本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)高級分析所需的電網(wǎng)拓?fù)浞治龇椒ǎ唧w涉及一種基于數(shù)據(jù)融合的電網(wǎng)拓?fù)浞治龇椒ā?br>背景技術(shù)：
：拓?fù)浞治鍪请娏Ψ抡婧碗娏ο到y(tǒng)所有網(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用的基礎(chǔ)。電網(wǎng)的狀態(tài)估計(jì)、潮流計(jì)算、電壓凹陷域分析、電網(wǎng)擾動源識別等高級應(yīng)用，全部都基于電網(wǎng)拓?fù)浞治龅慕Y(jié)果。只有準(zhǔn)確、快速地對整個電網(wǎng)進(jìn)行分析，才能更加高效地進(jìn)行高級應(yīng)用與分析。在許多高級分析中，都需要進(jìn)行拓?fù)浞治?，而大多?shù)的做法都是在各系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行拓?fù)浞治?，而不是采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型或僅由某一個系統(tǒng)進(jìn)行拓?fù)浞治?，將拓?fù)浞治龅慕Y(jié)果提供給其他各高級分析所用。此外，各廠商所得拓?fù)浞治龅慕Y(jié)果，對于其他廠商來說，并不能直接使用。因此，上述問題給數(shù)據(jù)集成、系統(tǒng)集成與系統(tǒng)升級均帶來諸多不便，造成大量的重復(fù)計(jì)算與資源浪費(fèi)。為了實(shí)現(xiàn)資源的共享，國際電工委員會提出了IEC61970標(biāo)準(zhǔn)，這樣可以便于集成來自不同廠商的能量管理系統(tǒng)(EMS)，便于將EMS與調(diào)度中心內(nèi)的其他系統(tǒng)互聯(lián)，以及便于實(shí)現(xiàn)不同調(diào)度中心EMS之間的模型交換。因此，基于IEC61970標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)模型，可以方便各系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)集成，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)拓?fù)浞治鼋Y(jié)果的共享。電網(wǎng)拓?fù)浞治鲂枰娋W(wǎng)的公用信息模型(CIM)數(shù)據(jù)以及電網(wǎng)實(shí)時SCADA數(shù)據(jù)。電網(wǎng)CIM模型數(shù)據(jù)描述了整個電網(wǎng)的各電氣元件的靜態(tài)連接關(guān)系以及各電氣元件的參數(shù)屬性。SCADA系統(tǒng)中記錄了實(shí)時的電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)，包括電氣元件的電壓、電流等屬性。將CIM模型數(shù)據(jù)與SCADA數(shù)據(jù)相結(jié)合，進(jìn)行拓?fù)浞治?，則可以分析出電網(wǎng)的實(shí)時結(jié)構(gòu)，從而為高級分析應(yīng)用提供服務(wù)。CIM數(shù)據(jù)只描述了網(wǎng)絡(luò)的靜態(tài)信息，即各電器元件的屬性參數(shù)以及連接關(guān)系，不能反映網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時拓?fù)錉顟B(tài)；而SCADA數(shù)據(jù)則只是描述了各時間片段中各電氣元件的運(yùn)行參數(shù)，不能體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中各電氣元件的連接情況等。所以，只有將CIM數(shù)據(jù)與SCADA數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的結(jié)合，然后進(jìn)行拓?fù)浞治?，得到的拓?fù)浞治鼋Y(jié)果不僅能夠體現(xiàn)各電器元件的屬性參數(shù)以及連接關(guān)系，而且還能反映各時間片段中各電氣元件的運(yùn)行參數(shù)，進(jìn)而全部了解整個電網(wǎng)的運(yùn)行情況。目前，大部分區(qū)域電網(wǎng)都建立了各自的電網(wǎng)靜態(tài)CIM模型，但是該CIM模型與外部系統(tǒng)的交互很少，并沒有真正實(shí)現(xiàn)資源共享。同時，建立的電網(wǎng)靜態(tài)CIM模型數(shù)據(jù)規(guī)模過大，電氣元件與變電站的所屬關(guān)系、電氣元件的連接關(guān)系等并不能直接體現(xiàn)。因此，在應(yīng)用時需要對原始的靜態(tài)CIM模型數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的處理。SCADA系統(tǒng)應(yīng)用已經(jīng)十分普及。該系統(tǒng)用于監(jiān)測電網(wǎng)中各主要電氣元件實(shí)時運(yùn)行的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的監(jiān)控管理。同時，SCADA系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)可以用于電網(wǎng)拓?fù)浞治觯瑸殡娏ο到y(tǒng)高級分析應(yīng)用提供支持。目前，SCADA系統(tǒng)更多是供電網(wǎng)調(diào)度部門使用，隨著信息技術(shù)的發(fā)展和智能電網(wǎng)建設(shè)的深入，SCADA監(jiān)測數(shù)據(jù)可以發(fā)揮更大的作用。實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)拓?fù)浞治鲂枰娋W(wǎng)靜態(tài)CIM模型與SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，這兩個系統(tǒng)往往是由不同廠商開發(fā)的，對于同一個電氣元件的唯一標(biāo)示ID卻是不同的，給分析造成了很大的不便。