一種基于數據融合的電網拓撲分析方法與流程

本發明涉及電力系統高級分析所需的電網拓撲分析方法，具體涉及一種基于數據融合的電網拓撲分析方法。
背景技術：
：拓撲分析是電力仿真和電力系統所有網絡分析應用的基礎。電網的狀態估計、潮流計算、電壓凹陷域分析、電網擾動源識別等高級應用，全部都基于電網拓撲分析的結果。只有準確、快速地對整個電網進行分析，才能更加高效地進行高級應用與分析。在許多高級分析中，都需要進行拓撲分析，而大多數的做法都是在各系統內部進行拓撲分析，而不是采用統一的數據模型或僅由某一個系統進行拓撲分析，將拓撲分析的結果提供給其他各高級分析所用。此外，各廠商所得拓撲分析的結果，對于其他廠商來說，并不能直接使用。因此，上述問題給數據集成、系統集成與系統升級均帶來諸多不便，造成大量的重復計算與資源浪費。為了實現資源的共享，國際電工委員會提出了IEC61970標準，這樣可以便于集成來自不同廠商的能量管理系統(EMS)，便于將EMS與調度中心內的其他系統互聯，以及便于實現不同調度中心EMS之間的模型交換。因此，基于IEC61970標準的數據模型，可以方便各系統間的數據集成，實現電網拓撲分析結果的共享。電網拓撲分析需要電網的公用信息模型(CIM)數據以及電網實時SCADA數據。電網CIM模型數據描述了整個電網的各電氣元件的靜態連接關系以及各電氣元件的參數屬性。SCADA系統中記錄了實時的電網運行參數，包括電氣元件的電壓、電流等屬性。將CIM模型數據與SCADA數據相結合，進行拓撲分析，則可以分析出電網的實時結構，從而為高級分析應用提供服務。CIM數據只描述了網絡的靜態信息，即各電器元件的屬性參數以及連接關系，不能反映網絡的實時拓撲狀態；而SCADA數據則只是描述了各時間片段中各電氣元件的運行參數，不能體現網絡中各電氣元件的連接情況等。所以，只有將CIM數據與SCADA數據進行有效的結合，然后進行拓撲分析，得到的拓撲分析結果不僅能夠體現各電器元件的屬性參數以及連接關系，而且還能反映各時間片段中各電氣元件的運行參數，進而全部了解整個電網的運行情況。目前，大部分區域電網都建立了各自的電網靜態CIM模型，但是該CIM模型與外部系統的交互很少，并沒有真正實現資源共享。同時，建立的電網靜態CIM模型數據規模過大，電氣元件與變電站的所屬關系、電氣元件的連接關系等并不能直接體現。因此，在應用時需要對原始的靜態CIM模型數據進行一定的處理。SCADA系統應用已經十分普及。該系統用于監測電網中各主要電氣元件實時運行的數據，實現電網的監控管理。同時，SCADA系統的監測數據可以用于電網拓撲分析，為電力系統高級分析應用提供支持。目前，SCADA系統更多是供電網調度部門使用，隨著信息技術的發展和智能電網建設的深入，SCADA監測數據可以發揮更大的作用。實現電網拓撲分析需要電網靜態CIM模型與SCADA系統的數據融合。然而，在實際應用中，這兩個系統往往是由不同廠商開發的，對于同一個電氣元件的唯一標示ID卻是不同的，給分析造成了很大的不便。若要綜合兩個系統的數據統一進行拓撲分析和高級應用則需要將兩個系統進行標志的統一。綜上所述，電網拓撲分析的數據一致性非常重要。它體現在兩個方面：一是拓撲分析的源數據的一致性，即不同的SCADA之間、不同的CIM數據之間以及SCADA與CIM之間的數據一致性；另一個就是拓撲分析結果一致性，提供統一的、標準的分析結果數據，為所有的應用提供一致的分析結果數據。要實現電網拓撲分析數據一致性，采用IEC61970標準是最好的選擇。技術實現要素：本發明要解決的技術問題：針對現有技術的上述問題，提供一種整合了電網CIM模型與SCADA系統數據，能夠實時進行電網的拓撲分析且將分析的結果根據IEC61970的格式提出了具體的數據模型，通過該數據模型能夠將數據提供給多個廠商共同使用，實現了數據“大粒度”的共享、節約了大量資源的基于數據融合的電網拓撲分析方法。