CIME电网物理模型描述与交换规范试行
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IEC 61970/61968 CIM 模型研究——核心电网模型IEC 61970 / 61968 等系列标准是国际电工委员会制定的电网应用系统的技术标准,其中的CIM〔公共信息模型〕建立了所有的电网信息模型,是所有电网应用的根底,其重要性不言而喻。
为了更好的理解CIM模型,我在学习和研究过程中也尝试写一些文档,供对CIM模型感兴趣的朋友们参考和讨论。
由于个人水平有限,且CIM模型包括的X围很广,疏漏谬误之处恐在所难免,敬请各位朋友指正,在此先行感谢。
CIM模型包括的内容非常多,这里首先讨论一下核心电网模型。
一、传统EMS电网模型CIM模型的核心就是电网的信息模型,要能够准确表达电网的组成、结构和特性。
而这些电网信息模型其实一直都在电力自动化控制系统〔也就是能量管理系统〕中制定,经过长达几十年的运行和使用,这套模型已相当的成熟和稳定,CIM模型正是在此根底上演化和完善形成的。
传统EMS电网信息模型主要是由公司、区域、变电站、电压等级等模型构成的层次结构,见如下图:一个电网公司一般由几个地区电网构成。
例如某某电网公司就可以分为某某电网、某某电网等假如干个区域电网。
区域电网中主要包括变电站和线路。
变电站下一般有两到三个不同的电压等级区和变压器。
电压等级区包括了该电压等级下的所有设备,包括断路器、刀闸、互感器、继电保护、馈线等,其中馈线是负责向负荷供电的线路,也是由各种设备构成的。
变压器下通常有两、到三组绕组,分别对应变电站的电压等级区。
线路实现电能的传输,将不同的节点连接成电网,同时为了线路运行维护管理方便,线路一般会分为假如干个线路段。
二、IEC 61970 CIM电网信息模型在CIM模型中,电网的层次结构与传统EMS电网模型根本保持一致,使用了地理区域、变电站、设备等模型对电网进展建模,其中地理区域〔GeographicalRegion〕、子地理区域〔SubGeographicalRegion〕对应区域〔DV〕,变电站〔Substation〕对应变电站〔ST〕,电压等级区〔VoltageLevel〕对应电压等级〔KV〕,设备〔Equipment〕表示各类电力设备。
竭诚为您提供优质文档/双击可除cim11,规范,电网篇一:电网通用模型描述规范(cim-e语言)-国标-mwm icsgbgb/txxx—20xx中华人民共和国国家标准电网通用模型描述规范(cim/e语言)gridcommonmodeldescriptionspecification(cim/elangua ge)(征求意见稿)20xx-xx-xx发布20xx-xx-xx实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局发布中国国家标准化管理委员会dl/t286—20xx目次1范围.................................................................................i2引用标准................................................. ............................i3符号定义................................................. ............................i4cim_e文件结构................................................. (ii)4.1基本结构................................................. . (ii)4.2横向表结构................................................. . (ii)4.3纵向表结构................................................. .....................iii5类定义模版................................................. ........................iii6最少的类和属性................................................. (iV)iiigb/txxx—20xx1范围本标准规定了一种简单高效的电网通用模型描述规范(简称cim/e)。
基于IEC61970的电力系统CIM模型管理的实现摘要:随着计算机技术的发展,计算机应用在电力管理系统方面的协议标准越来越规范化,随着IEC 61970系列标准的制定,为电力管理系统各个子系统独立分散的的缺陷提供了解决方案,该标准主要包括公共信息模型和组件接口规范。
本文主要研究对基于IEC61970协议进行电力系统软件开发时对CIM模型的管理设计。
关键词:IEC61970标准;CIM;SCADA1 IEC61970标准与CIM概述EC 61970国际电工委员会制定的《能量管理系统应用程序接口(EMS-API)》系列国际标准,主要由接口参考模型、公共信息模型(CIM)和组件接口规范(CIS)三部分组成。