若要綜合兩個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)一進(jìn)行拓?fù)浞治龊透呒墤?yīng)用則需要將兩個系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)志的統(tǒng)一。綜上所述，電網(wǎng)拓?fù)浞治龅臄?shù)據(jù)一致性非常重要。它體現(xiàn)在兩個方面：一是拓?fù)浞治龅脑磾?shù)據(jù)的一致性，即不同的SCADA之間、不同的CIM數(shù)據(jù)之間以及SCADA與CIM之間的數(shù)據(jù)一致性；另一個就是拓?fù)浞治鼋Y(jié)果一致性，提供統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)的分析結(jié)果數(shù)據(jù)，為所有的應(yīng)用提供一致的分析結(jié)果數(shù)據(jù)。要實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)拓?fù)浞治鰯?shù)據(jù)一致性，采用IEC61970標(biāo)準(zhǔn)是最好的選擇。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明要解決的技術(shù)問題：針對現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，提供一種整合了電網(wǎng)CIM模型與SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)，能夠?qū)崟r進(jìn)行電網(wǎng)的拓?fù)浞治銮覍⒎治龅慕Y(jié)果根據(jù)IEC61970的格式提出了具體的數(shù)據(jù)模型，通過該數(shù)據(jù)模型能夠?qū)?shù)據(jù)提供給多個廠商共同使用，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)“大粒度”的共享、節(jié)約了大量資源的基于數(shù)據(jù)融合的電網(wǎng)拓?fù)浞治龇椒ā榱私鉀Q上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種基于數(shù)據(jù)融合的電網(wǎng)拓?fù)浞治龇椒?，步驟包括：1)從電網(wǎng)的CIM模型中取出CIM數(shù)據(jù)，將CIM數(shù)據(jù)按照IEC61970標(biāo)準(zhǔn)解析得到各電氣元件的信息；從電網(wǎng)的SCADA系統(tǒng)中取出包含各電氣元件在指定時刻的運(yùn)行信息的SCADA數(shù)據(jù)，所述CIM數(shù)據(jù)和SCADA數(shù)據(jù)之間通過各電氣元件的ID相互對應(yīng)；2)對CIM數(shù)據(jù)和SCADA數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)一致性處理，使得CIM數(shù)據(jù)和SCADA數(shù)據(jù)中的同一電氣元件具有相同的ID；3)對CIM數(shù)據(jù)和SCADA數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)浞治觯?)針對拓?fù)浞治鼋Y(jié)果提取基于IEC61970標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)模型，所述基于IEC61970標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)模型包括拓?fù)涔?jié)點(diǎn)、電氣元件、電氣島三個模塊，電氣島包括屬于同一個電氣島的所有電氣元件的電氣元件ID；拓?fù)涔?jié)點(diǎn)為拓?fù)浞治鼋Y(jié)果的邏輯節(jié)點(diǎn)，拓?fù)涔?jié)點(diǎn)直接與一個或多個電氣元件相連，拓?fù)涔?jié)點(diǎn)具有的屬性包括拓?fù)涔?jié)點(diǎn)號、電壓等級、所屬電氣島；電氣元件包括該電氣元件端點(diǎn)的拓?fù)涔?jié)點(diǎn)號以及電網(wǎng)中與該電氣元件邏輯上直接相連在一起的電氣元件；5)將所述基于IEC61970標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)模型通過指定的數(shù)據(jù)交換方式發(fā)布。優(yōu)選地，所述步驟3)的詳細(xì)步驟包括：3.1)將CIM數(shù)據(jù)中取出各電氣元件的信息存入指定的表格DataTable1中，將SCADA數(shù)據(jù)中取出各電氣元件的信息存入指定的表格DataTable2中；3.2)表格DataTable1中開關(guān)和斷路器在表格DataTable2中都有該時刻的開閉狀態(tài)，根據(jù)表格DataTable2中的信息，將表格DataTable1中所有斷開的開關(guān)和斷路器的信息刪除；3.3)建立列表List與列表ListCNTN，將從表格DataTable1中刪除的開關(guān)與斷路器的節(jié)點(diǎn)信息<firstCN,rearCN>信息加入到列表ListCNCN中，其中firstCN表示節(jié)點(diǎn)的首端CN，rearCN表示節(jié)點(diǎn)的末端CN；3.4)使用預(yù)設(shè)的搜索算法將直接相連的開關(guān)和斷路器節(jié)點(diǎn)CN全部用同一個TN替換，并且將對應(yīng)的<CN,TN>加入到列表ListCNTN中；3.5)針對線路節(jié)點(diǎn)信息<firstCN,rearCN>、繞組節(jié)點(diǎn)信息<firstCN,rearCN>、電抗器節(jié)點(diǎn)信息<firstCN,rearCN>、母線節(jié)點(diǎn)信息CN、發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)信息CN、電容器節(jié)點(diǎn)信息CN，如果有CN節(jié)點(diǎn)有對應(yīng)的TN則用對應(yīng)的TN替代，否則為該CN節(jié)點(diǎn)生成新的TN’，并且將關(guān)系<CN,TN’>加入到列表ListCNTN中；3.6)得到記錄了電網(wǎng)中所有電氣元件CN節(jié)點(diǎn)和新生成的TN之間對應(yīng)關(guān)系的列表ListCNTN，判定對應(yīng)同樣的TN的所有CN節(jié)點(diǎn)屬于同一個邏輯節(jié)點(diǎn)且等效于直接相連；3.7)將所有雙節(jié)點(diǎn)電氣元件的節(jié)點(diǎn)信息<firstCN,rearCN>全部用ListCNTN中對應(yīng)的TN替換，將替換后的結(jié)果用<firstTN,rearTN>表示，并存入列表ListTNTN。