CIME电网物理模型描述与交换规范试行.docx

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CIME电网物理模型描述与交换规范试行

附件2：

CIM/E电网物理模型描述与交换规范

（试行）

范围

本方案适用于国家电网公司范围内调度机构，包括国调、各网调、省（市）调和地调。

电网模型数据拼接内容包括静态电网模型、设备参数、设备连接关系以及实时通信数据索引表。

参考文件

●DL/T890.301-2004/IEC61970-301:

2003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

●Q/GDW215-2008电力系统数据标记语言―E语言规范

●Q/GDW216-2008电网运行数据交换规范

●Q/GDW137－2006电力系统分析计算用的电网设备参数和运行数据规范

●电网设备通用模型命名规范（试行）

总体要求

电网模型参数、运行数据原则上按照调度隶属关系进行源端维护，即省（市）调维护220kV电网模型参数，国调、网调维护500kV以上电网模型参数，省（市）调以周期或变化传送方式，及时将最新220kV电网模型参数上传网调，网调结合500kV模型，进行模型拼接，形成完整的全网220kV以上电网模型，导入调度自动化系统，并下发省（市）调。

同时，国调和三华网调对各网调的导出模型文件进行拼接入库。

各电网调度中心同时维护本系统内电网设备模型对应的实时运行数据通信索引表，自动生成，减少维护工作量。

3.1电网模型拼接

根据电网调度管辖权，具体边界可视情况确定。

边界设备一般定义为变压器或者交流线段

3.2模型格式

调度中心之间的模型交互采用CIM/E语言格式文件。

在交互过程中建议采用全模型，也可采用增量模型方式，如采用增量模型，需加强安全措施，确保每次增量模型正确，防止一次增量模型丢失造成模型混乱无法补救。

3.3设备命名

各级调度中心需按《电网设备通用模型命名规范（试行）》，对各类设备进行规范化命名，老系统不支持规范命名的，导出模型时需进行名称转换，形成含路径的全名，设备全路径名为系统内唯一标识。

3.4模型的拆分与拼接

接收地调模型后，应可根据边界定义规则对地调模型进行裁剪，如110kV以下、地刀等，具体规则根据省（市）上传模型情况以及应用需求讨论决定。

地调上送的模型要保证拓扑连接关系正确，否则影响模型的拆分与切割。

根据确定的边界，将地调裁剪优化模型与省（市）调模型进行拼接，形成全网模型。

拼接时部分单位模型不全时可使用相应单位最新版本的模型文件，不影响模型拼接流程的正常运转。

3.5模型的校验与导入

模型文件在导出和导入时，应结合量测信息进行校验，包括拓扑连接关系校验，状态估计计算校验。

拼接形成的220kV以上全网模型通过语法语义和简单逻辑校验后，可以导入（或生成）离线数据库，生成画面，生成通信索引表；可在孤立的工作站上进行潮流、静态安全分析、暂稳仿真等测试；验证测试通过后，该模型及其对应的数据库、画面、索引表等方可投入在线运行。

3.6模型与通信索引表

在完成模型拼接的同时，自动生成最新通信索引表，发给通信对端单位，分别根据数据名称形成各自的数据库标识索引。

为减少点号更新对已有数据通信带来的影响，建议原有量测点号保持不变，新增量测在尾部增加，或按顺序使用中间的空点。

3.7模型与图形文件

网、省（市）调上传的110kV以上相关厂站的接线图均应在模型导入时自动触发相关厂站图形的生成。

各级调度中心应支持导入和导出G格式的厂站接线图和潮流图，以便于相互校验。

电网物理模型描述

为满足电网调度自动化系统运行要求，电网模型应为物理连接模型，包含区域、基准电压、厂站、电压等级、间隔、断路器、刀闸、母线段、同步发电机、线路、交流线段、负荷、变压器、变压器绕组、变压器分接头类型、并联补偿器、串联补偿器、非设备遥测、非设备遥信、保护信号、遥测、遥信等26类对象，各类对象包含的属性项及相关要求如下,其中各参数单位采用有名值，电压、有功、无功的单位分别为kV、MW、MVar。