為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種基于數據融合的電網拓撲分析方法，步驟包括：1)從電網的CIM模型中取出CIM數據，將CIM數據按照IEC61970標準解析得到各電氣元件的信息；從電網的SCADA系統中取出包含各電氣元件在指定時刻的運行信息的SCADA數據，所述CIM數據和SCADA數據之間通過各電氣元件的ID相互對應；2)對CIM數據和SCADA數據進行數據一致性處理，使得CIM數據和SCADA數據中的同一電氣元件具有相同的ID；3)對CIM數據和SCADA數據進行拓撲分析；4)針對拓撲分析結果提取基于IEC61970標準的數據模型，所述基于IEC61970標準的數據模型包括拓撲節點、電氣元件、電氣島三個模塊，電氣島包括屬于同一個電氣島的所有電氣元件的電氣元件ID；拓撲節點為拓撲分析結果的邏輯節點，拓撲節點直接與一個或多個電氣元件相連，拓撲節點具有的屬性包括拓撲節點號、電壓等級、所屬電氣島；電氣元件包括該電氣元件端點的拓撲節點號以及電網中與該電氣元件邏輯上直接相連在一起的電氣元件；5)將所述基于IEC61970標準的數據模型通過指定的數據交換方式發布。優選地，所述步驟3)的詳細步驟包括：3.1)將CIM數據中取出各電氣元件的信息存入指定的表格DataTable1中，將SCADA數據中取出各電氣元件的信息存入指定的表格DataTable2中；3.2)表格DataTable1中開關和斷路器在表格DataTable2中都有該時刻的開閉狀態，根據表格DataTable2中的信息，將表格DataTable1中所有斷開的開關和斷路器的信息刪除；3.3)建立列表List與列表ListCNTN，將從表格DataTable1中刪除的開關與斷路器的節點信息<firstCN,rearCN>信息加入到列表ListCNCN中，其中firstCN表示節點的首端CN，rearCN表示節點的末端CN；3.4)使用預設的搜索算法將直接相連的開關和斷路器節點CN全部用同一個TN替換，并且將對應的<CN,TN>加入到列表ListCNTN中；3.5)針對線路節點信息<firstCN,rearCN>、繞組節點信息<firstCN,rearCN>、電抗器節點信息<firstCN,rearCN>、母線節點信息CN、發電機節點信息CN、電容器節點信息CN，如果有CN節點有對應的TN則用對應的TN替代，否則為該CN節點生成新的TN’，并且將關系<CN,TN’>加入到列表ListCNTN中；3.6)得到記錄了電網中所有電氣元件CN節點和新生成的TN之間對應關系的列表ListCNTN，判定對應同樣的TN的所有CN節點屬于同一個邏輯節點且等效于直接相連；3.7)將所有雙節點電氣元件的節點信息<firstCN,rearCN>全部用ListCNTN中對應的TN替換，將替換后的結果用<firstTN,rearTN>表示，并存入列表ListTNTN。3.8)編輯列表ListTNTN，將整個電網分成一個或多個電氣島，對各個電氣島內的TN進行統一編號；3.9)拓撲分析結束，得到包括了各電氣島以及各電氣元件的屬性信息、SCADA數據以及連接關系的拓撲分析結果。優選地，所述步驟3.4)的詳細步驟包括：3.4.1)建立列表List<StringList>和類型變量ListResult，建立列表ListCN和列表ListTemp，建立列表ListCNTN；3.4.2)判斷列表ListCNCN是否為空，如果列表ListCNCN非空，則跳轉執行步驟3.4.3)，否則跳轉執行步驟3.4.8)；3.4.3)清空列表ListCN與列表ListTemp；3.4.4)將列表ListCNCN中第一條記錄中的firstCN、rearCN分別加入到列表ListCN中，將列表ListCNCN中第一條記錄加入