專利名稱：一種多級多區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)繼電保護(hù)模型拼接的方法
一種多級多區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)繼電保護(hù)模型拼接的方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)模型處理領(lǐng)域，特別涉及一種多級、多區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)繼電保護(hù)模型拼接的方法。
背景技術(shù)：
我國電網(wǎng)是按照分層、分區(qū)管理模式運(yùn)行的，“分層”是指電網(wǎng)調(diào)度中心分為不同的級別，如國調(diào)、網(wǎng)調(diào)、省調(diào)、地調(diào)、縣調(diào)等；“分區(qū)”是指相同級別的電網(wǎng)調(diào)度中心按照地理區(qū)域來劃分。在這種管理模式下，電網(wǎng)數(shù)據(jù)模型和繼電保護(hù)模型由各級調(diào)度中心的不同主體共同來維護(hù)，每一個主體負(fù)責(zé)其管轄范圍內(nèi)的部分，數(shù)據(jù)模型管理與電力設(shè)備管理在權(quán)責(zé)的劃分上是一致的。
繼電保護(hù)的選擇性要求上下級(包括同級以及上一級與下一級電網(wǎng))繼電保護(hù)之間的整定，應(yīng)遵循逐級配合的原則，滿足選擇性的要求即當(dāng)下一級線路或元件故障時，故障線路或元件的繼電保護(hù)整定值必須在靈敏度和動作時間上均與上一級線路或元件的繼電保護(hù)整定值相互配合，以保證電網(wǎng)發(fā)生故障時有選擇性地切除故障。要校核繼電保護(hù)(特別是轄區(qū)邊界處元件的繼電保護(hù)裝置)的選擇性就須獲得轄區(qū)外的電網(wǎng)模型和繼電保護(hù)模型。因此，當(dāng)前某一主體的調(diào)度自動化系統(tǒng)僅建立轄區(qū)內(nèi)電網(wǎng)的詳細(xì)網(wǎng)絡(luò)模型，未建立轄區(qū)外的電網(wǎng)模型以及轄區(qū)內(nèi)、外的繼電保護(hù)的數(shù)據(jù)模型，無法滿足繼電保護(hù)定值在線校核系統(tǒng)對電網(wǎng)模型和繼電保護(hù)模型數(shù)據(jù)的要求，參見中國發(fā)明專利《電網(wǎng)系統(tǒng)繼電保護(hù)在線校核方法》(申請?zhí)?00810147821. 2)和《基于動態(tài)短路電流的繼電保護(hù)定值在線校核方法》 (申請?zhí)?201010546967. 1)。
模型拼接，是將分散在各級(網(wǎng)、省、地區(qū))的調(diào)度系統(tǒng)電網(wǎng)模型，通過關(guān)口分析、電網(wǎng)合并的方式形成范圍覆蓋更廣、描述更加詳細(xì)的電網(wǎng)模型。模型拼接所需的各級調(diào)度電網(wǎng)模型，主要描述了本區(qū)域電網(wǎng)及等值外網(wǎng)的導(dǎo)電設(shè)備、量測對象及設(shè)備間的連接關(guān)系。模型拼接功能通過分析不同區(qū)域電網(wǎng)模型間的關(guān)口設(shè)備，對各調(diào)度區(qū)域的電網(wǎng)模型進(jìn)行有效合并，形成一個詳細(xì)完整的大電網(wǎng)模型描述。中國發(fā)明專利《電力系統(tǒng)多區(qū)域網(wǎng)絡(luò)模型拼接方法》(申請?zhí)?00610166302. 1)提出了一種多區(qū)域電網(wǎng)模型的拼接方法，但該專利未涉及繼電保護(hù)模型的建模以及拼接。
繼電保護(hù)模型與電網(wǎng)模型的匹配以及多級多區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)繼電保護(hù)模型的拼接對實現(xiàn)繼電保護(hù)的在線校核至關(guān)重要。經(jīng)初步檢索，暫未發(fā)現(xiàn)相關(guān)公開內(nèi)容。本發(fā)明人即是基于前述考慮，提出一種電網(wǎng)繼電保護(hù)模型的拼接方法，本案由此產(chǎn)生。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，是針對前述背景技術(shù)中的缺陷和不足，提供一種多級多區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)繼電保護(hù)模型的拼接方法，其可解決各級電網(wǎng)調(diào)度中心無法獲得管轄范圍外的電網(wǎng)模型和保護(hù)模型數(shù)據(jù)的問題，為各級電網(wǎng)調(diào)度中心提供完整的電網(wǎng)模型和保護(hù)模型數(shù)據(jù)，特別是為繼電保護(hù)在線校核系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
