GB/T 40610-2021 电力系统在线潮流数据二进制描述及交换规范

　　ICS 29 . 020 CCS F 2 1

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 40610—2021

　　电力系统在线潮流数据二进制描述及

　　交换规范

　　Technicalspecificationsforbinarydescriptionandinterchangeof

　　powersystem onlinepowerflow data

　　2021-10-1 1 发布 2022-05-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 40610—202 1

　　GB/T 40610—202 1

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1 . 1—2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。 本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由中国电力企业联合会提出。

　　本文件由全国电网运行与控制标准化技术委员会(SAC/TC 446)归口 。

　　本文件起草单位：国家电网有限公司国家电力调度控制中心、中 国 电力科学研究院有限公司、中国南方电网电力调度控制中心、国网江苏省电力有限公司、国网浙江省电力有限公司、深圳供电局有限公司、北京科东电力控制系统有限责任公司、南瑞集团有限公司。

　　本文件主要起草人：史东宇、严亚勤、严剑峰、苏大威、赵化时、蒋正威、张宗包、王毅、李军良、张伟、周华锋、陈国平、郎燕生、冷喜武、张璐路、陆娟娟、宋旭 日 、余璟、高保成、周稢英、李刚、崔波、鲁广明、马晓忱、彭晓博、闪鑫、陶洪铸、万雄、赵瑞娜、常乃超、于之虹、吕颖、贾育培、戴红阳、谢昶、高波、邱建、姚海成。

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　　电力系统在线潮流数据二进制描述及

　　交换规范

　　1 范围

　　本文件描述了电力系统潮流数据二进制的编码和交互方法，规定了一般要求、二进制编码、模型描述和交互方式。

　　本文件适用于各级电力调控中心之间或内部各应用模块之间不涉及开关信息的电网潮流模型及计算结果的数据交互。 其他与电网潮流数据相关的应用场景参照执行。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中，注 日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注 日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 33603 电力系统模型数据动态消息编码规范

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　潮流数据 powerflowdata

　　描述电力系统稳态运行时，各类电力设备的电压、功率等运行状态的数据。

　　3.2

　　电网模型 powergridmodel

　　满足电网运行监视、控制、分析计算等应用需求，表达电气设备属性及连接关系的数据集合。

　　3.3

　　节点支路模型 nodebranchmodel

　　根据电力系统中元件参数和元件的连接方式或拓扑关系建立的数学模型。

　　注：具体见附录 A。

　　3.4

　　设备物理模型 devicephysicalmodel

　　描述各类设备内部电气结构及参数的模型。

　　注：包括物理母线、发电机、负荷、并联补偿器、串联补偿器、交流线、变压器、变压器绕组、直流系统、统一潮流控制器等模型。 具体见附录 B。

　　4 一般要求

　　潮流数据二进制描述应包括模型总体描述、模型索引、节点支路模型、设备物理模型等，结构见表 A. 1 。潮流数据二进制交换应满足不同场景下电力系统分析应用之间的快速交换要求。