CIM是IEC61970系列标准的一个重要组成部分,CIM公共信息模型定义了信息交换的语义,用对象类和属性及他们之间的关系来表示电力系统资源的标准方法。
2 CIM模型配置功能模块CIM模型的配置模块,IEC61970定义了电力系统中的CIM模型,以及各个模型之间的关系。
控制模块主要基于SCADA系统为例来阐述CIM模型映射的实现方法,本模块如图1主要分为两大块及原有SCADA系统和基于IEC61970中间件系统平台。
原有SCADA系统内部数据格式因此要实现两个主要部分的数据内容的一致性,就必须对其进行转换。
基于IEC61970的中间件系统平台是根据IEC61970的国际标准定义的CIM模型,具有通用性。
因此把原有SCADA系统的数据结构转换为IEC61970标准定义的数据结构及CIM模型。
本模块设计了两种方式:第一种方式是通过读取SCADA系统的电力对象数据结构信息,生成CIM模型配置信息;第二种方式是在SCADA系统端将电力对象数据结构信息生成XML文档、SCHEMAL文档和XSL文档,其中XSL文档两者数据结构的中间转换介质。
最终在服务器端读取XML文档解析后生成CIM模型。
3 设备模型的设计与实现设备模型的配置可通过菜单内容的优化设计简化配置过程。
基于CIME模型的辽宁电网智能调度一体化建模方案罗卫华;冯松起;高凯;施毅斌;葛延峰;李青春;张伟【摘要】简述了电网通用模型描述语言(CIME)模型文件和基于CIME模型的模型管理方法,提出了辽宁电网智能调度一体化建模方案,分别讨论了模型部分、图形部分和数据转发部分,分析了该建模方案的主要特点和与CC2000A模型管理的差异,并指出了辽宁省调一体化建模存在的问题与解决方法.【期刊名称】《东北电力技术》【年(卷),期】2013(034)006【总页数】3页(P32-34)【关键词】CIME模型;智能调度;一体化建模【作者】罗卫华;冯松起;高凯;施毅斌;葛延峰;李青春;张伟【作者单位】辽宁省电力有限公司,辽宁沈阳110006;辽宁省电力有限公司,辽宁沈阳110006;辽宁省电力有限公司,辽宁沈阳110006;辽宁省电力有限公司,辽宁沈阳110006;辽宁省电力有限公司,辽宁沈阳110006;辽宁省电力有限公司,辽宁沈阳110006;辽宁省电力有限公司实业有限公司,辽宁沈阳 110006【正文语种】中文【中图分类】TM773目前,辽宁电网调度系统采用分级监控的模式,地区调度系统之间缺乏规范的信息共享机制,只对本地区调度管辖范围内的电网精确建模,辽宁省调监控全省范围内220 kV及以上主干网,地区调度主要监控本地区范围内220 kV及以下电网。
各地区的外部电网则采用非精确建模或简单等值处理,这种建模方式不能满足智能电网的发展要求。
如果各调度中心之间能共享信息,可高效整合电力系统数据,实现电网的全局控制。
以模型拆分与合并技术为核心的分布式一体化建模技术是实现不同区域、不同层次之间一体化建模的主要方法。
文献[1]通过分析上下级调度系统模型之间的关口电网对各级电网模型进行合并,文献[2]研究了基于电力系统公共信息模型的互操作试验,文献[3]研究了外网动态等值技术,提出了动态等值方案,文献[4]提出切实可行的智能调度分布式一体化建模方案,该方案已经逐渐应用于智能电网调度自动化系统。
CIM-E电网物理模型描述与交换规范(试行)附件2:CIM/E电网物理模型描述与交换规范(试行)1范围本方案适用于国家电网公司范围内调度机构,包括国调、各网调、省(市)调和地调。
电网模型数据拼接内容包括静态电网模型、设备参数、设备连接关系以及实时通信数据索引表。
2参考文件●DL/T 890.301-2004/IEC61970-301:2003 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●Q/GDW 215-2008 电力系统数据标记语言―E语言规范●Q/GDW 216-2008 电网运行数据交换规范●Q/GDW 137-2006 电力系统分析计算用的电网设备参数和运行数据规范●电网设备通用模型命名规范(试行)3总体要求电网模型参数、运行数据原则上按照调度隶属关系进行源端维护,即省(市)调维护220kV电网模型参数,国调、网调维护500kV 以上电网模型参数,省(市)调以周期或变化传送方式,及时将最新220kV电网模型参数上传网调,网调结合500kV模型,进行模型拼接,形成完整的全网220kV以上电网模型,导入调度自动化系统,并下发省(市)调。
同时,国调和三华网调对各网调的导出模型文件进行拼接入库。
各电网调度中心同时维护本系统内电网设备模型对应的实时运行数据通信索引表,自动生成,减少维护工作量。
3.1电网模型拼接根据电网调度管辖权,具体边界可视情况确定。
边界设备一般定义为变压器或者交流线段3.2模型格式调度中心之间的模型交互采用CIM/E语言格式文件。
在交互过程中建议采用全模型,也可采用增量模型方式,如采用增量模型,需加强安全措施,确保每次增量模型正确,防止一次增量模型丢失造成模型混乱无法补救。
3.3设备命名各级调度中心需按《电网设备通用模型命名规范(试行)》,对各类设备进行规范化命名,老系统不支持规范命名的,导出模型时需进行名称转换,形成含路径的全名,设备全路径名为系统内唯一标识。