3.8)編輯列表ListTNTN，將整個電網(wǎng)分成一個或多個電氣島，對各個電氣島內(nèi)的TN進(jìn)行統(tǒng)一編號；3.9)拓?fù)浞治鼋Y(jié)束，得到包括了各電氣島以及各電氣元件的屬性信息、SCADA數(shù)據(jù)以及連接關(guān)系的拓?fù)浞治鼋Y(jié)果。優(yōu)選地，所述步驟3.4)的詳細(xì)步驟包括：3.4.1)建立列表List<StringList>和類型變量ListResult，建立列表ListCN和列表ListTemp，建立列表ListCNTN；3.4.2)判斷列表ListCNCN是否為空，如果列表ListCNCN非空，則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3.4.3)，否則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3.4.8)；3.4.3)清空列表ListCN與列表ListTemp；3.4.4)將列表ListCNCN中第一條記錄中的firstCN、rearCN分別加入到列表ListCN中，將列表ListCNCN中第一條記錄加入到列表ListTemp中并從列表ListCNCN中刪除；3.4.5)判斷列表ListCNCN中是否存在符合條件的記錄<firstCN,rearCN>，該記錄中的firstCN或rearCN出現(xiàn)在列表ListCN中，如果存在符合條件的記錄則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3.4.6)，否則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3.4.7)；3.4.6)針對符合條件的記錄<firstCN,rearCN>，若符合條件的記錄中的firstCN出現(xiàn)在列表ListCN中，則將該記錄的rearCN加入到列表ListCN；若符合條件的記錄中的rearCN出現(xiàn)在列表ListCN中，則將該記錄的firstCN加入到列表ListCN；將符合條件的記錄<firstCN,rearCN>加入列表ListTemp中并從列表ListCNCN中刪除，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3.4.5)；3.4.7)將列表ListTemp加入ListResult中，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3.4.2)；3.4.8)取出ListResult中的每一個列表，并且將每個列表賦予唯一的標(biāo)識TN，將列表內(nèi)的所有CN與該列表對應(yīng)的TN產(chǎn)生的對應(yīng)關(guān)系<CN,TN>加入到列表ListCNTN中，使得列表ListCNTN中的每一條記錄則表示電網(wǎng)中所有的連接節(jié)點(diǎn)CN與邏輯節(jié)點(diǎn)TN的對應(yīng)關(guān)系。本發(fā)明基于數(shù)據(jù)融合的電網(wǎng)拓?fù)浞治龇椒ň哂邢率鰞?yōu)點(diǎn)：針對當(dāng)前電網(wǎng)CIM模型數(shù)據(jù)和SCADA數(shù)據(jù)不一致或者多個系統(tǒng)同時進(jìn)行拓?fù)浞治龆鴽]有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范導(dǎo)致大量重復(fù)計(jì)算、資源浪費(fèi)、系統(tǒng)不易集成與維護(hù)等多種問題，本發(fā)明基于數(shù)據(jù)融合的電網(wǎng)拓?fù)浞治龇椒ㄊ紫冉馕鲭娋W(wǎng)的CIM模型數(shù)據(jù)，在解析CIM模型數(shù)據(jù)時，若遇到該CIM模型數(shù)據(jù)與SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)不一致時，根據(jù)電氣元件的所屬廠站與名稱，修改解析后的CIM模型數(shù)據(jù)，統(tǒng)一各電氣元件的ID。不是每一次進(jìn)行拓?fù)浞治龅臅r候都對大量的CIM數(shù)據(jù)進(jìn)行解析與修正，而僅僅是在電網(wǎng)的CIM模型發(fā)生了改變時才進(jìn)行解析，因此節(jié)省了大量的時間。對某一時刻進(jìn)行拓?fù)浞治鰰r，取出解析好的CIM模型數(shù)據(jù)與該時刻的SCADA數(shù)據(jù)，進(jìn)行拓?fù)浞治?。針對拓?fù)浞治龅慕Y(jié)果，提出基于IEC61970的數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，方便系統(tǒng)的維護(hù)、集成與升級。同時，數(shù)據(jù)模型中的各電氣元件及其屬性具有伸縮性，即若有其他的電氣元件或者屬性在本專利中沒有列出，可以很方便的進(jìn)行擴(kuò)展；若某些電氣元件或者屬性沒有，則可以省略，具有較強(qiáng)的擴(kuò)展性。根據(jù)該數(shù)據(jù)模型，將拓?fù)浞治龅慕Y(jié)果對外發(fā)布出去，供其他的系統(tǒng)使用，因而節(jié)省了大量的資源。