智能电子设备,每个所述智能电子设备均包括至少一个服务器,每个所述服务器均至少包括一个逻辑设备,每个所述逻辑设备均包括至少一个逻辑节点,每个所述逻辑节点均包括至少一个数据对象,每个所述数据对象均是由数据属性构成的公共数据类进行命名;
所述电力系统单元200,被配置为执行基于IEC CIM标准,建立面向对象的电力系统的电力系统信息模型;
所述模型融合单元300,被配置为执行将所述分布式能源信息模型与所述电力系统信息模型进行双向融合,以便于所述分布式能源信息模型和所述电力系统信息模型进行相互之间的数据交互。
结合图6所示的实施方式,在某些可选的实施方式中,所述分布式能源单元100,包括:分布式能源子单元;
所述分布式能源子单元,被配置为执行基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,对所述分布式能源系统的各所述电子设备的各所述服务器的各所述逻辑设备的逻辑节点类和数据类进行定义,从而建立所述分布式能源信息模型。
结合上一个实施方式,在某些可选的实施方式中,所述分布式能源子单元,具备包括:第一分布式能源子单元;
所述第一分布式能源子单元,被配置为执行基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,对所述分布式能源系统的各所述逻辑设备进行分类并定义相应的所述逻辑节点,从而建立所述分布式能源信息模型;
其中,所述逻辑节点包括:所述分布式能源系统的电气连接点所涉及的逻辑设备对应的逻辑节点、所述分布式能源系统的单元控制器的逻辑节点、所述分布式能源系统的发电系统所涉及的逻辑设备的逻辑节点、所述分布式能源系统的励磁单元所涉及的逻辑设备的逻辑节点、所述分布式能源系统的速度/频率控制器的逻辑节点、所述分布式能源系统的逆变器/变流器的逻辑节点、所述分布式能源系统的燃料电池的逻辑节点、所述分布式能源系统的光伏系统所涉及的逻辑设备的逻辑节点、所述分布式能源系统的热电联产单元所涉及的逻辑设备的逻辑节点,以及所述分布式能源系统与所述电力系统之间的发电保护单元所涉及的逻辑设备的逻辑节点。
结合上一个实施方式,在某些可选的实施方式中,所述第一分布式能源子单元,包括:电气连接点子单元、控制器子单元、发电系统子单元、励磁子单元、速度/频率子单元、逆变器/变流器子单元、燃料电池子单元、光伏系统子单元、热电联产子单元和发电保护子单元;
所述电气连接点子单元,被配置为执行基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,定义公共特性DCRP、运行特性DOPR和运行控制权限DOPA和运行模式DOPM中的至少一个,从而定义所述电气连接点所涉及的逻辑设备对应的逻辑节点;
所述控制器子单元,被配置为执行基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,定义控制器特性DRCT、状态DRCS、控制动作DRCC、自用电的有功功率和无功功率测量MMXU、开关闭合和断开CSWI中的至少一个,从而定义所述单元控制器的逻辑节点;
所述发电系统子单元,被配置为执行基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,定义运行DGEN、额定参数DRAT、高级特性DRAZ和同期RSYN、PID调节器中的至少一个,从而定义所述发电系统所涉及的逻辑设备的逻辑节点;
所述励磁子单元,被配置为执行基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,定义励磁额定参数DREX和励磁操作DEXC中的至少一个,从而定义所述励磁单元所涉及的逻辑设备的逻辑节点;
所述速度/频率子单元,被配置为执行基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,定义速度/频率控制器DSFC,从而定义所述速度/频率控制器的逻辑节点;
所述逆变器/变流器子单元,被配置为执行基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,定义整流器、逆变器、所述逆变器的铭牌数据、中间级直流电的测量MMDC、输入级交流电的测量MMXU、输出级交流电的测量MMXU和对冷却风扇的成组冷却控制CCGR中的至少一个,从而定义所述逆变器/变流器的逻辑节点;
所述燃料电池子单元,被配置为执行基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,定义燃料电池控制器特性DFCL、燃料电池堆、燃料处理模块DFPM和燃料特性MFUL中的至少一个,从而定义所述燃料电池的逻辑节点;
所述光伏系统子单元,被配置为执行基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,定义光伏组件额定参数DPVM、光伏阵列特性DPVA和光伏阵列控制器DPVC中的至少一个,从而定义所述光伏系统所涉及的逻辑设备的逻辑节点;
所述热电联产子单元,被配置为执行基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,定义控制器、热电联产蓄热器DCTS和冷却系统中的至少一个,从而定义所述热电联产单元所涉及的逻辑设备的逻辑节点;
