电能质量监测终端的IEC61850信息模型
IEC61850日志功能在电能质量监测系统中的应用
２ ０ ０４： １ ９８— ２２ ２
的 轮 滑小 车 ， Ａｎ ｄ ｒ ｏ ｉ ｄ智 能手 机 （ 称 为 服务 器 端 ） 依 附 于其 上 。轮 滑小 车包 括 核 心 控 制 装 置 、 底 盘 移 动装 置 和感 知 执 行装 置 ， 其 中
核心控制装置是通 过 Ｃ Ａ Ｎ 总线 分 别 与 移 动 装 置 和 执 行 装 置 相 连， 获 取 小 车 自身 运 动 状 态 ， 感 知外部环境信息 ， 控 制 移 动 装 置
命令 。 而 且 由于 本 系 统 的 监 控 终端 是 可 以移 动 的 ， 扩 大 了监 控 范 围， 降 低 了成 本 。这 种 将 物 联 网技 术 与 移 动 网络 技 术 相 结 合 ， 在 智能 家居 产 业 中也 会 发 挥 越 来越 重要 的作 用 。
参 考 文 献
［ １ ］ 沙 占友 集 成 化 智 能传 感 器 原 理 与 应 用 ［ Ｍ］ ． 北京 ： 电 子 工业 出 版 社 ，
基于 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ和பைடு நூலகம்Ａ ｎ ｄ ｒ ｏ ｉ ｄ技 术 的智 能 家 居 监 控 系 统设 计 机上输人的地址 ， 以使服务端与客户端 建立连接） ， 该 Ｉ Ｐ地 址 会 以 短 信 的 形式 发 送 给指 定 手 机 号 。用 户 手 机 （ 称 为客户端 ） 需 要 事先安装 Ｖ Ｌ Ｃ视频软件 ， 在Ｖ Ｌ Ｃ 中输 入 上 述 的 ｌ Ｐ地 址 ， 于 此 就 建立了连接。 服 务端 的预 览 界 面 就 会 出 现 当前 的 画面 ， 实 时 视 频 监 控 开始 ， 在 客 户 端 就会 查 看 到 室 内 的 情 况 ， 同 时用 户 还 可 以将 其 切 换 为 摄像 模 式 ， 必要 时拍 摄 现 场 情 况 。具 体 结 构 如 图 ３ 。
基于IEC61850的配电信息集成模型探讨
基于IEC61850的配电信息集成模型探讨摘要：面向对象的信息集成和建模技术是IEC61850标准的核心，在深入剖析了基于IEC61850标准的DAS配电自动化信息集成模型结构后，阐明了DAS 配电自动化系统中各信息模型各层级间的数据“聚合”关系和与IEC61850标准的变电站自动化系统间的具体“继承”关系。
最后，以配电线路的加速保护信息集成模型的工程建模为例，介绍了IEC61850标准在配电自动化系统中信息集成建模的具体应用技术要点。
关键词：DAS配电自动化；IEC61850；信息集成模型随着智能电网建设步伐的不断加快，加上电力用户对供电安全性、可靠性、实时性、节能经济性等要求的不断提高，对配电网信息集成智能自动化技术水平也提出了更高的要求。
由于配电网自动化产品种类和研发技术平台各厂家间存在很大差异，如何实现配电终端IED智能电子设备间具有良好的数据信息资源实时共享和互操作等功能水平，避免出现“自动化信息孤岛”等不利现象发生，就是当前配电智能自动化领域研究的热点与重点。
目前配电自动化系统领域使用较为广泛的通信规约为IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、以及IEC60870-5-104等第一种配网自动化通信协议，这些通信协议虽能完成配网自动化通信需求，但这些协约都是在实际工程中针对数据信息集成通信某个具体环节而形成的通信规约标准，其在实际过程中不能很好地解决配电自动化系统中各IED智能终端设备间数据信息资源的实时共享、互操作、以及开放兼容等功能特性，设备间相互兼容互操作性能不高性，造成大量的数据信息资源的浪费。
