本發(fā)明涉及配電網(wǎng)仿真，具體涉及一種配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)模型建模系統(tǒng)、仿真分析平臺及方法。

背景技術(shù)：

1、隨著能源問題的日益突出和可再生能源的普及，配電網(wǎng)的建模與仿真技術(shù)備受關(guān)注。尤其是在全球范圍內(nèi)，由于能源需求的增長和環(huán)境保護(hù)的要求，對于配電網(wǎng)建模與仿真技術(shù)的需求日益增加。當(dāng)前已有的配電網(wǎng)建模與仿真平臺包括pscad(power?systemscomputer?aided?design，電力系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))、digsilent(digital?simulationand?electrical?network?calculation?program，數(shù)字仿真和電網(wǎng)計(jì)算程序)、pss/e(power?system?simulator/engineering，電力系統(tǒng)仿真/工程)、andes等，這些平臺在動態(tài)建立新型設(shè)備或自定義模塊模型方面存在一些不足之處，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

2、(1)缺乏靈活性：在支持動態(tài)建立新型設(shè)備或自定義模塊模型時，缺乏足夠的靈活性。用戶可能受限于預(yù)定義的設(shè)備模型，無法自由地添加或修改模型以滿足特定需求。

3、(2)技術(shù)門檻高：對于自定義模塊模型的建立，通常需要較高水平的編程技能和電力系統(tǒng)領(lǐng)域的專業(yè)知識，這使得一般用戶難以進(jìn)行自定義模型的開發(fā)和集成，限制了模型的多樣性和靈活性。

4、(3)缺乏標(biāo)準(zhǔn)化支持：缺乏對于新型設(shè)備或自定義模塊模型的標(biāo)準(zhǔn)化支持，導(dǎo)致不同用戶之間難以共享和交換模型。這限制了模型的通用性和可復(fù)用性，增加了重復(fù)建模的成本和工作量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服上述配電網(wǎng)建模仿真過程中的靈活度低、技術(shù)門檻高和缺乏標(biāo)準(zhǔn)化支持的問題，本發(fā)明提供一種配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)模型建模系統(tǒng)、仿真分析平臺及方法。

2、一方面，本發(fā)明提供一種配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)模型建模系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

3、基本組件構(gòu)建單元，用于基于配電網(wǎng)中的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的基本電路元件，構(gòu)建與所述基本電路元件對應(yīng)的基本組件數(shù)據(jù)模型；

4、模塊端子構(gòu)建單元，用于基于所述基本電路元件之間的連接關(guān)系，構(gòu)建模塊端子數(shù)據(jù)模型；

5、模塊封裝構(gòu)建單元，用于基于所述目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)中的物理設(shè)備，構(gòu)建對應(yīng)的模塊封裝數(shù)據(jù)模型；

6、其中，所述模塊封裝數(shù)據(jù)模型包括相互嵌套的多層級封裝模塊，所述多層級封裝模塊中嵌套于內(nèi)層的封裝模塊作為外層封裝模塊的內(nèi)部組件，一個所述基本組件數(shù)據(jù)模型、一個所述模塊端子數(shù)據(jù)模型或一個所述模塊封裝數(shù)據(jù)模型對應(yīng)生成一個標(biāo)準(zhǔn)化文件。

7、可選地，所述標(biāo)準(zhǔn)化文件為json文件。

8、可選地，所述基本組件數(shù)據(jù)模型包括組件參數(shù)子模型、組件變量子模型、組件關(guān)系子模型和組件變量位置子模型；所述基本組件構(gòu)建單元包括：

9、組件參數(shù)構(gòu)建子單元，用于通過定義組件的輸入?yún)?shù)和對應(yīng)值，構(gòu)建所述基本組件參數(shù)子模型；

10、組件變量構(gòu)建子單元，用于通過定義所述組件的待求變量和變量初始值構(gòu)建所述基本組件變量子模型；所述組件的待求變量包括所述目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)中基本電路元件各端子的電壓和注入電流；

11、組件關(guān)系構(gòu)建子單元，用于通過定義所述組件的待求變量與所述組件的輸入?yún)?shù)之間的關(guān)系式構(gòu)建所述基本組件關(guān)系子模型；

12、組件變量位置構(gòu)建子單元，用于通過定義外部獲取所述組件的待求變量在所述基本組件數(shù)據(jù)模型內(nèi)部的位置，構(gòu)建所述組件變量位置子模型。

