[发明专利]一种基于IEC 61850-7-420标准的分布式发电设备建模实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力系统元件建模实现方法，特别涉及基于IEC 61850-7-420标准的分布式发电设备建模实现方法。 

背景技术

近年来，随着能源危机的日益突出，清洁可再生能源领域受到广泛关注，未来将会有越来越多的分布式发电(Distributed Energy Resource，DER)接入电网。目前，DER及其他系统元件(如监测、保护装置等)的生产厂家多数自定义设备的通信规约，且通信接口类型各异，这将使得系统在信息集成、运行控制以及调度管理等方面受到极大的制约。在国际上，电力部门、运营商和分布式发电制造商意识到需要一个统一的国际标准来解决DER通信和控制接口标准化的问题，因此IEC 61850开始将DER纳入标准体系，并进行了一些IEC61850-7-420在DER中应用的前期工作。随着DER在我国的迅速发展，需要制定DER等电力系统元件的统一系统模型及相应的标准化信息接口，以实现各元件在电力系统中的即插即用、能量管理等重要功能，降低系统集成的难度、工作量及成本。 

目前，电力系统元件建模工作中已出现对IEC 61850的研究，大多围绕变电站系统远动、保护装置的建模及协议转化工作。中国专利CN 101706773A提出采用XML信息重组实现变电站快速自动建模，应用于采用IEC 61850通信的数字化变电站及传统变电站内的间隔层智能电子装置(Intelligent Electronic Devices，IED)建模，但须提前约定SAddr信息格式，通用性较差。中国专利CN101035099A提出一种实现103协议向IEC 61850标准转换的通用网关设计方法，完成对变电站间隔层产品的协议转换。上述研究尚未涉及DER设备建模，为了方便快捷地对DER设备进行建模，降低系统的集成难度，本发明提出了一种基于IEC61850-7-420标准的DER设备建模实现方法，以推动DER通信和控制接口的标准化应用。 

发明内容

本发明目的是为了实现DER设备的逻辑建模，推动DER通信和控制接口的标准化应用，避免未来大量DER接入电网后给电力系统自动化和信息集成带来巨大的难度、工作量及成本。 

本发明为一种基于IEC 61850-7-420标准的DER设备建模实现方法，所述的建模实现方法包括对DER设备进行模型提取、模型构建、下载及识别。 

具体实现过程分为以下几个步骤： 

1)对DER设备进行模型提取，按照所述DER设备各组成部件的实际功能，将DER设备 划分为系统信息模型、接入点(ECP)模型、控制器模型、发电模型、励磁系统模型、转速/频率调节系统模型、电力电子变换器模型以及辅助模型等部分，并提取所述各个模型包含的逻辑节点(Logical Nodes，LN)，LN遵循IEC 61850-7-420标准的规定。 

2)基于DER设备提取的各LN进行模型构建，具体的构建步骤为： 

a)建立元模型文件，设计数据属性(Data Attribute，DA)、公共数据类(Common DataClasses，CDC)、数据对象(Data Object，DO)、LN等结构体，对应各成员项的设计遵循但不限于IEC 61850标准对DA、CDC、DO以及LN的规定。LN结构体通过成员项关联单个或多个DO，DO结构体通过成员项关联CDC，CDC结构体通过成员项关联单个或多个DA，DA结构体提供成员项以存储模型的内存数据映射地址； 

b)基于IEC 61850标准发布的XML Schema规定，利用XML语言将LN结构体实例化，确定其关联的所有DO信息； 

c)将DO关联的CDC结构体实例化，确定其关联的DA信息； 

d)将CDC关联的所有DA结构体实例化； 

e)重复步骤c)-步骤d)建立模型所需的所有CDC； 

f)重复步骤b)-步骤e)建立模型所需的所有LN； 

g)利用XML语言增加DER模型的系统信息及通信服务，形成完整XML模型文件。 

3)基于DER设备的XML模型文件生成IED初始化文件、数据集与报告控制块文件、控制变量文件以及DO内存数据库映射文件等目标文件，下载至DER设备相应的IED。 

4)IED识别DER模型，包括以下步骤： 

a)解析IED初始化文件，完成相关的初始化工作，按照DO内存数据库映射文件构建DO完整的树型结构驻留内存。