CIM-E电网物理模型描述与交换规范(试行)

1、CIM-E电网物理模型描述与交换 规范（试行）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调度机构，包括国调、各网调、省（市）调和地调。电网模型数据拼接内容包括静态电网模型、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/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Q/GDW 215-2008 电力系统数据标记语言E 语言规范Q/GDW 216-2008 电网运行数据交换规范Q/GDW 137 2006 电力系统分析计算用的电网设

2、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 电网模型拼接根据电网调度管辖

3、权，具体边界可视情况确定。边界设备一般定义为变压器或者交流线段3.2 模型格式调度中心之间的模型交互采用CIM/E 语言格式文件。在交互过程中建议采用全模型，也可采用增量模型方式，如采用增量模型，需加强安全措施，确保每次增量模型正确，防止一次增量模型丢失造成模型混乱无法补救。3.3 设备命名各级调度中心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。3.4 模型的拆分与拼接接收地调模型后，应可根据边界定义规则对地调模型进行裁剪，如 110kV 以下、地刀等，具体规则根据省（市）上传

4、模型情况以及应用需求讨论决定。地调上送的模型要保证拓扑连接关系正确，否则影响模型的拆分与切割。根据确定的边界，将地调裁剪优化模型与省（市）调模型进行拼接，形成全网模型。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

5、等方可投入在线运行。3.6 模型与通信索引表在完成模型拼接的同时，自动生成最新通信索引表，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110kV 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 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、

6、 同步发电机、线路、 交流线段、负荷、 变压器、 变压器绕组、变压器分接头类型、并联补偿器、串联补偿器、非设备遥测、非设备遥信、保护信号、遥测、遥信等26 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mRIDs为原系统中的标识，在整个模

7、型文件 中唯一，2本区域名names为本电网的标准中文名称，如华中、 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Parents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Pf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qf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:（D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(B

8、aseVoltage )表2 基准电压类（BaseVoltage ）序号属性项属性项 英文名量纲字段类型属性要求1标识mRIDs在整个模型文件中唯一，在原系统 中的标识2基准电压名names如 500kV, 220kV, 1000kV, 35kV,序 号属性项属性项 英文名量纲字段类型属性要求其中k小写，V大写。见电网设 备通用数据模型命名规范（试行） 的电压等级命名。3基准电压nomkVkVf小数点后面保留两位有效位数4.3 厂站类(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mRIDs原系统中的标识，在整个模型文 件中唯一2

9、中文原名names原系统中的设备中文名称3标准带路径厂站全 名pathNames电网设备通用模型命名规范（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types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ControlAreas对区域标识的引用对应 ControlArea 的 mRID6总有功Pf站-总有功，总无功；厂-发电有功，发电无功。7总无功qf8厂站经度xf厂站经度坐标（x）9厂站纬度yf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

10、；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。4.4 电压等级类(VoltageLevel)表4电压等级类（VoltageLevel）序号属性项属性项 英文名量纲字段类型属性要求1标识mRIDs在整个模型文件中唯一，在原系统 中的标识2中文原名names原系统中的设备中文名称3标准带路径电压 等级全名pathNames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

11、 用“/”分隔，如华中.葛大江/500kV。4电压上限highkVkVf没有NULL5电压下限lowkVkVf没有NULL6所属厂站标识Substations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BaseVoltages对基准电压标识的引用8结线类型types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。4.5 断路器类（Breaker）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求1标识mRIDs在整个模型文件中唯一，在原系 统中的标识2中文原名names原

12、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pathNames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.间隔1.5011开关或 华中.葛大江/500kV.5011 开关4断路器类型types普通开关/母联/旁路5物理连接节点号I_nodes物理连接节点号6物理连接节点号J_nodes物理连接节点号7所属厂站标识Substations对厂站标识的引用8基准电压标识BaseVoltages对基准电压标识的引用9所属电压等级标识VoltageLevel

13、s对电压等级标识的引用10状态statusi1-合闸，0-断开（量测）刀闸类（4.6 刀闸类(Disconnector)序号属性项属性项 英文名量纲字段类型属性要求1标识mRIDs在整个模型文件中唯一，在原系 统中的标识2中文原名names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pathNames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.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_nodes物理

14、连接节点号5物理连接节点号J_nodes物理连接节点号6所属厂站标识Substations对厂站标识的引用7基准电压标识BaseVoltages对基准电压标识的引用8所属电压等级标识VoltageLevels对电压等级标识的引用9状态statusi1-合闸,0-断开（量测）Disconnector母线类（4.7 母线段类(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mRIDs在整个模型文件中唯一，在原系 统中的标识2中文原名names原系统中的中文名字。3标准带路径全名pathNames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

15、_nodes物理连接节点号5所属厂站标识Substations对厂站标识的引用6基准电压标识BaseVoltages对基准电压标识的引用7所属电压等级标识VoltageLevels对电压等级标识的引用8位置信息Locations母线类型：上 /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Vf电压10相角量测Af相角BusbarSection同步发电机类（4.8 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mRIDs在整个模型文件中唯一，在原系 统中

