專利名稱：基于ems的備自投控制模型的生成方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)調(diào)度自動化領域，尤其涉及一種基于電網(wǎng)能量管理系統(tǒng) (Energy Management System, EMS)的備自投控制模型生成方法及裝置。
背景技術：
備自投是電力系統(tǒng)備用電源自動投切的簡稱，它是為保證電網(wǎng)的安全、可靠運行所采取的一種重要措施，是實現(xiàn)恢復電網(wǎng)控制的重要方法。當工作電源因故障不能供電時， 備自投應能迅速將備用電源自動投入使用或?qū)⒂脩羟袚Q到備用電源上。典型的備自投有單母線進線備投、分段斷路器備投、變壓器備投、進線及橋路備投、旁跳斷路器備投等。目前廣泛應用的采用微機技術開發(fā)的備自投裝置安裝在變電站中，該裝置根據(jù)接入的遙測和遙信信號判斷是否需要發(fā)出電源切換的控制命令，控制命令通過本地的執(zhí)行機構執(zhí)行。發(fā)明人在實施本發(fā)明的過程中發(fā)現(xiàn)，這種安裝在變電站側(cè)的備自投，存在如下問題1、成本高、維護代價大由于需要在每個變電站都安裝備自投裝置，因此總體投資成本很高；另外，裝置分散在各變電站中，需要定期維護，因此維護成本大。2、備自投裝置的備自投策略無法考慮遠方備用電源側(cè)設備的安全性備自投裝置只能考慮本地變電站母線電壓或進線電流，而無法考慮遠方備用電源側(cè)主變的容載比、線路的熱穩(wěn)定極限等，易導致備用電源側(cè)過負荷跳閘，導致故障的進一步擴大。3、備自投裝置的備自投策略無法與安全控制裝置協(xié)調(diào)電網(wǎng)中存在大量的安全控制裝置，如低頻減載裝置、高頻切機等。由于備自投裝置自動采集本地的信息，因此無法判斷電源丟失是故障引起的，還是諸如低頻減載裝置等安全自動控制裝置的動作觸發(fā)的，若是安全自動控制裝置的動作結果，則備自投裝置不應動作。本申請人曾經(jīng)獲得了授權號為ZL 200810105981.0、名稱為“一種基于EMS的電網(wǎng)備用電源自投控制方法”的專利，其核心思想是以組件的思想建立備自投控制模型，把備自投的功能在電網(wǎng)調(diào)度中心集中實現(xiàn)。該專利中提出的備自投控制模型若采用傳統(tǒng)方法建模，則其配置和維護程序較為復雜，投資和維護成本也較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種基于EMS的備自投控制模型生成方法， 該方法可簡化基于EMS的廣域備自投模型的生成、維護程序，大大降低廣域備自投模型的維護成本、增強基于EMS的電網(wǎng)廣域備自投控制的實用性。本發(fā)明進一步所要解決的技術問題是提供一種基于EMS的備自投控制模型生成裝置，該裝置可簡化基于EMS的廣域備自投模型的生成、維護程序，大大降低廣域備自投模型的維護成本、增強基于EMS的電網(wǎng)廣域備自投控制的實用性。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案一種基于EMS的備自投控制模型生成方法，包括有以下步驟關聯(lián)關系建立步驟，從EMS中獲得待建模廠站信息，建立連接該廠站內(nèi)投入運行的母線的線路與所述線路上的開關之間的關聯(lián)關系；主備電源確定步驟，根據(jù)當前的運行方式確定主電源和備用電源；控制模型生成步驟，根據(jù)所述線路與開關之間的關聯(lián)關系以及當前運行方式下備用電源的關聯(lián)信息確定控制條件，并根據(jù)該控制條件生成當前運行方式下的備自投控制模型。