电力自动化设备Electric Power Automation EquipmentVol.32No.6Jun.2012第32卷第6期2012年6月0引言能量管理系统(EMS )是调度中心重要的应用系统,系统内存储了大量的电网模型数据、实时数据、历史数据。
省地调的EMS 是各自独立建立的,EMS 间进行模型交互和数据交换十分困难,双方基于各自的私有数据和不同的计算模型,模型拼接需要针对各自的私有数据进行处理。
IEC61970标准为解决模型交互和数据交换提供了技术标准,其中公共信息模型CIM (Common Information Model )提供了一个关于电力EMS 信息的全面逻辑视图,组件接口规范CIS (Component Interface Specification )提供了标准的访问接口[1-4]。
在以CIM 为标准的电力系统网络模型基础上,可以通过CIS 接口实现不同EMS 之间的数据交换,利用这一接口规范解决各级调度机构的数据访问与共享问题[5-12]。
基于CIM 标准的电网模型拼接以及基于CIS 的数据交换是实现信息共享和集成的有效手段。
文献[13-14]提出通过分析上下级调度系统模型之间的关口电网对各级电网模型进行合并,但该方法要求外网必须等值。
文献[15-16]研究了模型合并与拆分的方法及应用原则,但没有涉及实时数据与历史数据的交互问题。
本文提出一种基于IEC61970CIM 标准的省地调电网模型拼接方法,首先对模型对象进行编码,然后通过划分模型调度边界,进行模型拆分、拼接,形成完整的全电网模型;通过标准高速数据访问(HSDA )接口和历史数据访问(TSDA )接口实现省地调电网实时数据、历史数据的交换。
1基于IEC61970标准的CIM 与CIS1.1CIMCIM 是电力企业应用集成的重要工具,它包括公用类、属性、关系等,其类及对象是逻辑数据结构的核心,可定义信息交换模型。
变电站模型的CIME表达变电站模型的CIM/E表达摘要:变电站模型是电力系统自动化技术应用的重要基础。
IEC 61850对变电站模型的描述全面、详细,但处理效率不高,且在调度环节得不到应用。
CIM对变电站模型的描述则较为简约,且CIM/XML 处理效率不高。
CIM/E克服了CIM/XML效率上的问题,但模型不够全面。
本文从一次设备模型、二次设备模型、通信模型、控制模型、采集模型、保护模型6个方面对CIM/E规范进行了全面扩充,使之如IEC 61850一般能够全面描述变电站模型,并通过原型系统进行了有效验证。
这样扩充后的CIM/E模型有望成为变电站和调度端公用的模型描述方式。
关键词:公共信息模型;IEC 61850;IEC 61970;变电站配置描述文件;变电站配置描述文件;CIM/E;智能电子设备;可扩展标记语言;统一建模语言0引言变电站模型是电力系统自动化技术应用的重要基础[1],从变电站当地的监控和高级应用,到集控站自动化系统,以及调度端的EMS系统各类应用的实现,都有赖于变电站模型的准确、高效和实时的表达。
随着变电站自动化技术从传统变电站到综合自动化站,再到数字化变电站,直到目前的智能变电站[2~4],变电站模型的表达也从面向点表的“四遥”信号表表达方式发展到包含网络拓扑模型的图模库一体化系统表达,再到目前数字化和智能变电站广泛采用的IEC 6185 0模型表达方式[5]。
在调度端的变电站模型表达也经历了与变电站当地类似的发展过程,但没有采用IEC 61850模型而是采用IEC 61970标准规定的CIM模型[6]。
随着调度和变电环节智能化研究和建设的进展,可以预见变电站模型的IEC 61850表达和CIM表达方式将在相当长时期内并存,但存在2方面的问题:1)两种模型表达方式本身的不足,IEC 61850变电站模型全面而复杂,且SCL表达格式处理效率较低,CIM对变电站模型描述的不够全面,仅给出了一次设备和部分采集、通信、保护模型,且其CIM X ML表达格式处理效率较低;2)两种模型表达方式相互不一致,造成了调度和变电站端重复建模,各种自动化、智能化应用缺乏统一的模型基础等问题[7]。
电力系统数据标识表记标帜语言之青柳念文创作——E语言规范Data Markup Language for Electric Power System——E Language目录前言 (II)1 范围 (1)2 符号定义 (1)3 基本语法 (1)4 扩大语法 (4)附录A(参考性附录) E语言数据样例 (8)附录B(规范性附录)属性类型和量纲尺度 (10)前言电力系统数据标识表记标帜语言——E语言规范(以下简称“E 语言”)是在IEC 61970–301电力系统公用数据模子CIM(Common Information Model)的面向对象抽象基础上,针对CIM在以XML 方式停止描绘时的效率缺陷所制定的一种新型高效的电力系统数据标识表记标帜语言.E语言的定名源于Easy(简单)、Efficiency(高效)、Electricpower(电力)3个英文词头,它将电力系统传统的面向关系的数据描绘方式与面向对象的CIM相连系,既保存了面向关系方法的高效率,继承了其长期的研究成果,又吸收了面向对象方法的优点(如类的继承性等),具有简洁、高效和适用于电力系统的特点.E语言是一种标识表记标帜语言,具有标识表记标帜语言的基本特点和优点,其所形成的实例数据是一种标识表记标帜化的纯文本数据.E语言通过少量标识表记标帜符号和描绘语法,可以简洁高效地描绘电力系统各种简单和复杂数据模子,数据量越大则效率越高,而且E语言比XML更符合人们使用的自然习惯,计算机处理也更简单.E语言与XML均一致地遵循CIM基础对象类,以E语言描绘的电力系统模子与以XML语言描绘的电力系统模子可停止双向转换.