到列表ListTemp中并從列表ListCNCN中刪除；3.4.5)判斷列表ListCNCN中是否存在符合條件的記錄<firstCN,rearCN>，該記錄中的firstCN或rearCN出現在列表ListCN中，如果存在符合條件的記錄則跳轉執行步驟3.4.6)，否則跳轉執行步驟3.4.7)；3.4.6)針對符合條件的記錄<firstCN,rearCN>，若符合條件的記錄中的firstCN出現在列表ListCN中，則將該記錄的rearCN加入到列表ListCN；若符合條件的記錄中的rearCN出現在列表ListCN中，則將該記錄的firstCN加入到列表ListCN；將符合條件的記錄<firstCN,rearCN>加入列表ListTemp中并從列表ListCNCN中刪除，跳轉執行步驟3.4.5)；3.4.7)將列表ListTemp加入ListResult中，跳轉執行步驟3.4.2)；3.4.8)取出ListResult中的每一個列表，并且將每個列表賦予唯一的標識TN，將列表內的所有CN與該列表對應的TN產生的對應關系<CN,TN>加入到列表ListCNTN中，使得列表ListCNTN中的每一條記錄則表示電網中所有的連接節點CN與邏輯節點TN的對應關系。本發明基于數據融合的電網拓撲分析方法具有下述優點：針對當前電網CIM模型數據和SCADA數據不一致或者多個系統同時進行拓撲分析而沒有統一的標準和規范導致大量重復計算、資源浪費、系統不易集成與維護等多種問題，本發明基于數據融合的電網拓撲分析方法首先解析電網的CIM模型數據，在解析CIM模型數據時，若遇到該CIM模型數據與SCADA系統數據不一致時，根據電氣元件的所屬廠站與名稱，修改解析后的CIM模型數據，統一各電氣元件的ID。不是每一次進行拓撲分析的時候都對大量的CIM數據進行解析與修正，而僅僅是在電網的CIM模型發生了改變時才進行解析，因此節省了大量的時間。對某一時刻進行拓撲分析時，取出解析好的CIM模型數據與該時刻的SCADA數據，進行拓撲分析。針對拓撲分析的結果，提出基于IEC61970的數據模型，實現數據的共享，方便系統的維護、集成與升級。同時，數據模型中的各電氣元件及其屬性具有伸縮性，即若有其他的電氣元件或者屬性在本專利中沒有列出，可以很方便的進行擴展；若某些電氣元件或者屬性沒有，則可以省略，具有較強的擴展性。根據該數據模型，將拓撲分析的結果對外發布出去，供其他的系統使用，因而節省了大量的資源。附圖說明圖1為應用本發明實施例方法的某地區的電網示意圖。圖2為本發明實施例方法的基本流程示意圖。圖3是本發明實施例中電網拓撲分析數據模型的拓撲分析流程示意圖。圖4是本發明實施例中電網拓撲分析數據模型所用到搜索算法的流程示意圖。圖5為本發明實施例中拓撲分析結果的數據模型的示意圖。具體實施方式為了實現融合電網CIM模型數據與SCADA監測數據進行拓撲分析，滿足更大粒度的數據共享，本發明提供了一種基于數據融合的電網拓撲分析方法以實現拓撲分析結果共享。下文將以圖1所示某地區的電網為例，對本發明基于數據融合的電網拓撲分析方法進行詳細說明，母線1M與母線2M為均220kV母線，母線I、母線IIA、母線IIB均為10kV母線。如圖2所示，本實施例基于數據融合的電網拓撲分析方法的步驟包括：1)提取電網CIM模型數據集電網實時SCADA數據：從電網的CIM模型中取出CIM數據，將CIM數據按照IEC61970標準解析得到各電氣元件的信息；從電網的SCADA系統中取出包含各電氣元件在指定時刻的運行信息的SCADA數據，CIM數據和SCADA數據之間通過各電氣元件的ID相互對應。本實施例中，取得電網CIM模型數據，按照IEC61970的格式與說明，解析各電氣元件的屬性參數、連接關系等信息，存入本地。利用服務從SCADA系統中取出各元件的某時刻運行數據存入本地。