優(yōu)選地，在所述控制模型生成步驟之后還包括有運行模式切換步驟，對當前廠站的運行方式進行切換，更改其主電源和備用電源， 并判斷切換后的運行方式是否已生成備自投控制模型，若是，則執(zhí)行下述運行模式遍歷步驟，否則，執(zhí)行所述控制模型生成步驟；運行模式遍歷步驟，重復執(zhí)行所述運行模式切換步驟，直到遍歷該廠站的所有運行方式。優(yōu)選地，在所述運行模式遍歷步驟之后還包括有建模廠站選擇步驟，選擇下一個廠站，并判斷該廠站是否已生成備自投控制模型， 若是，則執(zhí)行下述建模廠站遍歷步驟，否則，重復執(zhí)行上述各步驟；建模廠站遍歷步驟，重復執(zhí)行上述各步驟，直到遍歷本EMS所在電網(wǎng)調(diào)度中心調(diào)度的所有廠站。優(yōu)選地，所述控制條件包括有充電條件、動作條件、閉鎖條件、及動作序列中的至少一種。優(yōu)選地，所述關聯(lián)關系建立步驟具體包括有母線搜索步驟，從EMS中獲得待建模廠站信息，搜索該廠站內(nèi)所有正在投入運行的母線；線路搜索步驟，通過拓撲搜索獲得連接所述母線的線路；開關搜索步驟，獲得所述線路上存在的開關信息；關聯(lián)確定步驟，根據(jù)起所述母線、線路、開關信息之間的關聯(lián)關系確定所述線路和開關之間的關聯(lián)。優(yōu)選地，其特征在于，所述備用電源的關聯(lián)信息包括有備自投標識、所在廠站標識、投退狀態(tài)、閉鎖狀態(tài)、動作延時中的至少一種。相應地，本發(fā)明還公開了一種基于EMS的備自投控制模型生成裝置，其包括有關聯(lián)關系建立單元，用于從EMS中獲得待建模廠站信息，建立連接該廠站內(nèi)投入運行的母線的線路與所述線路上的開關之間的關聯(lián)關系；主備電源確定單元，用于根據(jù)當前的運行方式確定主電源和備用電源；控制模型生成單元，與所述關聯(lián)關系建立單元和主備電源確定單元相連，用于根據(jù)所述線路與開關之間的關聯(lián)關系以及當前運行方式下備用電源的關聯(lián)信息確定控制條件，并根據(jù)該控制條件生成當前運行方式下的備自投控制模型。優(yōu)選地，該裝置還包括有運行模式切換單元，與所述控制模型生成單元相連，用于對當前廠站的運行方式進行切換，更改其主電源和備用電源，并判斷切換后的運行方式是否已生成備自投控制模型，若是，則向下述運行模式遍歷單元發(fā)送啟動信號，否則，向所述控制模型生成單元發(fā)送啟動信號；
運行模式遍歷單元，與所述運行模式切換單元相連，用于向所述運行模式切換單元發(fā)送遍歷信號，直到遍歷該廠站的所有運行方式。優(yōu)選地，該裝置還包括有建模廠站選擇單元，與所述運行模式切換單元相連，用于選擇下一個廠站，并判斷該廠站是否已生成備自投控制模型，若是，則向下述建模廠站遍歷單元發(fā)送啟動信號，否則，向所述關聯(lián)關系建立單元發(fā)送啟動信號；建模廠站遍歷單元，與所述建模廠站選擇單元相連，用于向所述關聯(lián)關系建立單元發(fā)送遍歷信號，直到遍歷本EMS所在電網(wǎng)調(diào)度中心調(diào)度的所有廠站。優(yōu)選地，所述控制條件包括有充電條件、動作條件、閉鎖條件、及動作序列中的至少一種。優(yōu)選地，所述關聯(lián)關系建立單元具體包括有母線搜索單元，用于從EMS中獲得待建模廠站信息，搜索該廠站內(nèi)所有正在投入運行的母線；線路搜索單元，與所述母線搜索單元相連，用于通過拓撲搜索獲得連接所述母線的線路；開關搜索單元，與所述線路搜索單元相連，用于獲得所述線路上存在的開關信息；關聯(lián)確定單元，與所述開關搜索單元相連，用于根據(jù)所述母線、線路、開關信息確定所述線路和開關之間的關聯(lián)。優(yōu)選地，所述備用電源的關聯(lián)信息包括有備自投標識、所在廠站標識、投退狀態(tài)、 閉鎖狀態(tài)、動作延時中的至少一種。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的實施例通過從EMS中獲得變電站(廠站)信息，并根據(jù)所述信息在電網(wǎng)調(diào)度中心內(nèi)生成單站備自投控制模型和串聯(lián)供電備自投模型，從而簡化了備自投的安裝、 維護程序，大大降低了備自投的投資和維護成本。下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細描述。