附圖說明圖1為應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例方法的某地區(qū)的電網(wǎng)示意圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例方法的基本流程示意圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例中電網(wǎng)拓?fù)浞治鰯?shù)據(jù)模型的拓?fù)浞治隽鞒淌疽鈭D。圖4是本發(fā)明實(shí)施例中電網(wǎng)拓?fù)浞治鰯?shù)據(jù)模型所用到搜索算法的流程示意圖。圖5為本發(fā)明實(shí)施例中拓?fù)浞治鼋Y(jié)果的數(shù)據(jù)模型的示意圖。具體實(shí)施方式為了實(shí)現(xiàn)融合電網(wǎng)CIM模型數(shù)據(jù)與SCADA監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)浞治?，滿足更大粒度的數(shù)據(jù)共享，本發(fā)明提供了一種基于數(shù)據(jù)融合的電網(wǎng)拓?fù)浞治龇椒ㄒ詫?shí)現(xiàn)拓?fù)浞治鼋Y(jié)果共享。下文將以圖1所示某地區(qū)的電網(wǎng)為例，對本發(fā)明基于數(shù)據(jù)融合的電網(wǎng)拓?fù)浞治龇椒ㄟM(jìn)行詳細(xì)說明，母線1M與母線2M為均220kV母線，母線I、母線IIA、母線IIB均為10kV母線。如圖2所示，本實(shí)施例基于數(shù)據(jù)融合的電網(wǎng)拓?fù)浞治龇椒ǖ牟襟E包括：1)提取電網(wǎng)CIM模型數(shù)據(jù)集電網(wǎng)實(shí)時SCADA數(shù)據(jù)：從電網(wǎng)的CIM模型中取出CIM數(shù)據(jù)，將CIM數(shù)據(jù)按照IEC61970標(biāo)準(zhǔn)解析得到各電氣元件的信息；從電網(wǎng)的SCADA系統(tǒng)中取出包含各電氣元件在指定時刻的運(yùn)行信息的SCADA數(shù)據(jù)，CIM數(shù)據(jù)和SCADA數(shù)據(jù)之間通過各電氣元件的ID相互對應(yīng)。本實(shí)施例中，取得電網(wǎng)CIM模型數(shù)據(jù)，按照IEC61970的格式與說明，解析各電氣元件的屬性參數(shù)、連接關(guān)系等信息，存入本地。利用服務(wù)從SCADA系統(tǒng)中取出各元件的某時刻運(yùn)行數(shù)據(jù)存入本地。CIM數(shù)據(jù)與SCADA數(shù)據(jù)通過各電氣元件的ID相對應(yīng)。本實(shí)施例中，提取得到的開關(guān)信息如表1所示，刀閘信息如表2所示，母線信息如表3所示，變壓器信息如表4所示，負(fù)載信息如表5所示，母線的SCADA數(shù)據(jù)如表6所示，變電器的SCADA數(shù)據(jù)如表7所示，負(fù)荷SCADA數(shù)據(jù)如表8所示。表1：開關(guān)信息表。表1中，首端CN即firstCN，末端CN即rearCN，開閉狀態(tài)1為閉合，0為斷開，所屬變電站全部為A變電站，開閉狀態(tài)為SCADA系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)。表2：刀閘信息表。表2中，首端CN即firstCN，末端CN即rearCN，開閉狀態(tài)1為閉合、0為斷開，所屬變電站全部為A變電站開閉。開閉狀態(tài)為SCADA系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)。表3：母線信息表。ID母線名稱CN號額定電壓(kV)0001220kV1母線CN52200002220kV2母線CN1220000310kVI母線CN1310000410kVIIA母線CN2610000510kVIIB母線CN3510表3所屬變電站為A變電站。表4：變壓器信息表。表4所屬變電站為A變電站。表5：負(fù)載信息表。表5所屬變電站為A變電站。表6：母線的SCADA數(shù)據(jù)表。表6所屬變電站為A變電站。表7：變電器的SCADA數(shù)據(jù)表。繞組ID變壓器卷名有功(Mvar)無功(Mvar)電流(A)檔位1001-1#1byq變高12.319-3.43463.5621001-2#1byq變低-12.3293.45456.5211002-1#2byq變高12.129-3.52358.2621002-2#2byq變低-12.0083.58461.261表7所屬變電站為A變電站。表8：負(fù)荷的SCADA數(shù)據(jù)表。ID負(fù)荷名有功(Mvar)無功(Mvar)電流(A)2001F11.23560.223136.232002F21.23540.236936.252003F31.12560.156332.362004F41.32580.247835.262005F51.24860.314534.982006F61.36980.289637.562007F71.23230.302135.63表8所屬變電站為A變電站。本實(shí)施例的步驟1)包括子步驟1.1)：從CIM模型中取出CIM數(shù)據(jù)，將CIM數(shù)據(jù)按照IEC61970標(biāo)準(zhǔn)解析得到各電氣元件的信息。本實(shí)施例中，按照IEC61970的格式與說明，各電氣元件的解析結(jié)果的格式如下：●母線：母線ID母線名稱所屬變電站CN號額定電壓●開關(guān)：開關(guān)ID開關(guān)名稱所屬變電站首節(jié)點(diǎn)CN號末節(jié)點(diǎn)CN號●斷路器：斷路器ID斷路器名稱所屬變電站首節(jié)點(diǎn)CN號末節(jié)點(diǎn)CN號●線路：線路ID線路名稱首節(jié)點(diǎn)CN號末節(jié)點(diǎn)CN號額定電壓架空線路長度電纜線路長度正序電阻正序電抗正序并聯(lián)電導(dǎo)正序并聯(lián)電納零序電阻零序電抗零序并聯(lián)電導(dǎo)零序并聯(lián)電納●雙繞組變壓器：變壓器ID電壓器名稱高壓側(cè)繞組名稱低壓側(cè)繞組名稱所屬變電站高壓側(cè)繞組CN號低壓側(cè)繞組CN號高壓側(cè)額定電壓低壓側(cè)額定電壓漏電阻漏電抗高壓側(cè)分接頭中間檔位高壓側(cè)分接頭每當(dāng)調(diào)壓比●三繞組變壓器高壓側(cè)