CIM數據與SCADA數據通過各電氣元件的ID相對應。本實施例中，提取得到的開關信息如表1所示，刀閘信息如表2所示，母線信息如表3所示，變壓器信息如表4所示，負載信息如表5所示，母線的SCADA數據如表6所示，變電器的SCADA數據如表7所示，負荷SCADA數據如表8所示。表1：開關信息表。表1中，首端CN即firstCN，末端CN即rearCN，開閉狀態1為閉合，0為斷開，所屬變電站全部為A變電站，開閉狀態為SCADA系統中的數據。表2：刀閘信息表。表2中，首端CN即firstCN，末端CN即rearCN，開閉狀態1為閉合、0為斷開，所屬變電站全部為A變電站開閉。開閉狀態為SCADA系統中的數據。表3：母線信息表。ID母線名稱CN號額定電壓(kV)0001220kV1母線CN52200002220kV2母線CN1220000310kVI母線CN1310000410kVIIA母線CN2610000510kVIIB母線CN3510表3所屬變電站為A變電站。表4：變壓器信息表。表4所屬變電站為A變電站。表5：負載信息表。表5所屬變電站為A變電站。表6：母線的SCADA數據表。表6所屬變電站為A變電站。表7：變電器的SCADA數據表。繞組ID變壓器卷名有功(Mvar)無功(Mvar)電流(A)檔位1001-1#1byq變高12.319-3.43463.5621001-2#1byq變低-12.3293.45456.5211002-1#2byq變高12.129-3.52358.2621002-2#2byq變低-12.0083.58461.261表7所屬變電站為A變電站。表8：負荷的SCADA數據表。ID負荷名有功(Mvar)無功(Mvar)電流(A)2001F11.23560.223136.232002F21.23540.236936.252003F31.12560.156332.362004F41.32580.247835.262005F51.24860.314534.982006F61.36980.289637.562007F71.23230.302135.63表8所屬變電站為A變電站。本實施例的步驟1)包括子步驟1.1)：從CIM模型中取出CIM數據，將CIM數據按照IEC61970標準解析得到各電氣元件的信息。本實施例中，按照IEC61970的格式與說明，各電氣元件的解析結果的格式如下：●母線：母線ID母線名稱所屬變電站CN號額定電壓●開關：開關ID開關名稱所屬變電站首節點CN號末節點CN號●斷路器：斷路器ID斷路器名稱所屬變電站首節點CN號末節點CN號●線路：線路ID線路名稱首節點CN號末節點CN號額定電壓架空線路長度電纜線路長度正序電阻正序電抗正序并聯電導正序并聯電納零序電阻零序電抗零序并聯電導零序并聯電納●雙繞組變壓器：變壓器ID電壓器名稱高壓側繞組名稱低壓側繞組名稱所屬變電站高壓側繞組CN號低壓側繞組CN號高壓側額定電壓低壓側額定電壓漏電阻漏電抗高壓側分接頭中間檔位高壓側分接頭每當調壓比●三繞組變壓器高壓側：變壓器ID變壓器名稱高壓側繞組名稱所屬變電站高壓側繞組CN號虛擬CN號高壓側額定電壓漏電阻漏電抗高壓側分接頭中間檔位高壓側分接頭每檔調壓比●三繞組變壓器中壓側：變壓器ID變壓器名稱中壓側繞組名稱所屬變電站中壓側繞組CN號虛擬CN號中壓側額定電壓漏電阻漏電抗中壓側分接頭中間檔位中壓側分接頭每檔調壓比●三繞組變壓器低壓側：變壓器ID變壓器名稱低壓側繞組名稱所屬變電站低壓側繞組CN號虛擬CN號低壓側額定電壓漏電阻漏電抗●發電機：發電機ID發電機名稱所示變壓器發電機CN號額定電壓額定功率正序電阻正序電抗負序電阻負序電抗零序電阻零序電抗●電抗器：電抗器ID電抗器名稱所屬變電站首節點CN號末節點CN號額定電壓電抗值●電容器：電容器ID電容器名稱所屬變電站節點CN號額定電壓電抗值●負載：負載IDCN號負載名稱所屬變電站根據上述的各電氣元件的統一的數據結構對獲取的CIM靜態數據文件進行解析，將解析結果存入本地數據庫中，形成電網靜態數據統一數據源。