圖1是本發(fā)明提供的基于EMS的備自投控制模型生成方法一個實施例的實現(xiàn)流程圖；圖2是本發(fā)明提供的基于EMS的備自投控制模型生成裝置一個實施例的組成結構圖。
具體實施例方式下面參考圖1詳細描述本發(fā)明提供的基于EMS的備自投控制模型生成方法的一個實施例；如圖所示，本實施例實現(xiàn)一次備自投控制模型生成流程主要包括有在關聯(lián)關系建立步驟Sl中，從EMS中獲得待建模廠站信息，建立連接該廠站內(nèi)投入運行的母線的線路與所述線路上的開關之間的關聯(lián)關系；在主備電源確定步驟S2中，根據(jù)當前的運行方式確定主電源和備用電源；
在控制模型生成步驟S3中，根據(jù)所述線路與開關之間的關聯(lián)關系以及當前運行方式下備用電源的關聯(lián)信息確定控制條件，并根據(jù)該控制條件生成當前運行方式下的備自投控制模型。在運行模式切換步驟S4中，對當前廠站的運行方式進行切換，更改其主電源和備用電源，并判斷切換后的運行方式是否已生成備自投控制模型，若是，則執(zhí)行下述運行模式遍歷步驟S5，否則，執(zhí)行所述控制模型生成步驟S3。在運行模式遍歷步驟S5中，重復執(zhí)行步驟S4，直到遍歷該廠站所有的運行方式。在建模廠站選擇步驟S6中，選擇下一個廠站，并判斷該廠站是否已生成備自投控制模型，若是，則執(zhí)行下述建模廠站遍歷步驟S7,否則，重復執(zhí)行上述各步驟。在建模廠站遍歷步驟S7中，重復執(zhí)行上述各步驟，直到遍歷本EMS所在電網(wǎng)調(diào)度中心調(diào)度的所有廠站。具體實現(xiàn)時，所述關聯(lián)關系建立步驟Sl可具體包括在母線搜索步驟Sll中，從EMS中獲得待建模廠站信息，搜索該廠站內(nèi)所有正在投入運行的母線；在線路搜索步驟S12中，通過拓撲搜索獲得連接所述母線的線路信息；在開關搜索步驟S13中，獲得所述線路上存在的開關信息，如果母線分段或者多母線，則獲取母線間的母聯(lián)開關信息；在關聯(lián)確定步驟S14中，根據(jù)所述母線、線路、以及開關信息確定所述線路和開關之間的關聯(lián)。具體實現(xiàn)時，所述控制條件可具體包括有充電條件、動作條件、閉鎖條件、及動作序列等環(huán)節(jié)；所述備用電源的關聯(lián)信息可具體包括有備自投標識、所在廠站標識、投退狀態(tài)、閉鎖狀態(tài)、動作延時等基本屬性定義。其中，所述充電條件、動作條件、及閉鎖條件中每個環(huán)節(jié)分別由一系列邏輯事件 (判據(jù))按照一定的邏輯關系式組成，每個判據(jù)中設定了測點值與定值按比較類型進行比較的條件，滿足該比較條件且達到指定延時后該判據(jù)成立；而所述動作序列環(huán)節(jié)則由備自投滿足動作條件后執(zhí)行的開關動作序列組成。一個完整的備自投模型既包括了上述所述充電條件、動作條件、及閉鎖條件，還包括有備自投標識、所在廠站標識、投退狀態(tài)、閉鎖狀態(tài)以及動作延時等基本屬性定義。下面以一廠站標識為龍崗站的IlOkV變電站的備自投為例，說明本發(fā)明具體實施方案。IlOkV龍崗站目前有坪崗I線、坪崗II線和植崗線三條出線。坪崗I線、坪崗II線對端為220kV坪山站，植崗線對端為1 IOkV植物園站，目前220kV坪山站為主電源，1 IOkV植物園站為備用電源。