本尺度由国家电网公司国家电力调度通信中心提出并负责诠释.本尺度由国家电网公司科技部归口.本尺度起草单位:国家电网公司国家电力调度通信中心,国网电力迷信研究院,江苏电力调度通信中心本尺度的主要起草人:辛耀中、林峰、陶洪铸、倪斌、彭清卿、李毅松、石豪杰、崔恒志、苏大威电力系统数据标识表记标帜语言——E语言规范1范围本尺度规定了电力系统数据标识表记标帜语言——E语言的语法和语义.E语言主要适用于以文件方式描绘和交换数据的应用场合.本尺度定义的E语言版本为V1.0.2符号定义说明:以上符号均为英文半角符号.3基本语法E语言数据是纯文本数据.E语言主要通过对文本中每行第一个字符或前两个字符的使用,达到规范文本的目标.E语言对于英文字母的大小写敏感.E语言数据文件包含注释(可选)、系统声明、数据块起始标识表记标帜、数据块头定义、数据块、数据块竣事标识表记标帜等部分.E语言数占有三种基本布局,即横表式布局、单列式布局和多列式布局,分别如图1、图2、图3所示:图1E语言数据的横表式布局图2E语言数据的单列式布局图3E语言数据的多列式布局注释是E语言的可选部分,通过双斜杠“//”引导开端.注释可出现在数据文件的任意地方,既可以独立一行,也允许在行的后部.E语言的系统声明位于数据块前端,由左尖括号加叹号并列“<!”引导开端,由叹号加右尖括号并列“!>”标识表记标帜竣事.系统声明中说明发生数据的应用系统称号、采取的E语言版本、字符集和数据版本.标识表记标帜内的详细内容如下:a)System=应用系统称号.指发生本数据的应用系统称号.b)Version=E语言版本.指封装本数据所采取的E语言版本.由于E语言自己的发展,语法规则和符号能够会发生变更,此版本信息可用于程序识别语言自己的不同.c)Code=字符集称号.指本文件所用的字符集.d)Data=数据版本.指本数据所处版本.由于应用需求变更,同样类此外数据其封装布局能够会停止部分的扩大、修改或简化,此版本信息可用于程序识别数据自己的细微不同.以上各部分之间用空格分割,而且可根据系统情况停止扩大.以下为一个系统声明的实际样例:<! System=OMS Version=1.0 Code=UTF8 Data=1.0 !>3.4数据块起始和竣事E语言数据块的起始用尖括号“<类名>”或“<类名::实体名>”暗示,数据块竣事用尖括号内加单斜杠“</类名>”或“</类名::实体名>”暗示.“类名::实体名”中,前者暗示数据块内数据对象的类,后者暗示数据块内数据的归属对象.如数据块起始符“<调度日报::华东>”指了然数据块内的数据是调度日报类,而且这些数据归属于华东电网,即这些数据为华东电网的调度日报数据.类和实体称号之后可跟若干个标识表记标帜属性名及其值,标识表记标帜属性名与属性值之间用等号“=”相连,多个属性名值之间用空格分割.如Date=’YYYYMMDD’,暗示报表数据的日期.数据块中如果只包含一个对象也可以用一行来描绘,采取如下格式:<类名::实体名属性1=值1属性2=值2/>.数据块头定义用地址符“@”标识表记标帜,用于标明数据的基本布局:即横表式、单列式或多列式.数据块头定义的详细标识表记标帜如下:a)单地址符“@”暗示数据的基本布局为横表式,其语法为:@ 序号属性名1 属性名2 属性名3 …“@”、序号、各属性名之间使用空格分割,序号也可用数据ID暗示(下同),单列式和多列式布局对于序号的处理方式近似.横表式布局的数据块中每一个对象占一行、每一个属性占一列,适用于表格类数据,或属性较少且对象较多的数据,如图1所示.b)双地址符“@@”暗示数据的基本布局为单列式,其语法为:@@ 序号属性名属性值“@@”、序号、属性名、各属性值之间通过空格分割.单列式布局的数据块中每一个属性占一行,属性名和值各占一列,适合于单个对象且属性较多的数据,如图2所示.c)单地址符和井号“@#”暗示数据的基本布局为多列式,其语法为:@# 序号属性名对象名1 对象名2 对象名3 …“@#”、序号、属性名、各对象名之间通过空格分割.多列式布局的数据块中每一个属性占一行,每一个对象占一列,适合于对象数相对固定且属性较多的数据,如图3所示.3.6数据块数据块由多个数据行组成,每一个数据行由井号“#”引导.数据行中的各数据值之间通过空格分割.数据行的表达方式与数据块头定义一一对应.数据块的第一列总是在“#”后跟一个或多个空格,空格后加序号,如“# 10”,使序号单独成为一列.该序号暗示本行数据在本数据块中的顺序,以1开端编号.序号后面跟一空格后开端数据值序列.E语言中使用空格作为分割符,如数据块中每行各项内容之间使用空格分割.空格分割符由一个或持续多个空格或制表符(Tab)组成.