电力系统一次设备与CIM15模型课件

2013.11电力系统一次设备CIM-15模型齐文斌2013.11电力系统一次设备CIM-15模型齐文斌1目录电力系统概述电力系统模型模型的基本属性字段线路模型开关设备模型变压器模型发电机模型负荷设备模型物理母线模型拓扑模型量测关联CIM及SVG数据交换CSGC-3000/WAMS工程实现目录电力系统概述发电机模型21电力系统概述发电用电输电变电配电RTURTURTU数据采集和传输应用服务器电网调度1电力系统概述发电用电输电变电配电RTURTURTU数据采31.1电力系统水库G~M~M~电力网电力系统动力系统发电厂水轮机发电机变电所升压变压器输电线路变电所降压变压器用户用电设备1.1电力系统水库GMM电力网电力系统动力系统发电厂变电所4

1.2电力系统电力网：电力系统中各种电压的变电所及输配电线路组成的统一体。电力系统：由发电厂中的电气部分、各类变电所及输电、配电线路及各种类型的用电设备组成的统一体，称为电力系统。具体组成如下：发电厂：生产电能。电力网：变换电压、传送电能。由变电所和电力线路组成。配电系统：将系统的电能传输给电力用户。电力用户：高压用户额定电压在1kV以上，低压用户额定电压在1kV以下。用电设备：消耗电能。

动力系统：在电力系统的基础上，把发电厂的动力部分（例如火力发电厂的锅炉、汽轮机和水力发电厂的水库、水轮机以及核动力发电厂的反应堆等）包含在内的系统。通常，将发电厂电能送到负荷中心的线路叫输电线路。负荷中心至各用户的线路叫配电线路。负荷中心一般设变电站。1.2电力系统电力网：电力系统中各种电压的变电所及输配51.3一次设备

通常把生产、变换、输送、分配和使用电能的设备，称为一次设备。它们包括：生产和转换电能的设备，如发电机、电动机、变压器等。发电机将机械能转换成电能，电动机将电能转换成机械能，变压器将电压升高或降低以满足输配电需要。接通或断开电路的开关电器，如断路器、隔离开关、负荷开关、熔断器、接触器等。它们用于正常或事故时，将电路闭合或断开。载流导体，如裸导体、电缆等。用于传输电能或连接电气设备。1.3一次设备通常把生产、变换、输送、分配和使用61.4电力系统超高压远距离输电网地方电力网区域电力网110kV~35kV~35kV500kV220kV110kV10kV水力发电厂火力发电厂变电所A：枢纽变电所C：地方变电所D：终端变电所B：中间1.4电力系统超高压远距离输电网地方电力网区域电力网11071.5电力网

电力网：按电压等级分类：低压网：电压等级在1kV以下；中压网：1～10kV；高压网：高于10kV、低于330kV；超高压网：低于750kV；特高压网：1000kV及以上。

1.5电力网电力网：82公共信息模型CIMCIM(CommonInformationModel)描述了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。通过提供一种用对象类和属性及它们之间的关系来表示电力系统资源的标准方法。CIM是电网模型的定义。CIM是IEC61970的基础与核心CIM是可以扩展的2公共信息模型CIMCIM(CommonInformat92.1CIM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DraftIEC61970:EnergyManagementSystemApplicationProgramInterface(EMS-API)—Part301:CommonInformationModel(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2.1CIM模型标准文件能量管理系统应用程序接口（EMS-102.2变电站的一次接线2.2变电站的一次接线112.3一次接线图2.3一次接线图123容器3容器133.1基本层次关系主控制区（HostControlArea）子控制区(SubControlArea）厂站（Substation）分接头调节器（TapChanger）电压等级（VoltageLevel）间隔（Bay）隔离开关（Disconnector）断路器（Breaker）接地刀闸（GroundDisconnector）母线段（BusbarSection）同步电机（SynchronousMachine）电能用户（EnergyConsumer）补偿器（Compensator）变压器（PowerTransformer）变压器绕组（TransformerWinding）<--省调以上可能没有建模3.1基本层次关系主控制区（HostControlArea14电力系统一次设备与CIM15模型ppt课件15ID:XML及数据管理中用到的关键字段.name属于相同父对象的所有对象的唯一名称.aliasName对象或实例的任意文本名.description对象或实例的描述信息.pathName所属每个容器的所有名称的串联.3.2模型的基本属性字段ID:XML及数据管理中用到的关键字段.3.2模型的基163.3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3.3属性例子Name:5011开关间隔17S/SBS/SALine#1Line#24线路模型(AclineSegment)

关联量测I、P、Q、VS/SBS/SALine#1Line#24线路模18电力系统一次设备与CIM15模型ppt课件194.1线路基本属性

基本属性:structACLINESEGMENT_PARA{ int m_ID; char m_name[32]; char m_description[64]; char m_phases[4];

int m_terminal0_id; int m_terminal1_id; float m_length; char m_type[10]; float m_bch; float m_b0ch; float m_gch; float m_g0ch; float m_r; float m_r0; float m_x; float m_x0; int m_basevoltage_id; int m_fromBay_id; int m_toBay_id;};4.1线路基本属性基本属性:205CIM-12开关设备模型

一般关联量测I、P、Q、POS5CIM-12开关设备模型一般关联量测I、P、Q21CIM-15开关模型CIM-15开关模型22功能：不仅能通断正常负荷电流，而且能接通和承受一定时间的短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除故障。图形符号5.1断路器:breaker功能：不仅能通断正常负荷电流，而且能接通和承受一定时间的短路23220KV少油断路器5.2断路器:breakerQF图形符号220KV少油断路器5.2断路器:breakerQF图形符24500kVSF6断路器500kVSF6断路器255.3隔离开关:disconector