首先，將步驟Sl細化為S11-S14執(zhí)行，即在步驟Sll中，從EMS中獲得作為待建模廠站的龍崗站信息，搜索該廠站內(nèi)所有正在投入運行的母線，可搜索到投入運行的母線為龍崗IlOkVlM電壓和龍崗110kV2M電壓；在步驟S12中，通過拓撲搜索獲得連接上述母線的線路，可搜索到坪崗I線、坪崗 II線和植崗線三條線路；在步驟S13中，獲得所述線路上的開關以及母線間的母聯(lián)開關信息，可獲取坪崗I線1182開關、坪崗II線1280開關和植崗線1385開關；在步驟S14中，根據(jù)所述母線、線路、及開關信息確定所述線路和開關之間的關聯(lián)，其關聯(lián)可表述為“坪崗I線-坪崗I線1182開關”、“坪崗II線-坪崗II線1280開關” 以及“植崗線-植崗線1385開關”。在步驟S2中，根據(jù)當前運行方式確定主電源及備用電源，在當前運行方式下， 220kV坪山站為主電源，IlOkV植物園站為備用電源。在步驟S3中，分別根據(jù)所述關聯(lián)確定備自投的充電條件、動作條件、閉鎖條件以及動作序列，并結合當前運行方式下備用電源的關聯(lián)信息生成完整的備自投模型。這種情況下形成的備自投控制模型可標識為龍崗站備自投自動建模1，其備自投標識為龍崗站備自投，所在廠站標識為龍崗站，投退狀態(tài)為投入，閉鎖狀態(tài)為可動作，動作延時為2So備自投自動建模1的充電條件如表1所示表1龍崗站備自投自動建模1充電條件邏輯A&B&C&(D I Ε) &F
權利要求
1.一種基于EMS的備自投控制模型生成方法，其特征在于，該方法包括有以下步驟 關聯(lián)關系建立步驟，從EMS中獲得待建模廠站信息，建立連接該廠站內(nèi)投入運行的母線的線路與所述線路上的開關之間的關聯(lián)關系；主備電源確定步驟，根據(jù)當前的運行方式確定主電源和備用電源； 控制模型生成步驟，根據(jù)所述線路與開關之間的關聯(lián)關系以及當前運行方式下備用電源的關聯(lián)信息確定控制條件，并根據(jù)該控制條件生成當前運行方式下的備自投控制模型。
2.如權利要求1所述的基于EMS的備自投控制模型生成方法，其特征在于，在所述控制模型生成步驟之后還包括有運行模式切換步驟，對當前廠站的運行方式進行切換，更改其主電源和備用電源，并判斷切換后的運行方式是否已生成備自投控制模型，若是，則執(zhí)行下述運行模式遍歷步驟，否則，執(zhí)行所述控制模型生成步驟；運行模式遍歷步驟，重復執(zhí)行所述運行模式切換步驟，直到遍歷該廠站的所有運行方式。
3.如權利要求2所述的基于EMS的備自投控制模型生成方法，其特征在于，在所述運行模式遍歷步驟之后還包括有建模廠站選擇步驟，選擇下一個廠站，并判斷該廠站是否已生成備自投控制模型，若是，則執(zhí)行下述建模廠站遍歷步驟，否則，重復執(zhí)行上述各步驟；建模廠站遍歷步驟，重復執(zhí)行上述各步驟，直到遍歷本EMS所在電網(wǎng)調(diào)度中心調(diào)度的所有廠站。
4.如權利要求1所述的基于EMS的備自投控制模型生成方法，其特征在于，所述控制條件包括有充電條件、動作條件、閉鎖條件、及動作序列中的至少一種。
5.如權利要求1所述的基于EMS的備自投控制模型生成方法，其特征在于，所述關聯(lián)關系建立步驟具體包括有母線搜索步驟，從EMS中獲得待建模廠站信息，搜索該廠站內(nèi)所有正在投入運行的母線.一入 ，線路搜索步驟，通過拓撲搜索獲得連接所述母線的線路； 開關搜索步驟，獲得所述線路上存在的開關信息；關聯(lián)確定步驟，根據(jù)起所述母線、線路、開關信息之間的關聯(lián)關系確定所述線路和開關之間的關聯(lián)。
6.如權利要求1所述的基于EMS的備自投控制模型生成方法，其特征在于，所述備用電源的關聯(lián)信息包括有備自投標識、所在廠站標識、投退狀態(tài)、閉鎖狀態(tài)、動作延時中的至少一種。