所述发电保护子单元,被配置为执行基于所述IEC 61850标准中、面向对象的建模技术,定义继电保护基本逻辑节点PBRO、继电保护定时PBTC、低频保护和高频保护中的至少一个,从而定义所述分布式能源系统与所述电力系统之间的发电保护单元所涉及的逻辑设备的逻辑节点。
结合图6所述的实施方式,在某些可选的实施方式中,所述模型融合单元300,包括:站外融合单元、站内融合单元和量测融合单元;
所述站内融合单元包括:融合一子单元、融合二子单元、融合三子单元、融合四子单元、融合五子单元和融合六子单元;
所述站外融合单元,被配置为执行将所述分布式能源信息模型与所述电力系统信息模型进行站外静态拓扑模型融合;
其中,所述站外静态拓扑模型融合,包括将所述电力系统信息模型的站外拓扑相关类模型融合到所述分布式能源信息模型的静态拓扑模型中,其中,所述站外拓扑相关类模型和所述静态拓扑模型均包括非设备类模型、导电设备类模型、普通设备类模型和类间关系模型;
所述站内融合单元,被配置为执行将所述分布式能源信息模型与所述电力系统信息模型进行站内静态拓扑模型融合;
所述融合一子单元,被配置为执行融合一:将所述分布式能源信息模型中、与所述电力系统信息模型中对象与容器的类间关系,以IEC CIM的内容为准,依照IEC 61850的构建风格,修改IEC 61850中与之有差异的部分;
所述融合二子单元,被配置为执行融合二:将所述分布式能源信息模型中、与所述电力系统信息模型中IEC 61850和IEC CIM共同建模的对象类,以IEC CIM的内容为准,依照IEC 61850的构建风格,修改IEC 61850中与之有差异的部分;
所述融合三子单元,被配置为执行融合三:以IEC 61850的内容为准,依照IEC CIM标准的类命名与类间关联的构建风格,新建所述分布式能源信息模型的功能模型与所述电力系统信息模型的电力系统资源模型之间的关联关系模型;
所述融合四子单元,被配置为执行融合四:以IEC 61850的内容为准,依照IEC CIM标准的类命名与类间关联的构建方式风格,新建所述分布式能源信息模型的子功能模型与所述电力系统信息模型的电力系统资源模型之间的关联关系模型;
所述融合五子单元,被配置为执行融合五:以IEC 61850的内容为准,依照IEC CIM标准的类命名与类间关联的构建方式风格,新建所述分布式能源信息模型的子设备模型与所述电力系统信息模型的电力系统资源模型之间的关联关系模型;
所述融合六子单元,被配置为执行融合六:以IEC 61850的内容为准,依照IEC CIM标准的类命名与类间关联的构建方式风格,新建所述分布式能源信息模型的逻辑节点模型与所述电力系统信息模型的电力系统资源模型之间的关联关系模型;
所述量测融合单元,被配置为执行将所述分布式能源信息模型与所述电力系统信息模型进行量测模型融合;
其中,所述的量测模型融合,以IEC 61850的内容为准,依照IEC CIM标准的类命名与类间关联的构建方式风格,修正、扩展所述电力系统信息模型的量测模型,而所述分布式能源信息模型的量测模型保持不变。
结合上一个实施方式,在某些可选的实施方式中,所述站外融合单元,包括:非设备类融合子单元、导电设备类融合子单元、普通设备类融合子单元和类间关系融合子单元;
所述非设备类融合子单元,被配置为执行对于所述非设备类模型:以IEC CIM的内容为准,将所述电力系统信息模型的非设备类模型,依照IEC 61850的构建风格,新建对应的所述分布式能源信息模型的非设备类模型;
所述导电设备类融合子单元,被配置为执行对于所述导电设备类模型:将所述电力系统信息模型的导电设备类模型的枚举类型,依照IEC 61850的构建风格,累加添加至所述分布式能源信息模型的导电设备类模型的枚举类型中;
所述普通设备类融合子单元,被配置为执行对于所述普通设备类模型:将所述电力系统信息模型的普通设备类模型的枚举类型,依照IEC 61850的构建风格,累加添加至所述分布式能源信息模型的普通设备类模型的枚举类型中;
所述类间关系融合子单元,被配置为执行对于所述类间关系模型:以IEC CIM的内容为准,将所述电力系统信息模型的类间关系模型,依照IEC 61850的构建风格,新建对应的所述分布式能源信息模型的类间关系模型。
本发明提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有程序,所述程序被处理器执行时实现上述任一项所述的分布式能源信息模型的融合方法。
如图7所示,本发明提供了一种电子设备70,所述电子设备70包括至少一个处理器701、以及与所述701处理器连接的至少一个存储器702、总线703;其中,所述处理器701、所述存储器702通过所述总线703完成相互间的通信;所述处理器701用于调用所述存储器702中的程序指令,以执行上述任一项所述的分布式能源信息模型的融合方法。
在本申请中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种分布式能源信息模型的融合方法,其特征在于,包括:
基于IEC61850标准,建立面向对象的分布式能源系统的分布式能源信息模型,其中,所述分布式能源信息模型包括所述分布式能源系统的至少一个智能电子设备,每个所述智能电子设备均包括至少一个服务器,每个所述服务器均至少包括一个逻辑设备,每个所述逻辑设备均包括至少一个逻辑节点,每个所述逻辑节点均包括至少一个数据对象,每个所述数据对象均是由数据属性构成的公共数据类进行命名;