需要說明的是，本實施例只有當電網的CIM模型數據改變時，才需要將CIM數據按照IEC61970標準解析得到各電氣元件的信息，數據結構保持不變，因此大大降低了處理的次數。本實施例的步驟1)包括子步驟1.2)：從SCADA系統中取出包含各電氣元件在指定時刻的運行信息的SCADA數據。從SCADA系統中取出各元件的某時刻運行數據存入本地。由于各個電網的SCADA數據可能不一致，但是本實施例需要適應多種情況，因此在去服務獲取SCADA數據時，需要規定一定的標準，從而直接從服務取數據，而不用考慮各個廠商不同的數據格式。本實施例中，從電網的SCADA系統中取出包含各電氣元件在指定時刻的運行信息的SCADA數據的格式如下：●開關：開關ID開關名廠站名閉合狀態●刀閘：刀閘ID刀閘名廠站名閉合狀態●母線：母線ID母線名廠站名電壓值相角A相電壓B相電壓C相電壓●線路：線路ID線路名稱廠站名有功無功電流●發電機：發電機ID發電機名廠站名有功無功電流●負荷：負荷ID負荷名廠站名有功無功電流●電容器：電容器ID電容器名廠站名有功無功電流A相電流B相電流C相電流●電抗器：電抗器ID電抗器名廠站名有功無功電流A相電流B相電流C相電流●繞組：繞組ID變壓器卷名廠站名有功無功電流檔位2)數據一致性處理：對CIM數據和SCADA數據進行數據一致性處理，使得CIM數據和SCADA數據中的同一電氣元件具有相同的ID。雖然CIM模型數據和SCADA系統都有相關元件的數據，但是由于兩個系統有時并不是由同一個廠商開發的，導致同一個元件在兩個系統中的ID不相同，因此需要將兩個系統的ID對應上。CIM模型數據與SCADA系統中都具有變電站名稱與電氣元件的名稱，因此將兩者字符串相加，若結果相同則表示同一個電氣元件，因而可以將CIM模型數據中的唯一標識ID替換成SCADA系統中的相應的元件ID，對于線路來說，則可以直接根據線路的名稱來尋找對應關系。這樣做的好處是，由于CIM模型數據一般不會發生經常性變化，因此不需要經常性地調整。多個廠商的SCADA數據可能不一致，因此可以按照步驟1)中步驟1.2)規定各電氣元件的信息格式，直接使用服務的數據格式而不用考慮各SCADA廠商的數據格式，解決了數據源不一致的問題。根據IEC61970標準，提出了步驟1)中步驟1.2)的開關、刀閘、母線、線路、發電機、負荷、電容器、電抗器和繞組的SCADA數據服務接口，從該服務接口中取得各類電氣元件相應的實時數據，供后面的拓撲分析使用。而本實施例在數據源和數據結果中都是基于IEC61970標準的，數據源中按照IEC61970標準解析電網CIM模型數據以及提出SCADA數據服務接口，而本實施例的拓撲分析結果數據模型也是基于IEC61970提出的。毫無疑問，本實施例只有當電網CIM模型數據與SCADA系統的電氣元件數據不一致時，才需要進行相應的匹配工作。3)拓撲分析：對CIM數據和SCADA數據進行拓撲分析。針對電網的CIM模型數據和某一個時刻的SCADA數據，對整個地區的網絡進行拓撲分析。剔除所有斷開的開關和刀閘，剩下的電氣元件若直接相連或通過閉合的開關、閉合的刀閘相連，則將連接在一起的多個端點用同一個編號編碼，閉合的開關或刀閘兩側編號一樣。由于開關或者刀閘斷開的緣故，整個電網可能被分成多個電氣島。