本發(fā)明為解決以上技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案是
一種多級多區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)繼電保護(hù)模型拼接的方法，包括如下步驟
(1)各級電網(wǎng)調(diào)度中心建立管轄范圍內(nèi)的電網(wǎng)模型和繼電保護(hù)模型，對外網(wǎng)進(jìn)行簡化或等值處理，并對簡化等值設(shè)備做好標(biāo)記形成關(guān)口電網(wǎng)定義，輸出模型數(shù)據(jù)文件；
(2)最高級調(diào)度中心收集各級調(diào)度中心發(fā)送來的電網(wǎng)模型和繼電保護(hù)模型數(shù)據(jù)文件， 進(jìn)行數(shù)據(jù)檢查；
(3)最高級調(diào)度中心進(jìn)行電網(wǎng)模型拼接，包括模型數(shù)據(jù)合并、圖形拼接和量測數(shù)據(jù)合并三步，剔除簡化或等值設(shè)備，形成全電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行模型校驗和狀態(tài)估計；
(4)最高級調(diào)度中心通過解析繼電保護(hù)模型數(shù)據(jù)中的關(guān)聯(lián)電力一次設(shè)備描述字段，將繼電保護(hù)模型匹配到全電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)庫，形成繼電保護(hù)在線校核用數(shù)據(jù)；
(5)最高級調(diào)度中心將繼電保護(hù)在線校核用數(shù)據(jù)導(dǎo)出成文件轉(zhuǎn)發(fā)至各級調(diào)度中心。上述步驟(1)中，繼電保護(hù)模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括裝置層和定值層，裝置層包含如下字段是否投入、裝置名稱、裝置類型、裝置型號、保護(hù)對象、一次設(shè)備類型和所屬廠站；定值層包含如下字段定值類型、定值內(nèi)容、定值延時和定值分類號。上述步驟(4)中，最高級調(diào)度中心將繼電保護(hù)模型匹配到全電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)庫的方法為
1)線路保護(hù)裝置及定值匹配至其保護(hù)線路
線路保護(hù)定值項的“裝置類型”屬性會指明其保護(hù)裝置類型為“線路保護(hù)”，其“保護(hù)對象”屬性會給出所保護(hù)線路的名稱，去數(shù)據(jù)庫中的“線路段”表中尋找對應(yīng)的線路，找到后在該線路下尋找保護(hù)裝置名稱與線路保護(hù)定值項的“裝置名稱”相同的保護(hù)裝置，然后將該定值插入到保護(hù)裝置下，若找不到保護(hù)裝置則先創(chuàng)建保護(hù)裝置然后插入保護(hù)定值項； 若線路找不到就無法插入，形成告警信息提示該線路未建模；
2)變壓器保護(hù)匹配至其保護(hù)變壓器
變壓器保護(hù)定值項的“裝置類型”屬性會指明其保護(hù)裝置類型為“變壓器保護(hù)”，其“所屬廠站”屬性會給出廠站的名稱，在數(shù)據(jù)庫中的“廠站”表中找到該廠站；變壓器保護(hù)定值項的“保護(hù)對象”屬性會給出變壓器名稱，在數(shù)據(jù)庫中找到該廠站下的對應(yīng)變壓器；找到后在該變壓器下尋找保護(hù)裝置名稱與變壓器保護(hù)定值項的“裝置名稱”相同的保護(hù)裝置，然后將該定值插入到保護(hù)裝置下，若找不到保護(hù)裝置則先創(chuàng)建保護(hù)裝置然后插入保護(hù)定值項； 若找不到變壓器則形成告警信息提示該變壓器未建模； 若連廠站都找不到則形成告警信息提示該廠站未建模；
3)母線保護(hù)匹配至其保護(hù)母線
母線保護(hù)定值項的“裝置類型”屬性會指明其保護(hù)裝置類型為“母線保護(hù)”，其“所屬廠站”屬性會給出廠站名稱，在數(shù)據(jù)庫中的“廠站”表中找到該廠站，根據(jù)母線保護(hù)定值項的 “保護(hù)對象”屬性找到該廠站下的相應(yīng)母線；找到后在該母線下尋找保護(hù)裝置名稱與母線保護(hù)定值項的“裝置名稱”相同的保護(hù)裝置，然后將該定值插入到保護(hù)裝置下，若找不到保護(hù)裝置則先創(chuàng)建保護(hù)裝置然后插入保護(hù)定值項；
若找不到母線則形成告警信息提示該母線未建模； 若連廠站都找不到則形成告警信息提示該廠站未建模。采用上述方案后，本發(fā)明的有益效果是各級調(diào)度中心僅需維護(hù)管轄范圍內(nèi)的電網(wǎng)模型和保護(hù)模型數(shù)據(jù)，經(jīng)過模型拼接后，即可獲得包含一、二次電力設(shè)備的完整電力系統(tǒng)模型數(shù)據(jù)，能夠開展對區(qū)域邊界繼電保護(hù)之間配合關(guān)系的校核工作。