13、可選地，所述組件的輸入?yún)?shù)包括組件對應(yīng)基本電路元件的端子，所述端子的值用于指示所述端子的連接關(guān)系；

14、所述組件變量構(gòu)建子單元用于將相同類型的待求變量優(yōu)先置于同一基本組件數(shù)據(jù)模型，所述基本組件數(shù)據(jù)模型內(nèi)的相同類型的待求變量按照所述端子的連接關(guān)系順序進(jìn)行排序。

15、可選地，所述模塊端子數(shù)據(jù)模型包括模塊端子參數(shù)子模型、模塊端子變量子模型、模塊端子關(guān)系子模型和模塊端子變量位置子模型；所述模塊端子構(gòu)建單元包括：

16、模塊端子參數(shù)構(gòu)建子單元，用于通過定義端子的輸入?yún)?shù)和對應(yīng)值構(gòu)建所述模塊端子參數(shù)子模型，所述端子的輸入?yún)?shù)包括模塊端子，所述模塊端子的值包括兩個元素，其中，一個所述元素用于指示模塊的外部端子，另一個所述元素用于指示模塊的內(nèi)部端子；

17、模塊端子變量構(gòu)建子單元，用于通過定義所述模塊端子中的兩個端子的待求變量構(gòu)建所述模塊端子變量子模型；所述兩個端子的待求變量包括兩個端子的電壓和注入電流；

18、模塊端子關(guān)系構(gòu)建子單元，用于通過定義所述端子的待求變量與端子的輸入?yún)?shù)之間的關(guān)系式構(gòu)建所述模塊端子關(guān)系子模型；

19、模塊端子變量位置構(gòu)建子單元，用于通過定義外部獲取所述端子的待求變量在所述模塊端子數(shù)據(jù)模型內(nèi)部的位置，構(gòu)建所述模塊端子變量位置子模型。

20、可選地，所述模塊封裝數(shù)據(jù)模型包括模塊參數(shù)子模型、模塊設(shè)備子模型和映射子模型，所述模塊封裝構(gòu)建單元包括：

21、模塊參數(shù)構(gòu)建子單元，用于通過定義模塊的輸入?yún)?shù)和對應(yīng)值構(gòu)建所述模塊參數(shù)子模型，所述模塊的輸入?yún)?shù)包括模塊端子和外部連接標(biāo)識；

22、模塊設(shè)備構(gòu)建子單元，用于基于鍵值對定義構(gòu)成模塊的組件字典，以形成所述模塊設(shè)備子模型，所述組件字典的鍵為組件標(biāo)識，所述組件字典的值為組件數(shù)據(jù)，所述組件數(shù)據(jù)包括使用組件的標(biāo)準(zhǔn)化文件名；

23、映射構(gòu)建子單元，用于通過在所述模塊的輸入?yún)?shù)與所述模塊的組件字典的值之間建立對應(yīng)關(guān)系，以形成所述映射子模型。

24、另一方面，本發(fā)明還提供一種配電網(wǎng)的動態(tài)符號仿真分析平臺，所述系統(tǒng)包括：

25、前述任一項(xiàng)的配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)模型建模系統(tǒng)，用于構(gòu)建目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)實(shí)例的標(biāo)準(zhǔn)化文件；

26、代碼生成單元，用于基于所述目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)實(shí)例的標(biāo)準(zhǔn)化文件生成對應(yīng)的目標(biāo)代碼文件；

27、仿真求解單元，用于執(zhí)行所述目標(biāo)代碼文件，求解出所述目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)實(shí)例的狀態(tài)變量，以完成所述目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)實(shí)例的仿真。

28、可選地，所述仿真求解單元包括：

29、文件讀取子單元，用于基于所述目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)實(shí)例的標(biāo)準(zhǔn)化文件的存儲路徑，更新自變量的初始值；

30、對象創(chuàng)建子單元，用于基于所述目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)實(shí)例的標(biāo)準(zhǔn)化文件的內(nèi)容中的設(shè)備數(shù)據(jù)，依次創(chuàng)建模塊對象和組件對象，并將所述模塊對象和所述組件對象的鍵值對放入內(nèi)部組件的有序字典；

31、求解子單元，用于基于所述自變量的初始值，通過迭代算法求解各組件和各模塊中的狀態(tài)變量。

32、另一方面，本發(fā)明還提供一種配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)模型建模方法，包括：