如圖3所示，本實施例步驟3)的詳細步驟包括：3.1)將CIM數據中取出各電氣元件的信息存入指定的表格DataTable1中，將SCADA數據中取出各電氣元件的信息存入指定的表格DataTable2中；3.2)表格DataTable1中開關和斷路器在表格DataTable2中都有該時刻的開閉狀態，根據表格DataTable2中的信息，將表格DataTable1中所有斷開的開關和斷路器(刀閘節點，下同)的信息刪除；3.3)建立列表List與列表ListCNTN，將從表格DataTable1中刪除的開關與斷路器的節點信息<firstCN,rearCN>信息加入到列表ListCNCN中，其中firstCN表示節點的首端CN，rearCN表示節點的末端CN；3.4)使用預設的搜索算法將直接相連的開關和斷路器節點CN全部用同一個TN替換，并且將對應的<CN,TN>加入到列表ListCNTN中；3.5)針對線路節點信息<firstCN,rearCN>、繞組節點信息<firstCN,rearCN>、電抗器節點信息<firstCN,rearCN>、母線節點信息CN、發電機節點信息CN、電容器節點信息CN，如果有CN節點有對應的TN則用對應的TN替代，否則為該CN節點生成新的TN’，并且將關系<CN,TN’>加入到列表ListCNTN中；3.6)得到記錄了電網中所有電氣元件CN節點和新生成的TN之間對應關系的列表ListCNTN，判定對應同樣的TN的所有CN節點屬于同一個邏輯節點且等效于直接相連；3.7)將所有雙節點電氣元件的節點信息<firstCN,rearCN>全部用ListCNTN中對應的TN替換，將替換后的結果用<firstTN,rearTN>表示，并存入列表ListTNTN。3.8)遍歷列表ListTNTN，根將整個電網分成一個或多個電氣島，對各個電氣島內的TN進行統一編號；3.9)拓撲分析結束，得到包括了各電氣島以及各電氣元件的屬性信息、SCADA數據以及連接關系的拓撲分析結果。如圖4所示，本實施例步驟3.4)的詳細步驟包括：3.4.1)建立列表List<StringList>和類型變量ListResult，建立列表ListCN和列表ListTemp，建立列表ListCNTN；3.4.2)判斷列表ListCNCN是否為空，如果列表ListCNCN非空，則跳轉執行步驟3.4.3)，否則跳轉執行步驟3.4.8)；3.4.3)清空列表ListCN與列表ListTemp；3.4.4)將列表ListCNCN中第一條記錄中的firstCN、rearCN分別加入到列表ListCN中，將列表ListCNCN中第一條記錄加入到列表ListTemp中并從列表ListCNCN中刪除；3.4.5)判斷列表ListCNCN中是否存在符合條件的記錄<firstCN,rearCN>，該記錄中的firstCN或rearCN出現在列表ListCN中，如果存在符合條件的記錄則跳轉執行步驟3.4.6)，否則跳轉執行步驟3.4.7)；3.4.6)針對符合條件的記錄<firstCN,rearCN>，若符合條件的記錄中的firstCN出現在列表ListCN中，則將該記錄的rearCN加入到列表ListCN；若符合條件的記錄中的rearCN出現在列表ListCN中，則將該記錄的firstCN加入到列表ListCN；將符合條件的記錄<firstCN,rearCN>加入列表ListTemp中并從列表ListCNCN中刪除，跳轉執行步驟3.4.5)；3.4.7)將列表ListTemp加入ListResult中，跳轉執行步驟3.4.2)；3.4.8)取出ListResult中的每一個列表，并且將每個列表賦予唯一的標識TN，將列表內的所有CN與該列表對應的TN產生的對應關系<CN,TN>加入到列表ListCNTN中，使得列表ListCNTN中的每一條記錄則表示電網中所有的連接節點CN與邏輯節點TN的對應關系。4)提取拓撲分析結果的數據模型：針對拓撲分析結果提取基于IEC61970標準的數據模型，基于IEC61970標準的數據模型包括拓撲節點、電氣元件、電氣島三個模塊，電氣島包括屬于同一個電氣島的所有電氣元件的電氣元件ID；拓撲節點為拓撲分析結果的邏輯節點，拓撲節點直接與一個或多個電氣元件相連，拓撲節點具有的屬性包括拓撲節點號、電壓等級、所屬電氣島；電氣元件包括該電氣元件端點的拓撲節點號以及電網中與該電氣元件邏輯上直接相連在一起的電氣元件。