《電力虛擬仿真建模標準》

ICS國際標準分類號

CCS中國標準文獻分類號

團體標準

T/CESXXX-XXXX

電力虛擬仿真建模標準

Thepowervirtualsimulationmodelingstandard

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

中國電工技術(shù)學會發(fā)布

T/CESXXX—XXXX

電力虛擬仿真建模標準

1范圍

電力虛擬仿真建模標準是指在電力系統(tǒng)仿真建模過程中，對模型的建立、驗證、優(yōu)化和應(yīng)用等方

面提出的規(guī)范和要求，以確保電力系統(tǒng)虛擬仿真模型的可靠性和精度。

其中包括電力系統(tǒng)建模、人工智能模型等方面的定義和范圍，以及標準的制定和落實對于電力運

營和可持續(xù)發(fā)展的重要作用。電力虛擬仿真建模標準的范圍需包括電力系統(tǒng)虛擬仿真模型的整個生命

周期，以此提升模型的可靠性和精度，為電力行業(yè)的發(fā)展和管理提供更好的技術(shù)支持。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/TStandards：《變電站工程標準設(shè)計規(guī)范》，《電力系統(tǒng)通信規(guī)程》等。

IEEEStandards：《IEEE標準C37.04》、《IEEE標準C37.09》、《IEEE標準C37.010》等。

IECStandards：《IEC61850》、《IEC60050》、《IEC60038》，《IEC60694》等。

質(zhì)量管理體系標準：ISO9000系列標準；

安全管理體系標準：ISO14000系列標準及相關(guān)國家標準；

網(wǎng)絡(luò)安全標準：GB/T20984、GB/T35273等。

電網(wǎng)工程設(shè)計規(guī)范：用于電網(wǎng)工程設(shè)計的基礎(chǔ)標準。

電力系統(tǒng)高級別仿真平臺標準：用于電力系統(tǒng)仿真平臺的統(tǒng)一接口規(guī)范和應(yīng)用要求，促進仿真應(yīng)

用的交互和共享。

電力系統(tǒng)負荷預測標準：用于電力系統(tǒng)負荷預測的數(shù)據(jù)規(guī)范和分析方法。

電力系統(tǒng)狀態(tài)估計標準：用于進行電力系統(tǒng)運行狀態(tài)估計的基本原理、流程和方法。

電力系統(tǒng)模型轉(zhuǎn)換標準：用于電力系統(tǒng)模型轉(zhuǎn)換和協(xié)調(diào)的基本原理、規(guī)范和指導。

電力系統(tǒng)模型驗證標準：用于電力系統(tǒng)模型驗證的基礎(chǔ)原理、方法和步驟。

IEEE標準：IEEEC37.1-2015《IEEE標準化與統(tǒng)一的高壓開關(guān)設(shè)備術(shù)語、定義、標志、類別、系

統(tǒng)化、英寸系統(tǒng)和相關(guān)建議實踐》。

IEC標準：IEC61850標準家族，包括IEC61850-3、IEC61850-4、IEC61850-5等標準。

其他行業(yè)標準：如中國電力行業(yè)標準等。

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

設(shè)備模型Devicemodel

指用計算機語言描述實際設(shè)備特性和運行狀態(tài)的數(shù)學模型。

仿真模型Simulationmodel

指用計算機程序?qū)⒃O(shè)備模型轉(zhuǎn)化為可被計算機識別的語言，以進行仿真分析的模型。

動態(tài)仿真Dynamicsimulation

指在一定時間范圍內(nèi)，在設(shè)定的運行工況下，模擬設(shè)備的運行狀態(tài)和特性的仿真分析。

靜態(tài)仿真Staticsimulation

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指對設(shè)備在穩(wěn)態(tài)工況下的性能參數(shù)進行仿真分析。

故障仿真Faultsimulation

指通過設(shè)備模型，模擬設(shè)備發(fā)生各類故障時的的運行狀態(tài)，用于故障診斷和分析，以便提高設(shè)備

維修效率和減少停運時間。

優(yōu)化仿真Optimizesimulation

指在設(shè)備模型中調(diào)整相關(guān)參數(shù)，以達到最優(yōu)化運行狀態(tài)的仿真分析方法。

可靠性仿真Reliabilitysimulation

基于設(shè)備模型，通過仿真分析來評估設(shè)備的可靠性和安全性。

虛擬仿真系統(tǒng)Virtualsimulationsystem

指將設(shè)備模型進行集成和組合的、以計算機程序為主要手段的仿真系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)Dataacquisitionsystem

