本發(fā)明涉及一種基于模糊推理的cim模型拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)規(guī)約與修正方法。
背景技術(shù)：
公共信息模型(cim)是一個(gè)抽象模型，描述電力企業(yè)的所有主要對(duì)象，特別是與電力運(yùn)行有關(guān)的對(duì)象。
通過(guò)提供一種用對(duì)象類和屬性及他們之間關(guān)系來(lái)表示電力系統(tǒng)資源的標(biāo)準(zhǔn)方法，cim方便地實(shí)現(xiàn)不同賣方獨(dú)立開(kāi)發(fā)的能量管理系統(tǒng)(ems)應(yīng)用的集成，多個(gè)獨(dú)立開(kāi)發(fā)的完整ems系統(tǒng)之間的集成，以及ems系統(tǒng)和其它涉及電力系統(tǒng)運(yùn)行的不同方面的系統(tǒng)，例如發(fā)電或配電系統(tǒng)之間的集成。這是通過(guò)定義一種基于cim的公共語(yǔ)言(即語(yǔ)法和語(yǔ)義)，使得這些應(yīng)用或系統(tǒng)能夠不依賴于信息的內(nèi)部表示而訪問(wèn)公共數(shù)據(jù)和交換信息來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
cim中描述的對(duì)象類本質(zhì)上是抽象的，可以用于各種應(yīng)用。cim的使用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了它在ems中應(yīng)用的范圍。應(yīng)當(dāng)把本標(biāo)準(zhǔn)理解為一種能夠在任何領(lǐng)域?qū)嵭屑傻墓ぞ?，只要該領(lǐng)域需要一種公共電力系統(tǒng)，使得應(yīng)用和系統(tǒng)之間能夠?qū)崿F(xiàn)互操作和插入兼容性，而與任何具體實(shí)現(xiàn)無(wú)關(guān)。由于完整的cim的規(guī)模較大，所以將包含在cim中的對(duì)象分成了幾個(gè)邏輯包，每個(gè)邏輯包代表整個(gè)電力系統(tǒng)模型的某一部分。這些包的集合發(fā)展成為獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)。
現(xiàn)有cim模型遵循iec61970標(biāo)準(zhǔn)。iec61970是國(guó)際電工委員會(huì)制定的《能量管理系統(tǒng)應(yīng)用程序接口(ems-api)》系列國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)應(yīng)國(guó)內(nèi)的電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)dl890。iec61970系列標(biāo)準(zhǔn)定義了能量管理系統(tǒng)(ems)的應(yīng)用程序接口(api)，目的在于便于集成來(lái)自不同廠家的ems內(nèi)部的各種應(yīng)用，便于將ems與調(diào)度中心內(nèi)部其它系統(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。
iec61970主要由接口參考模型、公共信息模型(cim)和組件接口規(guī)范(cis)三部分組成。接口參考模型說(shuō)明了系統(tǒng)集成的方式，公共信息模型定義了信息交換的語(yǔ)義，組件接口規(guī)范明確了信息交換的語(yǔ)法。在現(xiàn)有電網(wǎng)調(diào)度scada系統(tǒng)中，均支持進(jìn)行基于iec61970規(guī)范的cim模型交互格式。
在配網(wǎng)智能化圖模管理及輔助決策系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，需要實(shí)時(shí)獲取最新的電網(wǎng)拓?fù)錉顟B(tài)、設(shè)備狀態(tài)與各類量測(cè)值。由于這些數(shù)據(jù)來(lái)自多個(gè)不同的系統(tǒng)，其中主要以ems系統(tǒng)的scada主服務(wù)器為源，由于各類采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)的不一致性與輸電網(wǎng)拓?fù)涞臋z修/事故等變化信息的更新時(shí)延問(wèn)題，所以導(dǎo)致了分析系統(tǒng)所獲得的cim模型存在偏差，而這些偏差將直接影響后期優(yōu)化系統(tǒng)的分析結(jié)果。
因此，有很必要設(shè)計(jì)一個(gè)能夠?qū)im文件及其各種對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的規(guī)約與糾偏方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中在電網(wǎng)拓?fù)鋍im結(jié)構(gòu)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)間對(duì)應(yīng)關(guān)系的偏差問(wèn)題，實(shí)時(shí)處理的電網(wǎng)拓?fù)浜喜⒑蟠嬖阱e(cuò)誤的情況，本發(fā)明提出了一種基于模糊推理的cim模型拓?fù)鋵?shí)時(shí)規(guī)約與修正方法，能夠較好的根據(jù)各類數(shù)據(jù)之間關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行模糊推理，最終得到一個(gè)更為接近真實(shí)電網(wǎng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)源。
為此，本發(fā)明提供了一種基于模糊推理的cim模型拓?fù)鋵?shí)時(shí)規(guī)約與修正方法，包括以下步驟：