为了便于进行模型的验证测试，模型中应包括基本量测数据（如：

线路潮流、母线电压、机组出力等SCADA实测数据）和基本参数（如：

线路、变压器的阻抗、电抗等）。

4.1区域类（ControlArea）

表1区域类（ControlArea）

序号

属性项

属性项

英文名

量纲

字段类型

属性要求

1

标识

mRID

s

为原系统中的标识，在整个模型文件中唯一，

2

本区域名

name

s

为本电网的标准中文名称，如华中、河南、开封等；见《电网设备通用数据模型命名规范（试行）》的电网命名。

3

父区域名

Parent

s

为该电网所属上级电网的标准中文名称，如国网、华中等；见《电网设备通用数据模型命名规范（试行）》的电网命名。

4

总有功

p

f

区域总加：

总出力，总负荷，火电出力，水电出力、核电出力、风电出力，

区域频率

5

总无功

q

f

区域总加：

总出力，总负荷，火电出力，水电出力、核电出力、风电出力，

区域频率

说明：

（1）区域细化到地区，通过父区域标识关联建立区域间的隶属关系。

（2）字段类型：

s表示字符串，f表示浮点数，i表示整数，下同。

4.2基准电压类（BaseVoltage）

表2基准电压类（BaseVoltage）

序号

属性项

属性项

英文名

量纲

字段类型

属性要求

1

标识

mRID

s

在整个模型文件中唯一，在原系统中的标识

2

基准电压名

name

s

如500kV，220kV，1000kV，35kV,其中k小写，V大写。

见《电网设备通用数据模型命名规范（试行）》的电压等级命名。

3

基准电压

nomkV

kV

f

小数点后面保留两位有效位数

4.3厂站类（Substation）

表3厂站类（Substation）

序号

属性项

属性项

英文名

量纲

字段类型

属性要求

1

标识

mRID

s

原系统中的标识，在整个模型文件中唯一

2

中文原名

name

s

原系统中的设备中文名称

3

标准带路径厂站全名

pathName

s

《电网设备通用模型命名规范（试行）》中要求的厂站标准名称。

区域名.厂站名（中文，调度命名），如华中.葛大江。

4

厂站类型

type

s

火电厂/水电厂/变电站（含开关站）/抽蓄电厂/风电厂/核电厂/燃气电厂/光伏电厂/虚拟站/T接站

5

所属区域标识

ControlArea

s

对区域标识的引用

对应ControlArea的mRID

6

总有功

p

f

站-总有功，总无功；

厂-发电有功，发电无功。

7

总无功

q

f

8

厂站经度

x

f

厂站经度坐标（x）

9

厂站纬度

y

f

厂站纬度坐标（y）

10

电流量测标识

i_flag

是否有电流量测。

0-没有电流量测；1-有电流量测。

11

地刀量测标识

mGdis_flag

地刀是否有量测。

0-没有电流量测；1-有电流量测。

12

机组变压器量测标识

mUnXf_flag

机组变压器是否有量测。

0-没有电流量测；1-有电流量测。

4.4电压等级类（VoltageLevel）

表4电压等级类（VoltageLevel）

序号

属性项

属性项

英文名

量纲

字段类型

属性要求

1

标识

mRID

s

在整个模型文件中唯一，在原系统中的标识

2

中文原名

name

s

原系统中的设备中文名称

3

标准带路径电压等级全名

pathName

s

《电网设备通用数据模型命名规范（试行）》中要求的标准名称。

由区域名、厂站名和基准电压拼成，中间加分隔符“.”，厂站名后用“/”分隔，如华中.葛大江/500kV。

4

电压上限

highkV

kV

f

没有NULL

5

电压下限

lowkV

kV

f

没有NULL

6

所属厂站标识

Substation

s

对厂站标识的引用，Substation的mRID，以下关联属性同

7

基准电压标识

BaseVoltage

s

对基准电压标识的引用

8

结线类型

type

s

二分之三结线、三分之四结线、双母结线、双母带旁路结线、双母分段结线、单母结线、三角型结线、四角型结线。

4.5断路器类（Breaker）

表5断路器类（Breaker）

序号

属性项

属性项

英文名

量纲

字段类型

属性要求

1

标识

mRID

s

在整个模型文件中唯一，在原系统中的标识

2

中文原名

name

s

原系统中的设备中文名称,调度命名+开关，如5011开关

3

标准带路径全名

pathName

s

《电网设备通用数据模型命名规范（试行）》中要求的标准名称。

区域、厂站、基准电压、间隔、断路器名拼接而成的全路径名称，其中间隔允许没有。

如华中.葛大江/500kV.间隔1.5011开关或华中.葛大江/500kV.5011开关

4

断路器类型

type

s

普通开关/母联/旁路

5

物理连接节点号

I_node