圖1是本發(fā)明的流程圖；圖2是500kV的Al站模型示意圖，分別給出了在網(wǎng)調(diào)和省調(diào)能量管理系統(tǒng)中的建模情況；圖3是220kV的Bl站模型示意圖，分別給出了在省調(diào)和地調(diào)能量管理系統(tǒng)中的建模情況；圖4是電網(wǎng)模型拼接示意圖，給出了網(wǎng)調(diào)、省調(diào)、地調(diào)中500kV的Al站和220kV的Bl 站模型拼接完成后的完整電網(wǎng)模型；圖5是繼電保護(hù)在線校核用數(shù)據(jù)層次結(jié)構(gòu)，給出了繼電保護(hù)模型與電網(wǎng)模型匹配完成后的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
具體實施方式
以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
如圖1所示，本發(fā)明提供一種多級多區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)繼電保護(hù)模型的拼接方法，包括如下步驟1、各級電網(wǎng)調(diào)度中心建立管轄范圍內(nèi)的電網(wǎng)模型和繼電保護(hù)模型，對外網(wǎng)進(jìn)行簡化或等值處理，并對簡化等值設(shè)備做好標(biāo)記形成關(guān)口電網(wǎng)定義，輸出模型數(shù)據(jù)文件； 1.1關(guān)口分析各網(wǎng)、省、地區(qū)級電力公司的EMS (Energy Management System，能量管理系統(tǒng))主站系統(tǒng)，一般只建立本級調(diào)度監(jiān)控范圍內(nèi)的電網(wǎng)詳細(xì)模型，其余部分采用等值處理。
各級調(diào)度系統(tǒng)中電網(wǎng)模型重復(fù)建立的部分，即關(guān)口電網(wǎng)。關(guān)口電網(wǎng)的廠站在各級調(diào)度中的模型是不一樣的。以網(wǎng)調(diào)和省調(diào)系統(tǒng)的500kV變電站Al、省調(diào)和地調(diào)系統(tǒng)中的 220kV變電站Bl為例，廠站模型示意圖見圖2和圖3所示。
網(wǎng)調(diào)模型中，Al廠站500kV高壓側(cè)電網(wǎng)建模與實際電網(wǎng)一致，中/低壓側(cè)采用等值負(fù)荷模型，忽略了這部分的電網(wǎng)連接。省調(diào)模型中，Al廠站500kV高壓側(cè)的部分線路被等值，被等值的線路屬于省際聯(lián)絡(luò)線；220kV側(cè)的建模非常詳細(xì)，三條線路將Al站與其余廠站連接起來，體現(xiàn)了 220kV等級的電網(wǎng)連接情況。
省調(diào)中Bl站的變壓器被等值為負(fù)荷T1/T2，完全簡化了 Bl站的中/低壓側(cè)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)；而地調(diào)中Bl站的建模比較詳細(xì)，體現(xiàn)了 IlOkV側(cè)的網(wǎng)絡(luò)連接。
因此，模型集成的前提在于弄清楚各級調(diào)度系統(tǒng)如何等值表示關(guān)口電網(wǎng)。一般來講，網(wǎng)調(diào)模型中500kV站的中/低壓側(cè)部分被等值；省調(diào)模型中500kV站的省際聯(lián)絡(luò)線部分、220kV站中/低壓等值處理；地調(diào)模型中，220kV站的地級聯(lián)絡(luò)線部分、35kV/6kV站的中 /低壓側(cè)部分等值處理。
關(guān)口電網(wǎng)的等值具體包括廠站等值和設(shè)備等值兩種情況 1)廠站等值等值廠站通常用于對本級調(diào)度監(jiān)控范圍外的外網(wǎng)系統(tǒng)的等值。廠站等值情況可分為虛擬等值廠站和簡化等值廠站。虛擬等值廠站在真實電網(wǎng)中并不存在，廠站一般由幾臺等值機(jī)組或幾個等值負(fù)荷組成，用于模擬外網(wǎng)和聯(lián)絡(luò)線走廊的輸入/輸出功率。電網(wǎng)模型合并時，虛擬等值站可以被忽略。簡化等值廠站對應(yīng)真實廠站，廠站內(nèi)的某些設(shè)備做了等值簡化處理。模型合并時， 簡化等值廠站要根據(jù)具體設(shè)備的等值情況進(jìn)行處理。2)設(shè)備等值
各級調(diào)度一般對監(jiān)控范圍外的電網(wǎng)部分進(jìn)行等值建模。例如圖2示出的變電站Al中， 在網(wǎng)調(diào)模型中定義了等值負(fù)荷“玉穎甲線負(fù)荷”，對應(yīng)省調(diào)模型中的一條線路“玉穎甲線”。模型集成使用關(guān)口設(shè)備定義描述設(shè)備的等值情況。關(guān)口設(shè)備定義，是將本調(diào)度系統(tǒng)中設(shè)備的等值模型對應(yīng)到其余調(diào)度系統(tǒng)中該設(shè)備的真實模型上。設(shè)備等值及關(guān)口定義主要包含以下幾種情況