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　　5 二进制编码

　　5 . 1 二进制编码应符合 GB/T 33603 中编码结构、编码方式和编码应用等要求。

　　5 . 2 二进制编码应通过动态消息编码中的模型总体描述和模型索引对结构化数据进行描述，形成“总体描述-模型索引-数据块”的整体结构，见图 1 。

　　图 1 潮流数据二进制编码整体结构图

　　6 模型描述

　　6 . 1 总体描述

　　模型总体描述应定义电网模型基本信息，定位不同的索引项，结构按表 1 。

　　表 1 电网模型总体描述

　　6 . 2 模型索引

　　模型索引应描述和定位不同数据块，包括对象个数、对象尺寸、对象类型等信息，结构按表 2 。

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　　表 2 电网模型索引

　　6 . 3 节点支路模型

　　6 . 3 . 1 电网节点模型可表达电网中拓扑节点电气属性，结构见表 A. 1 。

　　6 . 3 . 2 电网支路模型可表达连接拓扑节点的支路电气属性，结构见表 A. 2 。

　　6 . 3 . 3 电网直流节点模型可表达直流网络中直流拓扑节点电气属性，结构见表 A. 3 。

　　6 . 3 . 4 电网直流支路模型可表达连接直流拓扑节点的支路电气属性，结构见表 A. 4 。

　　6 . 3 . 5 节点导纳矩阵指电网节点支路模型对应的不含大地参考点的定导纳矩阵，应采用按行排列的稀疏矩阵存储方式，结构见表 A. 5 。

　　6 . 4 设备物理模型

　　6 . 4 . 1 物理母线模型可表达电网中物理母线电气属性，结构见表 B. 1 。

　　6 . 4 . 2 发电机模型可表达电网中发电机电气属性，结构见表 B. 2 。

　　6 . 4 . 3 负荷模型可表达电网中负荷电气属性，结构见表 B. 3 。

　　6 . 4 . 4 并联补偿器模型可表达电网中并联补偿器电气属性，包括并联电容器、并联电抗器、静止无功补偿器(SVC)、静止同步补偿器(STATCOM)等设备，结构见表 B. 4 。

　　6 . 4 . 5 交流线模型可表达电网中交流线路电气属性，结构见表 B. 5 。

　　6 . 4 . 6 串联补偿器模型可表达电网中串联补偿器电气属性，结构见表 B. 6 。

　　6 . 4 . 7 变压器模型可表达电网中变压器电气属性，结构见表 B. 7 。

　　6 . 4 . 8 变压器绕组模型可表达电网中变压器绕组电气属性，结构见表 B. 8 。

　　6 . 4 . 9 直流系统双极模型可表达以“极”为单元进行建模的直流系统模型电气属性，结构见表 B. 9 。

　　6 . 4 . 10 直流系统详细模型包括直流母线模型、电压源型换流器(VSC)模型、电网换相型换流器(LCC)模型和直流线路模型，特高压直流系统模型典型结构见附录 C。

　　a) 直流母线模型可表达电网中直流母线电气属性，结构见表 B.10。

　　b) VSC换流器模型可表达电网中 VSC换流器电气属性，结构见表 B.11。

　　c) LCC换流器模型可表达电网中 LCC换流器电气属性，结构见表 B.12。

　　d) 直流线路模型可表达电网中直流线路电气属性，结构见表 B.13。

　　6 . 4 . 1 1 统一潮流控制器模型包括统一潮流控制器基础模型、统一潮流控制器串联端模型和统一潮流控制器并联端模型，典型结构见附录 D。

　　a) 统一潮流控制器基础模型可表达电网中统一潮流控制器的组成模块和基础电气属性，结构见表 B. 14 。

　　b) 统一潮流控制器串联端模型可表达电网中统一潮流控制器串联端模块电气属性，结构见表B. 15 。

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　　c) 统一潮流控制器并联端模型可表达电网中统一潮流控制器并联端模块电气属性，结构见表B. 16 。

　　6 . 4 . 12 设备关联关系模型可表达一对多关联关系数据结构，结构见表 B. 17 。

　　6 . 4 . 13 电网分区模型可表达电网中各个电网区域，可划分到地市级电网，结构见表 B. 18 。

　　6 . 4 . 14 电网厂站模型可表达电网中厂站信息，结构见表 B. 19 。

　　6 . 4 . 15 电网电压等级可表达各电压等级对应的基准电压，结构见表 B. 20 。

　　7 交互方式

　　7 . 1 电力系统潮流数据二进制交互应支持下列方式：

　　a ) 内存或文件交互方式;

　　b ) 全数据集或部分数据集交互模式。

　　7 . 2 对于部分数据集交互模式，可省略的模型应包括下列内容：

　　a) 节点支路模型中模型参数;

　　b) 设备物理模型。

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　　附 录 A

　　(资料性)

　　节点支路模型

　　附录 A 给出全部节点支路模型的数据结构。

　　电网拓扑节点模型的数据结构见表 A. 1 。

　　表 A.1 电网拓扑节点模型的数据结构

　　电网支路模型的数据结构见表 A. 2 。

　　表 A.2 电网支路模型的数据结构

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　　表 A.2 电网支路模型的数据结构(续)