(1)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)獲取
(1.1)從scada系統(tǒng)獲得當(dāng)前電網(wǎng)拓?fù)鋍im描述文件。
(1.2)從ems系統(tǒng)獲得當(dāng)前各開(kāi)關(guān)狀態(tài)(0或1)，各設(shè)備的對(duì)應(yīng)量測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)(有功p，無(wú)功q，電壓v)
(2)建立關(guān)鍵設(shè)備節(jié)點(diǎn)的可信集合
(2.1)提取cim描述中的關(guān)鍵設(shè)備節(jié)點(diǎn)，包括母線類型cim:busbarsection、開(kāi)關(guān)類型cim:breaker、變壓器類型cim:powertransformer、導(dǎo)線類型cim:aclinesegment四類電氣設(shè)備。設(shè)母線類型節(jié)點(diǎn)為si，設(shè)開(kāi)關(guān)類型節(jié)點(diǎn)為bi，變壓器類型節(jié)點(diǎn)為pi，導(dǎo)線類型節(jié)點(diǎn)為ai。
(2.2)建立可信集合u與不可信集合v，構(gòu)建隸屬度函數(shù)μ(x)，把每個(gè)關(guān)鍵設(shè)備均以隸屬度μ(x)進(jìn)行劃分，從而得到可信度向量關(guān)系：
(3)計(jì)算每個(gè)關(guān)鍵設(shè)備節(jié)點(diǎn)的隸屬度值
(3.1)計(jì)算開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)的隸屬度，讀取當(dāng)前t時(shí)刻與t-1時(shí)刻的開(kāi)關(guān)狀態(tài)信息，如果狀態(tài)信息相同則設(shè)定μ(bi)為0.8，若不同則設(shè)定μ(bi)為0.2。
(3.2)計(jì)算母線節(jié)點(diǎn)的隸屬度，讀取當(dāng)前t時(shí)刻與t-1時(shí)刻的電壓信息分別為sbt和sbt-1，其μ(si)＝1-|sbt-sbt-1|/sbt。
(3.3)計(jì)算變壓器節(jié)點(diǎn)的隸屬度，讀取當(dāng)前t時(shí)刻與t-1時(shí)刻的三側(cè)有功潮流量測(cè)值，即高壓側(cè)pht和pht-1、中壓側(cè)pmt和pmt-1、低壓側(cè)plt和plt-1，可計(jì)算其隸屬度：
(3.4)計(jì)算導(dǎo)線節(jié)點(diǎn)的隸屬度，讀取讀取當(dāng)前t時(shí)刻與t-1時(shí)刻的有功量測(cè)值與無(wú)功量測(cè)值，即有功值aclinept和aclinept-1、無(wú)功值aclineqt和aclineqt-1，可計(jì)算其隸屬度：
(4)隸屬度修正判別
(4.1)若當(dāng)前t時(shí)刻的隸屬度值μ(xi)t大于等于t-1時(shí)刻的隸屬度值μ(xi)t-1，則修正當(dāng)前隸屬度值為μ(xi)t＝μ(xi)t×(1+(μ(xi)t-μ(xi)t-1)2)。否則，當(dāng)前隸屬度值不修正。
(5)根據(jù)可信集合重新組織cim模型
(5.1)遍歷cim模型中的所有關(guān)鍵設(shè)備節(jié)點(diǎn)xi，如果其隸屬于可信集合u的概率大于隸屬于不可信集合v的概率，則設(shè)定cim模型中的該節(jié)點(diǎn)xi有效。否則，設(shè)定該節(jié)點(diǎn)無(wú)效。
(5.2)輸出所有的標(biāo)記為有效的設(shè)備節(jié)點(diǎn)，通過(guò)接口保存至scada系統(tǒng)中，并設(shè)定分析標(biāo)志位為1。
(5.3)從ems系統(tǒng)獲得新的數(shù)據(jù)，即t+1時(shí)刻的各開(kāi)關(guān)狀態(tài)(0或1)，各設(shè)備的對(duì)應(yīng)量測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)(有功p，無(wú)功q，電壓v)。轉(zhuǎn)到第(3)部分進(jìn)行新一輪實(shí)
時(shí)規(guī)約與修正流程。
本發(fā)明將模糊集與模糊推理概念引入到了電網(wǎng)實(shí)時(shí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)修正中，通過(guò)建立可信集合與不可信集合，對(duì)各類拓?fù)涔?jié)點(diǎn)和線路進(jìn)行預(yù)設(shè)聚類，然后不斷引入置信度支撐數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)的修正各個(gè)設(shè)備的隸屬度值。在可信集合與不可信集合設(shè)備間建立了模糊關(guān)系，通過(guò)模糊關(guān)系可依據(jù)典型有效拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的適配性進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而動(dòng)態(tài)的修正實(shí)時(shí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的各類錯(cuò)誤，達(dá)到糾偏與糾正的效果。通過(guò)本方法的引入，能夠在無(wú)需人工參與的情況下完成多數(shù)據(jù)源的匹配與拓?fù)湫拚?，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性特征，降低了錯(cuò)誤發(fā)生的概率。
本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在：1、cim實(shí)時(shí)修正；2、模糊推理校驗(yàn)。
