[发明专利]一种基于CIM电网模型接口的仿真数据接入方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统领域，涉及一种基于CIM电网模型接口的仿真数据接入方法。

背景技术

大电网的安全稳定经济运行和预警控制是电力系统计算领域面临的重大课题，我国已形成了世界上电压等级最高、规模最大的互联电网，为开展电力系统安全稳定分析研究，需要模拟互联大电网的各种故障和暂态过程。过去使用数模混合实时仿真系统进行模拟，但由于投资、场地的限制无法模拟超大规模的电力系统，而电力系统全数字实时仿真系统通过EMS系统量测状态估计结果导出的电网公共信息模型CIM成功解决了这个问题，为电力系统安全稳定分析和预警控制及电网规划建设提供了重要技术基础。

EMS(能量管理系统)是用于电力系统调度中心的综合自动化监视控制系统，主要包括：数据采集与监控系统、电网自动控制、网络分析与决策等几个部分，用于电网的实时监视控制和分析决策。EMS系统侧重于现场实时运行时使用实际电网模型参数和二次设备采集的实时遥信遥测数据进行分析计算，在实验室进行模拟运行时由于和全数字实时仿真系统的模型不一致，特别是电网边界模型的处理和直流系统建模在两个系统中不一致的问题，使得EMS系统在使用其提供的模拟数据进行计算时花费大量的人力，计算准确度也不高。

以前电力系统全数字实时仿真系统使用的数据库从数据结构到数据内容、设备命名与EMS系统的数据库都存在不一致，因此EMS系统在接入仿真系统模拟出的设备遥测数据和开关遥信状态时，需要开发专门的接口程序进行数据库映射，对命名不规范的设备还需要人工编写映射表，增加了接口程序的维护工作量。而且在使用中经常发现由于两个系统的数据库存在不一致，从而建立的网络模型不一致，不仅导致无法完全进行数据映射，而且全数字实时仿真系统模拟出来的电网数据不满足EMS系统数据库的电网潮流约束，EMS系统使用这样的数据进行分析将极大的影响计算精度。

为了实现电力系统中的信息和功能共享，实现对不同厂家独立开发的EMS系统应用的集成以及EMS系统和其他系统的集成，国际电工委员会(IEC)制定了EMS应用程序接口(EMSAPI)IEC61970系列标准，从而促进了各应用系统之间接口的标准化工作。CIM模型导出规范基于IEC61970标准，提供了一套描述电力系统的公共信息模型CIM和一套访问标准化数据的组件接口CIS，基于这一标准的CIMXML模型交换可以实现调度控制中心内各自动化系统间对电网模型信息的共享，同时可以实现不同调度控制中心之间电网模型信息的交换。本规范是整个EMSAPI框架很重要的一部分，是IEC制定的电力系统自动化各系统的通用数据模型和数据接口，包含了基本上所有与电力生产有关的数据，为不同系统进行信息交换和访问提供一种统一的桥梁，明确了CIM模型导出的内容、命名及格式。

发明内容

本发明提出一种基于CIM电网模型将EMS系统中实时数据的状态估计结果接入全数字实时仿真系统的接口方法，即把EMS系统的电网模型和遥测信息-设备关系表根据CIM模型导出规范输出为格式数据文件，电力系统全数字实时仿真系统通过数据接口读入CIM文件形成计算数据库，使用该数据库进行的电力系统模拟仿真数据可直接传输回给EMS系统进行校验，这种方法具有多系统联合调试，数据精度高，传输速度快的优点；同时，首次为大电网在线安全分析与预警控制提供了可靠的数据基础和统一的网络模型，突破了离线计算与在线计算模型不统一，无法比较计算结果的瓶颈，实验证明电力系统全数字实时仿真系统基于EMS系统的CIM模型导出规范建立的量测模型的正确性和统一性。

依据本发明的一种基于CIM电网模型接口的仿真数据接入方法，包括以下步骤：

(1)能量管理系统EMS为在线系统，利用能量管理系统EMS对某一时刻的数据采集监控SCADA的断面进行状态估计；

(2)将EMS系统状态估计的结果根据电网公共信息模型CIM导出规范生成模型文件，放在固定的目录下；

(3)全数字实时仿真系统根据电网公共信息模型CIM文件建立电网模型；

(4)全数字实时仿真系统根据自己的计算需要扩大网络模型时需要对扩大边界的模型进行等值；

(5)全数字实时仿真系统把修改运行方式后的量测值通过SCADA传给EMS系统，EMS系统再次进行每条计算母线功率平衡的计算；

(6)EMS系统把功率不平衡量提供给全数字实时仿真系统；