指在虛擬仿真系統(tǒng)中，負責采集模型、仿真和測試數(shù)據(jù)的傳感器、控制器、采集器等系統(tǒng)。

電力系統(tǒng)Powersystem

指由發(fā)電設(shè)備、變電設(shè)備、輸變電設(shè)備組成的具有一定規(guī)模和電力分配功能的電能傳輸、分配系

統(tǒng)。

仿真模型Simulationmodel

指將電力系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)、設(shè)備、運行狀態(tài)等信息進行抽象、模擬和建模的結(jié)果。

仿真工具Simulationtools

指用于進行電力系統(tǒng)仿真建模的軟件、硬件等工具，可以對模型進行構(gòu)建、分析和優(yōu)化等處理。

仿真驗證Simulationverification

指通過實際的數(shù)據(jù)、運行情況等方法驗證建立的仿真模型的精度和可靠性。

對象模型ObjectModel

指基于面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法，將電力系統(tǒng)的各種實體、屬性和行為抽象出來，建立起來的模型。

仿真運行平臺Emulatetherunningplatform

指進行電力仿真建模的計算機軟硬件系統(tǒng)，提供仿真分析和數(shù)據(jù)處理的環(huán)境。

仿真應(yīng)用Simulationapplications

指利用仿真模型和仿真工具，進行電力系統(tǒng)預測分析、控制和優(yōu)化等方面的具體應(yīng)用。

仿真結(jié)果Simulationresults

指仿真模型經(jīng)過仿真運算處理后產(chǎn)生的結(jié)果，包括各種數(shù)據(jù)、曲線、圖形和報告等。

4符號、代號和縮略語

下列符號、代號和縮略語適用于本文件。

U：電壓（Voltage）

I：電流（Current）

f：頻率（Frequency）

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S：視在功率（ApparentPower）

P：有功功率（ActivePower）

Q：無功功率（ReactivePower）

R：電阻（Resistance）

X：電抗（Reactance）

Z：阻抗（Impedance）

V：電位（ElectricPotential）

C：電容（Capacitance）

L：電感（Inductance）

SLD：電力系統(tǒng)單線圖（Single-lineDiagram）

CT：電流互感器（CurrentTransformer）

PT：電壓互感器（PotentialTransformer）

GIS：氣體絕緣開關(guān)（GasInsulatedSwitchgear）

AIS：空氣絕緣開關(guān)（AirInsulatedSwitchgear）

ABS：差動保護（DifferentialProtection）

OC：過流保護（OvercurrentProtection）

CB：斷路器（CircuitBreaker）

ATS：自動切換開關(guān)（AutomaticTransferSwitch）

SVC：靜止無功補償器（StaticVarCompensator）

EMTDC：電磁暫態(tài)（ElectroMagneticTransientinDC）仿真軟件

IEC：國際電工委員會（InternationalElectrotechnicalCommission）

AC：交流電（AlternatingCurrent）

DC：直流電（DirectCurrent）

AVR：自動電壓調(diào)節(jié)器（AutomaticVoltageRegulator）

SPS：同步電動機起動器（SynchronousMotorStartingSystem）

5電力虛擬仿真建模標準的功能

5.1設(shè)備仿真

5.1.1動態(tài)仿真

電力虛擬仿真建模標準以變電站設(shè)備虛擬仿真為例，可以進行動態(tài)仿真，即在設(shè)定時間范圍內(nèi)，

模擬設(shè)備的運行狀態(tài)和特性。通過動態(tài)仿真，可以分析設(shè)備在不同負載變化下的工作狀態(tài)，及時掌握

設(shè)備運行行為，提高設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性。

5.1.2故障仿真

電力虛擬仿真建模標準以變電站設(shè)備虛擬仿真為例，可以進行故障仿真，即通過虛擬仿真技術(shù)，

在設(shè)備模型中模擬各種故障，如短路、接地等，并能分析出故障的位置和原因。通過故障仿真，可以

提高設(shè)備故障的快速分析能力，優(yōu)化設(shè)備的維修計劃，減少停運時間。

5.2設(shè)備分析

5.2.1設(shè)備狀態(tài)分析

電力虛擬仿真建模標準以電力設(shè)備虛擬仿真為例，可以對設(shè)備的狀態(tài)進行分析，包括電壓、電

流、功率因數(shù)等參數(shù)的分析。通過設(shè)備狀態(tài)分析，可以預判設(shè)備運行過程中出現(xiàn)的問題，并優(yōu)化設(shè)備

的運行條件，提高設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性。

5.2.2可靠性評估

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電力虛擬仿真建模標準以變電站設(shè)備虛擬仿真為例，可以基于設(shè)備模型，進行可靠性評估。通過

可靠性評估，可以確定設(shè)備的工作壽命，制定維護計劃，提高設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性。