基于IECCIM标准,建立面向对象的电力系统的电力系统信息模型;
将所述分布式能源信息模型与所述电力系统信息模型进行站外静态拓扑模型融合、站内静态拓扑模型融合和量测模型融合,以便于所述分布式能源信息模型和所述电力系统信息模型进行相互之间的数据交互;
其中,所述站外静态拓扑模型融合,包括将所述电力系统信息模型的站外拓扑相关类模型融合到所述分布式能源信息模型的静态拓扑模型中,其中,所述站外拓扑相关类模型和所述静态拓扑模型均包括非设备类模型、导电设备类模型、普通设备类模型和类间关系模型;
所述的站内静态拓扑模型融合包括融合一、融合二、融合三、融合四、融合五和融合六;
融合一:将所述分布式能源信息模型中、与所述电力系统信息模型中对象与容器的类间关系,以IECCIM的内容为准,依照IEC61850的构建风格,修改IEC61850中与之有差异的部分;
融合二:将所述分布式能源信息模型中、与所述电力系统信息模型中IEC61850和IECCIM共同建模的对象类,以IECCIM的内容为准,依照IEC61850的构建风格,修改IEC61850中与之有差异的部分;
融合三:以IEC61850的内容为准,依照IECCIM标准的类命名与类间关联的构建风格,新建所述分布式能源信息模型的功能模型与所述电力系统信息模型的电力系统资源模型之间的关联关系模型;
融合四:以IEC61850的内容为准,依照IECCIM标准的类命名与类间关联的构建方式风格,新建所述分布式能源信息模型的子功能模型与所述电力系统信息模型的电力系统资源模型之间的关联关系模型;
融合五:以IEC61850的内容为准,依照IECCIM标准的类命名与类间关联的构建方式风格,新建所述分布式能源信息模型的子设备模型与所述电力系统信息模型的电力系统资源模型之间的关联关系模型;
融合六:以IEC61850的内容为准,依照IECCIM标准的类命名与类间关联的构建方式风格,新建所述分布式能源信息模型的逻辑节点模型与所述电力系统信息模型的电力系统资源模型之间的关联关系模型;
所述的量测模型融合,以IEC61850的内容为准,依照IECCIM标准的类命名与类间关联的构建方式风格,修正、扩展所述电力系统信息模型的量测模型,而所述分布式能源信息模型的量测模型保持不变。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于IEC61850标准,建立面向对象的分布式能源系统的分布式能源信息模型,包括:
基于所述IEC61850标准中、面向对象的建模技术,对所述分布式能源系统的各所述电子设备的各所述服务器的各所述逻辑设备的逻辑节点类和数据类进行定义,从而建立所述分布式能源信息模型。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述基于所述IEC61850标准中、面向对象的建模技术,对所述分布式能源系统的各所述电子设备的各所述服务器的各所述逻辑设备的逻辑节点类和数据类进行定义,从而建立所述分布式能源信息模型,包括:
基于所述IEC61850标准中、面向对象的建模技术,对所述分布式能源系统的各所述逻辑设备进行分类并定义相应的所述逻辑节点,从而建立所述分布式能源信息模型;
其中,所述逻辑节点包括:所述分布式能源系统的电气连接点所涉及的逻辑设备对应的逻辑节点、所述分布式能源系统的单元控制器的逻辑节点、所述分布式能源系统的发电系统所涉及的逻辑设备的逻辑节点、所述分布式能源系统的励磁单元所涉及的逻辑设备的逻辑节点、所述分布式能源系统的速度/频率控制器的逻辑节点、所述分布式能源系统的逆变器/变流器的逻辑节点、所述分布式能源系统的燃料电池的逻辑节点、所述分布式能源系统的光伏系统所涉及的逻辑设备的逻辑节点、所述分布式能源系统的热电联产单元所涉及的逻辑设备的逻辑节点,以及所述分布式能源系统与所述电力系统之间的发电保护单元所涉及的逻辑设备的逻辑节点。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述基于所述IEC61850标准中、面向对象的建模技术,对所述分布式能源系统的各所述逻辑设备进行分类并定义相应的所述逻辑节点,从而建立所述分布式能源信息模型,包括:
基于所述IEC61850标准中、面向对象的建模技术,定义公共特性DCRP、运行特性DOPR和运行控制权限DOPA和运行模式DOPM中的至少一个,从而定义所述电气连接点所涉及的逻辑设备对应的逻辑节点;
基于所述IEC61850标准中、面向对象的建模技术,定义控制器特性DRCT、状态DRCS、控制动作DRCC、自用电的有功功率和无功功率测量MMXU、开关闭合和断开CSWI中的至少一个,从而定义所述单元控制器的逻辑节点;
基于所述IEC61850标准中、面向对象的建模技术,定义运行DGEN、额定参数DRAT、高级特性DRAZ和同期RSYN、PID调节器中的至少一个,从而定义所述发电系统所涉及的逻辑设备的逻辑节点;
基于所述IEC61850标准中、面向对象的建模技术,定义励磁额定参数DREX和励磁操作DEXC中的至少一个,从而定义所述励磁单元所涉及的逻辑设备的逻辑节点;
基于所述IEC61850标准中、面向对象的建模技术,定义速度/频率控制器DSFC,从而定义所述速度/频率控制器的逻辑节点;
