cim11,规范,电网
基于CIM的图形化电网管理论文：基于CIM的图形化电网拓扑建模与分析
基于CIM的图形化电网管理论文：基于CIM的图形化电网拓扑建模与分析摘要:网络拓扑是电力系统分析软件的基础,采用可视化的方法实现网络拓扑的建立是可视化能量管理系统的核心。
文章基于CIM模型,建立了一个图形数据一体化的图形平台,该平台能够根据设备图元的端子坐标位置自动建立设备的连接关系,生成连接节点并编号。
采用节点融合法实现拓扑分析,并按照分层次搜索策略进行拓扑的局部修正,该方法能减小搜索的范围,提高拓扑分析的速度,并具有很好的通用性和扩展性,易于编程实现。
关键词:公共信息模型;图形数据一体化;拓扑分析0 引言在能量管理系统的各种应用中,电力网络的拓扑建模与分析具有很重要的作用,它是潮流计算、状态估计等应用的基础[1,2]。
为了实现能量控制中心内不同应用、不同系统之间的信息共享和数据交换,国际电工技术委员会在IEC61970标准中提出了电力系统公共信息模型[3](CIM),其目的就是使EMS的应用软件组件化和开放化,实现即插即用和相互连通,从而降低系统的集成成本,更好地保护用户资源[4]。
本文基于CIM的电网模型,采用图形数据一体化技术实现了电网的图形平台。
当用户图形界面绘制电网接线图时,软件则根据设备图元端子的坐标位置自动生成连接节点并依次为其编号,从而自动建立设备的连接关系。
以此为基础,本文采用节点融合法实现了拓扑分析,并按照分层次搜索的策略对开关变位引起的局部拓扑变化进行修正。
这种方法能减小搜索的范围,提高拓扑分析的速度,且算法简单,易于编程。
1 基于CIM的图形数据一体化平台设计1·1 CIM中的电网模型CIM由一组包组成,包是相关模型元件的人为分组,它主要包括:核心包(Core)、拓扑包(To-pology)、电线包(Wires)、停运包(Outage)、保护包(Protection)、量测包(Meas)、负荷模型包(Load Model)、发电包(Generation)和域包(Do-main)。
CIM模型介绍
知道别的应用程序的内部结构就可以访问公共数据和交换信息。通用信
息模型（Common Information Model，CIM）描述了这些应用程序接口
的语义（semantics），组件接口描述（Component
Interface
Specifications，CIS）描述了交换信息的内容。
IEC 61970系列的各个部分：
IEC 61970-1，EMSAPI – Part 1：导则和总的需求；
IEC 61970-2，EMSAPI – Part 2：术语；
IEC 61970-301，EMSAPI – Part 301：通用信息模型的基础
部分；
IEC 61970-302，EMSAPI – Part 302：通用信息模型的财
政、能量调度和备用调度部分；
IEC 61970-303，EMSAPI – Part 303：通用信息模型的
SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）部分；
IEC 61970-401，EMSAPI – Part 401：组件接口描述框架；
IEC 61970-402，EMSAPI – Part 402：通用数据访问方法；
IEC 61970-501，EMSAPI – Part 501：通用信息模型的资源
描述方法，CIM RDF（Resource Description Facility）
ห้องสมุดไป่ตู้
Schema。
IEC 61970系列是个正在准备的标准，并没有正式发布，它的每个部
分都在经常的修改中，并且会有新的部分被提出。
下图展示了EMS－API组件模型，其核心为组件执行系统或综合总
电力系统一次设备与CIM模型
PowerTransformEnd : 单端元件,I,P,Q
Tapchanger
ห้องสมุดไป่ตู้
: POS
按绕组分类
双绕组变压器
三绕组变压器 分裂绕组变压器 自耦变压器
续上页 铁心
低压接线端子
温控仪
低压绕组 高压绕组 环氧树脂 浇注
无载分接 开关
10kV级SCB10型（IP00)
高压接线端子
10kV级SG10型
2.1 CIM模型标准文件
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
Draft IEC 61970: Energy Management System Application Program Interface (EMS-API) —
Part 301: Common Information Model (CIM) Base 中国标准是翻译版本 Cim-15版模型，变压器，开关做了大的修改
串联.