如果字符串数据中含有空格字符,则需在字符串数据前后加单引号“’”.a)类与实体毗连符:用“::”暗示,用于类和实体之间的毗连,如:<调度日报::华东>.b)赋值毗连符:用等号“=”暗示,用于数据块起始标识表记标帜内属性名与属性值之间的毗连,如:<调度日报::华东日期=‘0402’ 时间=‘23:15:00’>.c)称号毗连符:用小数点“.”暗示,用于毗连条理布局的类或实体.用于实体的条理描绘如:“华中.河南.郑州”;用于类及属性的条理描绘如:“线路.阻抗”等.4扩大语法为坚持E语言的完整性和矫捷性,定义下列扩大语法.4.1属性类型定义在数据块头定义中,如果是横表式布局数据,可以为每一个属性增加类型定义,此定义为可选.类型定义行用百分号“%”引导,后面跟一空格及类型序列,与横表式布局属性序列一一对应,指明各属性的数据类型,数据类型长度不做限制.规定:i(int)暗示整数类型,f(float)暗示浮点数类型,s (string)暗示字符串类型,p(pointer)暗示指针类型,如图4所示.属性类型遵循附录B的规定.4.2属性量纲定义在数据块头定义中,如果是横表式布局数据,可以为每一个属性增加量纲定义,此定义为可选.量纲定义行用美元符“$”引导,后面跟一空格及量纲序列,与横表式布局属性序列一一对应,指明各属性的量纲,例如:MW,kV等,若某属性没有量纲时,用“”暗示,如图4所示.量纲尺度遵循附录B的规定.在数据块头定义中,如果是横表式布局的数据,可以为每一个属性增加限值定义,此定义为可选.限值定义行用冒号“:”引导,后面跟一空格及限值序列,与横表式布局属性序列一一对应,指明各属性的限值.限值用“最小允许值:最大允许值”暗示,例如:“月”的限值为“1:12”.如果没有最小限值限制,左侧位置不填,如“:100”;如果没有最大限值,右侧位置不填,如“10:”;如果上下均无限值则用“”暗示,如图4所示.//数据类型、量纲和限值描绘<Line >@ 序号 I_Node J_Node R X Cx% i s s f f f$ ΩΩΩ: 1:10## 2……# n ……</Line>图4类型、量纲和限值定义E语言中用星号“*”暗示对象指针.当“*”出现在属性名前面时,暗示该属性为指针属性(即其值是指向对象的指针),后面紧跟指针所指向的类名;当“*”出现在数据项前面时,后面紧跟指针所指向的对象序号(关于序号拜见 3.6数据块).如果指针指向多个对象,对持续的对象序号以冒号毗连起始和终止对象序号,当对象标识不持续时以逗号“,”分割各对象标识(最后一个对象标识无逗号).如图5中,阳城变电站的*Line属性的值为“*45:48,67”,暗示指针指向线路类Line的第45号到第48号对象以及第67号对象.如果某数据行不存在指向该类的指针,则对应数据项填0,且前面不带“*”号,如图5中由于三堡变电站没有发电机,相应数据项为0.对于横表式布局,如果某指针属性只有少量数据行存在对应值(对象实例),则该属性称为“稀疏指针属性”.稀疏指针属性可以不在数据块头中定义,而是在具有稀疏指针属性值的数据行后另起一“指针行”以单独存放数据.指针行以“*”开首,后跟指向的类名、双冒号“::”及所指对象序号.指针行位于所属对象数据行之后,在下一个对象数据行之前.在两个对象数据行之间允许持续出现多个指针行.指针行可有效防止由于稀疏指针属性引起的存储华侈,提高存储效率,如图5所示.//指针使用举例<Substation>@ 序号 Name Voltage Angle P Q Type *Gen *Line# 1 阳城 1.0600 0.0000 232.38 16.8900 VA *25:31 *45:48,67# 2 三堡 1.0200 0.0002 231.49 15.0025 PQ 0*49:54*串补装置::2,4*电容器::9:11,21# 3 东明 1.0200 0.0002 231.49 15.0025 PQ 0 0……# n ……</Substation>图5E语言对象指针可以在数据块起始标识表记标帜和数据块头定义中使用属性继承.可以在数据块起始标识表记标帜的尖括号内列出若干个有继承关系的父类名,父类之间用空格分割,每一个父类名后跟冒号“:”,冒号后跟一个单字母化的父类名缩写.数据块头定义中可以引用上述定义,以继承父类的属性,该属性名前用父类名缩写加小数点“.”予以限定.例如在线路类Line的属性中,继承了区域类的某些属性I和J,如图6所示.这里仅继承了所用的属性,不是所有属性.//继承机制使用举例<Line Area:A>@ 序号 I_Node J_Node R X Cx# 1 辛安洹安 0.0194 0.0592 0.0264 华北华中# 2 姜家营高岭 0.0470 0.1980 0.0219 华北东北……# n ……图6E语言继承机制使用举例用冒号和等号“:=”暗示,如图7所示.类或实体引导符尖括号内的<类名::实体名>退化为<数据块:=Free>,省略掉以“@”开首的属性描绘行和以“#”开首的数据行,以及所有布局化描绘机制,竣事符</类名::实体名>退化为</数据块:=Free>.可描绘任何数据,包含图形、图像、文字、程序等.//无布局数据描绘方式<数据块:=Free SIZE=数据块长度>数据块(任意数据)</数据块:=Free >图7无布局数据描绘机制嵌套是指在一类数据块内又包含其它类数据的描绘方式,这种方式与XML非常相似.