GIS电网拓扑及其在ORACLE数据库中的实现

"输变配低"电网拓扑管理是供电企业GIS系统不可缺少的功能之一。着重讨论了GIS系统如何基于IEC61970电力系统CIM模型建立电网拓扑的方法和技术,介绍了CIM、拓扑包、拓扑模型与实例、拓扑的"表"表示及其在ORACLE数据库和内存中的实现及相应存取方法。     

CIM 与IEC61850SCL融合的配电网拓扑建模方法

IEC61850采用面向对象的数据建模方法和统一的服务接口,可实现不同厂家、不同类型终端之间的互操作, 其端对端的快速通信模式非常契合配电自动化系统的分布式智能发展趋势.在分布式智能应用中,控制功能的实现都 以网络拓扑 信 息 为 基 础,如 故 障 后 供 电 恢 复 需 要 获 取 联 络 开 关 的 位 置、孤 岛 保 护 需 要 跟 踪 主 网 电 源 等。因 此, IEC61850标准应用到配电自动化领域,需要对馈线的拓扑结构进行建模并与主站侧的IEC61968/61970公共信息模 型 (CIM)兼容使用.文章分析了中压配电网的馈线连接方式,基于 CIM 和IEC61850系统配置语言 (SCL)拓扑模 型的共同要求,扩展了馈线模型,提出 CIM与SCL融合的馈线建模方法,采用扩展模型描述配电网典型拓扑,分析了拓扑信息的终端配置方式。     

基于供电环的配电网拓扑建模研究

目前大多数的配电网拓扑建模方法,是将整个配电网建模为一个矩阵,除了线路以外的每个设备都是矩阵中的一个节点,导致拓扑结构规模庞大,拓扑分析效率低下.该文将整个配电网络以供电环为依据进行划分,对每个供电环进行拓扑建模,极大地减少了拓扑结构的规模.同时,对环与环之间的关联设备进行适当的设置,就能将各个环分散的拓扑数据集成起来,形成配电网全网络的拓扑.该方法使用点和弧为基本的建模元素,并将受控分接箱、环网柜等复杂设备分解为点、弧元素的集合来实现对它们的建模,并以数据库来保存拓扑逻辑数据.应用该方法,拓扑模型的建立与修改只需要在单个环内进行局部拓扑;而且能极大地提高电源点追踪、开关状态变化、供电范围搜索等拓扑分析功能的效率.     

基于CIM模型的电网拓扑分析

在电网拓扑分析相关研究的基础上,提出了一种基于CIM模型的电网拓扑分析方法.该方法分为两个步骤:合并连接点,形成拓扑节点;划分子系统,形成拓扑岛.以经典的深度优先搜索遍历算法为基础,针对该网络模型,提出了网络动态拓扑分析的具体实现方法.然后,采用面向对象的Java编程语言实现拓扑分析.最后,在根据IEC 61970标准...     

基于IEC61970公共信息模型的地区电网操作票系统研究

遵循国际电工委员会制定的IEC61970公共信息模型CIM所定义的电力设备模型和图形拓扑结构模型,构建了地区电网设备图元及图元敏感区域,提出了基于CIM建模的电网拓扑分析的快速算法,实现在绘制网络接线图的同时完成设备连接关系节支矩阵的建立.根据CIM模型构建了地区电网专家系统知识库,并研究设计了专家系统推理机,实现了智能生成操作票.通过某地区电网运行,得到很高的出票正确率,提高了操作票开票效率.     