根據IEC61970標準，提出針對拓撲分析階段的拓撲分析結果的數據模型。本實施例中，針對拓撲分析階段的拓撲分析結果的數據模型如圖5所示，主要包括電氣島、拓撲節點和電氣元件三大類。電氣元件又分為母線、線路、變壓器、阻抗設備和無阻抗設備五大類。每一類對應一種或多種電氣元件，每種電氣元件包括不同的屬性值。針對拓撲分析結果提取基于IEC61970標準的數據模型，各電氣元件具有包括但是不僅僅包括所寫的屬性，若SCADA中或CIM數據中包括其他的屬性，可以進行擴展；若屬性沒有，則可以省略或者可以用0補充值。拓撲分析結果的數據模型主要包括電氣島、拓撲節點和電氣元件三大類。拓撲節點是拓撲分析結果的邏輯節點，該節點可能直接與一個或多個電氣元件相連。拓撲節點具有拓撲節點號、電壓等級、所屬電氣島等屬性。電氣元件是各類高級分析的基礎，經過拓撲分析，可以將電氣元件的各端點的CN號全部替換成拓撲節點號，這樣就可以判斷出，在實際運行的電網中哪些電氣元件在邏輯上是直接相連在一起的。經過拓撲分析后，并不一定所有的電氣元件全部都在同一電氣島中，某些分析是針對某個具體的電氣島而言的。因此，拓撲分析結構的數據模型還提供電氣島的具體信息，其中包括電氣島內包括的電氣元件的ID，通過ID就可以在電氣元件模塊中找到該電氣元件的詳細信息。本實施例經過拓撲分析，將所有閉合的開關和刀閘看作無阻抗設備，將兩端的電氣元件直接相連，參見圖1，由于1011刀閘(斷路器)和1022刀閘(斷路器)斷開，因此該電網分成兩個電氣島，兩個電氣島的TN為重新編號后的結果，并且兩個電氣島的編號相互獨立，沒有直接關系。本實施例中，拓撲分析結果的數據模型中，電氣島信息包括電氣島#1和電氣島#2，電氣島#1的詳細信息如表9所示，電氣島#2的詳細信息如表10所示。表9：電氣島#1信息表。電氣元件元件ID首端TN末端TN220kV1M母線0001TN1#1變壓器1001TN1TN210kVI母線0003TN2F1負荷2001TN2F2負荷2002TN2F3負荷2003TN2表10：電氣島#2信息表。本實施例中，拓撲分析結果的數據模型中，節點信息包括電氣島#1和電氣島#2兩個節點信息，電氣島#1節點信息如表11所示，電氣島#2節點信息如表12所示。表10：電氣島#1節點信息表。TN號電壓等級(kV)所屬變電站TN1220A變電站TN210A變電站表11：電氣島#2節點信息表。TN號電壓等級(kV)所屬變電站TN1220A變電站TN210A變電站本實施例中，拓撲分析結果的數據模型中各電氣元件的信息格式如下：●母線：母線ID母線名稱所屬變電站TN號額定電壓實時電壓值實時相角值實時A相電壓實時B相電壓實時C相電壓●開關：開關ID開關名稱所屬變電站首節點TN號末節點TN號實時開閉狀態●斷路器：斷路器ID斷路器名稱所屬變電站首節點TN號末節點TN號實時開閉狀態●線路：線路ID線路名稱首節點TN號末節點TN號額定電壓架空線路長度電纜線路長度正序電阻正序電抗正序并聯電導正序并聯電納零序電阻零序電抗零序并聯電導零序并聯電納實時有功值實時無功值實時電流值●雙繞組變壓器：變壓器ID電壓器名稱高壓側繞組名稱低壓側繞組名稱所屬變電站高壓側繞組TN號低壓側繞組TN號高壓側額定電壓低壓側額定電壓漏電阻漏電抗高壓側分接頭中間檔位高壓側分接頭每當調壓比高壓側實時有功值高壓側實時無功值高壓側實時電流值高壓側實時檔位低壓側實時有功值低壓側實時無功值低壓側實時電流值低壓側實時檔位●三繞組變壓器高壓側：變壓器ID變壓器名稱高壓側繞組名稱所屬變電站高壓側繞組TN號虛擬TN號高壓側額定電壓漏電阻漏電抗高壓側分接頭中間檔位高壓側分接頭每檔調壓比實時有功值實時無功值實時電流值實時檔位●三繞組變壓器中壓側：變壓器ID變壓器名稱中壓側繞組名稱所屬變電站中壓側繞組TN號虛