　　电流直流节点模型的数据结构见表 A. 3 。

　　表 A.3 电网直流节点模型的数据结构

　　GB/T 40610—202 1

　　表 A.3 电网直流节点模型的数据结构(续)

　　电网直流支路模型的数据结构见表 A. 4 。

　　表 A.4 电网直流支路模型的数据结构

　　节点导纳矩阵的数据结构见表 A. 5 。

　　表 A.5 节点导纳矩阵的数据结构

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　　附 录 B

　　(资料性)

　　设备物理模型

　　附录 B 给出全部设备物理模型的数据结构。

　　物理母线模型的数据结构见表 B. 1 。

　　表 B.1 物理母线模型的数据结构

　　发电机模型的数据结构见表 B. 2 。

　　表 B.2 发电机模型的数据结构

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　　负荷模型的数据结构见表 B. 3 。

　　表 B.3 负荷模型的数据结构

　　并联补偿器模型的数据结构见表 B. 4 。

　　表 B.4 并联补偿器模型的数据结构

　　交流线模型的数据结构见表 B. 5 。

　　表 B.5 交流线模型的数据结构

　　GB/T 40610—202 1

　　表 B.5 交流线模型的数据结构(续)

　　串联补偿器模型的数据结构见表 B. 6 。

　　表 B.6 串联补偿器模型的数据结构

　　变压器模型的数据结构见表 B. 7 。

　　GB/T 40610—202 1

　　表 B.7 变压器模型的数据结构

　　变压器绕组模型的数据结构见表 B. 8 。

　　表 B.8 变压器绕组模型的数据结构

　　直流系统双极模型的数据结构见表 B. 9 。

　　表 B.9 直流系统双极模型的数据结构

　　GB/T 40610—202 1

　　表 B.9 直流系统双极模型的数据结构(续)

　　GB/T 40610—202 1

　　表 B.9 直流系统双极模型的数据结构(续)

　　直流母线模型的数据结构见表 B. 10 。

　　GB/T 40610—202 1

　　表 B.10 直流母线模型的数据结构

　　VSC换流器模型的数据结构见表 B. 11 。

　　表 B.1 1 VSC换流器模型的数据结构

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　　表 B.1 1 VSC换流器模型的数据结构(续)

　　LCC换流器模型的数据结构见表 B. 12 。

　　表 B.12 LCC换流器模型的数据结构

　　GB/T 40610—202 1

　　表 B.12 LCC换流器模型的数据结构(续)

　　直流线路模型的数据结构见表 B. 13 。

　　表 B.13 直流线路模型的数据结构

　　统一潮流控制器基础模型的数据结构见表 B. 14 。

　　表 B.14 统一潮流控制器基础模型的数据结构

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　　表 B.14 统一潮流控制器基础模型的数据结构(续)

　　统一潮流控制器串联端模型的数据结构见表 B. 15 。

　　表 B.15 统一潮流控制器串联端模型的数据结构

　　统一潮流控制器并联端模型的数据结构见表 B. 16 。

　　GB/T 40610—202 1

　　表 B.16 统一潮流控制器并联端模型的数据结构

　　设备关联关系模型的数据结构见表 B. 17 。

　　表 B.17 设备关联关系模型的数据结构

　　电网分区模型的数据结构见表 B. 18 。

　　表 B.18 电网分区模型的数据结构

　　电网厂站模型的数据结构见表 B. 19 。

　　GB/T 40610—202 1

　　表 B.19 电网厂站模型的数据结构

　　电网电压等级的数据结构见表 B. 20 。

　　表 B.20 电网电压等级的数据结构

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　　附 录 C

　　(资料性)

　　特高压直流系统典型结构

　　图 C. 1 给出特高压直流系统的典型结构。

　　图 C.1 特高压直流系统典型结构示意图

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　　附 录 D

　　(资料性)

　　统一潮流控制器典型结构

　　图 D. 1 给出统一潮流控制器的典型结构。

　　图 D.1 统一潮流控制器典型结构示意图