为了坚持E语言的高效率,位于行首的特殊字符不变,后面可用空格“”和跳格“TAB”暗示嵌套格式,如图8所示.该方式逻辑性较好,但效率较低,简洁性差.//嵌套描绘方式<Substation>@ 序号 Name Voltage Angle P Q Type# 1 阳城 1.0600 0.0000 232.38 16.8900 VA<Gen>@ 序号 Name V A Pg Qg#</Gen># 2 三堡 1.0200 0.0002 231.49 15.0025 PQ</Substation>图8嵌套描绘方式E语言不但可以描绘数据内容,也可以用来对数据格式停止定义,即作为模板使用.E语言的模板功能近似于XML语言中的大纲(Schema)功能,主要用于描绘数据类包含的属性列表及每一个属性的称号、类型、长度、量纲和备注等相关信息.E语言的模板功能一方面可以用于对数据内容停止格式定义,实现数据格式自描绘,便于计算机编程实现;另外一方面也便于此后属性的扩大.//模板<线路::数据格式定义>@ 序号属性称号类型长度量纲备注# 1 线路称号 s 64 无设备的调度定名# 2 线路长度 i km……# n ……</线路::数据格式定义>图9模板使用举例4.9属性别号为了适应某些属性称号的中英文双重定名或者多个系统属性定名纷歧致的情况,属性可使用别号机制.属性别号主要适用于横表式布局,在其数据块头的标识表记标帜单地址符@前增加反斜杠“/”,以“/@”标示,如图10所示.//华东厂站信息<! System=OMS Version=1.0 Code=UTF8 Data=1.0 !><厂站::华东>@ 序号称号电压类型主接线/@ ID name voltage type mainbus# 1 石洞口二厂 500 火电厂双母带旁路# 2 清流变 500 变电站双母带旁路图10属性别号使用举例E语言通过“FRAME”机制支持近似于Excel的公式计算.将整个E语言文本装载到FRAME中,其中每行用“行号”(阿拉伯数字1,2,…)标识,每一个属性及对应的值用“列名”(大写英文字母A,B,C,…)标识.数据块中的数据项可以为公式的计算成果,用等号“=”引导,后跟数据项名及四则运算符号,需要时可用括号“()”.例如图11中,“=H5×E5”暗示该数据项等于第5行属性H的值与第5行属性E的值之积.公式描绘的语法基本等同于Excel.行号 A B C D E F G H I1 < Line >2 @ ID I_Node J_Node R X Cx PiQi3 # 1 阳城东明 0.02 0.06 0.002 793.6734.30图11E语言的FRAME及计算公式描绘附录A(参考性附录)E语言数据样例//华东厂站信息<! System=OMS Version=1.0 Code=UTF8 Data=1.0 !><厂站::华东>@ 序号称号电压类型主接线# 1 石洞口二厂 500 火电厂双母带旁路# 2 清流变 500 变电站双母带旁路……# n ……</厂站::华东>//华东调度日报<! System=OMS Version=1.0 Code=UTF8 Data=1.0 !><调度日报::华东 Date=’0902’>@@ 序号数据称号数据值# 1 统调发电量 1856198# 2 统调火电量 1744342# 3 统调水电量 46119……# n ……</调度日报::华东>//华东年度电力电量平衡预测表<! System=OMS Version=1.0 Code=UTF8 Data=1.0 !><年度电力电量平衡预测表::华东 Date=’0101’>@# 序号属性名 1月 2月 3月……12月# 1 新增统调装机容量237 224 190 ……205# 2 受电量2436 2234 1881 ……2132……附录B(规范性附录)属性类型和量纲尺度B.1属性类型尺度B.2量纲尺度电力系统数据标识表记标帜语言——E语言规范编制说明1. 编写布景电力系统数据标识表记标帜语言――E语言规范(以下简称“E语言”)是在IEC 61970301电力系统公用数据模子(CIM――Common Information Model)的面向对象抽象基础上,针对CIM在以XML方式停止描绘时的效率缺陷所发展出来的一种新型高效的电力系统数据建模语言.E语言的定名源于Easy(简单)、Efficiency(高效)、Electricpower(电力)3个英文词头,它将电力系统传统的面向关系(设备)的数据描绘方式与面向对象的CIM相连系,既保存了面向设备方法的高效率,继承了其长期的研究成果,又吸收了面向对象方法的优点(如类的继承性等),具有简洁、高效和实用于电力系统的特点.E语言是一种标识表记标帜语言,具有标识表记标帜语言的基本特点和优点,其所形成的实例数据是一种标识表记标帜化的纯文本数据.E语言通过少量的几个标识表记标帜符号和描绘语法,便可以简洁高效地描绘电力系统各种简单和复杂数据模子.对于大量数据的描绘,E语言效率比XML高得多,而且数据量越大则效率越高.对于少量数据的描绘,E语言比XML效率稍高,但E语言更符合人类的自然习惯,计算机处理也更简单.2. 