基于IEC61850标准的DAS配电自动化系统，采用面向服务对象技术的信息集成数据模型结构，按照统一的语言定义描述将各IED智能终端设备的功能抽象为一个个统一规范的逻辑功能节点，并通告标准文传格式按发布/订阅通信结构模式完成数据信息资源的实时共享，从而实现不同IED智能终端设备间互操作功能要求。
基于IEC61850的变电站电能量采集终端的建模与实现
基于IEC 61850的变电站电能量采集终端的建模与实现章坚民1,2,蒋世挺2,金乃正3,金 闪1,2,章立宗3(1.杭州电子科技大学自动化学院,浙江省杭州市310018;2.浙江创维自动化工程有限公司,浙江省杭州市310012;3.绍兴电力局,浙江省绍兴市312000)摘要:变电站电能量采集终端(ERTU )是用于变电站周期性数据采集的重要的厂站级设备,也是数字化变电站的组成部分之一。
作为数字化变电站基础的IEC 61850标准并没有完全覆盖变电站电能量采集的全部测量量,因此,文中基于IEC 61850标准的扩展原则,扩充定义了一个公共数据类FEE 、新的一组数据对象和一个逻辑节点MEEE,完整地建立了ERTU 的对象模型,并进行了实例化。
根据实际应用的需要,通过对ERTU 和数字式电能表的分析,详细说明了建模过程并建立了符合IEC 61850标准的信息模型以及合适的服务模型。
基于该设计的新型ERTU 已在浙江某110kV 变电站投入运行。
关键词:电能量采集终端;数字式电能表;IEC 61850;对象模型;模型扩充;周期数据;冻结数据收稿日期:2009-08-27;修回日期:2010-03-26。
0 引言近年来,基于IEC 61850标准、以太网、电子式互感器的数字化变电站技术成为发展趋势,并已取得了一系列的产品及系统开发、工程实践经验。
电能量采集与监视是数字化变电站的重要组成部分[1]。
基于电子式互感器的数字式电能表具有明显的优点[2],已开始得到试用[1-4],为数字化变电站提供间隔级的电能采集与监控智能装置。
变电站的电能量数据与变电站其他数据存在较大的差异,主要因为: 电能量数据用于交易计费,因此其采集的精度、准确度、稳定度、可靠性要求特别高; 电能量数据具有准实时性,即数据并不是用于实时应用,而主要是周期性记录,周期一般小至1m in,大至1个月,目前通常采用5m in 的采样周期。
由于数据用于交易计费结算,其作用和地位至关重要,因此一般各省均建有独立的电能量采集系统,在变电站通常采用电子式电能表,并配置专门的电能量采集终端(ERTU ),在调度侧建立专门的电能量采集与监视系统[5-6]。
智能变电站IEC61850模型及通讯课件
8-1 映射到MMS和ISO/IEC8802-3 9-1 通过单向多路点对点串行通信链路采样值 9-2 ISO8802-3之上的采样值
5
模型的概念
模型
建模
概念
应用
认知
检测
6
广义模型的概念
模型是现实事物的某些代表性特点的表 示，可以是物理实体，也可以是某种图 形或者是一种数学表达式， 模型是对现实世界的简化，是为了简化 问题而做出的一种抽象，是对问题进行 的书面上的、图形或文字的、无歧义的 描述。
主要内容
智能电 网
一致 性测
试
智能变 电站
模型
工程 应1用
建模 认知
变电站规约发展历程
明 2000 天
标准规约 ➢IEC 61850国际标准
1990 今 天
1980
公开规约 ➢ DNP ➢ IEC 60870 -5-10X
私有和工业规约 ➢ Modbus,CDT,U4f等 私有的规约
昨 天
1970
21
抽象通信服务接口
IEC-61850
工 业自
动化系统 制造报文 （MMS）
SCSM1 AL1
保
应用过程
持
相
对
ACSI抽象通信服务接口
稳 定
SCSM2
...
SCSMn
AL2
...
Aln
22
...
可 特殊接口 以
不 断 发 应用层 展 变 化
layer1..6
模型的概念
模型
建模
概念
应用
认知
检测
23
48
什么是MMS
采样值 (组播)
IEC61850标准培训之二_数据模型
O O O O O OT O O O O O O O O
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6
变电站通讯网络与系统
断路器
通用LN数据项
可控类数据项
测量量数据项 状态量数据项
断路器逻辑节点：XCBR Loc SPS EEHealth INS EEName DPL OpCnt INS Pos DPC BlkOpn SPC BlkCls SPC ChaMotEna SPC SumSwARs BCR CBOpCap INS POWCap INS MaxOpCap INS
通用LN数据项
测量量数据项
EEHealth TotW TotVAr TotVA TotPF Hz PPV PhV A W Var VA PF Z
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变电站通讯网络与系统
保护
ห้องสมุดไป่ตู้
带时限过电流保护逻辑节点：PTOC
通用LN数据项 状态量数据项
定值类数据项
OpCntRs Str Op TmASt TmACrv StrVal TmMult MinOpTmms MaxOpTmms OpDlTmms TypRsCrv RsDlTMms DirMod
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12
变电站通讯网络与系统
单点状态CDC：SPS 属性名称 数据类型 stVal BOOL q Quality t TimeStamp subEna BOOL subVal BOOL subQ Quality subID Vstring64
状态量
取值范围/TRGOP/描述 TRUE|FALSE/dchg qchg M/O/C M M M PICS_SUBST PICS_SUBST PICS_SUBST PICS_SUBST
IEC61850在在线监测装置建模中的应用
IEC61850在在线监测装置建模中的应用文章首先对介绍IEC61850标准进行介绍，根据在线监测装置在变电站中的应用，依据在线装置信息模型，结合IEC61850面向对象建模思想，按照服务器、逻辑设备、逻辑节点、数据对象的步骤对测量IED进行建模分析。
标签：IEC61850；信息模型；建模引言根据国网公司规范性文件要求，智能变电站的自动化系统必须遵循IEC61850规约，实现通信的网络化，信息的数字化，设备的智能化[1]。
随着电网规模的日趋扩大和复杂、输送容量的大幅提升和电压等级的提高，电网突发故障所造成的直接与间接损失也越来越大[2，3]。
为此，状态监测日趋重要。
1 IEC61850标准介绍IEC61850变电站通信网络和系统国际标准是采用面向对象的方法建立一个全球性的标准，旨在解决变电站自动化不同设备厂家产品互通互联问题，减少规约接入工作量和收发難度。
IEC61850标准的分层分布式的体系结构，分变电站层、间隔层和过程层三层，采用面向对象的建模技术，数据实现了数据对象的自我描述，为不同厂家设备实现互操作和系统无缝集成提供了有效的途径[4]。
与一般通信规约不同，IEC61850的通信机制与基于面向对象方法建立起来的结构化模型密切相关，同时也允许按规则扩展逻辑节点、数据和共用数据类。
2 在线监测装置建模方法2.1 信息模型IEC61850标准中IED的信息模型为分层结构化类模型，自上而下分为四个层级：服务器（SERVER）、逻辑设备（LOGICAL-DEVICE）、逻辑节点（LOGICAL-NODE）、数据（DATA）。
服务器模型（SERVER）描述一个设备“外部可视”行为，它能够提供这个装置的自描述信息和数据，并且允许其它装置通过通信网络来访问它的资源；逻辑设备是包含相关逻辑结点和数据且实现某种功能的虚拟；逻辑节点LN（Logical Node）是IEC61850标准面向对象建模的关键部件，在IEC61850标准中，定义了近140个逻辑节点，分为三大类：公用逻辑节点类、物理装置（LPHD）逻辑节点类及域专用逻辑节点类；数据属性代表数据的属性的量，例如“Pres”数据具有“mag”、“units”等一系列数据属性[5]。
IEC_61850工程继电保护应用模型解读
o 录波LD，inst 名为“RCD”；
o 合并单元LD，inst 名为“MU”。 注：若装置中同一类型的LD 超过一个可通过添加两位数字尾缀，如MU01、 MU02。
原则
IED应用模型规范：逻辑节点(LN)建模原则
o 需要通信的每个最小功能单元建模为一个LN对象，属于同一功能对象的 数据和数据属性应放在同一个LN对象中。LN类的数据对象统一扩充。 o 如果标准与国网规范中没有定义或不是IED自身完成的最小功能单元应选 用通用LN模型（GGIO或GAPC），或按照本标准的原则扩充
概述
常用逻辑节点： 名称 CSWI GGIO MMXU PDIF PDIS PSCH PTOC PTOV PTRC PTTR PTUF 用途 开关控制器 通用过程I/O 测量 差动保护 距离保护 保护配置 过流保护 过压保护 保护跳闸 过负荷保护 低周保护
概述
常用逻辑节点： 名称 RBRF RDRE 描述 失灵保护 故障录波
IED应用模型规范：逻辑节点、数据对象、数据属性类型类型。 o 如需扩充应符合命名规范：制造厂商前缀_类名_（其他后缀）
o 扩充信号和定值的命名空间为“SGCC: 2009”，在装置的ICD模型的 dataNs中应标明；统一扩充的数据用E表示，ESG为国网标准化中定义 的定值，EO为各厂家统一规范的自定义定值，也为可选项。
ACD
SPG ING ASG
方向保护动作信息
单点定值 整型定值 模拟量定值
概述
IEC 61850如何通信：ACSI抽象通信服务接口与SCSM特定通信 服务映射
将模型中定义的信息，根据ACSI规定的交互过程按照SCSM规定的通信报文 进行收发
建模原则
原则
IEC 61850定义的模型交互过程
IEC 61850标准介绍
内容提要IEC 61850标准介绍1智能变电站与IEC 618502 IEC 61850标准内容概述 3 IEC 61850信息模型 4 IEC 61850通信服务模型 5 IEC 61850模型的描述方法2012年11月 武汉6 IEC 61850的应用现状和展望1 智能变电站与IEC 61850变电站自动化系统的作用变压器、母线、线路等一次设备的保护、控制等 保护、测控等二次设备的管理、维护等 向控制中心传输实时数据/执行各种调度命令控制中心1 智能变电站与IEC 61850智能变电站是智能电网的重要内容发电 输电变电领域的发展重点 是智能变电站变电变电站自动化系统是电 网运行与控制的基石调度智能 电网用电 配电变电站变电站 … 发电厂智能变电站对智能电 网的建设将起到先驱 作用1 智能变电站与IEC 61850智能变电站的定义（Q/GDW 383-2009 智能变电 站技术导则）采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备 以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准 化为基本要求 自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测 等基本功能 可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线 分析决策、协同互动等高级功能的变电站1 智能变电站与IEC 61850智能变电站的本质特征和关键技术电子式互感器/合并单元过程设备的数字化智能终端 IEC 61850标准• 信息传输的网络化网络通信技术1 智能变电站与IEC 61850站控层 监控系统 网络 103规约 微机保护 微机测控 复杂 电缆 过程层 合并 单元 监控系统 网络 IEC 618501 智能变电站与IEC 61850光纤代替电缆，设计、安装、调试都变得简单 模拟量输入回路和开关量输入输出回路都被通信 网络所取代，二次设备硬件系统大为简化网络 IEC 61850 智能 终端间隔层统一的信息模型，避免了规约转换，信息可以充 分共享 可观测性和可控性增强，产生新功能和新应用： 如站域保护控制变电站综合自动化智能变电站1 智能变电站与IEC 61850• • •1 智能变电站与IEC 61850保护设备 人机接口简化系统接线形式 简化二次设备硬件 实现数据共享保护设备 人机接口IEC 61850标准的重要意义规范间隔层与站控层之间的通信，取代传统的 103规约（103版本众多，不兼容） 规范间隔层与过程层之间的通信（采样值和跳 闸命令） 建立统一信息模型 是智能变电站的关键技术之一……开 入 开 出微 计 算 机 简单网络 信息共享标 准 网 口保护 设备微 计 算 机交 流 输 入Ａ Ｄ 转 换复杂电缆合并 单元智能 终端内容提要2 IEC 61850标准内容概述Part1：介绍和概述 Part2：术语 Part3：总体要求 Part4：系统和项目管理 Part5：功能通信要求和装置模型 Part6：变电站通信配置语言 Part7-1：建模方法 Part7-2：抽象通信服务 Part7-3/7-4：数据模型 Part8/9：特殊通信服务映射 Part10：一致性测试1智能变电站与IEC 618502 IEC 61850标准内容概述 3 IEC 61850信息模型 4 IEC 61850通信服务模型 5 IEC 61850的系统和设备描述 6 IEC 61850的应用现状和展望2 IEC 61850标准内容概述信息模型物理设备 逻辑设备 5 模板 7-3 公共数据类 逻辑节点 数据对象 数据属性 建模方法 7-1 7-4内容提要7-2信息服务模型面向站控层的通信 MMS报文 8-11智能变电站与IEC 618502 IEC 61850标准内容概述 3 IEC 61850信息模型面向过程层的通信4 IEC 61850通信服务模型SV报文 9-1/9-2 GOOSE报文 8-15 IEC 61850的系统和设备描述6设备与系统的描述6 IEC 61850的应用现状和展望3 IEC 61850信息模型IEC 61850模型与103模型103模型： 点表形式，按照索引号进 行访问 IEC 61850模型： 面向对象的分层模型，按 照分层对象名称进行访问列表表示圆上每 一个点的坐标 给出圆心坐标和 半径，方程表示3 IEC 61850信息模型数据单元 类型R类型标识可变结构限定词<29>: 传送带标志的状态变位 <1>: 自发（突发）传送原因 公共地址 信息体 标识符 功能类型 信息序号 信息元素集 信息体时标<178>: 线路保护 <78>: 距离保护I段出口O(x1,y1)256个语义<79>: 距离保护II段出口 <80>: 距离保护III段出口103模型：线性模型3 IEC 61850信息模型DA3 IEC 61850信息模型是否动作（总） A相是否动作 B相是否动作 C相是否动作 保护启动 保护动作 1 1 0 0数据属性general phsA phsB phsC Str OpIEC 61850的模型框架公共LD：装置告警/装置自检信息 保护LD：保护启动/保护动作/定值/压板信息 测量LD：交流量/直流量 控制及开入LD：断路器/刀闸/变压器分接头 录波LD：录波信息 保护测控过程层访问点的LD 智能终端LD 模板 合并单元LD物理设备 PHD 逻辑设备 LD 逻辑节点类 LNDO LN LD PHD数据对象 逻辑节点接地距离I段：PDIS1 接地距离II段：PDIS2 接地距离III段：PDIS392个逻辑设备 公用/保护/测量/控制/录波 物理设备 实际的保护装置数据对象类 DO 500多个 数据属性 DA分层模型29个公共数据类 CDC3 IEC 61850信息模型距离保护逻辑节点模板：PDIS（1/2）数据对象名Str Op PoRch PhStr GndStr DirMod PctRch Ofs pctOfs RisLod AngLod3 IEC 61850信息模型ACD：方向保护激活 ACT：保护激活 ASG：模拟定值 ING：整数状态定值距离保护逻辑节点模板：PDIS（2/2）数据对象名TmDlMod OpDlTmms PhDlMod PhDlTmms GndDlMod GndDlTmms X1 LinAng K0Fact K0FactAng RsDlTmmsCDC类型ACD ACT ASG ASG ASG ING ASG ASG ASG ASG ASG 启动 动作说明M/OM M O O O O O O O O OCDC类型SPG ING SPG ING SPG ING ASG ASG ASG ASG ING说明动作时间延迟模式 动作时间延迟 相间故障动作延时模式 相间故障动作时间延时 单相故障动作时间延时模式 单相故障动作时间延时 线路正序阻抗 线路阻抗角 零序补偿系数K0 零序补偿系数角 复归延时M/OO O O O O O O O O O O欧姆圆直径 相启动值 对地启动值 方向模式 范围百分比 偏移 偏移百分比 负荷区域电阻范围 负荷区域角度SPG：单点状态定值ING：整数状态定值ASG：模拟定值3 IEC 61850信息模型数据对象 物理设备 公共逻辑设备 保护逻辑设备 录波逻辑设备 逻辑设备 PPPDIS1 PPPDIS2 PPPDIS3 PGPDIS1 PGPDIS2 PGPDIS3 …… 逻辑节点 三段式相间距离 三段式接地距离 Op Str PhStr 相间距离 启动定值 PoRch Ofs LinAng3 IEC 61850信息模型PDIS逻辑节点模板数据对象名Str Op GndStr PoRch Ofs GndDlMod GndDlTmms X1 LinAng K0Fact K0FactAng ……实际工程中的PDIS逻辑节点数据对象名 CDC类型 强制性数据对象 必须包含Str Op GndStr PoRchM/OM M O O O O O O O O O O选择需要利用的 可选性数据对象距离Ⅱ段永跳投入 距离Ⅲ段永跳投入Ofs K0Fact K0FactAng SedBlkRec TrdBlkRec SPG SPGPDIS模板中未提供的 数据对象按规则扩展3 IEC 61850信息模型模板搭建装置的 信息模型3 IEC 61850信息模型模型仓库逻辑节点 逻辑节点 数据对象 数据对象 数据属性 数据属性DL/T-860系列标准工程实施技术规范 Q／GDW_396-2009《IEC 61850工程继电保护应 用模型》规范了IEC 61850 标准中不明确的部分。
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运行 的需 要 考 虑 ，还是 从供 电用 户 的需 要考 虑 ， 加
强对 电能 质量 的监测 都是 非常必 要 的。只有 对 电能 质量 做 出实 时 可靠 的监 测 与分 析 ， 才 能 制定 有 效 的 措施来 改 善 电能质量 问题１ ２ １ 。 日益 突 出 的 电 能质 量 问题 引起 了 电 力部 门 和 用 户的高 度重视 。越来 越 多的变 电站开 始对 电能质
Ｌ Ｉ Ｊ ｉ ｎ ，Ｓ ＵＮ Ｂ ｉ ｎ ，Ｚ ＨＡＮＧ Ｊ ｉ ｎ ｇ ，Ｚ ＨＡＮＧ Ｚ ｈ ａ ｏ — ｙ ｕ ｎ
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第２ ９卷 第 １ １ 期 ２ ０ １ ３年 １ １月
电 网 与清 洁 能 源
Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｓ ｙｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｎ ｄ Ｃｌ ｅ ａ ｎ Ｅｎ ｅ ｒ ｇ ｙ
Ｖｏ １ ． ２ ９ Ｎｏ ． １ ｌ
ＮＯ Ｖ ．２０１ ３
文章编号 ： １ ６ ７ ４ — ３ ８ １ ４ （ ２ ０ １ ３ ） １ １ － ０ ０ ２ ０ — ０ ５
Ｋ ＥＹ Ｗ Ｏ ＲＤＳ： ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｑ ｕａ ｌ ｉ ｔ ｙ；ｓ ｕ ｐｅ ｖｉ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ａ ｌ ；Ｉ ＥＣ６１ ８ ５ ０；
ｒ ｅ ｐ ｏ ｔ ｒ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｌ ｏ ｇ ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ａ ｒ ｅ ｅ ａ ｓ ｙ ｔ ｏ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ａ ｃ ｔ ｕ ａ ｌ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ，ｃ ｏ ｎ ｓ ｉ ｄ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ
中图分类号 ： Ｔ Ｍ ７ ６ ４
文献标志码 ： Ａ
电能 质 量 监 测 终 端 的 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 信 息模 型
李金 ， 孙斌ｚ ， 张静２ ， 张￣ Ｌ － ￣２
（ １ ． 中国南 方 电网电 力调 度控 制 中心 ，广 东 广 州 ５ １ ０ ６ ２ ３ ； ２ ． 国 电南瑞 科技 股份 有限公 司 ，