3.3 属性例子
Name: 5011开关间隔 AliasName:5215线路开关间隔 PathName :国网.三峡厂.500kV.5011开
关间隔
4 线路模型(AclineSegment)
S/S A
关联量测 I、P 、Q 、V
Line #1 Line #2
S/S B
4.1 线路基本属性
2.2 变电站的一次接线
2.3 一次接线图
WL3
WL4
220kV W5 W4
QF3
WL1
T1
WL2
QF4
T2
QF5
T3
W3 W1
QF1
~ G1
QF2
CIM介绍(变电)
•
物理设备则是从物理特性划分的单个技术对 象，如某规格型号的变压器、开关等。 功能位置和物理设备都是需要维护的对象。
•
#1主变间隔 #1主变变高 #1主变变低 #1主变变中 #1主变压器 主变压器(XXX) 调压开关 调压开关本体
功能位置 物理设备
设备部件
在线净油装置
瓦斯继电器 压力释放阀
CIM讨论历程及成果
生产MIS实现的CIM模型
要点
• • • • • • • • • 变电站排序 新增、修改、删除区域和功能位置 新增、修改、删除、级联主设备 设备型号、厂家的维护 新增、修改、删除子设备 二次屏柜的录入与级联 复制功能及技术参数模版 状态变更及转移 设备查询、统计介绍
谢谢！
运行在这些网架结构节点上的物理实体。
– 如果把PSR作为电网中的一项特定的功能
角色，那么 Asset 就是履行这些功能的对象， 是这些功能的载体。
– 如果把系统中的功能位置等同于PSR，那
么系统中的物理设备就是Asset 。
• 功能位置是按照功能、技术体系和空间为原则 进行划分的结构化组件，如变电站, 间隔, #1主 变压器等。
• 根本原因是各个厂商开发的信息系统是 不开放的：信息模型是专有的，访问信 息的机制也是专有的。 • 解决上述问题的方案是采用公共信息模 型为基础来构建信息系统。
CIM是什么？
• 公共信息模型的定义
– The Common Information Model (CIM) is an abstract model that represents all the major objects in an electric utility enterprise typically involved in utility operations. --IEC61970 301 – 公共信息模型(CIM)是一个抽象模型，它描述电力 企业的所有主要对象，特别是那些与电力运行有关 的对象。
南方电网配电网自动化系统技术规范
5.3
根据功能配置和安装位置不同，可分为站所终端（DTU）、馈线终端（FTU）、配电变压器监测终端（TTU）及其他终端等。
开关站、环网柜、配电站等场所应选用站所终端（DTU），柱上开关应选用馈线终端（FTU），配电变压器应选用配电变压器监测终端（TTU）。
本规范由中国南方电网有限责任公司标准化委员会批准。
本规范由中国南方电网有限责任公司生产技术部归口并解释。
本规范起草单位：
本规范参加单位：
本规范主要起草人：
1.
本规范规定了配电网自动化系统的体系结构、应用功能、性能指标、系统配置及与其他系统的数据接口等要求。
本规范适用于南方电网所辖各地（市、州）、县级供电企业中低压配电网自动化系统的设计、建设与改造工作。
f)配电自动化终端(remote terminal unit of distribution automation system)
适用于配电网的各种远方监测、控制单元的总称，简称配电终端。包括馈线终端（FTU）、站所终端（DTU）、配电变压器监测终端（TTU）以及其他简易监测终端等。
4.