33、基于配電網(wǎng)中的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的基本電路元件，構(gòu)建與所述基本電路元件對應(yīng)的基本組件數(shù)據(jù)模型；

34、基于所述基本電路元件之間的連接關(guān)系，構(gòu)建模塊端子數(shù)據(jù)模型；

35、基于所述目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)中的物理設(shè)備，構(gòu)建對應(yīng)的模塊封裝數(shù)據(jù)模型；

36、其中，所述模塊封裝數(shù)據(jù)模型包括相互嵌套的多層級封裝模塊，所述多層級封裝模塊中嵌套于內(nèi)層的封裝模塊作為外層封裝模塊的內(nèi)部組件，一個所述基本組件數(shù)據(jù)模型、一個所述模塊端子數(shù)據(jù)模型或一個所述模塊封裝數(shù)據(jù)模型對應(yīng)生成一個標(biāo)準(zhǔn)化文件。

37、另一方面，本發(fā)明還提供一種配電網(wǎng)的動態(tài)符號仿真分析方法，包括：

38、通過調(diào)用前述一項(xiàng)所述的配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)模型建模系統(tǒng)，構(gòu)建目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)實(shí)例的標(biāo)準(zhǔn)化文件；

39、基于所述目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)實(shí)例的標(biāo)準(zhǔn)化文件生成對應(yīng)的目標(biāo)代碼文件；

40、執(zhí)行所述目標(biāo)代碼文件，求解出所述目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)實(shí)例的狀態(tài)變量，以完成所述目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)實(shí)例的仿真。

41、另一方面，本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，包括：至少一個處理器和存儲器；所述存儲器和處理器通過總線相連；

42、所述存儲器，用于存儲一個或多個程序；

43、當(dāng)所述一個或多個程序被所述至少一個處理器執(zhí)行時，實(shí)現(xiàn)上述中任意一項(xiàng)所述的方法。

44、另一方面，本發(fā)明還提供一種可讀存儲介質(zhì)，其上存有執(zhí)行程序，所述執(zhí)行程序被執(zhí)行時，實(shí)現(xiàn)上述中任意一項(xiàng)所述的方法。

45、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

46、本發(fā)明提供一種配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)模型建模系統(tǒng)和方法，一方面，通過基本組件構(gòu)建單元基于配電網(wǎng)中的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的基本電路元件，構(gòu)建與所述基本電路元件對應(yīng)的基本組件數(shù)據(jù)模型；通過模塊端子構(gòu)建單元基于所述基本電路元件之間的連接關(guān)系，構(gòu)建模塊端子數(shù)據(jù)模型；通過模塊封裝構(gòu)建單元基于所述目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)中的物理設(shè)備，構(gòu)建對應(yīng)的模塊封裝數(shù)據(jù)模型。通過設(shè)計(jì)基于基本電路元件的組件構(gòu)建和相互嵌套的多層級封裝模塊，多層級封裝模塊中嵌套于內(nèi)層的封裝模塊作為外層封裝模塊的內(nèi)部組件，實(shí)現(xiàn)了基于元素的建模和無限級的組件封裝，用戶只需要進(jìn)行簡單的元素建模和模塊封裝即可完成建模，提升用戶建模靈活性，實(shí)現(xiàn)按需建模；同時降低用戶建立自定義模型的技術(shù)門檻。另一方面，一個基本組件數(shù)據(jù)模型、一個模塊端子數(shù)據(jù)模型或一個模塊封裝數(shù)據(jù)模型對應(yīng)生成一個標(biāo)準(zhǔn)化文件，通過標(biāo)準(zhǔn)化文件規(guī)范化配電網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)模型的標(biāo)準(zhǔn)化支持，便于用戶之間共享和交換模型，提高模型的通用性和可復(fù)用性。

47、本發(fā)明提供一種配電網(wǎng)的動態(tài)符號仿真分析平臺和方法，通過調(diào)用配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)模型建模系統(tǒng)，構(gòu)建目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)實(shí)例的標(biāo)準(zhǔn)化文件，即可自動生成對應(yīng)的目標(biāo)代碼文件并執(zhí)行目標(biāo)代碼文件，求解出目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)實(shí)例的所有狀態(tài)變量，完成仿真過程，降低仿真過程對用戶專業(yè)程度的要求，降低仿真開發(fā)門檻，提升用戶建模靈活性。