分布式电源的公共信息模型扩展建模分析 掌星瑶 指导老师：刘东 (上海交通大学电气工程系，上海市200240：) 摘要：电力系统日益趋向复杂化、大规模化。因而分布式系统的发展势在必行。分布式发 电系统相比于传统的集中式系统，有环保、经济、节能、高效、可靠、灵活等优点，然而也 存在诸多问题，如不可控、配电系统孤岛效应与系统不完整等等。本文根据这些问题，参考 己有的文献给出大致的解决方案一一公共信息模型扩展，并且对其中的一部分进行了创新性 的展望。 关键词：分布式电源，公共信息模型(CIM),扩展建模 1.引言 有的属性和作用表。 针对分布式发电技术发展的需求，建立了 电力工业的规模大，复杂程度高，需要多分布式电源的CIM模型。回例如燃料电池的CIM 种计算机系统协助完成许多工程和商业功能。模型。目的是为了满足含分布式发电系统的 由于各系统具有私有的数据模型和存储结构，各种应用需求，包括机组的经济组合和经济调 将这些系统集成在一起比较困难。因此，一方度、自动发电控制、电网拓扑分析、仿真培训 面，研究者在己有的标准上，针对分布式发电等。从而最终实现了CIM在配电系统的扩展。 模型，提出了更合理全面的CIM扩展方法。以这样建立的CIM模型，可以很直观地显示出 满足潮流计算、机组组合和经济调度、及时域各种元件和分布式电源的类、模型元件的基本 仿真计算等应用的需要。向并分析了图形平台参数以及类之间的相互关系。 的功能需求，采用分层次设计的思想设计图形 在此之后，后来的一些研究者针对现有的 平台。根据CIM模型，分别对设备图元的几一些己经扩展的配电CIM模型，结合图形平 何属性、电气属性和拓扑属性进行设计。同台和配网潮流三相的情况提出了其存在的不 时通过分析输电设备的全景信息建模需求，从足，并对配电负荷、变压器和分布式电源的 设备的EPC编码信息、资产基本信息、运维过CIM模型进行了改进。利用CIM拓扑包中的 程信息、公共安全信息和在线监测信息5个方拓扑模型开发了网络拓扑分析功能。他们将拓 面，建立输电设备的全景信息模型，为输电设扑分析分为全局的静态分析和局部的动态分 备全寿命周期管理业务和电力资产的统一表析两个功能模块，在这两种分析过程中将分布 达奠定基础。改善误报率、故障率、维修成本式电源纳入统计范围，进行电气死岛与活岛的 等指标，提高设备管理效率。) 判断。o 另一方面，配电网的潮流计算、机组组合、 此外，分布于用户附近的分布式热电联供 经济调度、时域仿真等应用的往往难以被整系统和绿色的可再生能源发电逐渐成为全球 合，因此近年提出公共信息模型扩展方法以满能源技术领域的研宄热点，其中以光伏发电和 足相关应用的需要。山研究者鉴于配电系统三小型风力发电为主的分布式可再生能源，在全 相不对称并有自己特有的设备等特性，在继承球范围内极为迅速增长。当这些分布式能源并 CIM中原有开关类模型的基础上，按统一建模网达到一定规模之后，如果其与电网之间、与 语言对上分布式发电系统建立完整的电网信管理系统之间数据不能共享和交换，将会直接 息模型，添加相应的属性和作用，建立起了导致配电网和电力市场管理的混乱，影响用户 重合器和分段器CIM模型后，又建立了开闭所利益。因此，电力管理系统包括EMS、DMS等 和环网柜的聚合类模型：给出了其模型图及固在未来将需要增加对分布式能源相应的能量分布式电源的公共信息模型扩展建模分析 掌星瑶 指导老师：刘东 （上海交通大学 电气工程系，上海市 200240；） 摘 要：电力系统日益趋向复杂化、大规模化。因而分布式系统的发展势在必行。分布式发 电系统相比于传统的集中式系统，有环保、经济、节能、高效、可靠、灵活等优点，然而也 存在诸多问题，如不可控、配电系统孤岛效应与系统不完整等等。本文根据这些问题，参考 已有的文献给出大致的解决方案——公共信息模型扩展，并且对其中的一部分进行了创新性 的展望。 关键词： 分布式电源，公共信息模型（CIM），扩展建模 1．引言 电力工业的规模大，复杂程度高，需要多 种计算机系统协助完成许多工程和商业功能。 由于各系统具有私有的数据模型和存储结构， 将这些系统集成在一起比较困难。因此，一方 面，研究者在已有的标准上，针对分布式发电 模型，提出了更合理全面的CIM扩展方法。以 满足潮流计算、机组组合和经济调度、及时域 仿真计算等应用的需要。 [6] 并分析了图形平台 的功能需求，采用分层次设计的思想设计图形 平台。根据 CIM 模型，分别对设备图元的几 何属性、电气属性和拓扑属性进行设计。 [9]同 时通过分析输电设备的全景信息建模需求，从 设备的EPC编码信息、资产基本信息、 运维过 程信息、公共安全信息和在线监测信息5个方 面，建立输电设备的全景信息模型，为输电设 备全寿命周期管理业务和电力资产的统一表 达奠定基础。改善误报率、故障率、维修成本 等指标，提高设备管理效率。 [4] 另一方面，配电网的潮流计算、机组组合、 经济调度、时域仿真等应用的往往难以被整 合，因此近年提出公共信息模型扩展方法以满 足相关应用的需要。 [1] 研究者鉴于配电系统三 相不对称并有自己特有的设备等特性，在继承 CIM中原有开关类模型的基础上，按统一建模 语言对上分布式发电系统建立完整的电网信 息模型， [3]添加相应的属性和作用，建立起了 重合器和分段器CIM模型后，又建立了开闭所 和环网柜的聚合类模型；给出了其模型图及固 有的属性和作用表。 针对分布式发电技术发展的需求，建立了 分布式电源的CIM模型。 [2] 例如燃料电池的CIM 模型。 [7]目的是为了满足含分布式发电系统的 各种应用需求，包括机组的经济组合和经济调 度、自动发电控制、电网拓扑分析、仿真培训 等。从而最终实现了 CIM 在配电系统的扩展。 这样建立的 CIM 模型,可以很直观地显示出 各种元件和分布式电源的类、模型元件的基本 参数以及类之间的相互关系。 在此之后，后来的一些研究者针对现有的 一些已经扩展的配电 CIM 模型，结合图形平 台和配网潮流三相的情况提出了其存在的不 足，并对配电负荷、变压器和分布式电源的 CIM 模型进行了改进。利用 CIM 拓扑包中的 拓扑模型开发了网络拓扑分析功能。他们将拓 扑分析分为全局的静态分析和局部的动态分 析两个功能模块，在这两种分析过程中将分布 式电源纳入统计范围，进行电气死岛与活岛的 判断。 [10] 此外，分布于用户附近的分布式热电联供 系统和绿色的可再生能源发电逐渐成为全球 能源技术领域的研宄热点，其中以光伏发电和 小型风力发电为主的分布式可再生能源，在全 球范围内极为迅速增长。当这些分布式能源并 网达到一定规模之后，如果其与电网之间、与 管理系统之间数据不能共享和交换，将会直接 导致配电网和电力市场管理的混乱，影响用户 利益。因此，电力管理系统包括 EMS、DMS等 在未来将需要增加对分布式能源相应的能量