电力系统一次设备与模型课件

1、2013.11电力系统一次设备CIM-15模型齐文斌2019-12013.11电力系统一次设备CIM-15模型齐文斌2019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2019-2目 录电力系统概述发电机模型2019-21 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2019-31 电力系统概述发电用电输电变电配电RTURTURTU数据采1.1 电力系统水库GMM电力网电力系统动力系统发电厂水轮机 发电机变电所

2、升压变压器输电线路变电所降压变压器用户用电设备2019-41.1 电力系统水库GMM电力网电力系统动力系统发电厂变电所 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

3、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 。2019-5 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1.3 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

4、，如裸导体、电缆等。用于传输电能或连接电气设备。2019-61.3 一次设备 通常把生产、变换、输送、分配和使用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110kV35kV35kV500kV220kV110kV10 kV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2019-71.4 电力系统超高压远距离输电网地方电力网区域电力网1101.5 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：110kV；高压网：高于10kV、低于330kV；超高压网：低于750kV；特高压网：1000kV及以上。 2019-81.5 电力网 电力

5、网：2019-82 公共信息模型CIMCIM(Common Information Model)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IEC 61970的基础与核心CIM是可以扩展的2019-92 公共信息模型CIMCIM(Common Informat2.1 CIM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Draft IEC 61970: Energy Management System Application P

6、rogram Interface (EMS-API) Part 301: Common Information Model (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2019-102.1 CIM模型标准文件能量管理系统应用程序接口（EMS-2.2 变电站的一次接线2019-112.2 变电站的一次接线2019-112.3 一次接线图2019-122.3 一次接线图2019-123 容 器2019-133 容 器2019-133.1 基本层次关系主控制区（HostControlArea）子控制区(SubControlArea）厂站（Substation

7、）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2019-143.1 基本层次关系主控制区（HostControlArea2019-152019-15ID : XML及数据管理中用到

8、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2019-16ID : XML及数据管理中用到的关键字段.3.2 模型的基3.3 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2019-173.3 属性例子Name: 5011开关间隔2019-17S/S BS/S ALine #1Line #24 线路模型(AclineSegm

9、ent) 关联量测I、P 、Q 、V 2019-18S/S BS/S ALine #1Line #24 线路模2019-192019-194.1 线路基本属性 基本属性:struct ACLINESEGMENT_PARAintm_ID;charm_name32;charm_description64;charm_phases4;intm_terminal0_id;intm_terminal1_id;floatm_length;charm_type10;floatm_bch;floatm_b0ch;floatm_gch;floatm_g0ch;floatm_r;floatm_r0;floatm_

10、x;floatm_x0;intm_basevoltage_id;intm_fromBay_id;intm_toBay_id;2019-204.1 线路基本属性 基本属性:2019-205 CIM-12开关设备模型 一般关联量测 I、P 、Q 、POS 2019-215 CIM-12开关设备模型 一般关联量测 I、P 、Q CIM-15开关模型2019-22CIM-15开关模型2019-22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: breaker2019-23功能：不仅能通断正常负荷电流，而且能接通和承受

11、一定时间的短路220KV少油断路器5.2 断路器:breakerQF图形符号2019-24220KV少油断路器5.2 断路器:breakerQF图形符500kVSF6断路器2019-25500kVSF6断路器2019-255.3 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2019-265.3 隔离开关:disconector 功能：主要用来5.4 隔离开关:disconector2019-275.4 隔离开关:disconector2019-272019-282

12、019-285.5 负荷开关: load disconector2019-295.5 负荷开关: load disconector2012019-302019-305.6 开关基本属性 基本属性:struct BREAKER_PARAintm_ID;charm_name32;charm_description64;charm_phases4;intm_terminal0_id;intm_terminal1_id;SF_Bytem_normalOpen;SDateTimem_switchOnDate;intm_basevoltage_id;intm_equipmentcontainer_id;2

13、019-315.6 开关基本属性 基本属性:2019-316 变压器模型 2019-326 变压器模型 2019-322019-332019-332019-342019-346.1 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2019-356.1 变压器模型基本表 PowerTransformer 2019-362019-36续上页10kV级SCB10型 (IP20) 10kV级SG10型10kV级SCB10型（IP00)高压接