擬TN號中壓側額定電壓漏電阻漏電抗中壓側分接頭中間檔位中壓側分接頭每檔調壓比實時有功值實時無功值實時電流值實時檔位●三繞組變壓器低壓側：變壓器ID變壓器名稱低壓側繞組名稱所屬變電站低壓側繞組TN號虛擬TN號低壓側額定電壓漏電阻漏電抗實時有功值實時無功值實時電流值實時檔位●發電機：發電機ID發電機名稱所示變壓器發電機TN號額定電壓額定功率正序電阻正序電抗負序電阻負序電抗零序電阻零序電抗實時有功值實時無功值實時電流值●電抗器：電抗器ID電抗器名稱所屬變電站首節點TN號末節點TN號額定電壓電抗值實時有功值實時電流值實時A相電流值實時B相電流值實時C相電流值●電容器：電容器ID電容器名稱所屬變電站節點TN號額定電壓電抗值實時有功值實時電流值實時A相電流值實時B相電流值實時C相電流值●負載：負載IDTN號負載名稱所屬變電站實時有功值實時無功值實時電流值本實施例中，拓撲分析結果的數據模型中各電氣元件的信息如下：I)電氣島#1：母線信息：變壓器信息：變壓器ID電壓器名稱高壓側繞組名稱低壓側繞組名稱所屬變電站高壓側繞組TN號低壓側繞組TN號高壓側額定電壓低壓側額定電壓漏電阻漏電抗高壓側分接頭中間檔位高壓側分接頭每當調壓比高壓側實時有功值高壓側實時無功值高壓側實時電流值高壓側實時檔位低壓側實時有功值低壓側實時無功值低壓側實時電流值低壓側實時檔位1001#1變壓器#1byq變高#1byq變低A變電站TN1TN2220kV10kV0.9Ω42Ω91.2512.319Mvar-3.434Mvar63.56A2-12.329Mvar3.454Mvar56.52A1負荷信息：II)電氣島#2：母線信息：變壓器信息：變壓器ID電壓器名稱高壓側繞組名稱低壓側繞組名稱所屬變電站高壓側繞組TN號低壓側繞組TN號高壓側額定電壓低壓側額定電壓漏電阻漏電抗高壓側分接頭中間檔位高壓側分接頭每當調壓比高壓側實時有功值高壓側實時無功值高壓側實時電流值高壓側實時檔位低壓側實時有功值低壓側實時無功值低壓側實時電流值低壓側實時檔位1001#2變壓器#2byq變高#2byq變低A變電站TN1TN2220kV10kV0.6Ω39Ω91.2512.129Mvar-3.523Mvar58.26A2-12.008Mvar3.584Mvar61.26A1負荷信息：5)發布拓撲分析結果：將基于IEC61970標準的數據模型(各電氣元件的屬性值及其實時監測值)通過指定的數據交換方式發布。本實施例中，建立專門的軟件系統進行電網拓撲分析，根據步驟S4提出的統一拓撲分析結果數據模型，采用IEC61970標準CIS中的WebService的形式，將該拓撲分析結果數據發布出去，各電力系統高級分析應用系統廠商可以根據該模型獲取電網拓撲分析結果，進行應用開發，從而方便了系統的集成與維護。本實施例基于IEC61970標準的數據模型來發布拓撲分析結果，通過該數據模型實現“大粒度”的數據共享，節約資源，方便了各廠商的開發與系統的集成。IEC61970中CIS描述的接口主要用于信息交換以及訪問公共數據，從而實現數據的共享。實現IEC61970中CIS部分有CORBA和WebService等多種選擇，而本發明是由統一的系統進行拓撲分析，根據步驟S4提出了統一的拓撲分析結果的數據模型，將該數據模型中各類電氣元件的屬性值及其實時監測值以XMLWebService形式發布出去，各廠商可以根據該模型進行開發，從而達到IEC61970中信息交換的目的，最終方便了系統的集成與維護。以上所述僅是本發明的優選實施方式，本發明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發明思路下的技術方案均屬于本發明的保護范圍。應當指出，對于本
技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。當前第1頁1 2 3