[發(fā)明專利]面向調(diào)控一體仿真的電網(wǎng)一、二次設(shè)備統(tǒng)一建模方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310051662.7
• 申請日: 2013-02-09
• 公開（公告）號: CN103150426A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬全福;楊慧麗;朱永偉;楊新勇;岳風(fēng)珍;唐平;王波海;徐正清;王炎軍;楊選懷;王國平;吳海宏
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;寧夏電力公司教育培訓(xùn)中心;北京科東電力控制系統(tǒng)有限責(zé)任公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;H02J3/00
• 代理公司: 北京汲智翼成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11381
• 代理人: 陳曦;董燁飛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)仿真建模方法，尤其涉及一種面向調(diào)控一體仿真的需要，統(tǒng)一構(gòu)建整個仿真電網(wǎng)一、二次設(shè)備仿真模型的方法，屬于電力系統(tǒng)仿真技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

電力仿真培訓(xùn)系統(tǒng)作為高效的培訓(xùn)工具在電力企業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。但隨著電力系統(tǒng)自動化程度的提高，“大運行”生產(chǎn)運行體系的推廣，調(diào)控一體化開始成為電網(wǎng)生產(chǎn)運行管理的新模式。針對調(diào)控一體化的要求，仿真培訓(xùn)系統(tǒng)需要模擬一個地區(qū)電網(wǎng)及其數(shù)十個、上百個變電站中設(shè)備的動態(tài)行為，因此要建立全電網(wǎng)的一、二次系統(tǒng)模型以及一、二次設(shè)備詳細(xì)模型。其中一、二次系統(tǒng)模型將一、二次設(shè)備抽象成邏輯節(jié)點，通過連接點相互連接，構(gòu)成電網(wǎng)設(shè)備的電氣回路模型；一、二次設(shè)備詳細(xì)模型包含設(shè)備的動作邏輯、設(shè)備中元件的模型以及元件的動作邏輯，它們通過電氣回路連接成一個整體。在傳統(tǒng)的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)中，電網(wǎng)與變電站分開建模，模型管理、維護和使用困難，而且由于建模工作量大，又缺少高效的建模手段，往往只對個別變電站進行一、二次設(shè)備詳細(xì)建模，無法滿足構(gòu)建調(diào)控一體化仿真的需要。

電力系統(tǒng)建模是實現(xiàn)仿真計算、動態(tài)分析、安全控制的基礎(chǔ)，因此，建模方法和模型表達方式的研究一直在進行之中。目前，常用的建模規(guī)范是IEC?61850標(biāo)準(zhǔn)和IEC?61970標(biāo)準(zhǔn)。其中，IEC?61850標(biāo)準(zhǔn)是變電站自動化系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集、交換的國際標(biāo)準(zhǔn)，其二次設(shè)備模型規(guī)范對大多數(shù)變電站內(nèi)公共設(shè)備的模型進行了規(guī)定，但這些模型的應(yīng)用對象是變電站自動化系統(tǒng)，模型描述的重點是設(shè)備的觀測、控制等相關(guān)屬性，目的是解決自動化系統(tǒng)的信息交換，沒有基于設(shè)備的物理機理對設(shè)備的內(nèi)在邏輯進行描述，不能夠滿足仿真計算的需要。IEC?61970是能量管理系統(tǒng)應(yīng)用程序接口系列國際標(biāo)準(zhǔn)，其公共信息模型（CIM）規(guī)定了一次設(shè)備模型的屬性及格式，經(jīng)過少量擴展就可以用于電網(wǎng)仿真計算。但CIM將設(shè)備抽象成邏輯節(jié)點，沒有考慮設(shè)備的內(nèi)在邏輯。例如斷路器在CIM中被定義成一個具有分/合狀態(tài)的雙端元件，而沒有考慮操作機構(gòu)類型、控制回路等對斷路器操控的影響。因此，現(xiàn)有的IEC?61850標(biāo)準(zhǔn)和IEC?61970標(biāo)準(zhǔn)并不能滿足調(diào)控一體仿真的需要。

在申請?zhí)枮?00910186696.0的中國發(fā)明專利申請中，公開了一種智能變電站和主站共享建模方法。在該建模方法中，根據(jù)資源采用全局統(tǒng)一命名規(guī)則。在統(tǒng)一語義的定義下，將變電站二次設(shè)備（保護、測控等設(shè)備）的S?CL（變電站配置描述語言）模型與主站一次設(shè)備（變電站、線路、負(fù)荷等）的電網(wǎng)CIM拼接起來，建立一、二次設(shè)備模型之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系；根據(jù)映射法則，將遵循IEC?61850?SCL的變電站二次設(shè)備模型與遵循IEC?61970?CIM建模規(guī)范的主站一次設(shè)備模型進行相互轉(zhuǎn)換映射，對電力系統(tǒng)一、二次設(shè)備進行統(tǒng)一建模，實現(xiàn)智能變電站與主站之間的無縫通信。但是，該建模方法解決的是IEC?61850模型與IEC?61970?CIM模型的拼接問題，其核心是通過建立兩種模型中相同設(shè)備的資源名稱之間的對應(yīng)關(guān)系表，以該對應(yīng)關(guān)系表為中介實現(xiàn)兩種模型中設(shè)備模型的互相轉(zhuǎn)換和合并。因此，它從本質(zhì)上是一種模型拼接的方法，而不是建模方法，不能適合調(diào)控一體化仿真系統(tǒng)的需要。

因此，在電力系統(tǒng)仿真培訓(xùn)的實踐中，迫切需要提供一種能夠進行全電網(wǎng)一、二次設(shè)備統(tǒng)一建模的方法，以便快速構(gòu)建全網(wǎng)一、二次設(shè)備詳細(xì)模型。該模型應(yīng)該能夠準(zhǔn)確詳細(xì)地描述一、二次設(shè)備模型的物理特性及內(nèi)部機理，為實現(xiàn)精細(xì)化的電網(wǎng)變電站仿真提供支撐，滿足開發(fā)基于全網(wǎng)變電站詳細(xì)設(shè)備模型的調(diào)控一體化仿真系統(tǒng)的要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種面向調(diào)控一體仿真的電網(wǎng)一、二次設(shè)備統(tǒng)一建模方法（簡稱統(tǒng)一建模方法）。

為實現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述的技術(shù)方案：

一種面向調(diào)控一體仿真的電網(wǎng)一、二次設(shè)備統(tǒng)一建模方法，包括如下步驟：

⑴建立一次設(shè)備的仿真模型；

⑵建立一次設(shè)備與測量系統(tǒng)二次設(shè)備、控制系統(tǒng)二次設(shè)備之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系；

⑶建立一次設(shè)備與保護設(shè)備的關(guān)聯(lián)關(guān)系；

⑷建立二次設(shè)備之間的電氣關(guān)聯(lián)關(guān)系；

⑸建立二次設(shè)備的功能模型；

⑹定義二次設(shè)備中元件的屬性。

其中較優(yōu)地，在建立仿真模型之前，首先為電網(wǎng)、變電站及一、二次設(shè)備模型建立統(tǒng)一模型數(shù)據(jù)庫，按照電網(wǎng)層、變電站層和設(shè)備層分別進行建模。

其中較優(yōu)地，在設(shè)備層的建模中，對設(shè)備中各個元件的動作邏輯、觸發(fā)邏輯進行建模，將各個元件的動作邏輯和觸發(fā)策略抽象成一個邏輯表達式。