5.3系統(tǒng)監(jiān)測

電力虛擬仿真建模標準以變電站設(shè)備虛擬仿真為例，可以對仿真系統(tǒng)進行監(jiān)測與控制，確保虛擬

仿真系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠。并可以實時監(jiān)測仿真過程中的數(shù)據(jù)，收集設(shè)備模型運行狀態(tài)的信息，為實際

工程提供實時數(shù)據(jù)參考。

6電力虛擬仿真建模標準的模型

6.1設(shè)備模型

6.1.1理想模型

理想模型通常由電阻、電感、電容等基本元件組成，用于仿真設(shè)備的基本特性。通過簡化模型，

可以快速有效地分析設(shè)備的基本參數(shù)和特性。

6.1.2等效模型

等效模型通常是在理想模型的基礎(chǔ)上，考慮設(shè)備實際工作情況下的非線性特性、噪聲、時變性等

因素進行建模。通過等效模型，可以較為準確地預測設(shè)備的工作狀態(tài)和運行參數(shù)。

6.2系統(tǒng)模型

6.2.1穩(wěn)態(tài)模型

穩(wěn)態(tài)模型通常是對電力系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)工作狀態(tài)下的原理進行建模，分析系統(tǒng)的基本參數(shù)和工作特

性?？梢詫ο到y(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能進行評估，為系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計提供重要依據(jù)。

6.2.2動態(tài)模型

動態(tài)模型是對系統(tǒng)在瞬態(tài)和暫態(tài)條件下的流動方程和控制方程進行建模?？梢詫ο到y(tǒng)的瞬態(tài)和暫

態(tài)性能進行評估，為系統(tǒng)的故障分析、仿真和優(yōu)化提供重要依據(jù)。

6.3控制模型

6.3.1外部控制模型

外部控制模型通常是對電力系統(tǒng)的變量調(diào)節(jié)器、保護裝置等外部設(shè)備進行建模。通過外部控制模

型，可以模擬設(shè)備的控制過程和反饋控制機制，為設(shè)備的運行穩(wěn)定性和可靠性提供基礎(chǔ)支持。

6.3.2內(nèi)部控制模型

內(nèi)部控制模型通常是對設(shè)備自身的控制設(shè)備進行建模。通過內(nèi)部控制模型，可以模擬設(shè)備的內(nèi)部

控制和自動化機制，提高設(shè)備的維修效率和控制靈活性。

7安全與風險管理

7.1.數(shù)據(jù)接入安全風險

7.1.1.身份認證和訪問控制不當

缺乏合適的身份認證和訪問控制機制，可能導致未經(jīng)授權(quán)的用戶或系統(tǒng)接入數(shù)據(jù)，造成數(shù)據(jù)泄

漏、篡改等安全隱患。

7.1.2.傳輸數(shù)據(jù)被監(jiān)聽和竊取

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數(shù)據(jù)在傳輸過程中可能受到竊聽和捕獲，如未使用SSL/TLS等加密協(xié)議，可能導致數(shù)據(jù)被惡意方

竊取和篡改。

7.2.數(shù)據(jù)處理安全風險

7.2.1.未授權(quán)的人員或系統(tǒng)的訪問

具有管理權(quán)限的人員濫用其權(quán)限，在未經(jīng)許可的情況下訪問數(shù)據(jù)，可能造成數(shù)據(jù)泄露或篡改。

7.2.2.惡意軟件和病毒攻擊

惡意軟件和病毒入侵系統(tǒng)，可能會破壞數(shù)據(jù)庫或系統(tǒng)文件，從而影響數(shù)據(jù)完整性和可用性。

7.3.數(shù)據(jù)共享和治理安全風險

7.3.1.數(shù)據(jù)泄露

未經(jīng)授權(quán)的第三方訪問數(shù)據(jù)、操作數(shù)據(jù)或泄露數(shù)據(jù)，將會對數(shù)據(jù)安全造成威脅，如社交工程攻擊

可導致數(shù)據(jù)泄露風險增加。

7.3.2.數(shù)據(jù)質(zhì)量管理不當

數(shù)據(jù)質(zhì)量管理不當，數(shù)據(jù)缺失、不一致、有錯誤或計算誤差等問題，可能對數(shù)據(jù)的有效性、準確

性和權(quán)威性產(chǎn)生影響，進而影響數(shù)據(jù)決策和計算的準確性。

7.3.3.物理安全問題

物理安全問題包括有意或無意的破壞系統(tǒng)硬件、備份、混亂或干擾系統(tǒng)或其組件等問題，從而對

數(shù)據(jù)的可用性造成影響。

8技術(shù)支持與服務(wù)

8.1技術(shù)支持

該標準的技術(shù)支持可由電力系統(tǒng)廠商和相關(guān)技術(shù)服務(wù)提供商提供。他們可以提供以下服務(wù)：

8.1.1標準實施

提供標準的實施建議，幫助用戶進行標