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。     

基于扩展公共信息模型的配电网三相潮流计算

随着公共信息模型（CM）在电力系统应用中的不断发展,电力企业对CIM扩展的要求也日益迫切。根据配电网的固有特性,对CIM进行了三相连接、三相属性方面的扩展,并将配电网系统的一些特殊元件模型进行了改进,最后基于迭代器模式和面向对象语言Java实现了测试配电馈线的三相潮流计算。通过算例验证了扩展模型的准确性及应用的可维护性和可扩展性。     

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。     

配电系统元件的公共信息模型扩展

为支持配电管理系统(DMS)的标准化和集成的需要,对配电系统元件的公共信息模型(CIM)扩展进行了研究。鉴于配电系统三相不对称并有自己特有的设备等特性,在继承CIM中原有开关类模型的基础上,添加相应的属性和作用,建立起了重合器和分段器CIM模型后,又建立了开闭所和环网柜的聚合类模型;给出了其模型图及固有的属性和作用表。针对分布式发电技术发展的需求,建立了分布式电源的CIM模型,作为示例给出了燃料电池CIM模型及利用Ration Rose生成Fuelcell类的C 代码。     

公共信息模型在配电网建模工具中的应用

随着公共信息模型(CIM)的不断完善,应用也逐步从能量管理系统扩展到配电管理系统和变电站自动化.文中针对CIM的配电网扩展模型,研究其在配电网建模工具中的具体应用,阐述了面向对象模型和关系型数据库设计的对应关系,并设计了高效的资源描述框架(RDF)解析器来实现通用的数据导入导出组件,该组件遵循最新的用于电力系统模型交换的简化RDF句法标准.采用IEEE 13节点配电网系统的标准数据进行了三相潮流计算的导入导出正确性验证.     

公共信息模型在配电网建模工具中的应用

随着公共信息模型（CIM）的不断完善,应用也逐步从能量管理系统扩展到配电管理系统和变电站自动化。文中针对CIM的配电网扩展模型,研究其在配电网建模工具中的具体应用,阐述了面向对象模型和关系型数据库设计的对应关系,并设计了高效的资源描述框架（RDF）解析器来实现通用的数据导入导出组件,该组件遵循最新的用于电力系统模型交换的简化RDF句法标准。采用IEEE 13节点配电网系统的标准数据进行了三相潮流计算的导入导出正确性验证。     

基于公共信息模型的配电网供电路径分析

研究了配电网的公共信息模型的扩展模型,给出了配电网络主要模型类的具体实现方法。针对常规配电网供电路径分析方法的不足,采用了基于母线分段的组合路径分析算法,并结合一个厂站分析了算法的具体实现过程。结果表明：该方法层次清晰,搜索效率高,开放性好,可灵活运用于配电网其他应用中。     

基于公共信息模型拓扑收缩的配电网转供能力分析

配电网转供能力是电网可靠性和自愈能力评估的重要指标,其计算的难点主要集中在故障发生或设备紧急停役时恢复非故障区域供电路径的选择上.提出基于公共信息模型(common information model, CIM)对电网进行拓扑分析,实现分支的收缩处理,寻找网络重构的关键节点,实现故障点隔离和非故障区域负荷恢复最大的转供能力算法.以某实际典型电网为例,针对 N?1故障进行配电网转供能力分析与计算,验证了所提算法的有效性     

计及三相不平衡的有源配电网重构

针对单相光伏的大量接入引起配电网运行的三相不平衡、线路有功损耗增大问题,提出以有功损耗和三相不平衡度为目标函数,构建基于三相电流注入法的配电网动态重构模型,采用大M法对节点电压方程进行松弛,避免断开线路的约束条件对模型的影响,并采用多边形内近似法将非线性约束线性化。通过修改的IEEE 33节点配电系统的分析计算,验证了算法的有效性,提高了算法的求解效率和求解精度。     

分布式可再生能源发电公共信息模型扩展研究

分布式发电与大电网并网运行的方式被认为是未来电网的发展方向,为在传统配网的管理系统中增加相应的分布式电源管理和控制功能,对分布式发电系统的公共信息模型扩展进行研究。首先讨论以风力发电和光伏发电为主的分布式可再生能源发电系统特点和管理需求,对风力发电和光伏发电系统进行实体分析,然后遵照国际电工技术委员会颁布的IEC 61970标准中电力系统公共信息模型,提出风力发电和光伏发电的模型扩展,并使用统一建模语言描述扩展类及其具体属性。该模型扩展已应用于微电网实验室中央管理系统的开发设计,可为未来可能出现的含可再生发电单元的分布式发电与大电网DMS系统集成问题提供参考。     

面向分布式发电系统的CIM扩展

IEC 61970标准《能量管理系统应用程序接口（EMS-API）》,实现了能量管理系统中应用软件的无缝集成,但是IEC 61970没有分布式发电系统的公共信息模型（CIM）。文中对原有 IEC 61970中的CIM进行扩展,建立了光伏发电系统、风力发电系统、燃料电池发电系统、储能系统的CIM,实现了包含分布式发电系统的完整的电网信息模型,并应用于微网能量管理系统的设计。     