(a)變壓器等值
從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)而言，變壓器用于連接同一廠站內(nèi)不同電壓等級設(shè)備。變壓器等值情況為 變壓器的中/低壓側(cè)所帶的具體設(shè)備被等值；或者根據(jù)自身送/受電情況，變壓器直接被等值為負(fù)荷或發(fā)電機(jī)。(b)線路等值
從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)而言，線路用于連接不同的廠站。根據(jù)線路自身送/受電情況，一條或者多條線路可以被等值為負(fù)荷或發(fā)電機(jī)。以圖2所示的變電站Al為例，該廠站關(guān)口設(shè)備定義為 Al站網(wǎng)調(diào)變壓器1# -省調(diào)變壓器IB
Al站網(wǎng)調(diào)變壓器2# -省調(diào)變壓器2B
該定義表示，省調(diào)變壓器1B、2B對應(yīng)網(wǎng)調(diào)的等值變壓器1#、2#，合并模型中Al站的高壓側(cè)電網(wǎng)依據(jù)網(wǎng)調(diào)模型中該站的高壓側(cè)部分建立，中/低壓側(cè)電網(wǎng)依據(jù)省調(diào)模型中該站的中 /低壓側(cè)部分建立，共同組成詳細(xì)的Al站電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。關(guān)口設(shè)備是為了模型合并所需要明確的邊界設(shè)備。根據(jù)分析，目前電網(wǎng)拼接模型中的關(guān)口定義共包含以下幾種情況
(a)廠站關(guān)口定義，如廣東硯都站一一南網(wǎng)硯都變
(b)線路關(guān)口定義，如廣東賀羅2線一一南網(wǎng)賀羅二線
(c)負(fù)荷等值，如廣東寶安站ACFl 模型拼接時，負(fù)荷等值需要排除。1.2繼電保護(hù)建模
繼電保護(hù)裝置建模分為兩層裝置層和定值層。1)裝置層
這里的“裝置”既可以理解為“實際裝置”，也可以理解為“虛擬裝置”，引入“虛擬裝置” 的概念可以解決一些問題。譬如，可以設(shè)想一臺“虛擬裝置”包含一個一次元件所對應(yīng)的一套定值，而該元件的另一套定值可看作由另一臺“虛擬裝置”來實現(xiàn)，這樣通過“投/退”這兩臺“虛擬裝置”就可以實現(xiàn)實際操作中切換兩套定值的功能。裝置層包括如下字段 (1)是否投入這個字段可用于實現(xiàn)在線校核系統(tǒng)的定值數(shù)據(jù)庫支持“生效”或“作廢” 一組或多組參數(shù)，以方便設(shè)備的投運(yùn)功能?？紤]到定值是以一套為單位進(jìn)行投入或退出的，也可看成是 “保護(hù)裝置”投入或退出。
(2)裝置名稱關(guān)鍵字，不能相同。
(a)線路將“所屬廠站”與“線路名稱”相加得到字符串再加上“裝置型號”作為裝置名稱，中間以中劃線分隔，如“羅平站-雨羅甲線-RCS931DMM”。
(b)變壓器將“所屬廠站”與“變壓器名稱”相加得到字符串再加上“裝置型號” 作為裝置名稱，中間以中劃線分隔，如“羅平站-羅平3T-RCS978CN”。
(c)母線將“所屬廠站”與“母線名稱”相加得到字符串再加上“裝置型號”作為裝置名稱，中間以中劃線分隔，如“羅平站-羅平500- RCS915AB”。
(3)裝置類型分為線路保護(hù)、變壓器保護(hù)、母線保護(hù)等。
(4)裝置型號裝置有具體的型號時則填，譬如RCS901。
(5)保護(hù)對象即該裝置所保護(hù)的一次設(shè)備名稱。
(6)—次設(shè)備類型線路、變壓器、母線等。
(7)所屬廠站保護(hù)裝置安裝處廠站名稱。
2)定值層 (1)定值類型定值項名稱，如“接地距離I段定值”。
(2)定值內(nèi)容定值的具體數(shù)據(jù)。
(3)定值延時對應(yīng)第(2)項定值內(nèi)容的時間延時。某些定值沒有延時，就填為0。
(4)定值分類號用于對保護(hù)裝置中的各種定值進(jìn)行歸類，如裝置參數(shù)、保護(hù)定值、運(yùn)行方式控制字、軟壓板定值等。
2、最高級調(diào)度中心收集各級調(diào)度中心發(fā)送來的電網(wǎng)模型和繼電保護(hù)模型數(shù)據(jù)文件，進(jìn)行數(shù)據(jù)檢查。
根據(jù)各級調(diào)度中心定義的關(guān)口表，程序自動推導(dǎo)出未定義的關(guān)口設(shè)備，并對已經(jīng)定義的關(guān)口進(jìn)行檢驗。
關(guān)口表推導(dǎo)和關(guān)口表校驗的主要依據(jù)如下(1)雙回線中的一回線已經(jīng)定義為關(guān)口設(shè)備，另一回也必須定義；(2)并列變壓器中的一臺已經(jīng)定義為關(guān)口設(shè)備，另一臺也必須定義；(3)關(guān)口廠站中，在高壓側(cè)的等值設(shè)備一般需要定義；(4)關(guān)口中雙回線的兩端廠站是否一致；
(5)關(guān)口中并列變壓器的廠站是否一致；
