PDF《基于扩展IEC61970CIM 的园区蒸汽供热系统标准化建模》

基于扩展I E C6

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7 0C I M 的园区蒸汽供热系统标准化建模 张少卿1 ,王彬2 ,符杨1 ,郭庆来2 ,盛同天2 ,孙宏斌2 ( 1.

上海电力学院电气工程学院,上海市

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9 0;

2. 清华大学电机工程与应用电子技术系,北京市

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8 4 ) 摘要:随着能源互联网的快速发展, 电力系统和热力系统耦合越来越紧密, 但不同系统间存在信息 孤岛.为了实现多能流能量管理, 必须打破电力系统和热力系统间的信息孤岛.以工业园区蒸汽 供热系统为例, 在深入研究工业园区蒸汽供热系统模型的基础上, 借鉴了电力系统信息交互标准化 的成熟经验, 采用公共信息模型( C I M) 面向对象的建模方法, 扩展了工业园区蒸汽供热系统特有的 类和属性, 描述了工业园区蒸汽供热系统的拓扑模型、 量测模型和设备模型, 并给出模型实例加以 验证. 关键词:工业园区蒸汽供热系统;

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7 0标准;

公共信息模型;

标准化建模 收稿日期:

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修回日期:

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2 2. 上网日期:

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0 3. 国家重点研发计划资助项目(

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3 0 0) ;

国家自然 科学基金资助项目(

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0 6 ) .

0 引言 近年来, 能源互联网成为能源领域发展的重要 趋势之一, 相较于传统能源系统, 能源互联网有着多 能互补、 各类能源耦合更为紧密的特点[

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3 ] .在现阶 段的能源系统中, 仍存在多个管理主体, 比如电力系 统和热力系统分属不同的公司管理[

4 ] , 这造成了电 力系统和热力系统间的信息孤岛.为了更好地发挥 能源互联网多能互补的优势, 实现电力系统和热力 系统联合潮流计算[

5 G 6] 、 优化调度[

7 ] 、 安全评估等功 能[ 8] , 以及开发多能流能量管理系统( EM S) , 就需 要打破电力系统和热力系统间的信息孤岛.本文以 工业园区蒸汽供热系统为例, 旨在研究工业园区综 合能源控制中心和工业园区蒸汽供热系统间的信息 交互问题. 在工业园区蒸汽供热系统中, 供热网络遵循热 力学和流体力学定律, 涵盖热力和水力两大模型, 主 要变量有流量、 压力、 温度等[

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1 0] .文献 [

1 1 G

1 2] 对 热电联产机组的原理进行了描述, 并建立了热电联 产机组的数学模型.文献[

1 3 ] 详细地描述了减温减 压装置的工作原理.文献[

1 4 ] 建立了蒸汽管道的水 力模型和热力模型, 并给出实际算例验证了模型的 可行性.文献[

1 5 ] 给出了连续调节阀的水力模型, 并详细分析了在流量变化的情况下, 阀门流量特性 对阀门控制能力的影响.在热力系统中, 关于计算 模型的研究已经十分成熟, 但在用于信息交互的标 准化信息模型方面的研究仍是空白. 国际电工委员会( I E C) 组织制定的I E C6

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7 0 系列标准, 在经过一系列的检验与发展后, 已经成为 电力系统信息交互标准化的基础[

1 6] .文献[

1 7] 通 过对公共信息模型( C I M) 的扩展, 增加了直流输电 系统的模型, 满足了直流输电系统运行控制的需要, 并将交直流潮流计算嵌入 EM S.文献[

1 8] 扩展了 有源配电网系统的 C I M, 引入了配电网三相模型, 设计算例并进行了 C I M /可扩展标记语言( XML) 的 导出和导入对模型加以验证.文献[