基于所述IEC61850标准中、面向对象的建模技术,定义整流器、逆变器、所述逆变器的铭牌数据、中间级直流电的测量MMDC、输入级交流电的测量MMXU、输出级交流电的测量MMXU和对冷却风扇的成组冷却控制CCGR中的至少一个,从而定义所述逆变器/变流器的逻辑节点;
基于所述IEC61850标准中、面向对象的建模技术,定义燃料电池控制器特性DFCL、燃料电池堆、燃料处理模块DFPM和燃料特性MFUL中的至少一个,从而定义所述燃料电池的逻辑节点;
基于所述IEC61850标准中、面向对象的建模技术,定义光伏组件额定参数DPVM、光伏阵列特性DPVA和光伏阵列控制器DPVC中的至少一个,从而定义所述光伏系统所涉及的逻辑设备的逻辑节点;
基于所述IEC61850标准中、面向对象的建模技术,定义控制器、热电联产蓄热器DCTS和冷却系统中的至少一个,从而定义所述热电联产单元所涉及的逻辑设备的逻辑节点;
基于所述IEC61850标准中、面向对象的建模技术,定义继电保护基本逻辑节点PBRO、继电保护定时PBTC、低频保护和高频保护中的至少一个,从而定义所述分布式能源系统与所述电力系统之间的发电保护单元所涉及的逻辑设备的逻辑节点。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将所述电力系统信息模型的站外拓扑相关类模型融合到所述分布式能源信息模型的静态拓扑模型中,包括:
对于所述非设备类模型:以IECCIM的内容为准,将所述电力系统信息模型的非设备类模型,依照IEC61850的构建风格,新建对应的所述分布式能源信息模型的非设备类模型;
对于所述导电设备类模型:将所述电力系统信息模型的导电设备类模型的枚举类型,依照IEC61850的构建风格,累加添加至所述分布式能源信息模型的导电设备类模型的枚举类型中;
对于所述普通设备类模型:将所述电力系统信息模型的普通设备类模型的枚举类型,依照IEC61850的构建风格,累加添加至所述分布式能源信息模型的普通设备类模型的枚举类型中;
对于所述类间关系模型:以IECCIM的内容为准,将所述电力系统信息模型的类间关系模型,依照IEC61850的构建风格,新建对应的所述分布式能源信息模型的类间关系模型。
6.一种分布式能源信息模型的融合装置,其特征在于,包括:分布式能源单元、电力系统单元和模型融合单元;
所述分布式能源单元,被配置为执行基于IEC61850标准,建立面向对象的分布式能源系统的分布式能源信息模型,其中,所述分布式能源信息模型包括所述分布式能源系统的至少一个智能电子设备,每个所述智能电子设备均包括至少一个服务器,每个所述服务器均至少包括一个逻辑设备,每个所述逻辑设备均包括至少一个逻辑节点,每个所述逻辑节点均包括至少一个数据对象,每个所述数据对象均是由数据属性构成的公共数据类进行命名;
所述电力系统单元,被配置为执行基于IECCIM标准,建立面向对象的电力系统的电力系统信息模型;
所述模型融合单元,被配置为执行将所述分布式能源信息模型与所述电力系统信息模型进行站外静态拓扑模型融合、站内静态拓扑模型融合和量测模型融合,以便于所述分布式能源信息模型和所述电力系统信息模型进行相互之间的数据交互;
其中,所述站外静态拓扑模型融合,包括将所述电力系统信息模型的站外拓扑相关类模型融合到所述分布式能源信息模型的静态拓扑模型中,其中,所述站外拓扑相关类模型和所述静态拓扑模型均包括非设备类模型、导电设备类模型、普通设备类模型和类间关系模型;
所述的站内静态拓扑模型融合包括融合一、融合二、融合三、融合四、融合五和融合六;
融合一:将所述分布式能源信息模型中、与所述电力系统信息模型中对象与容器的类间关系,以IECCIM的内容为准,依照IEC61850的构建风格,修改IEC61850中与之有差异的部分;
融合二:将所述分布式能源信息模型中、与所述电力系统信息模型中IEC61850和IECCIM共同建模的对象类,以IECCIM的内容为准,依照IEC61850的构建风格,修改IEC61850中与之有差异的部分;
融合三:以IEC61850的内容为准,依照IECCIM标准的类命名与类间关联的构建风格,新建所述分布式能源信息模型的功能模型与所述电力系统信息模型的电力系统资源模型之间的关联关系模型;
融合四:以IEC61850的内容为准,依照IECCIM标准的类命名与类间关联的构建方式风格,新建所述分布式能源信息模型的子功能模型与所述电力系统信息模型的电力系统资源模型之间的关联关系模型;
融合五:以IEC61850的内容为准,依照IECCIM标准的类命名与类间关联的构建方式风格,新建所述分布式能源信息模型的子设备模型与所述电力系统信息模型的电力系统资源模型之间的关联关系模型;
融合六:以IEC61850的内容为准,依照IECCIM标准的类命名与类间关联的构建方式风格,新建所述分布式能源信息模型的逻辑节点模型与所述电力系统信息模型的电力系统资源模型之间的关联关系模型;
所述的量测模型融合,以IEC61850的内容为准,依照IECCIM标准的类命名与类间关联的构建方式风格,修正、扩展所述电力系统信息模型的量测模型,而所述分布式能源信息模型的量测模型保持不变。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述分布式能源单元,包括:分布式能源子单元;