16、的标识2中文原名names原系统中的中文名字。3标准带路径全名pathNames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types水电/火电/核电/风电/调相机/抽 蓄/虚拟/5物理连接节点I_nodes物理连接节点6所属厂站标识Substations对厂站标识的引用SynchronousMachine107基准电压标识BaseVoltages对基准电压标识的引用8所属电压等级标识VoltageLevels对电压等级标识的引用9额定功率RatedMWMWf额定功率10最大电压限值maxUkVf机组最大电压限值11最小电压限值minUkVf机组最大电压限值12最大无

17、功限值maxQMVArf机组最大无功限值13最小无功限值minQMVArf机组最小无功限值14最大有功限值maxPMWf机组最大有功限值15最小有功限值minPMWf机组最小有功限值16正序电阻rQf有名值17正序电抗xQf有名值18零序电阻r0Qf有名值19零序电抗x0Qf有名值20厂用电率AuxRatiof小于1的实数21有功量测Pf有功22无功量测Qf无功4.9 线路类(ACLine)序 号属性项属性项英文名量纲字段类型属性要求1标识mRIDs在整个模型文件中唯一，在原系统中的标识2中文原名names原系统中的中文名字。3标准带路径全 名pathNames电网设备通用数据模型 命名规范(

18、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。说明：线路类是个容器类，一个线路对象可以包含多个交流线段，主要用于T 接线的描述。4.10 交流线段类(ACLineSegment)表9交流线段类(ACLineSegment)序号属性项属性项英文名量纲字段类型属性要求1标识mRIDs在整个模型文件中唯一，在原系统中的标识2中文原名names原系统中的中文名字。3标准带路径全 名pathNames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StartSts对厂站标识的引用4末端厂站标识

19、EndSts对厂站标识的引用所属线路标识ACLines对线路标识的引用5功率限值ratedMWMWf正常功率限值（热稳）6允许载流量ratedCurrentAf即正常电流限值7基准电压标识BaseVoltages对基准电压标识的引用8正序电阻rQf有名值9正序电抗xQf有名值10正序电纳bchSf有名值11零序电阻r0Qf有名值12零序电抗x0Qf有名值13零序电纳b0chSf有名值4.11交流线端点类（ACLineDot ）表10交流线端点类（ACLineDot）序 号属性项属性项英文名量纲字段类型属性要求1标识mRIDs在整个模型文件中唯一，在原系统中的标识2中文原名names原系统中的名

20、字。如葛玉 线3标准带路径全 名pathNames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/220kV.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ACLineSegments对交流线段标识的引用4厂站标识Substations对厂站标识的引用5物理连接节点I_nodes物理连接节点6基准电压标识BaseVoltages对基准电压标识的引用7电压等级标识VoltageLevels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4.12 直流线类(DCLineSegment)表 11

21、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mRIDs在原系统中的标识，在整 个模型文件中唯一2中文原名names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pathNames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.葛南直 流1线3首端所属厂站 标识StartSts对厂站标识的引用4末端所属厂站 标识EndSts对厂站标识的引用5正序串联电阻rQf有名值基准电压标识BaseVoltages基准电压标识引用4.13 直流线端点类(DCLineDot )表 12直流线端点类(DC

22、LineDot)序 号属性项属性项英文名量纲字段类型属性要求1标识mRIDs在原系统中的标识，在整 个模型文件中唯一2中文原名names原系统中的中文名字。3标准带路径全 名pathNames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、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DCLineSegments对直流线段标识的引用4厂站标识Substations对厂站标识的引用5物理连接节点 号i_nodes物理连接节点号有功量测Pf有功电压量测Vf电压电流量测If电流4.14 换流器类(Rectifierinverter )表 13直流线

23、端点类(Rectifierinverter)序号属性项属性项英文名量纲字段类型属性要求1标识mRIDs在原系统中的标识，在整 个模型文件中唯一2中文原名names原系统中的中文名字。3标准带路径全 名pathNames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bridgesi换流器桥数换流器的铭牌ratedKVf换流器的铭牌直流电压4所属厂站标识Substations对厂站标识的引用5正极连接点号I_nodes正极连接点号6负极连接点号J_nodes负极连接点号7交流侧连接点 号

24、Z_nodes交流侧连接点号8交流侧基准电BaseVoltages对交流侧电压标识的引用压标识有功量测Pf交流侧有功无功量测Qf交流侧无功4.15 负荷类(Load)表11 负荷类（Load ）4.16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mRIDs在原系统中的标识，在整个模型 文件中唯一2中文原名names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pathNames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

25、识Substations对厂站标识的引用5物理连接节点I_nodes物理连接节点6基准电压标识BaseVoltages对基准电压标识的引用7电压等级标识VoltageLevels对电压等级标识的引用8有功量测Pf有功9无功量测Qf无功表 12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mRIDs在原系统中的标识，在整个模型 文件中唯一。2中文原名names原系统中的中文名字。调度命 名，如#1变3标准带路径全 名pathNames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