：變壓器ID變壓器名稱高壓側(cè)繞組名稱所屬變電站高壓側(cè)繞組CN號虛擬CN號高壓側(cè)額定電壓漏電阻漏電抗高壓側(cè)分接頭中間檔位高壓側(cè)分接頭每檔調(diào)壓比●三繞組變壓器中壓側(cè)：變壓器ID變壓器名稱中壓側(cè)繞組名稱所屬變電站中壓側(cè)繞組CN號虛擬CN號中壓側(cè)額定電壓漏電阻漏電抗中壓側(cè)分接頭中間檔位中壓側(cè)分接頭每檔調(diào)壓比●三繞組變壓器低壓側(cè)：變壓器ID變壓器名稱低壓側(cè)繞組名稱所屬變電站低壓側(cè)繞組CN號虛擬CN號低壓側(cè)額定電壓漏電阻漏電抗●發(fā)電機(jī)：發(fā)電機(jī)ID發(fā)電機(jī)名稱所示變壓器發(fā)電機(jī)CN號額定電壓額定功率正序電阻正序電抗負(fù)序電阻負(fù)序電抗零序電阻零序電抗●電抗器：電抗器ID電抗器名稱所屬變電站首節(jié)點(diǎn)CN號末節(jié)點(diǎn)CN號額定電壓電抗值●電容器：電容器ID電容器名稱所屬變電站節(jié)點(diǎn)CN號額定電壓電抗值●負(fù)載：負(fù)載IDCN號負(fù)載名稱所屬變電站根據(jù)上述的各電氣元件的統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對獲取的CIM靜態(tài)數(shù)據(jù)文件進(jìn)行解析，將解析結(jié)果存入本地?cái)?shù)據(jù)庫中，形成電網(wǎng)靜態(tài)數(shù)據(jù)統(tǒng)一數(shù)據(jù)源。需要說明的是，本實(shí)施例只有當(dāng)電網(wǎng)的CIM模型數(shù)據(jù)改變時，才需要將CIM數(shù)據(jù)按照IEC61970標(biāo)準(zhǔn)解析得到各電氣元件的信息，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保持不變，因此大大降低了處理的次數(shù)。本實(shí)施例的步驟1)包括子步驟1.2)：從SCADA系統(tǒng)中取出包含各電氣元件在指定時刻的運(yùn)行信息的SCADA數(shù)據(jù)。從SCADA系統(tǒng)中取出各元件的某時刻運(yùn)行數(shù)據(jù)存入本地。由于各個電網(wǎng)的SCADA數(shù)據(jù)可能不一致，但是本實(shí)施例需要適應(yīng)多種情況，因此在去服務(wù)獲取SCADA數(shù)據(jù)時，需要規(guī)定一定的標(biāo)準(zhǔn)，從而直接從服務(wù)取數(shù)據(jù)，而不用考慮各個廠商不同的數(shù)據(jù)格式。本實(shí)施例中，從電網(wǎng)的SCADA系統(tǒng)中取出包含各電氣元件在指定時刻的運(yùn)行信息的SCADA數(shù)據(jù)的格式如下：●開關(guān)：開關(guān)ID開關(guān)名廠站名閉合狀態(tài)●刀閘：刀閘ID刀閘名廠站名閉合狀態(tài)●母線：母線ID母線名廠站名電壓值相角A相電壓B相電壓C相電壓●線路：線路ID線路名稱廠站名有功無功電流●發(fā)電機(jī)：發(fā)電機(jī)ID發(fā)電機(jī)名廠站名有功無功電流●負(fù)荷：負(fù)荷ID負(fù)荷名廠站名有功無功電流●電容器：電容器ID電容器名廠站名有功無功電流A相電流B相電流C相電流●電抗器：電抗器ID電抗器名廠站名有功無功電流A相電流B相電流C相電流●繞組：繞組ID變壓器卷名廠站名有功無功電流檔位2)數(shù)據(jù)一致性處理：對CIM數(shù)據(jù)和SCADA數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)一致性處理，使得CIM數(shù)據(jù)和SCADA數(shù)據(jù)中的同一電氣元件具有相同的ID。雖然CIM模型數(shù)據(jù)和SCADA系統(tǒng)都有相關(guān)元件的數(shù)據(jù)，但是由于兩個系統(tǒng)有時并不是由同一個廠商開發(fā)的，導(dǎo)致同一個元件在兩個系統(tǒng)中的ID不相同，因此需要將兩個系統(tǒng)的ID對應(yīng)上。CIM模型數(shù)據(jù)與SCADA系統(tǒng)中都具有變電站名稱與電氣元件的名稱，因此將兩者字符串相加，若結(jié)果相同則表示同一個電氣元件，因而可以將CIM模型數(shù)據(jù)中的唯一標(biāo)識ID替換成SCADA系統(tǒng)中的相應(yīng)的元件ID，對于線路來說，則可以直接根據(jù)線路的名稱來尋找對應(yīng)關(guān)系。這樣做的好處是，由于CIM模型數(shù)據(jù)一般不會發(fā)生經(jīng)常性變化，因此不需要經(jīng)常性地調(diào)整。多個廠商的SCADA數(shù)據(jù)可能不一致，因此可以按照步驟1)中步驟1.2)規(guī)定各電氣元件的信息格式，直接使用服務(wù)的數(shù)據(jù)格式而不用考慮各SCADA廠商的數(shù)據(jù)格式，解決了數(shù)據(jù)源不一致的問題。根據(jù)IEC61970標(biāo)準(zhǔn)，提出了步驟1)中步驟1.2)的開關(guān)、刀閘、母線、線路、發(fā)電機(jī)、負(fù)荷、電容器、電抗器和繞組的SCADA數(shù)據(jù)服務(wù)接口，從該服務(wù)接口中取得各類電氣元件相應(yīng)的實(shí)時數(shù)據(jù)，供后面的拓?fù)浞治鍪褂?。而本?shí)施例在數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)結(jié)果中都是基于IEC61970標(biāo)準(zhǔn)的，數(shù)據(jù)源中按照IEC61970標(biāo)準(zhǔn)解析電網(wǎng)CIM模型數(shù)據(jù)以及提出SCADA數(shù)據(jù)服務(wù)接口，而本實(shí)施例的拓?fù)浞治鼋Y(jié)果數(shù)據(jù)模型也是基于IEC61970提出的。毫無疑問，本實(shí)施例只有當(dāng)電網(wǎng)CIM模型數(shù)據(jù)與SCADA系統(tǒng)的電氣元件數(shù)據(jù)不一致時，才需要進(jìn)行相應(yīng)的匹配工作。