所述分布式能源子单元,被配置为执行基于所述IEC61850标准中、面向对象的建模技术,对所述分布式能源系统的各所述电子设备的各所述服务器的各所述逻辑设备的逻辑节点类和数据类进行定义,从而建立所述分布式能源信息模型。
8.一种计算机可读存储介质,其上存储有程序,其特征在于,所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的分布式能源信息模型的融合方法。
9.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括至少一个处理器、以及与所述处理器连接的至少一个存储器、总线;其中,所述处理器、所述存储器通过所述总线完成相互间的通信;所述处理器用于调用所述存储器中的程序指令,以执行如权利要求1至5中任一项所述的分布式能源信息模型的融合方法。
CN202111038201.7A 2021-09-06 2021-09-06 一种分布式能源信息模型的融合方法及相关装置 Active CN113743507B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111038201.7A CN113743507B (zh) 2021-09-06 2021-09-06 一种分布式能源信息模型的融合方法及相关装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111038201.7A CN113743507B (zh) 2021-09-06 2021-09-06 一种分布式能源信息模型的融合方法及相关装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113743507A CN113743507A (zh) 2021-12-03
CN113743507B true CN113743507B (zh) 2023-08-25

Family

ID=78735996

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111038201.7A Active CN113743507B (zh) 2021-09-06 2021-09-06 一种分布式能源信息模型的融合方法及相关装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113743507B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103729732A (zh) * 2013-12-18 2014-04-16 国家电网公司 一种分布式能源信息建模及信息交互方法
CN104239059A (zh) * 2014-09-19 2014-12-24 国家电网公司 基于全模型的智能配用电统一信息支撑平台的构建方法
CN107402976A (zh) * 2017-07-03 2017-11-28 国网山东省电力公司经济技术研究院 一种基于多元异构模型的电网多源数据融合方法及系统
CN111221794A (zh) * 2020-02-17 2020-06-02 湖南工学院 配电网广域量测控制系统多源数据融合方法
CN112018895A (zh) * 2020-09-07 2020-12-01 上海浦源科技有限公司 一种分布式电源控制器即插即用的信息建模及交互方法
CN113077101A (zh) * 2021-04-16 2021-07-06 华北电力大学 面向能源互联网调配管理的数字化系统及方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101397380B1 (ko) * 2013-09-10 2014-05-27 명지대학교 산학협력단 메타모델링 통합시스템

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103729732A (zh) * 2013-12-18 2014-04-16 国家电网公司 一种分布式能源信息建模及信息交互方法
CN104239059A (zh) * 2014-09-19 2014-12-24 国家电网公司 基于全模型的智能配用电统一信息支撑平台的构建方法
CN107402976A (zh) * 2017-07-03 2017-11-28 国网山东省电力公司经济技术研究院 一种基于多元异构模型的电网多源数据融合方法及系统
CN111221794A (zh) * 2020-02-17 2020-06-02 湖南工学院 配电网广域量测控制系统多源数据融合方法
CN112018895A (zh) * 2020-09-07 2020-12-01 上海浦源科技有限公司 一种分布式电源控制器即插即用的信息建模及交互方法