s

物理连接节点号

6

物理连接节点号

J_node

s

物理连接节点号

7

所属厂站标识

Substation

s

对厂站标识的引用

8

基准电压标识

BaseVoltage

s

对基准电压标识的引用

9

所属电压等级标识

VoltageLevel

s

对电压等级标识的引用

10

状态

status

i

1-合闸，0-断开（量测）

4.6刀闸类（Disconnector）

表6刀闸类（Disconnector）

序号

属性项

属性项

英文名

量纲

字段类型

属性要求

1

标识

mRID

s

在整个模型文件中唯一，在原系统中的标识

2

中文原名

name

s

调度命名+刀闸，如50111刀闸，原系统中的中文名字。

3

标准带路径全名

pathName

s

《电网设备通用数据模型命名规范（试行）》中要求的标准名称。

区域、厂站、基准电压、间隔、刀闸名拼接而成的全路径名称，其中间隔允许没有。

如华中.葛大江/500kV.间隔1.50111刀闸或华中.葛大江/500kV.50111刀闸

4

物理连接节点号

I_node

s

物理连接节点号

5

物理连接节点号

J_node

s

物理连接节点号

6

所属厂站标识

Substation

s

对厂站标识的引用

7

基准电压标识

BaseVoltage

s

对基准电压标识的引用

8

所属电压等级标识

VoltageLevel

s

对电压等级标识的引用

9

状态

status

i

1-合闸，0-断开（量测）

4.7母线段类（BusbarSection）

表7母线类（BusbarSection）

序号

属性项

属性项

英文名

量纲

字段类型

属性要求

1

原标识

mRID

s

在整个模型文件中唯一，在原系统中的标识

2

中文原名

name

s

原系统中的中文名字。

3

标准带路径全名

pathName

s

《电网设备通用数据模型命名规范（试行）》中要求的标准名称。

4

母线节点号

I_node

s

物理连接节点号

5

所属厂站标识

Substation

s

对厂站标识的引用

6

基准电压标识

BaseVoltage

s

对基准电压标识的引用

7

所属电压等级标识

VoltageLevel

s

对电压等级标识的引用

8

位置信息

Location

s

母线类型：

上

（1）/下

（2）/旁（3），指220kV双母带旁母的接线图，如果不是该类型的接线图，则为NULL。

自动生成图形需要确定的位置。

9

电压量测

V

f

电压

10

相角量测

A

f

相角

4.8同步发电机类（SynchronousMachine）

表8同步发电机类（SynchronousMachine）

序号

属性项

属性项

英文名

量纲

字段类型

属性要求

1

标识

mRID

s

在整个模型文件中唯一，在原系统中的标识

2

中文原名

name

s

原系统中的中文名字。

3

标准带路径全名

pathName

s

《电网设备通用数据模型命名规范（试行）》中要求的标准名称。

4

发电机类型

type

s

水电/火电/核电/风电/调相机/抽蓄/虚拟/

5

物理连接节点

I_node

s

物理连接节点

6

所属厂站标识

Substation

s

对厂站标识的引用

7

基准电压标识

BaseVoltage

s

对基准电压标识的引用

8

所属电压等级标识

VoltageLevel

s

对电压等级标识的引用

9

额定功率

RatedMW

MW

f

额定功率

10

最大电压限值

maxU

kV

f

机组最大电压限值

11

最小电压限值

minU

kV

f

机组最大电压限值

12

最大无功限值

maxQ

MVAr

f

机组最大无功限值

13

最小无功限值

minQ

MVAr

f

机组最小无功限值

14

最大有功限值

maxP

MW

f

机组最大有功限值

15

最小有功限值

minP

MW

f

机组最小有功限值

16

正序电阻

r

Ω

f

有名值

17

正序电抗

x

Ω

f

有名值

18

零序电阻

r0

Ω

f

有名值

19

零序电抗

x0

Ω

f

有名值

20

厂用电率

AuxRatio

f

小于1的实数

21

有功量测

P

f

有功

22

无功量测

Q

f

无功

4.9线路类（ACLine）

序号

属性项

属性项

英文名

量纲

字段类型

属性要求

1

标识

mRID

s

在整个模型文件中唯一,在原系统中的标识

2

中文原名

name

s

原系统中的中文名字。

3

标准带路径全名

pathName

s

《电网设备通用数据模型命名规范（试行）》中要求的标准名称。

所属区域名称和线路名称拼接而成，如国调.南荆1线。

说明:

线路类是个容器类,一个线路对象可以包含多个交流线段,主要用于T接线的描述。

4.10交流线段类（ACLineSegment）

表9交流线段类（ACLineSegment）

序号

属性项

属性项

英文名

量纲

字段类型

属性要求

1

标识

mRID

s

在整个模型文件中唯一,在原系统中的标识

2

中文原名

name

s

原系统中的中文名字。

3

标准带路径全名

pathName

s

《电网设备通用数据模型命名规范（试行）》中要求的标准名称。

所属区域名称和线路名称拼接而成，如国调.南荆1线。

3

首端厂站标识

StartSt

s

对厂站标识的引用

4

末端厂站标识

EndSt

s

对厂站标识的引用

所属线路标识

ACLine

s

对线路标识的引用

5

功率限值

ratedMW

MW

f

正常功率限值（热稳）

6

允许载流量

ratedCurrent

A

f

即正常电流限值

7

基准电压标识

BaseVoltage

s

对基准电压标识的引用

8

正序电阻

r

Ω

f

有名值

9

正序电抗

x

Ω

f

有名值

10

正序电纳

bch

S

f

有名值

11

零序电阻

r0

Ω

f

有名值

12

零序电抗

x0

Ω

f

有名值

13

零序电纳

b0ch

S

f

有名值

4.11交流线端点类（ACLineDot）

表10交流线端点类（ACLineDot）

序号

属性项

属性项

英文名

量纲

字段类型

属性要求

1

标识

mRID

s

在整个模型文件中唯一，在原系统中的标识

2

中文原名

name

s

原系统中的名字。

如葛玉线

3

标准带路径全名

pathName

s

《电网设备通用数据模型命名规范（试行）》中要求的标准名称。

由所在区域、厂站和线路名拼接而成，如华中.葛大江/220kV.葛玉线,《电网设备通用数据模型命名规范（试行）》中要求的标准名称。

3

交流线段标识

ACLineSegment

s

对交流线段标识的引用

4

厂站标识

Substation

s

对厂站标识的引用

5

物理连接节点

I_node

s

物理连接节点

6

基准电压标识

BaseVoltage

s

对基准电压标识的引用

7

电压等级标识

VoltageLevel

s

对电压等级标识的引用

8

有功量测

P

有功

9

无功量测

Q

无功

4.12直流线类（DCLineSegment）

表11直流线类（DCLineSegment）

序号

属性项

属性项

英文名

量纲

字段类型

属性要求

1

标识

mRID

s

在原系统中的标识，在整个模型文件中唯一

2

中文原名

name

s

原系统中的名字，调度命名，如葛南直流1线

3

标准带路径全名

pathName

s

《电网设备通用数据模型命名规范（试行）》中要求的标准名称。

所属区域名称和线路名称拼接而成，如国调.葛南直流1线

3

首端所属厂站标识

StartSt

s

对厂站标识的引用

4

末端所属厂站标识

EndSt

s

对厂站标识的引用

5

正序串联电阻

r

Ω

f

有名值

基准电压标识

BaseVoltage

s

基准电压标识引用

4.13直流线端点类（DCLineDot）

表12直流线端点类（DCLineDot）

序号

属性项

属性项

英文名

量纲

字段类型

属性要求

1

标识

mRID

s

在原系统中的标识，在整个模型文件中唯一

2

中文原名

name

s

原系统中的中文名字。

3

标准带路径全名

pathName

s

《电网设备通用数据模型命名规范（试行）》中要求的标准名称。