(6)關(guān)口中同一廠站內(nèi)的設(shè)備對應(yīng)的廠站是否一致；
(7)定義的關(guān)口設(shè)備是否屬于同一個電壓等級。根據(jù)各級調(diào)度中心定義和程序推導(dǎo)出的所有關(guān)口，程序進(jìn)行關(guān)口表的完整性校驗，如果校驗完整，根據(jù)設(shè)備分析結(jié)果劃分內(nèi)網(wǎng)、外網(wǎng)、關(guān)口電網(wǎng)的設(shè)備和廠站。3、最高級調(diào)度中心進(jìn)行電網(wǎng)模型拼接，包括模型數(shù)據(jù)合并、圖形拼接和量測數(shù)據(jù)合并三步，剔除簡化或等值設(shè)備，形成全電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行模型校驗和狀態(tài)估計；
3. 1模型拼接
模型拼接，即根據(jù)關(guān)口設(shè)備定義，去除各模型中的等值電網(wǎng)部分，提取電網(wǎng)詳細(xì)結(jié)構(gòu)的描述，共同組成全網(wǎng)的詳細(xì)模型。電網(wǎng)合并的結(jié)果，既要反映關(guān)口電網(wǎng)處的真實設(shè)備模型， 又要保證正確的設(shè)備連接關(guān)系。對于設(shè)備模型的描述，可以直接根據(jù)關(guān)口設(shè)備定義，忽略等值設(shè)備，建立被等值設(shè)備的真實模型。如果變壓器被等值，合并模型中還要包含該變壓器中/低壓側(cè)的所有設(shè)備。 例如，某變壓器被等值為負(fù)荷，則在電網(wǎng)合并時，建立該變壓器及中/低壓側(cè)的所有設(shè)備的模型，替代對應(yīng)的等值負(fù)荷。對于設(shè)備連接的描述，以公共信息模型(CIM)標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)的電網(wǎng)模型，設(shè)備之間的連接完全由設(shè)備端點(diǎn)與連接點(diǎn)的關(guān)聯(lián)關(guān)系表示。根據(jù)等值情況的不同，設(shè)備連接的處理方法具體如下
1)如果變壓器直接被等值為負(fù)荷或發(fā)電機(jī)，則將該變壓器的高壓側(cè)的端點(diǎn)TM連接到等值設(shè)備所在的連接點(diǎn)CN上，建立高壓側(cè)卷的端點(diǎn)TM與連接點(diǎn)CN之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。該變壓器中/低壓側(cè)所帶的設(shè)備連接關(guān)系保持不變。2)如果變壓器中/低壓側(cè)所帶的設(shè)備被等值，則將該變壓器的高壓側(cè)連接到對應(yīng)變壓器高壓側(cè)卷所在的連接點(diǎn)CN上。該變壓器中/低壓側(cè)所帶的設(shè)備連接關(guān)系保持不變。3)如果廠站內(nèi)的線路被等值為負(fù)荷或發(fā)電機(jī)，則將該線路在本廠站側(cè)的端點(diǎn)TM 連接到等值設(shè)備所在的連接點(diǎn)CN上。根據(jù)上述的模型集成方式，以變電站A1、B1為例，模型合并后的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖4所
7J\ ο利用各級調(diào)度系統(tǒng)的公共信息模型(CIM)，進(jìn)行全網(wǎng)詳細(xì)模型拼接的具體步驟如下
首先，根據(jù)廠站等值情況確定合并電網(wǎng)由哪些調(diào)度系統(tǒng)中的廠站組成。一般來講， 500kV廠站取網(wǎng)調(diào)系統(tǒng)、220kV廠站取省調(diào)系統(tǒng)、IlOkV及以下廠站取地調(diào)系統(tǒng)。其次，依次處理每一個廠站，合并模型中去除本廠站內(nèi)的等值設(shè)備。如果是等值變壓器，中/低壓側(cè)所帶的設(shè)備也要被去除。再次，根據(jù)廠站的每個關(guān)口設(shè)備定義，得到本廠站等值設(shè)備對應(yīng)的詳細(xì)模型，將詳細(xì)模型連接到對應(yīng)連接點(diǎn)的位置。詳細(xì)的變壓器模型，可以補(bǔ)齊該廠站的中/低壓側(cè)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。詳細(xì)的線路模型，可以建立本廠站與相鄰廠站的電氣連接。最后，建立合并電網(wǎng)中各設(shè)備的量測對象，形成本區(qū)域的全網(wǎng)詳細(xì)模型。3.2圖形合成只要計算出關(guān)口設(shè)備在各自調(diào)度廠站畫面上的坐標(biāo)偏移量，修正被等值電網(wǎng)設(shè)備的坐標(biāo)參數(shù)，使其能夠“平移”顯示在原等值設(shè)備所占的畫面區(qū)域，就可以實現(xiàn)廠站圖的合成功能。