基于扩展公共信息模型的配电网故障诊断研究

为解决故障信息数据庞大、信息不确定性以及故障诊断算法的选择性等问题,本文依据IEC61970的公共信息模型(CIM)以及IEC61968的CIM扩展模型,搭建故障诊断信息统一模型,并在扩展故障信息模型的基础上,提出基于拓扑搜索的配电网故障诊断算法。该算法是在故障发生后,诊断程序调用以CIM为模型的配电网拓扑结构及故障信息数据,采用简单的深度优先搜索方法实现故障诊断。文中给出实现算法的流程图,并用某配电网局部联接图验证该算法的正确性,结果表明本文提出的故障诊断算法具有一定的可行性和准确性。     

适应分布式馈线自动化的配电网拓扑模型生成方法

分布式馈线自动化不依赖于主站的大量计算,仅采用局部网络拓扑分析实现快速故障处理。通过分析在智能配电终端中适应分布式馈线自动化需求的拓扑结构,并对IEC 61968、IEC 61970和IEC 61850的模型进行比较,找出配电主站全网拓扑模型与智能配电终端局部拓扑模型之间的差异。结合分布式FA的局部拓扑需求,建立智能配电终端局部拓扑模型和配电主站全系统拓扑模型,并通过模型转换实现局部拓扑模型的自维护。     

配电系统实际运行的剩余供电能力计算方法

现有配电系统最大供电能力模型(TSC)充分研究了配电网的供电能力,适用于规划未来配电系统和评估已有配电系统,本文改进了已有的TSC模型,得到了一种更适合指导智能配电系统运行的剩余供电能力计算方法。首先,简要介绍了配电网的TSC模型及相关定义;其次,提出了剩余供电能力的概念,改进已有TSC模型得到了剩余供电能力数学模型,并给出求解方法;再次,介绍了剩余供电能力的特点,表明剩余供电能力更适合指导配电系统运行;最后,结合算例说明本文模型的实用性和正确性。本文工作定义了一种配电系统剩余供电能力并给出了计算方法,完善了配电网供电能力的理论体系,其更适合指导电网运行,有利于高效利用配电网的供电潜力、提高资产利用率。     

一种简捷实用的配电系统供电能力计算方法

提出一种简捷实用的配电系统供电能力计算方法。首先给出了N-1准则下供电能力的基本定义,指出配电系统的供电能力由站内供电能力和电网供电转移能力2部分组成。根据基本定义推导了电网供电能力的通用计算公式,并研究了变电站站内供电能力与网络转移能力的关系,给出了网络最优供电转移能力的相关结论。文章最后给出了配电网供电能力分析的计算步骤和基本流程。该方法思路简单,基于供电能力给出的网络最优转移能力可为城市电网规划提供参考。实际算例验证了本文方法的正确性和有效性。     

基于最大供电能力的中压电缆网络优化

城市配电网络结构优化对配电网供电能力和设备利用率具有重要的影响。基于"N-1"安全准则,对配电网负荷转供能力进行研究,提出了一种配电网供电能力的计算方法。定义了区域配电网最大供电能力,以配电网络年综合投资成本最小为目标函数,以最大供电能力、变电容量释放和变电站间联络等为约束,建立了开关站供电模式的中压电缆网络优化规划模型,采用数学软件包进行求解。算例验证了算法和模型的有效性,与常规配电网优化规划结果相比,供电能力和经济效益得到了明显的改善。     

有源配电网公共信息模型扩展及其标准算例系统设计

配电网中存在各种管理系统,其软件通常来自不同的制造商,应用系统缺乏统一的信息模型和接口标准,导致"信息孤岛"林立。为此,在IEC 61968和IEC 61970现有标准的基础上,对配电网三相模型、分布式电源和储能设备等模型进行了较完整的扩展,提出了公共信息模型(common information model,CIM)扩展方法,以满足潮流计算、机组组合、经济调度、时域仿真等应用的需要。同时,设计了有源配电网的标准算例系统,以为其他研究做参考,并针对此系统进行了CIM/XML的导出和导入的验证。     

有功潮流追踪优化建模及其应用

传统潮流追踪在节点计算线路分摊时使用了比例分摊假设,所建立的模型一般为代数模型。以有功网络流为对象建立了有功潮流追踪数学优化模型。模型放松了比例分摊假设,从潮流追踪求解空间角度,建立了潮流追踪物理属性约束和决策约束,拓展了有功潮流追踪的范围,具有广泛的应用前景。通过负荷节点电价和电价竞争力2个应用案例进行了说明。应用于负荷节点电价计算时,以方差最小,体现公平地共享输电网,并使用简单算例进行了验证。应用于电价竞争力计算时,探索了各负荷电价竞争力的关系,提供了负荷电价竞争力更多的信息,最后使用实例验证潮流追踪对负荷之间电价竞争力的影响。     