编制情况E语言规范的研究始于4月调度系统数据整合工作,作为《国家电网公司调度系统数据整合总体框架》的附件《调度系统报表数据交换格式》发各网、省调征求意见,同年该研究成果就应用于调度日报表的交换,实现了国、网、省三级调度机构调度日报的自动交换汇总,成为E语言规范的雏形;随后E语言规范在调度机构部分网、省调电网运行数据交换工作中得到进一步充实,补偿了对象指针、属性继承、嵌套描绘等内容,并于5月以《电力系统数据模子描绘语言E》发表于《电力系统自动化》杂志.为在电力系统更好地推广E语言使用,10月,国家电力调度通信中心成立E语言规范研究工作小组,连系近两年来E语言在调度系统中的实际应用情况,对E语言内容停止了需要的修改和扩大,并召集部分网省公司专家停止了专题讨论和修改.3月16日形成《电力系统数据标识表记标帜语言――E语言规范》(征求意见稿),并以国调“调自[]54号文”方式下发至公司系统各调度机构征求意见.其后,工作小组根据反馈意见对规范停止多次修改,于10月形成送审稿.1月11日,国调中心在京组织召开了由有关专家参与的评审会议,对本尺度送审稿停止了评审并根据评审意见对本规范停止了修改,形成报批稿.3. 编制的主要依据IEC 61970301电力系统公用数据模子.4. 主要章节及有关说明前言部分简要说了然E语言规范的设计布景、定名原因、基本特点和优点,强调了E语言在设计时所遵循的基来历根基则.(1)目标说明设计E语言规范的目标是简化标识表记标帜,减少冗余,提高效率.(2)适用范围E语言规范主要适用于描绘电力系统模子和电力系统应用系统间数据交换两大方面.(3)基本语法部分提出E语言数据的三种基本布局:即横表式布局、单列式布局和多列式布局,对注释、系统声明、数据块起始和竣事、数据块头定义、数据块、空格的处理方式、毗连符等内容停止了规范.(4)扩大语法部分对E语言横表式布局的属性类型定义、属性量纲定义、属性限值定义停止了规范,对E语言对象指针的用法、属性继承的定义、无布局数据描绘、嵌套描绘方式、模板的使用、属性别号的定义、计算公式的定义停止了规范.(5)附录A分别提供了横表式、单列式、多列式三种基本布局的E语言数据样例.(6)附录B对属性类型尺度停止了说明,主要包含整数、浮点数、字符串、时间、对象指针等类型;对量纲尺度停止了说明,主要包含频率、负荷及电力、电量、电压、容量、阻抗、长度等.。
附件2:CIM/E电网物理模型描述与交换规范
(试行)
1范围
本方案适用于国家电网公司范围内调度机构,包括国调、各网调、省(市)调和地调。
电网模型数据拼接内容包括静态电网模型、设备参数、设备连接关系以及实时通信数据索引表。
2参考文件
●DL/T890.301-2004/IEC61970-301:2003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
●Q/GDW215-2008电力系统数据标记语言―E语言规范
●Q/GDW216-2008电网运行数据交换规范
●Q/GDW137-2006电力系统分析计算用的电网设备参数和运行数据
规范
●电网设备通用模型命名规范(试行)
3总体要求
电网模型参数、运行数据原则上按照调度隶属关系进行源端维护,即省(市)调维护220kV电网模型参数,国调、网调维护500kV以上电网模型参数,省(市)调以周期或变化传送方式,及时将最新220kV电网模型参数上传网调,网调结合500kV模型,进行模型拼接,形成完整的全网220kV以上电网模型,导入调度自动化系统,并下发省(市)调。
同时,国调和三华网调对各网调的导出模型文件进行拼接入库。
各电网调度中心同时维护本系统内电网设备模型对应的实时运行数据通信索引表,自动生成,减少维护工作量。
3.1电网模型拼接
根据电网调度管辖权,具体边界可视情况确定。
边界设备一般定义为变压器或者交流线段
3.2模型格式
调度中心之间的模型交互采用CIM/E语言格式文件。
在交互过程中建议采用全模型,也可采用增量模型方式,如采用增量模型,需加强安全措施,确保每次增量模型正确,防止一次增量模型丢失造成模型混乱无法补救。
3.3设备命名
各级调度中心需按《电网设备通用模型命名规范(试行)》,对各类设备进行规范化命名,老系统不支持规范命名的,导出模型时需进行名称转换,形成含路径的全名,设备全路径名为系统内唯一标识。
3.4模型的拆分与拼接
接收地调模型后,应可根据边界定义规则对地调模型进行裁剪,如110kV 以下、地刀等,具体规则根据省(市)上传模型情况以及应用需求讨论决定。
地调上送的模型要保证拓扑连接关系正确,否则影响模型的拆分与切割。
根据确定的边界,将地调裁剪优化模型与省(市)调模型进行拼接,形成全网模型。
拼接时部分单位模型不全时可使用相应单位最新版本的模型文件,不影响模型拼接流程的正常运转。
3.5模型的校验与导入
模型文件在导出和导入时,应结合量测信息进行校验,包括拓扑连接关系校验,状态估计计算校验。
拼接形成的220kV以上全网模型通过语法语义和简单逻辑校验后,可以导入(或生成)离线数据库,生成画面,生成通信索引表;可在孤立的工作站上进行潮流、静态安全分析、暂稳仿真等测试;验证测试通过后,该模型及其对应的数据库、画面、索引表等方可投入在线运行。
3.6模型与通信索引表
在完成模型拼接的同时,自动生成最新通信索引表,发给通信对端单位,分别根据数据名称形成各自的数据库标识索引。
