一种电网气象多业务信息统一建模的方法与流程

本发明属于电网气象信息应用系统技术领域，特别涉及一种电网气象多业务信息统一建模的方法。

背景技术：

在日常电网调度业务中，调度员在做调度决策时，通常需要综合电网ems、保护故障、气象灾害、水情水文等多个业务系统提供的信息，进行人工综合分析和判别。调度员面对繁杂的信息往往束手无策，给调度运行决策带来一定困难。智能调度系统通过集成多个业务系统的信息，进行综合分析，支撑电网调度决策，大大减轻了调度员的负担。而智能调度系统集成的这些关键信息实际是分布在各个不同的业务系统中。为实现多个业务系统的信息交互融合，需要解决互相识别的问题。不同的业务系统往往在建模方式、对象标识、信息交互等均有所不同。在实际实践中，在没有统一标准情况下，各业务系统建设一般采用独立建模，业务系统间模型缺乏关联，业务模型间信息共享困难。

技术实现要素：

本发明的目的，在于提供一种电网气象多业务信息统一建模的方法，其可解决现有电网智能调度系统中多业务应用间模型分散、缺乏关联，应用间数据交换与共享困难的问题。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种电网气象多业务信息统一建模的方法，包括如下步骤：

步骤1，构建集成电网ems、保护信息、电力gis、气象信息、水文水情的多业务系统关键模型，实现基于iec61970标准进行模型扩展；

步骤2，基于电网ems模型，以电网一次设备为纽带，结合保护信息一二次模型，建立电网ems及保护信息关联模型；

步骤3，基于电网ems模型，以线路-线路段设备为纽带，结合电力gis系统线路杆塔模型，建立电网ems及电力gis关联模型；

步骤4，基于电力gis模型，以线路杆塔设备为纽带，结合气象系统设备防灾能力参数模型，建立电力gis及气象参数关联模型；

步骤5，基于气象信息模型，以测站信息为纽带，结合水情水文遥测信息模型，建立气象及水情水文信息关联模型。

上述步骤1中，电网ems模型涵盖控制区、厂站、电压等级各个层次下的电网一次设备公共模型。

上述步骤2中，保护信息一二次模型包括保护装置与一次设备关系，保护跳闸出口与跳闸开关关系，录波通道与一次设备关系，保护装置本身的模型信息，以及保护装置模型语义信息。

上述步骤3中，电网ems及电力gis关联模型通过线路名称、线路统一编码建立业务系统模型间的关联。

上述步骤4中，气象系统设备防灾能力参数包括，线路覆冰设计厚度、线路耐雷水平、线路最大雷电流、线路雷击跳闸率、线路抗风等级、最大设计拉力、单位长度重量、污秽等级。

上述步骤5中，水情水文信息模型中包括区域、遥测站点、遥测信息，其中，遥测信息包含有流量、水位、降雨、蒸发、光照以及微气象信息。

采用上述方案后，本发明通过扩展iec61970标准，构建电网ems、保护信息、气象信息、电力gis、水情水文等多业务统一模型，建立系统/应用模型间的关联关系，实现了多个业务模型的相互识别和信息交互融合，高效地实现相互访问，可应用于电网气象信息应用决策支持系统及其他相关系统。

附图说明

图1是本发明多业务系统关键模型示意图；

图2是本发明建立多业务系统统一模型关联示意图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。

本发明提供一种电网气象多业务信息统一建模的方法，具体步骤如下：

步骤1，构建集成电网ems、保护信息、电力gis、气象信息、水文水情等的多业务系统关键模型，也即多业务系统对外交互的公共模型，实现基于iec61970标准进行模型扩展，包括：

1)电网ems模型

如图1中的电网ems模型所示，涵盖控制区、厂站、电压等级各个层次下的母线、变压器、开关刀闸、线路、线路段、电容电抗器、发电机等电网一次设备公共模型。

2)保护信息模型

如图1的保护信息模型所示，涵盖保护动作、定值压板、开入开出、故障信息、录波信息、装置状态等保护装置本身的模型信息；

3)gis模型

如图1中的保护信息模型所示，涵盖图层、线路、杆塔、变电站、地理等模型信息；

4)气象信息模型

如图1中的气象信息模型所示，涵盖区域、站点、线路、防灾参数、灾害影响设备、覆冰雷电山火台风等模型信息；

5)水情水文模型

如图1中的水情水文模型所示，涵盖流域、河流、测站、水库、电站等模型信息；

梳理出上述模型后，基于iec61970标准，在电网ems模型的基础上针对其他业务应用模型进行扩展，建立相关关联关系。

步骤2，基于电网ems模型，以电网一次设备为纽带，结合保护信息一二次模型，建立电网ems模型一次设备与保护信息装置模型的关联，如图2所示，构建电网ems及保护信息关联模型；