7.一種基于EMS的備自投控制模型生成裝置，其特征在于，該裝置包括有關聯(lián)關系建立單元，用于從EMS中獲得待建模廠站信息，建立連接該廠站內(nèi)投入運行的母線的線路與所述線路上的開關之間的關聯(lián)關系；主備電源確定單元，用于根據(jù)當前的運行方式確定主電源和備用電源； 控制模型生成單元，與所述關聯(lián)關系建立單元和主備電源確定單元相連，用于根據(jù)所述線路與開關之間的關聯(lián)關系以及當前運行方式下備用電源的關聯(lián)信息確定控制條件，并根據(jù)該控制條件生成當前運行方式下的備自投控制模型。
8.如權利要求7所述的基于EMS的備自投控制模型生成裝置，其特征在于，該裝置還包括有運行模式切換單元，與所述控制模型生成單元相連，用于對當前廠站的運行方式進行切換，更改其主電源和備用電源，并判斷切換后的運行方式是否已生成備自投控制模型，若是，則向下述運行模式遍歷單元發(fā)送啟動信號，否則，向所述控制模型生成單元發(fā)送啟動信號；運行模式遍歷單元，與所述運行模式切換單元相連，用于向所述運行模式切換單元發(fā)送遍歷信號，直到遍歷該廠站的所有運行方式。
9.如權利要求8所述的基于EMS的備自投控制模型生成方法，其特征在于，該裝置還包括有建模廠站選擇單元，與所述運行模式切換單元相連，用于選擇下一個廠站，并判斷該廠站是否已生成備自投控制模型，若是，則向下述建模廠站遍歷單元發(fā)送啟動信號，否則，向所述關聯(lián)關系建立單元發(fā)送啟動信號；建模廠站遍歷單元，與所述建模廠站選擇單元相連，用于向所述關聯(lián)關系建立單元發(fā)送遍歷信號，直到遍歷本EMS所在電網(wǎng)調(diào)度中心調(diào)度的所有廠站。
10.如權利要求7所述的基于EMS的備自投控制模型生成裝置，其特征在于，所述控制條件包括有充電條件、動作條件、閉鎖條件、及動作序列中的至少一種。
11.如權利要求7所述的基于EMS的備自投控制模型生成裝置，其特征在于，所述關聯(lián)關系建立單元具體包括有母線搜索單元，用于從EMS中獲得待建模廠站信息，搜索該廠站內(nèi)所有正在投入運行的母線；線路搜索單元，用于通過拓撲搜索獲得連接所述母線的線路；線路搜索單元，與所述母線搜索單元相連，用于通過拓撲搜索獲得連接所述母線的線路；開關搜索單元，與所述線路搜索單元相連，用于獲得所述線路上存在的開關信息；關聯(lián)確定單元，與所述開關搜索單元相連，用于根據(jù)所述母線、線路、開關信息確定所述線路和開關之間的關聯(lián)。
12.如權利要求7所述的基于EMS的備自投控制模型生成裝置，其特征在于，所述備用電源的關聯(lián)信息包括有備自投標識、所在廠站標識、投退狀態(tài)、閉鎖狀態(tài)、動作延時中的至少一種。
全文摘要
本發(fā)明公開一種基于EMS的備自投控制模型生成方法，包括有以下步驟關聯(lián)關系建立步驟，從EMS中獲得待建模廠站信息，建立連接該廠站內(nèi)投入運行的母線的線路與所述線路上的開關之間的關聯(lián)關系；主備電源確定步驟，根據(jù)當前的運行方式確定主電源和備用電源；控制模型生成步驟，根據(jù)所述線路與開關之間的關聯(lián)關系以及當前運行方式下備用電源的關聯(lián)信息確定控制條件，并根據(jù)該控制條件生成當前運行方式下的備自投控制模型。本發(fā)明還公開了相應的基于EMS的備自投控制模型生成方法。本發(fā)明可簡化基于EMS的廣域備自投模型的生成、維護程序，大大降低廣域備自投模型的維護成本、增強基于EMS的電網(wǎng)廣域備自投控制的實用性。
文檔編號H02J9/06GK102185372SQ201110127700
公開日2011年9月14日 申請日期2011年5月16日 優(yōu)先權日2011年5月16日
發(fā)明者劉瑋, 吳文傳, 張伯明, 段新輝, 江偉, 牛文楠, 王俏文, 秦建光, 郭子健, 陶文偉 申請人:廣東電網(wǎng)公司深圳供電局