为减少点号更新对已有数据通信带来的影响,建议原有量测点号保持不变,新增量测在尾部增加,或按顺序使用中间的空点。
3.7模型与图形文件
网、省(市)调上传的110kV以上相关厂站的接线图均应在模型导入时自动触发相关厂站图形的生成。
各级调度中心应支持导入和导出G格式的厂站接线图和潮流图,以便于相互校验。
4电网物理模型描述
为满足电网调度自动化系统运行要求,电网模型应为物理连接模型,包含区域、基准电压、厂站、电压等级、间隔、断路器、刀闸、母线段、同步发电机、线路、交流线段、负荷、变压器、变压器绕组、变压器分接头类型、并联补偿器、串联补偿器、非设备遥测、非设备遥信、保护信号、遥测、遥信等26类对象,各类对象包含的属性项及相关要求如下,其中各参数单位采用有名值,电压、有功、无功的单位分别为kV、MW、MVar。
为了便于进行模型的验证测试,模型中应包括基本量测数据(如:线路潮流、母线电压、机组出力等SCADA实测数据)和基本参数(如:线路、变压器的阻抗、电抗等)。
4.1区域类(ControlArea)
表1区域类(ControlArea)
说明:
(1)区域细化到地区,通过父区域标识关联建立区域间的隶属关系。
(2)字段类型:s表示字符串,f表示浮点数,i表示整数,下同。
4.2基准电压类(BaseVoltage)
表2基准电压类(BaseVoltage)
4.3厂站类(Substation)
表3厂站类(Substation)
4.4电压等级类(VoltageLevel)
表4电压等级类(VoltageLevel)
4.5断路器
类
(Breaker)
表5断路器类(Breaker)
4.6刀闸类(Disconnector)
表6刀闸类(Disconnector )
4.7母线段类(BusbarSection)
表7母线类(BusbarSection)
4.8同步发电机类(SynchronousMachine)
表8同步发电机类(SynchronousMachine)
4.9线路类(ACLine)
说明:线路类是个容器类,一个线路对象可以包含多个交流线段,主要用于T接线的描述。
4.10交流线段类(ACLineSegment)
表9交流线段类(ACLineSegment)
4.11交流线端点类(ACLineDot)
表10交流线端点类(ACLineDot)
4.12直流线类(DCLineSegment)
表11直流线类(DCLineSegment)
4.13直流线端点类(DCLineDot)
表12直流线端点类(DCLineDot)
4.14换流器类(RectifierInverter)
表13直流线端点类(RectifierInverter)
4.15负荷类(Load)
表11负荷类(Load)
4.16变压器类(PowerTransformer)
表12变压器类(PowerTransformer)
说明:
(1)空载损耗、空载电流百分比为CIM绕组测试类属性,本处代表从高压侧充电得到的空载损耗和空载电流百分比。
4.17变压器绕组类(TransformerWinding)
表13变压器绕组类(TransformerWinding)
说明:
短路损耗、短路电压百分比为CIM绕组测试类属性,本处含义如下:高压绕组:高-中;中压绕组:高-低;低压绕组:中-低。
4.18变压器分接头类型类(TapChangerType)
表13变压器分接头类型类(TapChangerType)
4.19并联补偿器类(ShuntCompensator)
表15补偿器类(ShuntCompensator)
4.20串联补偿器类(SeriesCompensator)
表16补偿器类(SeriesCompensator)
4.21间隔类(Bay)
4.22非设备遥测类(Measure)
Signal)
4.23非设备遥信类(
RelaySignal)
4.25遥测类(Analog)
表21遥测类(Analog)
说明:一个设备下不可关联两个类型相同的量测,如需添加需扩展量测类型4.26遥信类(Discrete)
表22遥信类(Discrete)
说明:
(1)为方便自动传送实时数据,定义本类,方便自动生成双边点表;
(2)应生成有实际量测的量测点,虚拟量测限于电厂有功总加等。
(3)关于电压、电流的量测,只导出线电压、线电流。
(4)开关、刀闸等设备分别只能对应一个遥信。
如有双位遥信遥信的情况需扩展“辅助遥信”量测类型。
5CIM/E文件名称与文件示例
1.文件名格式
文件名格式为:区域_日期_时间.CIME
2.文件示例
CIM/E文件应按照E格式规范对第4节所列相关设备类属性进行组织,示例文件如下:
<!Entity=湖北type=电网模型time=’2010-01-0808:00:00’!>
<SubControlArea::湖北>
@NumIdNameParentName
//序号标识区域名称父区域标识
#1….武汉…..
#2…宜昌…..
……
</SubControlArea::湖北>
……
<Substation::湖北>
@NumIdNameTypeSubControlAreaId
//序号标识厂站名称厂站类型所属区域标识#1…双河变电站….
……
</Substation::湖北>
……。