其中，所述保护信息一二次模型，包括保护装置与一次设备关系，保护跳闸出口与跳闸开关关系，录波通道与一次设备关系，保护动作、定值压板、开入开出、故障信息、录波信息、台帐信息等保护装置本身的模型信息，保护装置模型语义信息等。

保护装置与一次设备通常为多对多关系，保护跳闸出口与跳闸开关、录波通道与一次设备也可能是多对多关系。例如，一条线路两侧加起来可能有4套线路保护装置，而一套母差保护可能会保护多条母线；一套保护装置可能会有多个保护跳闸出口，而一个保护跳闸出口可能对应多个跳闸开关。因此，在模型扩展时，建立一二次模型间的多对多关系。

同样，为了对不同厂家、不同原理保护装置语义进行规范，建立保护装置语义建模，将保护装置类型和通用保护单元建模；保护装置类型是对同一型号保护装置的抽象，每个型号建立一个保护装置类型对象。

步骤3，基于电网ems模型，以线路-线路段设备为纽带，结合电力gis系统线路杆塔模型，建立电网ems模型的线路与电力gis模型的线路之间的关联，如图2所示，建立电网ems及电力gis关联模型；

电网ems系统与电力gis系统为不同业务主管部门负责，线路名称通常会按照各自规范进行命名，导致不同系统间线路名称出现差异。多个业务系统集成时，必须建立两者之间的关系，并且持续维护两者的关系。可以通过模糊匹配人工确认、人工匹配、统一编码等多种方式，实现线路对象匹配，保证研究对象的一致性，实现业务应用模型间的关联，建立电网ems及电力gis关联模型。

步骤4，基于电力gis模型，以线路杆塔设备为纽带，结合气象系统设备防灾能力参数模型，建立电力gis模型的电力设备与气象模型设备防灾参数间的关联，如图2所示，构建电力gis及气象参数关联模型；

电力gis模型具备线路、杆塔等设备信息，气象业务模型中有线路杆塔设备防灾能力参数信息，这些参数信息包括，线路覆冰设计厚度、线路耐雷水平、线路最大雷电流、线路雷击跳闸率、线路抗风等级、最大设计拉力、单位长度重量、污秽等级等与线路杆塔相关的用于气象灾害分析的参数信息。

在电网气象灾害分析时，基于gis空间应用分析，结合气象灾害信息、电力gis信息、设备防灾能力参数等进行综合分析，为电网灾害预警与电网安全分析提供支撑。因此，在模型构建时，通过线路杆塔及设备参数，建立电力gis及气象参数关联模型，可扩大应用分析范围，支撑更多应用功能。

步骤5，基于气象信息模型，以测站信息为纽带，结合水情水文遥测信息模型，建立气象信息模型的站点与水情水文模型遥测站的关联，如图2所示，构建气象及水情水文信息关联模型；

气象信息模型中具备气象站点相关模型，包括区域、站点、实况预报信息等，水情水文信息模型中同样也包括区域、遥测站点、遥测信息，遥测信息包含有水文站、雨量站、水位站等测站中流量、水位、降雨、蒸发、光照、微气象等与气象信息相关的遥测信息。气象信息模型中的实况预报信息可为水文预报提供降雨、蒸发等基础数据；水情水文信息模型的降雨、蒸发、光照、微气象等均为气象应用分析充分利用；以测站信息为纽带，建立气象及水情水文信息关联模型，可将气象应用与水文预报充分联系起来，更好地支撑调度服务。

实施案例及有益效果：

以某电网气象信息应用决策支持系统为例，通过构建电网ems、保护信息、电力gis、气象信息、水文水情等多业务统一模型，打通各业务系统间的关系，实现相关电网气象应用分析功能。例如，

针对不同气象灾害类型和影响方式，通过统计分析、设计参数、人工经验等多种方式，进行气象灾害影响设备参数辨识；基于gis的空间分析，结合气象灾害实况、预报信息，确定气象灾害对电力设备的影响范围，分析出气象灾害影响电力设备数据集。

进一步，借助电网ems、保护信息、气象信息、电力gis等构建的统一模型，综合故障跳闸、保护动作、故障录波、设备动作信息，进行线路开关故障跳闸识别，并结合线路杆塔周边气象灾害以及气象灾害影响电力设备数据集，分析故障跳闸原因；

更进一步，借助上述统一模型，分析气象灾害影响电网安全运行的关键线路，形成n-1/n-2故障集，通过构建气象灾害引起设备故障风险指标，进行关键组合的影响程度分析评价，从而大大降低ems系统电网安全分析的计算规模，提高计算的时效性，为电网智能调度及分析决策提供更好的支撑。

本发明建立了适合电网气象应用业务应用分析的统一模型，建立系统/应用模型间的关联关系，实现了多个业务模型的相互识别和信息交互融合，为电网智能调度及分析决策提供更好的支撑。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。