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1、2013.11,电力系统一次设备CIM-15模型,齐文斌,目 录,电力系统概述电力系统模型模型的基本属性字段线路模型开关设备模型变压器模型,发电机模型负荷设备模型物理母线模型拓扑模型量测关联CIM及SVG数据交换CSGC-3000/WAMS工程实现,1 电力系统概述,1.1 电力系统,1.2 电力系统,电力网：电力系统中各种电压的变电所及输配电线路组成的统一体。电力系统：由发电厂中的电气部分、各类变电所及输电、配电线路及各种类型的用电设备组成的统一体，称为电力系统。具体组成如下：发电厂：生产电能。电力网：变换电压、传送电能。由变电所和电力线路组成。配电系统：将系统的电能传输给电力用户。电力用户
2、：高压用户额定电压在1kV以上，低压用户额定电压在1kV以下。用电设备：消耗电能。动力系统：在电力系统的基础上，把发电厂的动力部分（例如火力发电厂的锅炉、汽轮机和水力发电厂的水库、水轮机以及核动力发电厂的反应堆等）包含在内的系统。通常，将发电厂电能送到负荷中心的线路叫输电线路。负荷中心至各用户的线路叫配电线路。负荷中心一般设变电站。,1.3 一次设备,通常把生产、变换、输送、分配和使用电能的设备，称为一次设备。它们包括：生产和转换电能的设备，如发电机、电动机、变压器等。发电机将机械能转换成电能，电动机将电能转换成机械能，变压器将电压升高或降低以满足输配电需要。接通或断开电路的开关电器，如断路器
3、、隔离开关、负荷开关、熔断器、接触器等。它们用于正常或事故时，将电路闭合或断开。载流导体，如裸导体、电缆等。用于传输电能或连接电气设备。,1.4 电力系统,1.5 电力网,电力网：按电压等级分类：低压网：电压等级在1kV以下；中压网：110kV；高压网：高于10kV、低于330kV；超高压网：低于750kV；特高压网：1000kV及以上。,2 公共信息模型CIM,CIM(Common Information Model)描述了电力企业的所有主要对象，特别是那些与电力运行有关的对象。通过提供一种用对象类和属性及它们之间的关系来表示电力系统资源的标准方法。CIM是电网模型的定义。CIM是IEC 6
4、1970的基础与核心CIM是可以扩展的,2.1 CIM模型标准文件,能量管理系统应用程序接口（EMS-API）第301篇：公共信息模型(CIM)基础Draft IEC 61970:Energy Management System Application Program Interface(EMS-API)Part 301:Common Information Model(CIM)Base 中国标准是翻译版本 Cim-15版模型，变压器，开关做了大的修改,2.2 变电站的一次接线,2.3 一次接线图,3 容 器,3.1 基本层次关系,ID:XML及数据管理中用到的关键字段.name 属于相同父对
5、象的所有对象的唯一名称.aliasName 对象或实例的任意文本名.description 对象或实例的描述信息.pathName 所属每个容器的所有名称的串联.,3.2 模型的基本属性字段,3.3 属性例子,Name:5011开关间隔AliasName:5215线路开关间隔PathName:国网.三峡厂.500kV.5011开关间隔,4 线路模型(AclineSegment),关联量测I、P、Q、V,4.1 线路基本属性,基本属性:struct ACLINESEGMENT_PARAintm_ID;charm_name32;charm_description64;charm_phases4;i
6、ntm_terminal0_id;intm_terminal1_id;floatm_length;charm_type10;floatm_bch;floatm_b0ch;floatm_gch;floatm_g0ch;floatm_r;floatm_r0;floatm_x;floatm_x0;intm_basevoltage_id;intm_fromBay_id;intm_toBay_id;,5 CIM-12开关设备模型,一般关联量测 I、P、Q、POS,CIM-15开关模型,功能：不仅能通断正常负荷电流，而且能接通和承受一定时间的短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除故障。,5.1 断路
7、器:breaker,220KV少油断路器,5.2 断路器:breaker,500kVSF6断路器,5.3 隔离开关:disconector,功能：主要用来隔离高压电源以保证其他设备的安全检修。它没有专门 的灭弧装置，因此不允许带负荷操作。但它可以用来通断一定的小电流电路等。,5.4 隔离开关:disconector,5.5 负荷开关:load disconector,5.6 开关基本属性,基本属性:struct BREAKER_PARAintm_ID;charm_name32;charm_description64;charm_phases4;intm_terminal0_id;intm_te