3. 3基于E語言的量測合并為了與拼接后的電網(wǎng)模型相匹配，不同區(qū)域的電網(wǎng)實時量測數(shù)據(jù)也需要進(jìn)行合并處理，以獲得基于全網(wǎng)模型的實時運(yùn)行斷面。為了能夠高效快速的獲得電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)，減小對現(xiàn)有系統(tǒng)性能和通訊資源的影響，本發(fā)明采用電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型描述E語言來描述電網(wǎng)實時量測數(shù)據(jù)。
各區(qū)域電網(wǎng)在調(diào)度側(cè)周期性的形成基于E語言格式的SCADA量測文件，通過調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)以FTP方式或者報文方式發(fā)送給模型拼接系統(tǒng)。量測合并模塊根據(jù)合并模型中各廠站的區(qū)域信息，通過簡單的名稱匹配就可以得到全網(wǎng)實時運(yùn)行數(shù)據(jù)，并生成基于E語言格式的全網(wǎng)量測文件斷面，統(tǒng)一進(jìn)行存儲和發(fā)布。
一般情況，各區(qū)域調(diào)度中心按照一定的發(fā)送周期將采集得到的SCADA數(shù)據(jù)以E語言量測文件的形式發(fā)送給模型拼接平臺。因此，很難保證各區(qū)域調(diào)度中心在同一個時間點(diǎn)下形成本區(qū)域的SCADA量測文件，各區(qū)域調(diào)度中心提供的量測數(shù)據(jù)具有一定的數(shù)據(jù)時差， 有時時差會達(dá)到30秒以上。
量測數(shù)據(jù)時差對全網(wǎng)狀態(tài)估計的影響，具體體現(xiàn)在不同區(qū)域電網(wǎng)間的不平衡功率上，即不同區(qū)域間的聯(lián)絡(luò)線斷面存在不平衡功率。當(dāng)這種不平衡功率達(dá)到一定程度時，會影響狀態(tài)估計結(jié)果的正確性，甚至造成狀態(tài)估計不收斂，計算出的電網(wǎng)斷面也不能反映實際的電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)。
中國發(fā)明專利《電力系統(tǒng)量測數(shù)據(jù)時差補(bǔ)償狀態(tài)估計方法》(申請?zhí)?200810020214. X)，提出了用最近兩次量測差作為變化基礎(chǔ)，計算延時量測變化到當(dāng)前時刻最新狀態(tài)需要經(jīng)過的時間，從而計算出最新的量測值，以消除數(shù)據(jù)時差的影響。
3. 4模型校驗當(dāng)模型合并結(jié)束后，對合并后的模型采取以下措施進(jìn)行校驗 (1)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)校驗對合并模型本身的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行校驗，如電網(wǎng)模型是否完整、設(shè)備連接關(guān)系是否正確等。
(2)模型參數(shù)校驗設(shè)備參數(shù)是否完整、是否合理。
(3)狀態(tài)估計校驗在合并模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行狀態(tài)估計，并根據(jù)狀態(tài)估計預(yù)處理信息、狀態(tài)估計合格率、狀態(tài)估計結(jié)果等方面判斷模型是否可用。
以上校驗如果不通過，則系統(tǒng)不再發(fā)布合并模型；以上校驗通過，則系統(tǒng)將發(fā)布最新的合并模型。
4、最高級調(diào)度中心通過解析繼電保護(hù)模型數(shù)據(jù)中的關(guān)聯(lián)電力一次設(shè)備(即保護(hù)對象)描述字段，將繼電保護(hù)模型匹配到全電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)庫，形成繼電保護(hù)在線校核用數(shù)據(jù)；1)線路保護(hù)裝置及定值匹配至其保護(hù)線路線路保護(hù)定值項的“裝置類型”屬性會指明其保護(hù)裝置類型為“線路保護(hù)”，其“保護(hù)對象”屬性會給出所保護(hù)線路的名稱，去數(shù)據(jù)庫中的“線路段”表中尋找對應(yīng)的線路，找到后在該線路下尋找保護(hù)裝置名稱與線路保護(hù)定值項的“裝置名稱”相同的保護(hù)裝置，然后將該定值插入到保護(hù)裝置下，若找不到保護(hù)裝置則先創(chuàng)建保護(hù)裝置然后插入保護(hù)定值項。
若線路找不到就無法插入了，形成告警信息提示該線路未建模。2)變壓器保護(hù)匹配至其保護(hù)變壓器