配电网功率量的逆向潮流追踪方法

为了得到以负荷为主体的配电网中各功率量的关系,提出了逆向潮流追踪方法。利用功率分布理论,得到了表示每个负荷与对应损耗之间关系的功率链和每个负荷与对应汲取功率之间关系的功率流。给出正弦稳态形式的负荷—损耗分布系数、负荷—汲取功率流分布系数。将该方法应用到一典型的14节点配电网,得到各功率量的和与网络原有功率量相等的结论。算例分析结果表明,单电源网络中正弦稳态功率按照阻抗匹配原则来分配。     

公共信息模型在高级计量基础架构的应用研究

为了提升智能电网AMI领域中的信息集成水平,对IEC 61968公共信息模型进行研究,并结合AMI Enterprise提出的愿景进行简要分析,从技术角度,提出以公共信息模型为语义,以数据集成和应用集成技术为手段,实现电力配网用电侧智能表计数据资源的整合以及计量数据管理系统与企业信息管理系统的快速集成。     

面向有源配电网的公共信息模型扩展

IEC61970和IEC61968标准的公共信息模型(CIM)给出了电力系统设备、用户模型及其相互关系,有效促进了管理系统间数据交互,提高了调度自动化水平。但随着有源配电网中新设备的出现,现有CIM已不能对其进行完整描述。为此本文提出了一种CIM扩展方法,在EnterPrise Architect软件环境下,根据CIM扩展的导则,对有源配电网中的分布式发电、储能设备和电动汽车充电站等新兴设备的模型进行了完整的描述。此外,与交流微网相比,直流微网具有显著的优势而受到越来越多的关注,因此本文建立了直流微网CIM模型,以满足有源配电网管理系统的信息需求。     

基于CIM和配电自动化系统的配网快速潮流计算

针对配电自动化系统的特点,为了更好解决交换数据模型,在基于IEC61970系列标准中的公共信息模型（CIM）基础上,提出了基于开关状态的配电网网络拓扑设计。根据此网络拓扑,采用目前流行的前推回代法对配电网进行潮流计算。该方法充分利用辐射配电网络的结构特点,在开关变位时,自动对节点、支路和断路器进行简单编号,并根据节点负荷功率和支路阻抗,自动生成代数方程,并采用前推回代迭代计算计算节点电压和功率分布。根据提出的算法开发了相应的计算程序,并用算例验证了算法和程序的正确性。     

独立电力网络拓扑分析方法及其在故障恢复中的应用

根据独立电力网络的结构特点,定义了一种实用的供、配电网设备模型,包括电源、负载及线路模型,给出了用于网络拓扑在线分析时的关联矩阵形成新方法。将拓扑分析方法应用于各类设备的故障跟踪中,结合对全局网络的简化分析,识别故障时的受影响元件。根据故障后各支路状态,对故障进行处理,为系统的故障恢复做好准备。实际网络管理系统运行情况表明,该算法能够准确、可靠地描述及跟踪系统网络的拓扑结构。     

基于响应度的间歇性电源消纳因素研究

在潮流网络有向图中定义了三种类型节点,并利用节点之间的区别,给出了一种全新的顺流潮流跟踪方法。考虑了间歇性电源存在的动态特性及互补性,利用潮流跟踪结果来定义了响应度,并给出了它的物理意义。利用响应度作为指标,从电源侧、配网侧及负荷侧对支撑间歇性电源消纳的因素进行研究。通过对标准IEEE14节点系统的测试,证明了响应度指标的可靠性,并阐述了各因素对支撑间歇性电源消纳的影响机制。