8、rminal1_id;SF_Bytem_normalOpen;SDateTimem_switchOnDate;intm_basevoltage_id;intm_equipmentcontainer_id;,6 变压器模型,6.1 变压器模型基本表,PowerTransformer:容器 PowerTransformEnd:单端元件,I,P,QTapchanger:POS,按绕组分类,双绕组变压器,三绕组变压器,分裂绕组变压器,自耦变压器,续上页,10kV级SCB10型(IP20),10kV级SG10型,10kV级SCB10型（IP00),7 发电机模型,发电机,7.1 发电机模型属性,stru
9、ct SYNCHRONOUSMACHINE_PARAintm_ID;charm_name32;charm_description64;intm_company_id;intm_terminal0_id;floatm_baseMVar;floatm_damping;floatm_inertia;floatm_r;floatm_r0;floatm_x;floatm_x0;floatm_xDirectSubtrans;floatm_xDirectSync;floatm_xDirectTrans;floatm_xQuadSubtrans;floatm_TD0Subtrans;floatm_TD0Tra
10、ns;floatm_TQ0Subtrans;floatm_TQ0Trans;floatm_xQuadSync;floatm_xQuadTrans;shortm_operatingMode;shortm_type;intm_basevoltage_id;intm_basevoltage_idx;intm_swingRank;intm_avr_model;intm_avrID;intm_gov_model;intm_govID;intm_pss_model;intm_pssID;,8 负荷设备模型,8.1 负荷设备模型属性,struct ENERGYCONSUMER_PARAintm_ID;cha
11、rm_name32;charm_description64;intm_terminal0_id;floatm_pFexp;floatm_pFixed;floatm_pFixedPct;floatm_pNom;floatm_pNomPct;floatm_powerFactor;floatm_pVexp;floatm_qFexp;floatm_qFixed;floatm_qFixedPct;floatm_qNom;floatm_qNomPct;floatm_qVexp;intm_loadDemandModels;floatm_loadDemandModelsIdx;intm_basevoltage
12、_idx;,9 物理母线模型,Trans#1,CB110,CB120,LS111LS112,LS121LS122,Bus 1-1,Bus 1-2,Bus 2-1,Bus 2-2,157kV,77kV,表名：BusBarSection 单端元件,9.1 母线模型属性,struct BUSBARSECTION_PARAintm_ID;charm_name32;charm_description64;charm_phases4;intm_terminal0_id;intm_basevoltage_id;intm_equipmentcontainer_id;,10 拓朴关系,Node and bran
13、ch model,11 量测关联,11.2 扩展PMU数据的量测属性,11.3 量测类型定义,表1-MeasurementType 命名规则,11.3 量测类型定义(续),11.4 关于增加量测类型,已经定义的量测类型,必须严格遵循格式描述,没有定义可以按约定俗成扩充.,12.4 CIM模型交换的单位,CIM标准中有严格的单位定义,全采用有名值.EMS系统数据交换的惯用格式:open-3000:R、X-有名值.BCH-有名值*1000000 cc-2000:R、X-有名值.BCH 标幺值*100 四川：全是标幺值,15.参考文献,1.IEC61970-301 2.Http:/3.iec61970-301r30cim15v33.doc,一次设备入门书,可以看大学专科、中专、工人培训用的 电力系统电气设备书。变电运行一次设备现场培训教材，中国电力出版社 发电厂变电所电气部分.,谢 谢,