a)配电网自动化系统的设计、建设和改造应结合地区配电网规模及应用需求，与配电网调度运行管理体制相适应，满足配电网安全经济优质运行要求，提高配电网供电质量和运行管理水平；
5.1.1.1
主要包括SCADA服务器、历史服务器、数据采集服务器、WEB服务器等，运行应用服务程序，完成数据采集、数据存储、计算分析、服务提供等功能。
5.1.1.2
主要包括配调工作站、维护工作站、报表工作站等，运行用户界面程序，完成系统的人机交互功能。
5.1.1.3
主要包括主干交换机、数据采集交换机、WEB交换机、配调交换机、路由器等，负责系统各计算机设备间的通信连接。
电网设备通用模型命名规范（试行）
电⽹设备通⽤模型命名规范（试⾏）附件1：电⽹设备通⽤模型命名规范（试⾏）1 范围本规范是在电⽹⼀次设备调度命名的基础上，为⽅便电⽹设备模型数据在各级调度机构之间的交换和共享，对电⽹模型数据中⼀次设备的名称进⾏规范性命名。
主要内容包括：电⽹设备的全路径命名、电⽹及调度机构命名、⼚站和主要⼀次设备等的命名规则。
本规范适⽤于公司调度系统各类在线和离线应⽤的设备建模，也适⽤于其它电⼒设备管理和分析应⽤系统的设备命名。
2 规范性引⽤⽂件本规范引⽤下列标准⽂件构成本规范的条款，凡是不注⽇期的引⽤⽂件，其最新版本适⽤于本部分。
GB2260 国家⾏政区划代码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DL/T 1040-2007《电⽹运⾏准则》DL/T 510－2008 全国电⽹名称代码SD 240-87电⼒系统部分设备统⼀编号准则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Q/GDW 216-2008 电⽹运⾏数据交换规范Q/GDW 215-2008 电⼒系统数据标记语⾔―E语⾔规范国家电⽹公司电⼒通信⽹络资源命名规范调度⽣产管理系统基础数据规范电⼒系统特⾼压部分设备统⼀编号准则3 术语电⽹设备的基本名称：直接采⽤调度系统的统⼀命名体系，按调度发⽂所确定的调度关系和设备命名、编号。
设备的路径名称：按照组合规则对设备所属的电⽹、⼚站和电压等级等属性的描述。
设备的全路径名称：⽤于交换和访问的电⽹⼀次设备的完整名称，即设备的路径名和设备的基本名称的组合，确保其在系统范围内的唯⼀性。
CIM：Common Information Model公共信息模型。
4 电⽹设备全路径名称电⼒系统各应⽤系统和功能之间、各级调度之间和电⼒公司之间需要交互⼤量的电⽹模型、参数、图形、实时数据等，数据的有效交换和共享，很⼤程度上依赖于其设备名称的唯⼀性和稳定性。
南方电网一体化电网运行智能系统技术规范 横向主站间数据交换
第4.3篇：智能管理中心运行方式类功能规范
Q/CSG 110017.54.3-2012
第4.4篇：智能管理中心.离线计算类功能规范
Q/CSG 110017.54.4-2012
第4.5篇：智能管理中心.安全风险分析与预控类功能规范
Q/CSG 110017.54.5-2012
Q/CSG 110017.43.1-2012
第3.2篇：运行服务总线（OSB）技术规范.OSB功能
Q/CSG 110017.43.2-2012
第4篇：安全防护技术规范
Q/CSG 110017.44-2012
第5篇：容灾备用技术规范
Q/CSG 110017.45-2012
第5部分:主站应用
第1.1篇：智能数据中心.数据采集与交互类功能规范
第2.2篇：智能监视中心.动态监视类功能规范
Q/CSG 110017.52.2-2012
第2.3篇：智能监视中心.暂态监视类功能规范
Q/CSG 110017.52.3-2012
第2.4篇：智能监视中心.环境监视类功能规范
Q/CSG 110017.52.4-2012
第2.5篇：智能监视中心.节能环保监视类功能规范
第4篇：智能管理中心功能规范
Q/CSG 110017.64-2012
第5篇：厂站运行驾驶舱功能规范
Q/CSG 110017.65-2012
第6篇：智能远动机功能规范
Q/CSG 110017.66-2012
第7.1篇：厂站装置功能及接口规范.通用技术条件
Q/CSG 110017.67.1-2012
第7.2篇：厂站装置功能及接口规范.一体化测控装置
CIM+电网模型
版本介绍 iec61970cim14v12 iec61968cim10v25
内容：
电网简介 CIM标准 CIM的表达方式 CIM核心模型 CIM拓扑模型 CIM线路模型 CIM量测模型 讨论时间
CIM的表达方式
包于包的关系在CIM中只使用了依赖关系。
CIM 电网相关模型