主动配电网与主网协调调度

主动配电网（active distribution network, ADN）拥有更多的调度自主权,能够主动管理分布式发电机、储能设备以及主动负荷,实现配网的高效运行。主网与配网调度结果相互影响,因此在制定ADN优化调度方案时,除了考虑自身的运行成本,还应该兼顾与主网之间的协调问题。该文设计配网与主网实时信息交互模式,对主动负荷和储能设备进行建模分析,提出基于实时电价的协调调度模型;并针对该调度模型,提出并行优化算法,通过对连接配网的IEEE 9节点系统进行仿真,验证了模型及求解算法的有效性;最后,分析比较了需求侧响应、储能设备和联络线功率上限对调度结果产生的影响。     

基于CIM和SVG的电网建模技术

为了解决电力软件数据的规范化问题,在IEC-61970标准的基础上结合通用信息模型C IM和矢量图形扩展格式SVG建立电网模型,并采用图模一体化技术构建图形建模系统。系统实现了基于设备模型完成拓扑结构自动生成和完整性检查的功能,并对图形数据和模型数据分别采用SVG格式和通用信息模型的可扩展标记语言模型交换格式(C IM XM L)进行标准化存取。试验表明系统生成的电网模型能方便地用于多种电力应用软件,从而满足了不同系统数据和图形交换的需要。     

基于公共信息模型对象聚合的高压配电网功能单元信息模型

110kV高压配电网的自动化信息模型及其高级应用仍沿用输电网设备描述准则,缺乏针对自身特点的特殊处理。从自动化信息模型与高级应用示例2个角度出发,针对调度员所关注的高压配电网运行特点构建其功能结构化模型。分析了现有公共信息模型(CIM)对高压配电网结构与运行特点支撑不足,提出面向CIM的对象聚合封装方法,将高压配电系统以重新定义的功能单元类予以结构化描述,聚合后的信息模型按功能,可划分为描述110kV系统结构的配电容量单元和描述负荷位置与状态的实际负载单元,任意拓扑与状态均能通过这2种对象准确表述,并结合设备实时参数完成计算模型交互,在信息模型降维的同时生成研究态数据,以支撑地区电网能量管理系统高级应用。以某地区电网的实例测试表明了所提方法的有效性与前景。     

基于锥优化的储能系统参与配电网运行调节快速计算方法

储能技术在配用电侧的广泛应用为提高可再生能源消纳能力、优化系统运行状态提供了新的手段。但是,储能系统参与到配电网运行调节后,使得配电网的优化问题更加复杂,对优化算法提出了更高的要求。为此,文中提出了一种基于锥优化的储能系统参与配电网运行调节的快速计算方法。首先,针对储能系统参与配电网运行调节的优化模型,提出了该问题的锥模型转化方法,得到标准形式的锥优化模型,进而利用锥优化工具实现问题的快速、准确求解。最后,通过算例测试验证了锥模型转化的正确性和锥优化方法的快速性。     

基于CIM的配电网线损计算

构建了基于CIM的配电网线损计算方法。首先,根据线损计算所需的数据要求,梳理了相关的模型,主要包括设备的连接关系、量测数据、线路和变压器数据等。其次,在此基础上,根据配电系统的功能模块,明确了这些数据的不同来源,并规定了不同类型数据在系统间信息交互的方式,实现了基于CIM跨平台的数据交互。最后,根据线损计算的数学模型对CIM模型进行扩展,建立配电网线损类及相关类,实现了线损的准确计算和高效管理,并为其它基于CIM的高级应用开发提供了借鉴。     

基于网架结构相似性和适应性的主动配电网动态重构

为了提升主动配电网对可再生能源的消纳能力、优化分布式电源(DG)入网环境,提出了一种基于网架结构相似性和适应性的配电网动态重构策略。首先,以各单位时段内DG出力最大为目标进行静态重构。然后,从网络拓扑结构量的角度提出了开关状态相似度和改进节点介数相似度两个指标,根据网架结构相似度确定合并时段。随后,从运行状态量的角度定义了网架结构适应性,再依据该指标来客观指导合并时段内最优网架的选择。针对含DG的配电网静态重构问题,提出了一种基于趋化步长自适应调整的改进型细菌觅食算法(IBFA)进行求解。最后,采用PG&E 69节点系统验证了所提重构策略及算法的正确性与有效性。     

有源配电网的智能分布式馈线自动化实现方法

对现有的馈线自动化(FA)模式进行了比较和分析,并针对有源配电网的特点,提出了一种基于有向节点配置方法和通用面向对象变电站事件(GOOSE)高速通信处理机制的智能分布式FA实现方法。该方法结合功率方向保护元件与智能分布式对等网络(peer to peer)的通信特点,既满足了有源配电网FA的需求,又降低了故障处理过程对终端间通信信息的依赖问题;还提出了通道异常的后备处理机制,最大限度地避免了越级跳闸。基于以上智能分布式FA实现方法,结合IEC 61850标准化建模技术及GOOSE高速信息交互技术,采用双核CPU平台设计研制了新型智能配电终端装置。该装置可快速实现故障定位、故障隔离和供电恢复。目前,该装置已在全国多个重点工程中投入运行。