3)拓?fù)浞治觯簩IM數(shù)據(jù)和SCADA數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)浞治?。針對電網(wǎng)的CIM模型數(shù)據(jù)和某一個時刻的SCADA數(shù)據(jù)，對整個地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拓?fù)浞治?。剔除所有斷開的開關(guān)和刀閘，剩下的電氣元件若直接相連或通過閉合的開關(guān)、閉合的刀閘相連，則將連接在一起的多個端點(diǎn)用同一個編號編碼，閉合的開關(guān)或刀閘兩側(cè)編號一樣。由于開關(guān)或者刀閘斷開的緣故，整個電網(wǎng)可能被分成多個電氣島。如圖3所示，本實(shí)施例步驟3)的詳細(xì)步驟包括：3.1)將CIM數(shù)據(jù)中取出各電氣元件的信息存入指定的表格DataTable1中，將SCADA數(shù)據(jù)中取出各電氣元件的信息存入指定的表格DataTable2中；3.2)表格DataTable1中開關(guān)和斷路器在表格DataTable2中都有該時刻的開閉狀態(tài)，根據(jù)表格DataTable2中的信息，將表格DataTable1中所有斷開的開關(guān)和斷路器(刀閘節(jié)點(diǎn)，下同)的信息刪除；3.3)建立列表List與列表ListCNTN，將從表格DataTable1中刪除的開關(guān)與斷路器的節(jié)點(diǎn)信息<firstCN,rearCN>信息加入到列表ListCNCN中，其中firstCN表示節(jié)點(diǎn)的首端CN，rearCN表示節(jié)點(diǎn)的末端CN；3.4)使用預(yù)設(shè)的搜索算法將直接相連的開關(guān)和斷路器節(jié)點(diǎn)CN全部用同一個TN替換，并且將對應(yīng)的<CN,TN>加入到列表ListCNTN中；3.5)針對線路節(jié)點(diǎn)信息<firstCN,rearCN>、繞組節(jié)點(diǎn)信息<firstCN,rearCN>、電抗器節(jié)點(diǎn)信息<firstCN,rearCN>、母線節(jié)點(diǎn)信息CN、發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)信息CN、電容器節(jié)點(diǎn)信息CN，如果有CN節(jié)點(diǎn)有對應(yīng)的TN則用對應(yīng)的TN替代，否則為該CN節(jié)點(diǎn)生成新的TN’，并且將關(guān)系<CN,TN’>加入到列表ListCNTN中；3.6)得到記錄了電網(wǎng)中所有電氣元件CN節(jié)點(diǎn)和新生成的TN之間對應(yīng)關(guān)系的列表ListCNTN，判定對應(yīng)同樣的TN的所有CN節(jié)點(diǎn)屬于同一個邏輯節(jié)點(diǎn)且等效于直接相連；3.7)將所有雙節(jié)點(diǎn)電氣元件的節(jié)點(diǎn)信息<firstCN,rearCN>全部用ListCNTN中對應(yīng)的TN替換，將替換后的結(jié)果用<firstTN,rearTN>表示，并存入列表ListTNTN。3.8)遍歷列表ListTNTN，根將整個電網(wǎng)分成一個或多個電氣島，對各個電氣島內(nèi)的TN進(jìn)行統(tǒng)一編號；3.9)拓?fù)浞治鼋Y(jié)束，得到包括了各電氣島以及各電氣元件的屬性信息、SCADA數(shù)據(jù)以及連接關(guān)系的拓?fù)浞治鼋Y(jié)果。如圖4所示，本實(shí)施例步驟3.4)的詳細(xì)步驟包括：3.4.1)建立列表List<StringList>和類型變量ListResult，建立列表ListCN和列表ListTemp，建立列表ListCNTN；3.4.2)判斷列表ListCNCN是否為空，如果列表ListCNCN非空，則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3.4.3)，否則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3.4.8)；3.4.3)清空列表ListCN與列表ListTemp；3.4.4)將列表ListCNCN中第一條記錄中的firstCN、rearCN分別加入到列表ListCN中，將列表ListCNCN中第一條記錄加入到列表ListTemp中并從列表ListCNCN中刪除；3.4.5)判斷列表ListCNCN中是否存在符合條件的記錄<firstCN,rearCN>，該記錄中的firstCN或rearCN出現(xiàn)在列表ListCN中，如果存在符合條件的記錄則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3.4.6)，否則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3.4.7)；3.4.6)針對符合條件的記錄<firstCN,rearCN>，若符合條件的記錄中的firstCN出現(xiàn)在列表ListCN中，則將該記錄的rearCN加入到列表ListCN；若符合條件的記錄中的rearCN出現(xiàn)在列表ListCN中，則將該記錄的firstCN加入到列表ListCN；將符合條件的記錄<firstCN,rearCN>加入列表ListTemp中并從列表ListCNCN中刪除，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3.4.5)；3.4.7)將列表ListTemp加入ListResult中，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3.4.2)；3.4.8)取出ListResult中的每一個列表，并且將每個列表賦予唯一的標(biāo)識TN，將列表內(nèi)的所有CN與該列表對應(yīng)的TN產(chǎn)生的對應(yīng)關(guān)系<CN,TN>加入到列表ListCNTN中，使得列表ListCNTN中的每一條記錄則表示電網(wǎng)中所有的連接節(jié)點(diǎn)CN與邏輯節(jié)點(diǎn)TN的對應(yīng)關(guān)系。