by 郑灶贤
内容：
电网简介 CIM标准 CIM的表达方式 CIM核心模型 CIM拓扑模型 CIM线路模型 CIM量测模型 讨论时间
电网简介
发电 输电
用电
内容：
电网简介 CIM标准 CIM的表达方式 CIM核心模型 CIM拓扑模型 CIM线路模型 CIM量测模型 讨论时间
– 标准类，枚举类，关联类 关联关系（6种）
标准关联，递归关联，约束关联，复合集合关联，基 本泛化关联
了解更多请阅读：《如何解读CIM类图》
内容：
电网简介 CIM标准 CIM的表达方式 CIM核心模型 CIM拓扑模型 CIM线路模型 CIM量测模型 讨论时间
CIM模型
CIM核心模型 在EA中展现
CIM标准
国际电工技术委员会（International Electro Technical Commission（IEC）） IEC61970 标准 关于电网运行的，如：电网模型，停电 IEC61968 标准 其他电力相关，工程客户，表计，资产等
CIM标准
公共信息模型(Common Information Model, CIM)
CIM模型
CIM线路模型
– 一次设备 电气属性（功能位置） 在EA中展示
– 线路模型 线路在模型如何表示（功能位置） 在EA中展示
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cim11,规范,电网
篇一：电网通用模型描述规范(cim-e语言)-国标-mwm ics
gb
gb/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)
i
ii
gb/txxx—20xx
1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）。
适用于以文本方式对大型电网模型进行描述和交换的应用场合。
2引用标准
下列标准所包含的条文通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
iec和iso成员保持当前有效国际标准。
iec61970-1,emsapi–
part1:guidelinesandgeneralRequirements
iec61970-2,emsapi–part2:glossary
iec61970-301,emsapi–
part301:commoninformationmodel(cim)-base
iec61970-452,emsapi–
part452:cimstatictransmissionnetworkmodelprofile iec61970-456,emsapi–
part456:solvedpowersystemstateinterface
iec61970-552,emsapi–
part552:cimxmlmodelexchangeFormat
3符号定义
i
篇二：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省级及以上调度机构，包括国调、各网调和省（市）调。
电网模型数据拼接内容包括220kV以上静态电网模型、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/t890.301-20xx/iec61970-301:20xx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/gdw215-20xx电力系统数据标记语言―e语言规范
q/gdw216-20xx电网运行数据交换规范
q/gdw137－20xx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(cim11,规范,电网)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
500kV以上部分采用网调模型，220kV采用省（市）调上送模型。
由500kV联变实现500kV、220kV联络的，边界确定为联变220kV侧，500kV联变本身采用网调模型；部分通过220kV上网的直调机组（如姚孟）边界确定为升压变高压侧；部分通过500kV上网的委托电厂边界确定为500kV线路对侧，线路采用省调模型，如绿城、峪宝泉等电厂。
具体边界可视情况确定。
3.2模型格式
省（市）调上传及网调下发模型采用cim/e语言格式文件。
可采用全模型，也可采用增量模型方式，如采用增量模型，需加强安全措施，防止增量模型丢失造成模型混乱。
3.3设备命名
网调、省（市）调需按《电网设备通用模型命名规范（试。