變壓器保護(hù)定值項的“裝置類型”屬性會指明其保護(hù)裝置類型為“變壓器保護(hù)”，其“所屬廠站”屬性會給出廠站的名稱，在數(shù)據(jù)庫中的“廠站”表中找到該廠站。變壓器保護(hù)定值項的“保護(hù)對象”屬性會給出變壓器名稱，在數(shù)據(jù)庫中找到該廠站下的對應(yīng)變壓器。找到后在該變壓器下尋找保護(hù)裝置名稱與變壓器保護(hù)定值項的“裝置名稱”相同的保護(hù)裝置，然后將該定值插入到保護(hù)裝置下，若找不到保護(hù)裝置則先創(chuàng)建保護(hù)裝置然后插入保護(hù)定值項。若找不到變壓器則形成告警信息提示該變壓器未建模。若連廠站都找不到則形成告警信息提示該廠站未建模。3)母線保護(hù)匹配至其保護(hù)母線
母線保護(hù)定值項的“裝置類型”屬性會指明其保護(hù)裝置類型為“母線保護(hù)”，其“所屬廠站”屬性會給出廠站名稱，在數(shù)據(jù)庫中的“廠站”表中找到該廠站。根據(jù)母線保護(hù)定值項的 “保護(hù)對象”屬性找到該廠站下的相應(yīng)母線。找到后在該母線下尋找保護(hù)裝置名稱與母線保護(hù)定值項的“裝置名稱”相同的保護(hù)裝置，然后將該定值插入到保護(hù)裝置下，若找不到保護(hù)裝置則先創(chuàng)建保護(hù)裝置然后插入保護(hù)定值項。若找不到母線則形成告警信息提示該母線未建模。若連廠站都找不到則形成告警信息提示該廠站未建模。繼電保護(hù)模型數(shù)據(jù)與電網(wǎng)模型匹配完成后形成的模型數(shù)據(jù)層次結(jié)構(gòu)見圖5。5、最高級調(diào)度中心將繼電保護(hù)在線校核用數(shù)據(jù)導(dǎo)出成文件轉(zhuǎn)發(fā)至各級調(diào)度中心最高級調(diào)度中心將匹配完成的電網(wǎng)模型和繼電保護(hù)模型數(shù)據(jù)導(dǎo)出成可擴(kuò)展標(biāo)示語言
(XML)文件，通過調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)以FTP方式或者報文方式發(fā)送給各級調(diào)度中心。6、模型拼接觸發(fā)方式
模型拼接平臺提供自動觸發(fā)拼接、單步手動觸發(fā)拼接、連續(xù)手動觸發(fā)拼接三種模型拼接的觸發(fā)方式，很好的滿足了對合并模型的需求。(1)自動模型合并
自動模型合并方式下，當(dāng)某一級電網(wǎng)模型發(fā)生更新時，自動觸發(fā)模型拼接平臺進(jìn)行模型合并，調(diào)用一個完整的模型拼接過程。(2)單步手動模型合并
單步手動模型合并方式下，用戶可以手工選擇任意時期的歷史網(wǎng)調(diào)、省調(diào)、地調(diào)模型， 觸發(fā)模型拼接平臺進(jìn)行模型合并，單步執(zhí)行每一個步驟，逐步調(diào)用一個完整的模型拼接過程。(3)連續(xù)手動模型合并
連續(xù)手動模型合并方式下，用戶可以手工選擇任意時期的歷史網(wǎng)調(diào)、省調(diào)、地調(diào)模型， 觸發(fā)模型拼接平臺進(jìn)行模型合并，自動執(zhí)行調(diào)用一個完整的模型拼接過程。以上實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種多級多區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)繼電保護(hù)模型拼接的方法，其特征在于包括如下步驟(1)各級電網(wǎng)調(diào)度中心建立管轄范圍內(nèi)的電網(wǎng)模型和繼電保護(hù)模型，對外網(wǎng)進(jìn)行簡化或等值處理，并對簡化等值設(shè)備做好標(biāo)記形成關(guān)口電網(wǎng)定義，輸出模型數(shù)據(jù)文件；(2)最高級調(diào)度中心收集各級調(diào)度中心發(fā)送來的電網(wǎng)模型和繼電保護(hù)模型數(shù)據(jù)文件， 進(jìn)行數(shù)據(jù)檢查；(3)最高級調(diào)度中心進(jìn)行電網(wǎng)模型拼接，包括模型數(shù)據(jù)合并、圖形拼接和量測數(shù)據(jù)合并三步，剔除簡化或等值設(shè)備，形成全電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行模型校驗和狀態(tài)估計；(4)最高級調(diào)度中心通過解析繼電保護(hù)模型數(shù)據(jù)中的關(guān)聯(lián)電力一次設(shè)備描述字段，將繼電保護(hù)模型匹配到全電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)庫，形成繼電保護(hù)在線校核用數(shù)據(jù)；(5)最高級調(diào)度中心將繼電保護(hù)在線校核用數(shù)據(jù)導(dǎo)出成文件轉(zhuǎn)發(fā)至各級調(diào)度中心。
2.如權(quán)利要求1所述的一種多級多區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)繼電保護(hù)模型拼接的方法，其特征在于所述步驟(1)中，繼電保護(hù)模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括裝置層和定值層，裝置層包含如下字段: 是否投入、裝置名稱、裝置類型、裝置型號、保護(hù)對象、一次設(shè)備類型和所屬廠站；定值層包含如下字段定值類型、定值內(nèi)容、定值延時和定值分類號。
