[发明专利]基于SG-CIM模型的配电网状态估计方法

说明书

 

技术领域

本发明属于电力系统信息交互和电网运行领域。具体地说是一种基于SG-CIM模型的配电网状态估计方法。

背景技术

状态估计是利用电网量测信息的冗余度,结合电网络实时网络结构,采用估计理论,为调度中心提供准确完整的系统状态数据。目前在输电系统中应用较为成熟。

配电网和输电网相比，其拓扑结构更为复杂，并且存在三相不平衡等因素。目前，配电网实时的监测布点较少，使得状态估计算法应数据冗余度不足而难以进行。通常需要对负荷等物理量设置伪测量，保证状态估计算法正常运行。由于伪测量主要依据历史数据推导估计，精度不如实际测量，降低了结果的可信度。

近年来，配变终端安装了配电台区智能监控终端、智能电表等新型设备，加强了对末端电网的监控。考虑成本因素，相关采集数据主要通过GPRS等无线公网定时送至用电信息采集系统。在状态估计中引入配电台区和智能电表信息可以增加数据冗余，提高状态估计的准确度。

配电网中一般都会部署多套自动化系统，如：配网自动化系统、调度自动化系统(EMS)、地理信息系统(GIS)、生产管理系统(PMS)、营销系统、95598系统、用电信息采集系统等。这些系统大多按各自专业建设，软件间的集成难度也不断加大，存在 “信息孤岛”现象。目前这些信息的交互和集成亟须采用一种标准、开放的集成体系架构，来解决各业务应用之间的模型和数据交换问题，为高级应用功能的开发提供标准、开放的平台。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种基于SG-CIM模型的配电网状态估计方法，该方法基于电网公司公共信息模型（State Grid Common Information Model，SG-CIM）和组件接口规范（Component Interface Specification，CIS）解决系统间的数据交互问题。通过数据交互总线整合各系统的模型数据和量测，增加状态估计算法的数据冗余，同时构建适用于配电网状态估计的SG-CIM信息模型，提高了结果的精确度和适用性。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种基于SG-CIM模型的配电网状态估计方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1）分析SG-CIM模型中和配电网拓扑结构相关的包、主要的类以及类之间的关系；

2）对主网、配电网以及用户侧拓扑模型进行拼接，获取完整的配电网拓扑模型；

    3）获取配电网实时数据信息，并根据状态估计的算法对实时数据进行预处理，满足状态估计的需要；

    4）配电网状态估计模型的扩展，使其满足状态估计计算各方面功能的要求，进行状态估计。

本发明步骤1）中，涉及了IEC61970/61968的拓扑包(Topology)和核心包(Core)；包括了 5个比较重要的类：拓扑节点类(TopologicalNode)、拓扑岛类(Topologicallsland)、导电设备类(ConductingEquipment)、端点类(Terminal)和连接节点类(ConnectivityNode)；其中，端点类(Terminal)代表导电设备连接到电力系统中的电气接口，每一个端点都属于一个具体的导电设备；原则上每一个端点必然连接到一个连接节点上，而每一个连接节点又一定属于一个拓扑节点；类之间的关系主要有继承、关联、聚合。

步骤2）中，对调度自动化系统的主网、PMS系统的配网以及用电信息采集系统中的配电终端进行网络拓扑拼接，构建配电网的全拓扑结构；实现不同系统之间的模型对接。

步骤3）中，对调度自动化中的实时量测、配电自动化的实时量测以及用电系统中的台区和用户量测进行数据集成，实现实时数据的跨系统集成，并根据状态估计的需要进行数据变换。

步骤4）中，创建配电状态估计类DistributionStateEstimaton，此类中定义必要的固有属性，如量测矩阵MeasMatrix、信息矩阵G-Matrix、Jacobian矩阵H-Matrix、权系数矩阵W-Matrix；根据状态估计算法对量测量进行变换，并进行状态估计。

配电网状态估计的主要步骤如下：

(1)配电网络拓扑及电气参数；获取配电网络支路、节点相关信息以及相关的电气参数；

(2)初始化；初始化各节点电压；

(3)量测变换；将各量测量进行等效量测变换；

(4)构造量测向量Z和权系数矩阵W；