4)提取拓?fù)浞治鼋Y(jié)果的數(shù)據(jù)模型：針對拓?fù)浞治鼋Y(jié)果提取基于IEC61970標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)模型，基于IEC61970標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)模型包括拓?fù)涔?jié)點(diǎn)、電氣元件、電氣島三個模塊，電氣島包括屬于同一個電氣島的所有電氣元件的電氣元件ID；拓?fù)涔?jié)點(diǎn)為拓?fù)浞治鼋Y(jié)果的邏輯節(jié)點(diǎn)，拓?fù)涔?jié)點(diǎn)直接與一個或多個電氣元件相連，拓?fù)涔?jié)點(diǎn)具有的屬性包括拓?fù)涔?jié)點(diǎn)號、電壓等級、所屬電氣島；電氣元件包括該電氣元件端點(diǎn)的拓?fù)涔?jié)點(diǎn)號以及電網(wǎng)中與該電氣元件邏輯上直接相連在一起的電氣元件。根據(jù)IEC61970標(biāo)準(zhǔn)，提出針對拓?fù)浞治鲭A段的拓?fù)浞治鼋Y(jié)果的數(shù)據(jù)模型。本實(shí)施例中，針對拓?fù)浞治鲭A段的拓?fù)浞治鼋Y(jié)果的數(shù)據(jù)模型如圖5所示，主要包括電氣島、拓?fù)涔?jié)點(diǎn)和電氣元件三大類。電氣元件又分為母線、線路、變壓器、阻抗設(shè)備和無阻抗設(shè)備五大類。每一類對應(yīng)一種或多種電氣元件，每種電氣元件包括不同的屬性值。針對拓?fù)浞治鼋Y(jié)果提取基于IEC61970標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)模型，各電氣元件具有包括但是不僅僅包括所寫的屬性，若SCADA中或CIM數(shù)據(jù)中包括其他的屬性，可以進(jìn)行擴(kuò)展；若屬性沒有，則可以省略或者可以用0補(bǔ)充值。拓?fù)浞治鼋Y(jié)果的數(shù)據(jù)模型主要包括電氣島、拓?fù)涔?jié)點(diǎn)和電氣元件三大類。拓?fù)涔?jié)點(diǎn)是拓?fù)浞治鼋Y(jié)果的邏輯節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)可能直接與一個或多個電氣元件相連。拓?fù)涔?jié)點(diǎn)具有拓?fù)涔?jié)點(diǎn)號、電壓等級、所屬電氣島等屬性。電氣元件是各類高級分析的基礎(chǔ)，經(jīng)過拓?fù)浞治觯梢詫㈦姎庠母鞫它c(diǎn)的CN號全部替換成拓?fù)涔?jié)點(diǎn)號，這樣就可以判斷出，在實(shí)際運(yùn)行的電網(wǎng)中哪些電氣元件在邏輯上是直接相連在一起的。經(jīng)過拓?fù)浞治龊?，并不一定所有的電氣元件全部都在同一電氣島中，某些分析是針對某個具體的電氣島而言的。因此，拓?fù)浞治鼋Y(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型還提供電氣島的具體信息，其中包括電氣島內(nèi)包括的電氣元件的ID，通過ID就可以在電氣元件模塊中找到該電氣元件的詳細(xì)信息。本實(shí)施例經(jīng)過拓?fù)浞治?，將所有閉合的開關(guān)和刀閘看作無阻抗設(shè)備，將兩端的電氣元件直接相連，參見圖1，由于1011刀閘(斷路器)和1022刀閘(斷路器)斷開，因此該電網(wǎng)分成兩個電氣島，兩個電氣島的TN為重新編號后的結(jié)果，并且兩個電氣島的編號相互獨(dú)立，沒有直接關(guān)系。本實(shí)施例中，拓?fù)浞治鼋Y(jié)果的數(shù)據(jù)模型中，電氣島信息包括電氣島#1和電氣島#2，電氣島#1的詳細(xì)信息如表9所示，電氣島#2的詳細(xì)信息如表10所示。表9：電氣島#1信息表。電氣元件元件ID首端TN末端TN220kV1M母線0001TN1#1變壓器1001TN1TN210kVI母線0003TN2F1負(fù)荷2001TN2F2負(fù)荷2002TN2F3負(fù)荷2003TN2表10：電氣島#2信息表。本實(shí)施例中，拓?fù)浞治鼋Y(jié)果的數(shù)據(jù)模型中，節(jié)點(diǎn)信息包括電氣島#1和電氣島#2兩個節(jié)點(diǎn)信息，電氣島#1節(jié)點(diǎn)信息如表11所示，電氣島#2節(jié)點(diǎn)信息如表12所示。表10：電氣島#1節(jié)點(diǎn)信息表。TN號電壓等級(kV)所屬變電站TN1220A變電站TN210A變電站表11：電氣島#2節(jié)點(diǎn)信息表。TN號電壓等級(kV)所屬變電站TN1220A變電站TN210A變電站本實(shí)施例中，拓?fù)浞治鼋Y(jié)果的數(shù)據(jù)模型中各電氣元件的信息格式如下：●母線：母線ID母線名稱所屬變電站TN號額定電壓實(shí)時電壓值實(shí)時相角值實(shí)時A相電壓實(shí)時B相電壓實(shí)時C相電壓●開關(guān)：開關(guān)ID開關(guān)名稱所屬變電站首節(jié)點(diǎn)TN號末節(jié)點(diǎn)TN號實(shí)時開閉狀態(tài)●斷路器：斷路器ID斷路器名稱所屬變電站首節(jié)點(diǎn)TN號末節(jié)點(diǎn)TN號實(shí)時開閉狀態(tài)●線路：線路ID線路名稱首節(jié)點(diǎn)TN號末節(jié)點(diǎn)TN號額定電壓架空線路長度電纜線路長度正序電阻正序電抗正序并聯(lián)電導(dǎo)正序并聯(lián)電納零序電阻零序電抗零序并聯(lián)電導(dǎo)零序并聯(lián)電納實(shí)時有功值實(shí)時無功值實(shí)時電流值●雙繞組變壓器：變壓器ID電壓器名稱高壓側(cè)繞組名稱低壓側(cè)繞組名稱所屬變電站高壓側(cè)繞組TN號低壓側(cè)繞組TN號高壓側(cè)額定電壓低壓側(cè)額定電壓漏電阻漏電抗高壓側(cè)分接頭中間檔位高壓側(cè)分接頭每當(dāng)調(diào)壓比高壓側(cè)實(shí)時有功值高壓側(cè)實(shí)時無功值高壓側(cè)實(shí)時電流值高壓側(cè)實(shí)時檔位低壓側(cè)實(shí)時有功值低壓側(cè)實(shí)