26、4类型types二绕变/三绕变/换流变5厂站标识Substations对厂站标识的引用6空载损耗NoLoadLossf7空载电流百分 比ExcitingCurrentf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。4.17 变压器绕组类(Transformerwinding )表13变压器绕组类(Transformerwinding)序 号属性项属性项 英文名量纲字段类型属性要求1标识mRIDs在原系统中的标识，在整个模型 文件中唯一2中文原名names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

27、pathNames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.葛大江/500kV.#1变-高4绕组类型WindingTypes高仲/低5厂站标识Substations对厂站标识的引用6变压器标识PowerTransformers对变压器标识的引用7物理连接节点I_nodes物理连接节点8基准电压标识BaseVoltages对基准电压标识的引用9电压等级标识VoltageLevels对电压等级标识的引用10分接头类型标识TapChangerTypes对分接头类型标识的引用，绕组 无分接头则使用NULL11额定功率ratedMVA

28、MVAf视在功率12短路损耗loadLossf13短路电压百分比leakageImpedencef2414电阻xf有名值15电抗rf有名值16零序电阻x0f有名值17零序电抗r0f有名值有功量测P有功无功量测Q无功档位量测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。4.18 变压器分接头类型类(TapChangerType )表13变压器分接头类型类(TapChangerType)序 号属性项属性项 英文名量纲字段类型属性要求1标识mRIDs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names分接头中文

29、名称3额定档位neutralStepi中点分接头位置4中点电压neutralKVf分接头在中点位置时对应的电压5最大档位highStepi6最小档位lowStepi7步长stepVolIncref每个档位引起的电压百分数变 化量8档位量测Df档位4.19 并联补偿器类(ShuntCompensator )表 15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mRIDs在原系统中的标识，在整个模型文件中唯一。2中文原名names原系统中的中文名字3标准带路径全名pathNames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

30、级、补偿器器名称 拼接而成的全路径名称，如华 中.民丰/35kV.1-1 电抗4额定容量nomQMVArf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_ratekVf静态5物理连接节点I_nodes物理连接节点6基准电压标识BaseVoltages对基准电压标识的引用7电压等级标识VoltageLevels对电压等级标识的引用8厂站标识Substations对厂站标识的引用9无功量测Qf无功4.20 串联补偿器类(SeriesCompensator )表 16 补偿器类(SeriesCompensator)序 号属性项属性项 英文名量纲字段类型属性要求1标识mRIDs在原

31、系统中的标识，整个模型文 件中唯一2中文原名names原系统中的中文名字3标准带路径全名pathNames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， 如华中.民丰/35kV.1-1 电抗4电阻rf有名值5电抗xf有名值6物理连接节点I_nodes物理连接节点7物理连接节点J_nodes物理连接节点8基准电压标识BaseVoltages对基准电压标识的引用9电压等级标识VoltageLevels对电压等级标识的引用10厂站标识Substations对厂站标识的引用11I侧有功量测PiI侧有功量测12I侧无功量测QiI侧无功

32、量测13J侧有功量测PjJ侧有功量测14J侧无功量测QjJ侧无功量测4.21间隔类(Bay)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mRIDs在原系统中的标识，整个模型文 件中唯一2中文原名names原系统中的中文名字，调度命名3标准带路径全名pathNames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、间隔名 称拼接而成的全路径名称，如华中.民丰/35kV.间隔14所属厂站标识Substations厂站标识的引用。5所属电压等级标识VoltageLevels电压等级标识的引用。6结线类型types二分之三结线、三分之四结线

33、、 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。4.22非设备遥测类（Measure ）序 号属性项属性项 英文名量纲字段 类型属性要求1标识mRIDs在整个模型文件中唯一2量测中 文原名names原有系统中 量测中文名称3标准带 路径全 名pathNames由设备名（或 路径名）与量 测类型拼接 而成，如华中 /负荷总加4所属厂站标识Substations对厂站标识的引用5量测值Value非设备遥测6所属区域号Region_idinti见附录14.23非设备遥信类（Signal ）序 号属性项属性项 英文名量 纲字段 类型属性要求1标识mRIDs在整个模型

34、文件中唯一2量测中 文原名names原有系统中 量测中文名 称3标准带 路径全 名pathNames由设备名（或 路径名）与量 测类型拼接 而成，4所属厂站标识Substations对厂站标识的引用5量测值Value非设备遥信6所属区域号Region_idinti见附录14.24 保护信号类(RelaySignal )序 号属性项属性项 英文名量纲字段 类型属性要求1标识mRIDs在整个模型文件中唯一2量测中 文原名names原有系统中 量测中文名 称3标准带 路径全 名pathNames由设备名（或 路径名）与量 测类型拼接 而成，4所属厂站标识Substations对厂站标识的引用5量测值Value非设备遥信6所属区域号Region_idinti见附录14.25 遥测类(Analog )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标识mRIDs在整个模型文件中唯一2量测中文原名name