所属区域名称、厂站名和线路名称拼接而成，如国调.葛洲坝/葛南直流1线

3

直流线段标识

DCLineSegment

s

对直流线段标识的引用

4

厂站标识

Substation

s

对厂站标识的引用

5

物理连接节点号

I_node

s

物理连接节点号

有功量测

P

f

有功

电压量测

V

f

电压

电流量测

I

f

电流

4.14换流器类（RectifierInverter）

表13直流线端点类（RectifierInverter）

序号

属性项

属性项

英文名

量纲

字段类型

属性要求

1

标识

mRID

s

在原系统中的标识，在整个模型文件中唯一

2

中文原名

name

s

原系统中的中文名字。

3

标准带路径全名

pathName

s

《电网设备通用数据模型命名规范（试行）》中要求的标准名称。

由所在区域名称、厂站名称和换流器名拼接而成，如国调.灵宝换流站/灵宝极11换流器。

3

换流器桥数

bridges

i

换流器桥数

换流器的铭牌

ratedKV

f

换流器的铭牌直流电压

4

所属厂站标识

Substation

s

对厂站标识的引用

5

正极连接点号

I_node

s

正极连接点号

6

负极连接点号

J_node

s

负极连接点号

7

交流侧连接点号

Z_node

s

交流侧连接点号

8

交流侧基准电压标识

BaseVoltage

s

对交流侧电压标识的引用

有功量测

P

f

交流侧有功

无功量测

Q

f

交流侧无功

4.15负荷类（Load）

表11负荷类（Load）

序号

属性项

属性项

英文名

量纲

字段类型

属性要求

1

标识

mRID

s

在原系统中的标识，在整个模型文件中唯一

2

中文原名

name

s

原系统中的中文名字。

调度命名,如大桥负荷

3

标准带路径全名

pathName

s

《电网设备通用数据模型命名规范（试行）》中要求的标准名称。

区域、厂站、基准电压、负荷名拼接而成的全路径名称，如华中.大桥/220kV.大桥负荷

4

厂站标识

Substation

s

对厂站标识的引用

5

物理连接节点

I_node

s

物理连接节点

6

基准电压标识

BaseVoltage

s

对基准电压标识的引用

7

电压等级标识

VoltageLevel

s

对电压等级标识的引用

8

有功量测

P

f

有功

9

无功量测

Q

f

无功

4.16变压器类（PowerTransformer）

表12变压器类（PowerTransformer）

序号

属性项

属性项

英文名

量纲

字段类型

属性要求

1

标识

mRID

s

在原系统中的标识，在整个模型文件中唯一。

2

中文原名

name

s

原系统中的中文名字。

调度命名，如#1变

3

标准带路径全名

pathName

s

《电网设备通用数据模型命名规范（试行）》中要求的标准名称。

厂站、变压器名拼接而成的全路径名称，如华中.葛大江/#1变

4

类型

type

s

二绕变/三绕变/换流变

5

厂站标识

Substation

s

对厂站标识的引用

6

空载损耗

NoLoadLoss

f

7

空载电流百分比

ExcitingCurrent

f

说明：

（1）空载损耗、空载电流百分比为CIM绕组测试类属性，本处代表从高压侧充电得到的空载损耗和空载电流百分比。

4.17变压器绕组类（TransformerWinding）

表13变压器绕组类（TransformerWinding）

序号

属性项

属性项

英文名

量纲

字段类型

属性要求

1

标识

mRID

s

在原系统