CN113077101A (zh) * 2021-04-16 2021-07-06 华北电力大学 面向能源互联网调配管理的数字化系统及方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于IEC 61850的分布式光伏发电并网接口装置信息模型;张龙;陈雷;石清;兰越前;刘海军;尉志勇;;智能电网(04);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113743507A (zh) 2021-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liu et al. Optimal planning of AC-DC hybrid transmission and distributed energy resource system: Review and prospects
Marnay et al. Microgrids in the evolving electricity generation and delivery infrastructure
Buchholz et al. Smart Grids-fundamentals and technologies in electricity networks
Buchholz et al. Smart grids
CN104239059B (zh) 基于全模型的智能配用电统一信息支撑平台的构建方法
Han et al. An open communication architecture for distribution automation based on IEC 61850
Yoo et al. Communication architecture of the IEC 61850-based micro grid system
Ruiz-Alvarez et al. Design, management and comissioning of a utility connected microgrid based on IEC 61850
Nayan et al. Feasibility study of smart grid in Bangladesh
Pezeshki et al. Multi-agent systems for modeling high penetration photovoltaic system impacts in distribution networks
Abdulsalam et al. Control and management of solar PV grid using scada system
CN113743507B (zh) 一种分布式能源信息模型的融合方法及相关装置
Zhang et al. Research on microgrid
Nasser et al. Smart energy management of Wind/PV/Battery renewable energy sources based on IoT
Schwarz IEC 61850 also outside the substation for the whole electrical power system
Shen et al. Comprehensive coordinated model of active distribution network planning
Sutanto Electronic controlled energy storage devices and applications in future smart grid
BENTARZI et al. Energy Management System in Smart Micro-Grid
Elaydi Review of Control Technology on Smart Grid
Al Sumarmad et al. Microgrid Energy Management System Based on Fuzzy Logic and Monitoring Platform for Data Analysis. Energies 2022, 15, 4125
Vasudevan et al. Research issues in Smart Grid-application to automation, renewable energy sources and demand response
Gu A Real-Time Simulation Methodology to Enable Seamless Microgrid Islanding
Zhang et al. Research on Standardized Information Model of Distributed Energy Grid-Connected Communication Considering Social Factors
Chunlai et al. Photovoltaic power station integrated information system modeling and reliability evaluation method research
Huang Integration of Renewable Distributed Energy Resources into Microgrids

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant