CIME电网物理模型描述与交换规范(试行)

1、cime电网物理模型描述与交换规范(试行) 1 附件 2： cim/e e 电网 物理 模型 描述与交换 规范 （试行） 1 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 2 参考 文件 l dl/t 890.301-2021/iec61970-301:2021 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 l q/gdw 215-2021 电力系统数据标记语言e 语言规范 l q/gdw 216-20

2、21 电网运行数据交换规范 l q/gdw 1372021 电力系统分析计算用的电网设备参数和运行数据规范 l 电网设备通用模型命名规范（试行） 1 3 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

3、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 及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 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。 1 可采用全模型，也可

4、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（试行），对各类设备进行规范化命名，老系统不支持规范命名的，导出模型时需进行名称转换，形成含路径的全名， 设备全路径名为系统内唯一标识。 具体见第八大条电网模型要求。 3.4 模型 的拆分与 拼接 接收省（市）调模型后，应可根据规则对省（市）调模型进行裁剪，如 110kv 及以下、地刀等，具体规则根据省（市）上传模型情况以及应用需求讨论决定。 根据确定的边界，将（省）市裁剪优化模型与网调模型进行拼接，形成全网 220kv 以上模型，含 500kv 厂站

5、内的 35kv 补偿设备。 拼接时部分单位模型不全时可使用相应单位最新版本的模型文件，不影响模型拼接流程的正常运转。 3.5 模型 的校验 与 导入 模型文件在导出和导入时，应结合量测信息进行校验，包括拓扑连接关系校验，状态估计计算校验。拼接形成的 220kv 以上全网模型通过语法语义和简单逻辑校验后，可以导入（或生成）离线数据库，生成画面，生成通信索引表；可在孤立的工作站上进行潮流、静态安带 格 式 的: 突出显示 1 全分析、暂稳仿真等测试；验证测试通过后，该模型及其对应的数据库、画面、索引表等方可投入在线运行。 3.6 模型与通信 索引表 表 在完成模型拼接的同时，自动生成最新通信索引表

6、，发给通信对端单位，分别根据数据名称形成各自的数据库标识索引。为减少点号更新对已有数据通信带来的影响，建议原有量测点号保持不变，新增量测在尾部增加，或按顺序使用中间的空点。 3.7 模型与 图形 文件 网、省（市）调上传的 220kv 及以上相关厂站的接线图均应在模型导入时自动触发相关厂站图形的生成。各级调度中心应支持导入和导出 g 格式的厂站接线图和潮流图，以便于相互校验。 4 4 电网 物理 模型 描述 为满足电网调度自动化系统运行要求，电网模型应为物理连接模型，包含区域、基准电压、厂站、电压等级、间隔、断路器、刀闸、母线段、同步发电机、交流线段、负荷、变压器、变压器绕组、变压器分接头类型

7、、并联补偿器、串联补偿器、遥测、遥信等 22 类对象，各类对象包含的属性项及相关要求如下,其中各参数单位采用有名值，电压、有功、无功的单位分别为 kv、mw、mvar。为了便于进行模型的验证测试，模型中应包括基本量测数据（如：线路潮流、母线 1 电压、机组出力等 scada 实测数据）和基本参数（如：线路、变压器的阻抗、电抗等）。 4.1 区域类（controlarea ） 表 1 区域类（controlarea） 序号 属性项 属性项 英文名 量纲 字段类型 属性要求 1 标识 mrid s 为原系统中的标识，在整个模型文件中唯一， 2 本区域名 name s 为本电网的标准中文名称，如华中

8、、河南、开封等；见电网设备通用数据模型命名规范（试行）的电网命名。 3 父区域名 parent s 为该电网所属上级电网的标准中文名称，如国网、华中等；见电网设备通用数据模型命名规范（试行）的电网命名。 4 总有功 p f 区域总加：总出力，总负荷，火电出力，水电出力、核电出力、风电出力， 区域频率 5 总无功 q f 区域总加：总出力，总负荷，火电出力，水电出力、核电出力、风电出力， 区域频率 说明： （1） 区域细化到地区，通过父区域标识关联建立区域间的隶属关系。 （2） 字段类型：s 表示字符串，f 表示浮点数，i 表示整数，下同。 4.2 基准 电压 类（ （basevole ） 表

9、2 基准电压类（basevole） 序号 属性项 属性项 英文名 量纲 字段类型 属性要求 1 标识 mrid s 在整个模型文件中唯一，在原系统中的标识 2 基准电压名 name s 如 500kv，220kv，1000kv，35kv,其中 k 小写，v 大写。见电网设备通用数据模型命名规范（试行） 1 序号 属性项 属性项 英文名 量纲 字段类型 属性要求 的电压等级命名。 3 基准电压 nomkv kv f 小数点后面保留两位有效位数 4.3 厂站类 类 (substation) 表 3 厂站类 (substation) 序号 属性项 属性项 英文名 量纲 字段类型 属性要求 1 标识

10、mrid s 在整个模型文件中唯一，原系统中的标识，在整个模型文件中唯一 2 中文原名 name s 原系统中的设备中文名称 3 标准带路径厂站全名 pathname s 电网设备通用数据模型命名规范（试行）中要求的厂站标准名称。区域名.厂站名（中文，调度命名），如华中.葛大江。 4 厂站类型 type s 火电厂/水电厂/变电站（含开关站）/抽蓄电厂/风电厂/核电厂/燃气电厂/光伏电厂/虚拟站/t接站 5 所属区域标识 controlarea s 对区域标识的引用 对应 controlarea 的 mrid 6 总有功 p f 站-总有功，总无功； 厂-发电有功，发电无功。 7 总无功 q

11、f 8 厂站经度 x f 厂站经度坐标(x) 9 厂站纬度 y f 厂站纬度坐标(y) 10 电流量测标识 i_flag 是否有电流量测。0-没有电流量测；1-有电流量测。 11 地刀量测标识 mgdis_flag 地刀是否有量测。0-没有电流量测；1-有电流量测。 12 机组变压器量测标识 munxf_flag 机组变压器是否有量测。0-没有电流量测；1-有电流量测。 1 4.4 电压等级类 类(volelevel) 表 4 电压等级类(volelevel) 4.5 断路器类 类(breaker) 表 表 5 断路器类 (breaker) 序号 属性项 属性项 英文名 量纲 字段类型 属性要

12、求 1 标识 mrid s 在整个模型文件中唯一，在原系统中的标识 2 中文原名 name s 原系统中的设备中文名称, 调度命名+开关，如 5011 开关 3 标准带路径全名 pathname s 电网设备通用数据模型命名规范（试行）中要求的标准名称。 区域、厂站、基准电压、间隔、断路器名拼接而成的全路径名称，其中间隔允许没有。如华中.葛大江/500kv.5011 间隔 1.5011开 关 或 华 中 . 葛 大 江序号 属性项 属性项 英文名 量纲 字段类型 属性要求 1 标识 mrid s 在整个模型文件中唯一，在原系统中的标识 2 中文原名 name s 原系统中的设备中文名称 3 标

13、准带路径电压等级全名 pathname s 电网设备通用数据模型命名规范（试行）中要求的标准名称。 由区域名、厂站名和基准电压拼成，中间加分隔符".'，厂站名后用"/'分隔，如华中.葛大江/500kv。 4 电压上限 highkv kv f 没有 null 5 电压下限 lowkv kv f 没有 null 6 所属厂站标识 substation s 对厂站标识的引用， substation 的mrid，以下关联属性同 7 基准电压标识 basevole s 对基准电压标识的引用 8 结线类型 type s 二分之三结线、三分之四结线、双母结线、双母带旁路结

14、线、双母分段结线、单母结线、三角型结线、四角型结线。 1 /500kv.5011 开关 4 断路器类型 type s 普通开关/母联/旁路 5 物理连接节点号 i_node s 物理连接节点号 6 物理连接节点号 j_node s 物理连接节点号 7 所属厂站标识 substation s 对厂站标识的引用 8 基准电压标识 basevole s 对基准电压标识的引用 9 所属电压等级标识 volelevel s 对电压等级标识的引用 10 状态 status i 1-合闸，0-断开 （量测） 4.6 刀闸类（disconnector) 表 表 6 6 刀闸类（ disconnector )

15、) 序号 属性项 属性项 英文名 量纲 字段类型 属性要求 1 标识 mrid s 在整个模型文件中唯一，在原系统中的标识 2 中文原名 name s 调度命名+刀闸，如 50111 刀闸，原系统中的中文名字。 3 标准带路径全名 pathname s 电网设备通用数据模型命名规范（试行）中要求的标准名称。 区域、厂站、基准电压、间隔、刀闸名拼接而成的全路径名称，其中间隔允许没有。如华中.葛大江/500kv.5011 间隔 1.50111刀 闸 或 华 中 . 葛 大 江/500kv.50111 刀闸 4 物理连接节点号 i_node s 物理连接节点号 5 物理连接节点号 j_node s

16、物理连接节点号 6 所属厂站标识 substation s 对厂站标识的引用 7 基准电压标识 basevole s 对基准电压标识的引用 8 所属电压等级标识 volelevel s 对电压等级标识的引用 9 状态 status i 1-合闸，0-断开（量测） 1 4.7 母线 段类 类(busbarsection) 表 表 7 7 母线 类（ busbarsection ) ) 序号 属性项 属性项 英文名 量纲 字段类型 属性要求 1 原标识 mrid s 在整个模型文件中唯一，在原系统中的标识 2 中文原名 name s 原系统中的中文名字。 3 标准带路径全名 pathname s

17、电网设备通用数据模型命名规范（试行）中要求的标准名称。 4 母线节点号 i_node s 物理连接节点号 5 所属厂站标识 substation s 对厂站标识的引用 6 基准电压标识 basevole s 对基准电压标识的引用 7 所属电压等级标识 volelevel s 对电压等级标识的引用 8 位置信息 location s 母线类型：上(1)/下(2)/旁(3)，指220kv 双母带旁母的接线图，如果不是该类型的接线图，则为null。 自动生成图形需要确定的位置。 9 电压量测 v f 电压 10 相角量测 a f 相角 4.8 同步 发电机类(synchronousmachine)

18、表 表 8 8 同步发电机 类（ synchronousmachine ) ) 序号 属性项 属性项 英文名 量纲 字段类型 属性要求 1 标识 mrid s 在整个模型文件中唯一，在原系统中的标识 2 中文原名 name s 原系统中的中文名字。 3 标准带路径全名 pathname s 电网设备通用数据模型命名规范（试行）中要求的标准名称。 4 发电机类型 type s 水电/火电/核电/风电/调相机/抽蓄/虚拟/ 5 物理连接节点 i_node s 物理连接节点 6 所属厂站标识 substation s 对厂站标识的引用 7 基准电压标识 basevole s 对基准电压标识的引用 1

19、 8 所属电压等级标识 volelevel s 对电压等级标识的引用 9 额定功率 ratedmw mw f 额定功率 10 最大电压限值 maxu kv f 机组最大电压限值 11 最小电压限值 minu kv f 机组最大电压限值 12 最大无功限值 maxq mvar f 机组最大无功限值 13 最小无功限值 minq mvar f 机组最小无功限值 14 最大有功限值 maxp mw f 机组最大有功限值 15 最小有功限值 minp mw f 机组最小有功限值 16 正序电阻 r f 有名值 17 正序电抗 x f 有名值 18 零序电阻 r0 f 有名值 19 零序电抗 x0 f

20、有名值 20 厂用电率 auxratio f 小于 1 的实数 21 有功量测 p f 有功 22 无功量测 q f 无功 4.9 交流线类(aclinesegment) 表 表 9 9 交流线 类 (acl l ine segment) ) 序号 属性项 属性项 英文名 量纲 字段类型 属性要求 1 标识 mrid s 在整个模型文件中唯一, 在原系统中的标识 2 中文原名 name s 原系统中的中文名字。 3 标准带路径全名 pathname s 电网设备通用数据模型命名规范（试行）中要求的标准名称。 所属区域名称和线路名称拼接而成，如国调.南荆 1线。 3 首端厂站标识 startst

21、 s 对厂站标识的引用 4 末端厂站标识 endst s 对厂站标识的引用 5 功率限值 ratedmw mw f 正常功率限值（热稳） 6 允许载流量 ratedcurrent a f 即正常电流限值 7 基准电压标识 basevole s 对基准电压标识的引用 8 正序电阻 r f 有名值 9 正序电抗 x f 有名值 10 正序电纳 bch s f 有名值 11 零序电阻 r0 f 有名值 12 零序电抗 x0 f 有名值 1 13 零序电纳 b0ch s f 有名值 4.10 交流线 端点类（aclinedot ） 表 表 10 交流线 端点类 (acline dot) ) 序号 属性

22、项 属性项 英文名 量纲 字段类型 属性要求 1 标识 mrid s 在整个模型文件中唯一，在原系统中的标识 2 中文原名 name s 原系统中的名字。如葛玉线 3 标准带路径全名 pathname s 电网设备通用数据模型命名规范（试行）中要求的标准名称。 由所在区域、厂站和线路名拼接而成，如华中.葛大江/葛玉线, 电网设备通用数据模型命名规范（试行）中要求的标准名称。 3 交流线段标识 aclinesegment s 对交流线段标识的引用 4 厂站标识 substation s 对厂站标识的引用 5 物理连接节点 i_node s 物理连接节点 6 基准电压标识 basevole s 对

23、基准电压标识的引用 7 电压等级标识 volelevel s 对电压等级标识的引用 8 有功量测 p 有功 9 无功量测 q 无功 4.11 直 直 流线类(dclinesegment) 表 表 11 直 流线类 (dclinesegment) 序号 属性项 属性项 英文名 量纲 字段类型 属性要求 1 标识 mrid s 在原系统中的标识，在整个模型文件中唯一 2 中文原名 name s 原系统中的名字，调度命名，如葛南直流 1 线 3 标准带路径全名 pathname s 电网设备通用数据模型命名规范（试行）中要求的标准名称。 1 所属区域名称和线路名称拼接而成，如国调.葛南直流 1 线

24、3 首端所属厂站标识 startst s 对厂站标识的引用 4 末端所属厂站标识 endst s 对厂站标识的引用 5 正序串联电阻 r f 有名值 基准电压标识 basevole s 基准电压标识引用 4.12 直 直 流线端点类（dclinedot ） 表 表 1 12 2 直 流线端点类( (d d clinedot) 序号 属性项 属性项 英文名 量纲 字段类型 属性要求 1 标识 mrid s 在原系统中的标识，在整个模型文件中唯一 2 中文原名 name s 原系统中的中文名字。 3 标准带路径全名 pathname s 电网设备通用数据模型命名规范（试行）中要求的标准名称。 所属

25、区域名称、厂站名和线路名称拼接而成，如国调. 葛洲坝/葛南直流 1线 3 直流线段标识 dclinesegment s 对直流线段标识的引用 4 厂站标识 substation s 对厂站标识的引用 5 物理连接节点号 i_node s 物理连接节点号 有功量测 p f 有功 电压量测 v f 电压 电流量测 i f 电流 4.13 换流器 类（rectifierinverter ） 表 表 1 13 3 直流线端点类( ( rectifierin verter) ) 序号 属性项 属性项 英文名 量纲 字段类型 属性要求 1 标识 mrid s 在原系统中的标识，在整个模型文件中唯一 1 2

26、 中文原名 name s 原系统中的中文名字。 3 标准带路径全名 pathname s 电网设备通用数据模型命名规范（试行）中要求的标准名称。 由所在区域名称、厂站名称和换流器名拼接而成，如国调.灵宝换流站/灵宝极 11 换流器。 3 换流器桥数 bridges i 换流器桥数 换流器的铭牌 ratedkv f 换流器的铭牌直流电压 4 所属厂站标识 substation s 对厂站标识的引用 5 正极连接点号 i_node s 正极连接点号 6 负极连接点号 j_node s 负极连接点号 7 交流侧连接点号 z_node s 交流侧连接点号 8 交流侧基准电压标识 basevole s

27、对交流侧电压标识的引用 有功量测 p f 交流侧有功 无功量测 q f 交流侧无功 4.14 负荷类 (load) 表 表 1 11 1 负荷 类( ( load ) ) 序号 属性项 属性项 英文名 量纲 字段类型 属性要求 1 标识 mrid s 在原系统中的标识，在整个模型文件中唯一 2 中文原名 name s 原系统中的中文名字。调度命名,如大桥负荷 3 标准带路径全名 pathname s 电网设备通用数据模型命名规范（试行）中要求的标准名称。 区域、厂站、基准电压、负荷名拼接而成的全路径名称，如华中.大桥/220kv.大桥负荷 4 厂站标识 substation s 对厂站标识的引

28、用 5 物理连接节点 i_node s 物理连接节点 6 基准电压标识 basevole s 对基准电压标识的引用 7 电压等级标识 volelevel s 对电压等级标识的引用 8 有功量测 p f 有功 1 9 无功量测 q f 无功 4.15 变压器类 (powertransformer) 表 表 1 1 2 变压器 类 ( ( powertransformer) ) 序号 属性项 属性项 英文名 量纲 字段类型 属性要求 1 标识 mrid s 在原系统中的标识，在整个模型文件中唯一。 2 中文原名 name s 原系统中的中文名字。调度命名，如#1 变 3 标准带路径全名 pathn

29、ame s 电网设备通用数据模型命名规范（试行）中要求的标准名称。 厂站、变压器名拼接而成的全路径名称，如华中.葛大江/#1 变 4 类型 type s 二绕变/三绕变/换流变 5 厂站标识 substation s 对厂站标识的引用 6 空载损耗 noloadloss f 7 空载电流百分比 excitingcurrent f 说明： （1） 空载损耗、空载电流百分比为 cim 绕组测试类属性，本处代表从高压侧充电得到的空载损耗和空载电流百分比。 4.16 变压器绕组类（transformerwinding ） 表 表 1 13 3 变压器 绕组 类 ( ( transformerwindi

30、ng) ) 序号 属性项 属性项 英文名 量纲 字段类型 属性要求 1 标识 mrid s 在原系统中的标识，在整个模型文件中唯一 2 中文原名 name s 原系统中的中文名字.变压器名+高/中/低，如#1 变-高 3 标准带路径全名 pathname s 电网设备通用数据模型命名规范（试行）中要求的标准名称。 区域、厂站、变压器绕组名称拼接而成的全路径名称，如华中. 1 葛大江/#1 变-高 4 绕组类型 windingtype s 高/中/低 5 厂站标识 substation s 对厂站标识的引用 6 变压器标识 powertransformer s 对变压器标识的引用 7 物理连接节

31、点 i_node s 物理连接节点 8 基准电压标识 basevole s 对基准电压标识的引用 9 电压等级标识 volelevel s 对电压等级标识的引用 10 分接头类型标识 tapchangertype s 对分接头类型标识的引用，绕组无分接头则使用 null 11 额定功率 ratedmva mva f 视在功率 12 短路损耗 loadloss f 13 短路电压百分比 leakageimpedence f 14 电阻 x f 有名值 15 电抗 r f 有名值 16 零序电阻 x0 f 有名值 17 零序电抗 r0 f 有名值 有功量测 p 有功 无功量测 q 无功 档位量测

32、d 档位 说明： 短路损耗、短路电压百分比为 cim 绕组测试类属性，本处含义如下：高压绕组：高中；中压绕组：高低；低压绕组：中低。 4.17 变压器 分接头类型类（tapchangertype ） 表 表 13 变压器分接头类型类 (tapchanger type) ) 序号 属性项 属性项 英文名 量纲 字段类型 属性要求 1 标识 mrid s 在原系统中的标识，在整个模型文件中唯一 2 分接头类型名 name s 分接头中文名称 3 额定档位 neutralstep i 中点分接头位置 4 中点电压 neutralkv f 分接头在中点位置时对应的电压 5 最大档位 highstep

33、i 6 最小档位 lowstep i 7 步长 stepvolincre f 每个档位引起的电压百分数变化量 1 8 档位量测 d f 档位 4.18 并联 补偿器 类（ （shuntcompensator ） 表 表 1 15 5 补偿 器类 ( (shuntcompensator) ) 序号 属性项 属性项 英文名 量纲 字段类型 属性要求 1 标识 mrid s 在原系统中的标识，在整个模型文件中唯一。 2 中文原名 name s 原系统中的中文名字 3 标准带路径全名 pathname s 电网设备通用数据模型命名规范（试行）中要求的标准名称。 厂站、电压等级、补偿器器名称拼接而成的全

34、路径名称，如华中.民丰/35kv.1-1 电抗 4 额定容量 nomq mvar f 在标称电压下的标称无功功率输出。电容为正值,电抗为负 4 额定电压 v_rate kv f 静态 5 物理连接节点 i_node s 物理连接节点 6 基准电压标识 basevole s 对基准电压标识的引用 7 电压等级标识 volelevel s 对电压等级标识的引用 8 厂站标识 substation s 对厂站标识的引用 9 无功量测 q f 无功 4.19 串联补偿 器类（seriescompensator ） 表 表 1 16 6 补偿器类 ( (seriescompensator) ) 序号 属

35、性项 属性项 英文名 量纲 字段类型 属性要求 1 标识 mrid s 在原系统中的标识，,整个模型文件中唯一 2 中文原名 name s 原系统中的中文名字 3 标准带路径全名 pathname s 电网设备通用数据模型命名规范（试行）中要求的标准名称。 区域、厂站、电压等级、补偿器器名称拼接而成的全路径名称， 1 如华中.民丰/35kv.1-1 电抗 4 电阻 r f 有名值 5 电抗 x f 有名值 6 物理连接节点 i_node s 物理连接节点 7 物理连接节点 j_node s 物理连接节点 8 基准电压标识 basevole s 对基准电压标识的引用 9 电压等级标识 volel

36、evel s 对电压等级标识的引用 10 厂站标识 substation s 对厂站标识的引用 11 i 侧有功量测 pi i 侧有功量测 12 i 侧无功量测 qi i 侧无功量测 13 j 侧有功量测 pj j 侧有功量测 14 j 侧无功量测 qj j 侧无功量测 4.20 间隔类（bay ） 表 表 20 间隔类（ bay ） 序号 属性项 属性项 英文名 量纲 字段类型 属性要求 1 标识 mrid s 在原系统中的标识，整个模型文件中唯一 2 中文原名 name s 原系统中的中文名字,调度命名 3 标准带路径全名 pathname s 电网设备通用数据模型命名规范（试行）中要求的

37、标准名称。 区域、厂站、电压等级、间隔名称拼接而成的全路径名称，如华中.民丰/35kv.1-1 间隔 1 4 所属厂站标识 substation s 厂站标识的引用。 5 所属电压等级标识 volelevel s 电压等级标识的引用。 6 结线类型 type s 二分之三结线、三分之四结线、双母结线、双母带旁路结线、双母分段结线、单母结线、三角型结线、四角型结线。 4.21 遥测类（analog ） 表 表 21 遥测类 (analog) 序号 属性项 属性项 英文名 量纲 字段类型 属性要求 1 1 标识 mrid s 在整个模型文件中唯一 2 量测中文原名 name s 原有系统中量测中文名称 3 标准带路径全名 pathname s 由设备