3.如權(quán)利要求1所述的一種多級多區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)繼電保護(hù)模型拼接的方法，其特征在于所述步驟(4)中，最高級調(diào)度中心將繼電保護(hù)模型匹配到全電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)庫的方法為1)線路保護(hù)裝置及定值匹配至其保護(hù)線路線路保護(hù)定值項的“裝置類型”屬性會指明其保護(hù)裝置類型為“線路保護(hù)”，其“保護(hù)對象”屬性會給出所保護(hù)線路的名稱，去數(shù)據(jù)庫中的“線路段”表中尋找對應(yīng)的線路，找到后在該線路下尋找保護(hù)裝置名稱與線路保護(hù)定值項的“裝置名稱”相同的保護(hù)裝置，然后將該定值插入到保護(hù)裝置下，若找不到保護(hù)裝置則先創(chuàng)建保護(hù)裝置然后插入保護(hù)定值項；若線路找不到就無法插入，形成告警信息提示該線路未建模；2)變壓器保護(hù)匹配至其保護(hù)變壓器變壓器保護(hù)定值項的“裝置類型”屬性會指明其保護(hù)裝置類型為“變壓器保護(hù)”，其“所屬廠站”屬性會給出廠站的名稱，在數(shù)據(jù)庫中的“廠站”表中找到該廠站；變壓器保護(hù)定值項的“保護(hù)對象”屬性會給出變壓器名稱，在數(shù)據(jù)庫中找到該廠站下的對應(yīng)變壓器；找到后在該變壓器下尋找保護(hù)裝置名稱與變壓器保護(hù)定值項的“裝置名稱”相同的保護(hù)裝置，然后將該定值插入到保護(hù)裝置下，若找不到保護(hù)裝置則先創(chuàng)建保護(hù)裝置然后插入保護(hù)定值項；若找不到變壓器則形成告警信息提示該變壓器未建模；若連廠站都找不到則形成告警信息提示該廠站未建模；3)母線保護(hù)匹配至其保護(hù)母線母線保護(hù)定值項的“裝置類型”屬性會指明其保護(hù)裝置類型為“母線保護(hù)”，其“所屬廠站”屬性會給出廠站名稱，在數(shù)據(jù)庫中的“廠站”表中找到該廠站，根據(jù)母線保護(hù)定值項的 “保護(hù)對象”屬性找到該廠站下的相應(yīng)母線；找到后在該母線下尋找保護(hù)裝置名稱與母線保護(hù)定值項的“裝置名稱”相同的保護(hù)裝置，然后將該定值插入到保護(hù)裝置下，若找不到保護(hù)裝置則先創(chuàng)建保護(hù)裝置然后插入保護(hù)定值項；若找不到母線則形成告警信息提示該母線未建模；若連廠站都找不到則形成告警信息提示該廠站未建模。
全文摘要
本發(fā)明公開一種多級多區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)繼電保護(hù)模型拼接的方法，步驟為各級電網(wǎng)調(diào)度中心建立管轄范圍內(nèi)的電網(wǎng)模型和繼電保護(hù)模型，對外網(wǎng)進(jìn)行簡化或等值處理，并做好標(biāo)記形成關(guān)口電網(wǎng)定義，輸出模型數(shù)據(jù)文件；最高級調(diào)度中心收集各級調(diào)度中心發(fā)送來的電網(wǎng)模型和繼電保護(hù)模型數(shù)據(jù)文件，進(jìn)行數(shù)據(jù)檢查；最高級調(diào)度中心依據(jù)關(guān)口電網(wǎng)定義剔除簡化或等值設(shè)備，形成全電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行模型校驗和狀態(tài)估計；最高級調(diào)度中心將繼電保護(hù)模型匹配到全電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)庫，形成繼電保護(hù)在線校核用數(shù)據(jù)，再將繼電保護(hù)在線校核用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至各級調(diào)度中心。此方法可為各級電網(wǎng)調(diào)度中心提供完整的電網(wǎng)模型和保護(hù)模型數(shù)據(jù)，特別是為繼電保護(hù)在線校核系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
文檔編號G06F17/30GK102495850SQ201110366788
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者丁曉兵, 余江, 俞秋陽, 周紅陽, 夏彥輝, 張玉瓊, 楊夢楠, 畢兆東, 趙云峰, 陸明, 陳朝暉, 陳根軍, 顧全 申請人:中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司, 南京南瑞繼保電氣有限公司