除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照?qǐng)D，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
附圖說(shuō)明
構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書(shū)附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
圖1是根據(jù)本發(fā)明的基于模糊推理的cim模型拓?fù)鋵?shí)時(shí)規(guī)約與修正方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
如圖1所示，本發(fā)明的基于模糊推理的cim模型拓?fù)鋵?shí)時(shí)規(guī)約與修正方法，包括以下步驟：
s10：從scada系統(tǒng)獲得當(dāng)前電網(wǎng)拓?fù)鋍im描述文件
s20：從ems系統(tǒng)獲得當(dāng)前各開(kāi)關(guān)狀態(tài)(0或1)，各設(shè)備的對(duì)應(yīng)量測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)(有功p，無(wú)功q，電壓v)
s30：提取cim描述中的關(guān)鍵設(shè)備節(jié)點(diǎn)，包括母線類型cim:busbarsection、開(kāi)關(guān)類型cim:breaker、變壓器類型cim:powertransformer、導(dǎo)線類型cim:aclinesegment四類電氣設(shè)備。設(shè)母線類型節(jié)點(diǎn)為si，設(shè)開(kāi)關(guān)類型節(jié)點(diǎn)為bi，變壓器類型節(jié)點(diǎn)為pi，導(dǎo)線類型節(jié)點(diǎn)為ai。
s40：建立可信集合u與不可信集合v，構(gòu)建隸屬度函數(shù)μ(x)，把每個(gè)關(guān)鍵設(shè)備均以隸屬度μ(x)進(jìn)行劃分，從而得到可信度向量關(guān)系：
s50：計(jì)算關(guān)鍵設(shè)備節(jié)點(diǎn)的隸屬度
計(jì)算開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)的隸屬度，讀取當(dāng)前t時(shí)刻與t-1時(shí)刻的開(kāi)關(guān)狀態(tài)信息，如果狀態(tài)信息相同則設(shè)定μ(bi)為0.8，若不同則設(shè)定μ(bi)為0.2。
計(jì)算母線節(jié)點(diǎn)的隸屬度，讀取當(dāng)前t時(shí)刻與t-1時(shí)刻的電壓信息分別為sbt和sbt-1，其μ(si)＝1-|sbt-sbt-1|/sbt。
計(jì)算變壓器節(jié)點(diǎn)的隸屬度，讀取當(dāng)前t時(shí)刻與t-1時(shí)刻的三側(cè)有功潮流量測(cè)值，即高壓側(cè)pht和pht-1、中壓側(cè)pmt和pmt-1、低壓側(cè)plt和plt-1，可計(jì)算其隸屬度：
計(jì)算導(dǎo)線節(jié)點(diǎn)的隸屬度，讀取讀取當(dāng)前t時(shí)刻與t-1時(shí)刻的有功量測(cè)值與無(wú)功量測(cè)值，即有功值aclinept和aclinept-1、無(wú)功值aclineqt和aclineqt-1，可計(jì)算其隸屬度：
s60：若當(dāng)前t時(shí)刻的隸屬度值μ(xi)t大于等于t-1時(shí)刻的隸屬度值μ(xi)t-1，則修正當(dāng)前隸屬度值為μ(xi)t＝μ(xi)t×(1+(μ(xi)t-μ(xi)t-1)2)。否則，當(dāng)前隸屬度值不修正。
s70：遍歷cim模型中的所有關(guān)鍵設(shè)備節(jié)點(diǎn)xi，如果其隸屬于可信集合u的概率大于隸屬于不可信集合v的概率，則設(shè)定cim模型中的該節(jié)點(diǎn)xi有效。否則，設(shè)定該節(jié)點(diǎn)無(wú)效。
s80：輸出所有的標(biāo)記為有效的設(shè)備節(jié)點(diǎn)，通過(guò)接口保存至scada系統(tǒng)中，并設(shè)定分析標(biāo)志位為1。
s90：從ems系統(tǒng)獲得新的數(shù)據(jù)，即t+1時(shí)刻的各開(kāi)關(guān)狀態(tài)(0或1)，各設(shè)備的對(duì)應(yīng)量測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)(有功p，無(wú)功q，電壓v)。轉(zhuǎn)到步驟s50。
本發(fā)明將模糊集與模糊推理概念引入到了電網(wǎng)實(shí)時(shí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)修正中，通過(guò)建立可信集合與不可信集合，對(duì)各類拓?fù)涔?jié)點(diǎn)和線路進(jìn)行預(yù)設(shè)聚類，然后不斷引入置信度支撐數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)的修正各個(gè)設(shè)備的隸屬度值。在可信集合與不可信集合設(shè)備間建立了模糊關(guān)系，通過(guò)模糊關(guān)系可依據(jù)典型有效拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的適配性進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而動(dòng)態(tài)的修正實(shí)時(shí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的各類錯(cuò)誤，達(dá)到糾偏與糾正的效果。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。