功能：主要用来隔离高压电源以保证其他设备的安全检修。它没有专门的灭弧装置，因此不允许带负荷操作。但它可以用来通断一定的小电流电路等。图形符号5.3隔离开关:disconector功能：主要用来265.4隔离开关:disconector5.4隔离开关:disconector27电力系统一次设备与CIM15模型ppt课件285.5负荷开关:loaddisconector5.5负荷开关:loaddisconector29电力系统一次设备与CIM15模型ppt课件305.6开关基本属性

基本属性:structBREAKER_PARA{ int m_ID; char m_name[32]; char m_description[64]; char m_phases[4]; int m_terminal0_id; int m_terminal1_id; SF_Byte m_normalOpen; SDateTime m_switchOnDate; int m_basevoltage_id; int m_equipmentcontainer_id; };5.6开关基本属性基本属性:316变压器模型

6变压器模型32电力系统一次设备与CIM15模型ppt课件33电力系统一次设备与CIM15模型ppt课件346.1变压器模型基本表

PowerTransformer:容器

PowerTransformEnd:单端元件,I,P,QTapchanger: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6.1变压器模型基本表PowerTransformer35电力系统一次设备与CIM15模型ppt课件36续上页10kV级SCB10型(IP20)

10kV级SG10型10kV级SCB10型（IP00)高压接线端子低压接线端子温控仪冷却风机低压绕组高压绕组环氧树脂浇注

铁心无载分接开关续上页10kV级SCB10型(IP20)10kV级SG377发电机模型

7发电机模型38发电机发电机397.1发电机模型属性

structSYNCHRONOUSMACHINE_PARA{ int m_ID; char m_name[32]; char m_description[64]; int m_company_id;

int m_terminal0_id; float m_baseMVar; float m_damping; float m_inertia; float m_r; float m_r0; float m_x; float m_x0; float m_xDirectSubtrans; float m_xDirectSync; float m_xDirectTrans; float m_xQuadSubtrans; float m_TD0Subtrans; float m_TD0Trans; float m_TQ0Subtrans; float m_TQ0Trans; float m_xQuadSync; float m_xQuadTrans; short m_operatingMode; short m_type; int m_basevoltage_id; int m_basevoltage_idx; int m_swingRank; int m_avr_model; int m_avrID; int m_gov_model; int m_govID; int m_pss_model; int m_pssID;};7.1发电机模型属性408负荷设备模型

8负荷设备模型418.1负荷设备模型属性

structENERGYCONSUMER_PARA{ int m_ID; char m_name[32]; char m_description[64]; int m_terminal0_id; float m_pFexp; float m_pFixed; float m_pFixedPct; float m_pNom; float m_pNomPct; float m_powerFactor; float m_pVexp; float m_qFexp; float m_qFixed; float m_qFixedPct; float m_qNom; float m_qNomPct; float m_qVexp; int m_loadDemandModels; float m_loadDemandModelsIdx; int m_basevoltage_idx;};8.1负荷设备模型属性429物理母线模型

S/SATrans#1CB110CB120LS111LS112LS121LS122Bus1-1Bus1-2Bus2-1Bus2-2157kV77kV表名：BusBarSection单端元件9物理母线模型S/SATrans#1CB110CB1439.1母线模型属性

structBUSBARSECTION_PARA{ int m_ID; char m_name[32]; char m_description[64]; char m_phases[4]; int m_terminal0_id; int m_basevoltage_id; int m_equipmentcontainer_id;};9.1母线模型属性44电力系统一次设备与CIM15模型ppt课件4510拓朴关系10拓朴关系46NodeandbranchmodelCNCNCNCNCNCNCNCNCNCNCNCNCNCNCNCNCNCNTopologymodelTopologicalNodeConnectivityNodeNodeandbranchmodelCNCNCNCNC4711量测关联

11量测关联4811.2扩展PMU数据的量测属性11.2扩展PMU数据的量测属性4911.3量测类型定义表1-MeasurementType命名规则NamealiasNameDescriptionCurrentAmps非三相电路的电流(rm.)ThreePhaseCurrentTotAmps三相电路的总电流(rms)FrequencyHz频率(f)PowerFactortPwrFac功率因数(pf)ThreePhasePowerFactorTotPF三相电路的平均功率因数(pf)ThreePhaseApparentPowerTotVA三相电路的总视在功率(S)ThreePhaseReactivePowerrTotVA三相电路的总无功功率(Q)ThreePhaseActivePowerTotW三相电路的总有功功率(P)ApparentPowerVoltAmp非三相电路的视在功率(S)ReactivePowerVoltAmpR非三相电路的无功功率(Q)VoltageVolts电压(V)(r.m.s.)ActivePowerWatts非三相电路的有功功率(P)PressurePres压力TemperatureTemp温度ThreePhaseAngleTotAng三相电路的相角(phi)11.3量测类型定义表1-MeasurementTyp5011.3量测类型定义(续)NamealiasNameDescriptionApparentEnergyTotVAh视在能量ReactiveEnergyTotVArh无功能量ActiveEnergyTotWh有功能量AutomaticAuto自动运行(非手动).automatic=TRUELocalOperationLoc当地运行(非远动).local=TRUEAutomaticControlLTCBlkLTC闭锁的自动控制(受约束的).blocked=TRUESwitchPositionPos开关位置(2bits=inter