時無功值低壓側(cè)實(shí)時電流值低壓側(cè)實(shí)時檔位●三繞組變壓器高壓側(cè)：變壓器ID變壓器名稱高壓側(cè)繞組名稱所屬變電站高壓側(cè)繞組TN號虛擬TN號高壓側(cè)額定電壓漏電阻漏電抗高壓側(cè)分接頭中間檔位高壓側(cè)分接頭每檔調(diào)壓比實(shí)時有功值實(shí)時無功值實(shí)時電流值實(shí)時檔位●三繞組變壓器中壓側(cè)：變壓器ID變壓器名稱中壓側(cè)繞組名稱所屬變電站中壓側(cè)繞組TN號虛擬TN號中壓側(cè)額定電壓漏電阻漏電抗中壓側(cè)分接頭中間檔位中壓側(cè)分接頭每檔調(diào)壓比實(shí)時有功值實(shí)時無功值實(shí)時電流值實(shí)時檔位●三繞組變壓器低壓側(cè)：變壓器ID變壓器名稱低壓側(cè)繞組名稱所屬變電站低壓側(cè)繞組TN號虛擬TN號低壓側(cè)額定電壓漏電阻漏電抗實(shí)時有功值實(shí)時無功值實(shí)時電流值實(shí)時檔位●發(fā)電機(jī)：發(fā)電機(jī)ID發(fā)電機(jī)名稱所示變壓器發(fā)電機(jī)TN號額定電壓額定功率正序電阻正序電抗負(fù)序電阻負(fù)序電抗零序電阻零序電抗實(shí)時有功值實(shí)時無功值實(shí)時電流值●電抗器：電抗器ID電抗器名稱所屬變電站首節(jié)點(diǎn)TN號末節(jié)點(diǎn)TN號額定電壓電抗值實(shí)時有功值實(shí)時電流值實(shí)時A相電流值實(shí)時B相電流值實(shí)時C相電流值●電容器：電容器ID電容器名稱所屬變電站節(jié)點(diǎn)TN號額定電壓電抗值實(shí)時有功值實(shí)時電流值實(shí)時A相電流值實(shí)時B相電流值實(shí)時C相電流值●負(fù)載：負(fù)載IDTN號負(fù)載名稱所屬變電站實(shí)時有功值實(shí)時無功值實(shí)時電流值本實(shí)施例中，拓?fù)浞治鼋Y(jié)果的數(shù)據(jù)模型中各電氣元件的信息如下：I)電氣島#1：母線信息：變壓器信息：變壓器ID電壓器名稱高壓側(cè)繞組名稱低壓側(cè)繞組名稱所屬變電站高壓側(cè)繞組TN號低壓側(cè)繞組TN號高壓側(cè)額定電壓低壓側(cè)額定電壓漏電阻漏電抗高壓側(cè)分接頭中間檔位高壓側(cè)分接頭每當(dāng)調(diào)壓比高壓側(cè)實(shí)時有功值高壓側(cè)實(shí)時無功值高壓側(cè)實(shí)時電流值高壓側(cè)實(shí)時檔位低壓側(cè)實(shí)時有功值低壓側(cè)實(shí)時無功值低壓側(cè)實(shí)時電流值低壓側(cè)實(shí)時檔位1001#1變壓器#1byq變高#1byq變低A變電站TN1TN2220kV10kV0.9Ω42Ω91.2512.319Mvar-3.434Mvar63.56A2-12.329Mvar3.454Mvar56.52A1負(fù)荷信息：II)電氣島#2：母線信息：變壓器信息：變壓器ID電壓器名稱高壓側(cè)繞組名稱低壓側(cè)繞組名稱所屬變電站高壓側(cè)繞組TN號低壓側(cè)繞組TN號高壓側(cè)額定電壓低壓側(cè)額定電壓漏電阻漏電抗高壓側(cè)分接頭中間檔位高壓側(cè)分接頭每當(dāng)調(diào)壓比高壓側(cè)實(shí)時有功值高壓側(cè)實(shí)時無功值高壓側(cè)實(shí)時電流值高壓側(cè)實(shí)時檔位低壓側(cè)實(shí)時有功值低壓側(cè)實(shí)時無功值低壓側(cè)實(shí)時電流值低壓側(cè)實(shí)時檔位1001#2變壓器#2byq變高#2byq變低A變電站TN1TN2220kV10kV0.6Ω39Ω91.2512.129Mvar-3.523Mvar58.26A2-12.008Mvar3.584Mvar61.26A1負(fù)荷信息：5)發(fā)布拓?fù)浞治鼋Y(jié)果：將基于IEC61970標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)模型(各電氣元件的屬性值及其實(shí)時監(jiān)測值)通過指定的數(shù)據(jù)交換方式發(fā)布。本實(shí)施例中，建立專門的軟件系統(tǒng)進(jìn)行電網(wǎng)拓?fù)浞治?，根?jù)步驟S4提出的統(tǒng)一拓?fù)浞治鼋Y(jié)果數(shù)據(jù)模型，采用IEC61970標(biāo)準(zhǔn)CIS中的WebService的形式，將該拓?fù)浞治鼋Y(jié)果數(shù)據(jù)發(fā)布出去，各電力系統(tǒng)高級分析應(yīng)用系統(tǒng)廠商可以根據(jù)該模型獲取電網(wǎng)拓?fù)浞治鼋Y(jié)果，進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)，從而方便了系統(tǒng)的集成與維護(hù)。本實(shí)施例基于IEC61970標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)模型來發(fā)布拓?fù)浞治鼋Y(jié)果，通過該數(shù)據(jù)模型實(shí)現(xiàn)“大粒度”的數(shù)據(jù)共享，節(jié)約資源，方便了各廠商的開發(fā)與系統(tǒng)的集成。IEC61970中CIS描述的接口主要用于信息交換以及訪問公共數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。實(shí)現(xiàn)IEC61970中CIS部分有CORBA和WebService等多種選擇，而本發(fā)明是由統(tǒng)一的系統(tǒng)進(jìn)行拓?fù)浞治?，根?jù)步驟S4提出了統(tǒng)一的拓?fù)浞治鼋Y(jié)果的數(shù)據(jù)模型，將該數(shù)據(jù)模型中各類電氣元件的屬性值及其實(shí)時監(jiān)測值以XMLWebService形式發(fā)布出去，各廠商可以根據(jù)該模型進(jìn)行開發(fā)，從而達(dá)到IEC61970中信息交換的目的，最終方便了系統(tǒng)的集成與維護(hù)。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3