14、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2019-37续上页10kV级SCB10型 (IP20) 10kV级SG7 发电机模型 2019-387 发电机模型 2019-38发电机2019-39发电机2019-397.1 发电机模型属性 struct SYNCHRONOUSMACHINE_PARAintm_ID;charm_name32;charm_description64;intm_company_id;intm_terminal0_id;floatm_baseMVar;floatm_damping;floatm_inertia;floatm_r;flo

15、atm_r0;floatm_x;floatm_x0;floatm_xDirectSubtrans;floatm_xDirectSync;floatm_xDirectTrans;floatm_xQuadSubtrans;floatm_TD0Subtrans;floatm_TD0Trans;floatm_TQ0Subtrans;floatm_TQ0Trans;floatm_xQuadSync;floatm_xQuadTrans;shortm_operatingMode;shortm_type;intm_basevoltage_id;intm_basevoltage_idx;intm_swingRa

16、nk;intm_avr_model;intm_avrID;intm_gov_model;intm_govID;intm_pss_model;intm_pssID;2019-407.1 发电机模型属性 2019-408 负荷设备模型 2019-418 负荷设备模型 2019-418.1 负荷设备模型属性 struct ENERGYCONSUMER_PARAintm_ID;charm_name32;charm_description64;intm_terminal0_id;floatm_pFexp;floatm_pFixed;floatm_pFixedPct;floatm_pNom;floatm_

17、pNomPct;floatm_powerFactor;floatm_pVexp;floatm_qFexp;floatm_qFixed;floatm_qFixedPct;floatm_qNom;floatm_qNomPct;floatm_qVexp;intm_loadDemandModels;floatm_loadDemandModelsIdx;intm_basevoltage_idx;2019-428.1 负荷设备模型属性 2019-429 物理母线模型 S/S ATrans #1CB110CB120LS111LS112LS121LS122Bus 1-1Bus 1-2Bus 2-1Bus 2-

18、2157kV77kV表名： BusBarSection 单端元件2019-439 物理母线模型 S/S ATrans #1CB110CB19.1 母线模型属性 struct BUSBARSECTION_PARAintm_ID;charm_name32;charm_description64;charm_phases4;intm_terminal0_id;intm_basevoltage_id;intm_equipmentcontainer_id;2019-449.1 母线模型属性 2019-442019-452019-4510 拓朴关系2019-4610 拓朴关系2019-46Node and

19、 branch modelCNCNCNCNCNCNCNCNCNCNCNCNCNCNCNCNCNCNTopology modelTopologicalNodeConnectivityNode2019-47Node and branch modelCNCNCNCNC11 量测关联 2019-4811 量测关联 2019-4811.2 扩展PMU数据的量测属性2019-4911.2 扩展PMU数据的量测属性2019-4911.3 量测类型定义表1- MeasurementType 命名规则NamealiasNameDescriptionCurrent Amps非三相电路的电流(rm.)ThreePh

20、aseCurrent TotAmps三相电路的总电流(rms)Frequency Hz频率 (f)PowerFactortPwrFac功率因数 (pf)ThreePhasePowerFactorTotPF三相电路的平均功率因数(pf)ThreePhaseApparentPower TotVA三相电路的总视在功率 (S)ThreePhaseReactivePowerr TotVA三相电路的总无功功率(Q)ThreePhaseActivePower TotW三相电路的总有功功率(P) ApparentPower VoltAmp非三相电路的视在功率(S)ReactivePower VoltAmpR非

21、三相电路的无功功率 (Q)Voltage Volts电压 (V) (r.m.s.)ActivePowerWatts非三相电路的有功功率 (P)PressurePres压力Temperature Temp温度ThreePhaseAngle TotAng三相电路的相角(phi)2019-5011.3 量测类型定义表1- MeasurementTyp11.3 量测类型定义(续)NamealiasNameDescriptionApparentEnergyTotVAh视在能量ReactiveEnergy TotVArh无功能量ActiveEnergy TotWh有功能量Automatic Auto自动运

22、行 (非手动). automatic = TRUELocalOperation Loc当地运行 (非远动). local =TRUEAutomaticControl LTCBlkLTC 闭锁的自动控制 (受约束的). blocked = TRUESwitchPosition Pos开关位置 (2 bits = intermediate, open, closed, ignore)TapPosition TapPos电力变压器或移相器的分接头位置Operation CountOperCnt运行计数 主要指开关ParallelTransformersParallelTransformersParallel变压器并列运行模式2019-5111.