DBM — формат баз данных в энергосистемах¶

DBM (англ. Database Model for power system analysis) — упрощённая текстовая модель энергосистемы, используемая в программном обеспечении для расчётов электрических сетей. Файлы с расширением .dbm представляют собой структурированные текстовые описания элементов сети — генераторов, линий электропередачи, трансформаторов, шин и нагрузок — и применяются в различных инструментах моделирования энергосистем.

¶Основные сведения

Формат DBM относится к категории файлов данных, используемых в инженерных приложениях для энергетики. Он не является единым международным стандартом: под расширением .dbm встречаются модели разных разработчиков, наиболее известная из которых — формат, применяемый в системе PSS/E компании Siemens PTI (ранее — Power Technologies, Inc.) для описания сетевых моделей в текстовом виде.

Файлы DBM хранятся в виде обычного текста с табличной структурой, что позволяет их редактировать в любом текстовом редакторе и обрабатывать скриптами. Основное назначение — служить входными данными для расчётов нагрузки и потоков (power flow), анализа устойчивости, подбора компенсирующих устройств и других задач планирования и эксплуатации электрических сетей.

¶Структура файла

Файл DBM, как правило, состоит из последовательности секций, каждая из которых описывает определённый класс элементов сети. Типичный набор секций включает:

• Шины (buses) — узлы сети с указанием номера, номинального напряжения, зоны, области и принадлежности к подстанции;
• Генераторы (generators) — источники активной и реактивной мощности, привязанные к шинам, с параметрами предельных мощностей;
• Нагрузки (loads) — потребители, описанные активной и реактивной мощностью в базовом режиме;
• Линии электропередачи (lines) — двухузловые элементы с параметрами сопротивления, индуктивности, ёмкости и предельной пропускной способности;
• Трансформаторы (transformers) — в том числе с возможностью задания коэффициента трансформации, схемы соединения обмоток и устройства РПН;
• Связи (ties) — межзональные или межобластные связи, используемые при расчётах перетоков.

Каждая строка секции содержит фиксированный набор полей, разделённых пробелами или табуляцией. Порядок полей строго определён и документирован разработчиком соответствующего программного пакета.

¶Применение в энергетических расчётах

Основная область применения DBM — расчёты в программных системах анализа энергосистем. В частности, в PSS/E файлы формата DBM используются как альтернатива бинарным файлам модели (.sav) и служат удобным представлением для:

• массовой правки параметров сети (например, замены сечения линий, изменения трансформаторных отношений);
• автоматизированного построения сетевых моделей из внешних источников данных;
• передачи данных между различными инструментами — например, между системой диспетчерского управления (SCADA/EMS) и программой расчёта;
• версионирования моделей и хранения их в системах контроля версий, поскольку текстовый формат удобен для сравнения изменений.

Российские энергетические компании и научные организации, использующие зарубежные и отечественные системы анализа, также применяют текстовые сетевые модели, сопоставимые по структуре с DBM, при подготовке расчётов режимов и перспективных развития сетей. Отечественные аналоги — форматы, применяемые в пакетах «Энергетик», «Электрические сети» и в расчётных комплексах диспетчерских служб ОДУ.

¶Связь с другими форматами

Формат DBM тесно связан с семейством форматов, используемых в PSS/E:

Перевод между форматами выполняется штатными средствами пакета или с помощью скриптов на встроенном языке программирования (в PSS/E — Python API).

¶Ограничения

Текстовый формат DBM не предназначен для хранения динамических моделей и параметров систем автоматики — для этих целей используются отдельные файлы (.dyr, .dynt). Кроме того, поскольку единый международный стандарт на формат отсутствует, файлы, созданные в разных версиях программ, могут иметь различия в наборе полей и их порядке, что требует внимательности при обмене данными между организациями.

Интересные факты

Расширение .dbm также используется в других областях информатики: например, Berkeley DB (BDB) — встраиваемая система управления базами данных — может создавать файлы с расширением .dbm, а в веб-разработке существуют одноимённые утилиты для обработки словарных файлов. Указанные файлы не связаны с энергетикой и имеют совершенно другую структуру.

Источники:

• Документация Siemens PSS/E
• Справочники по расчётам режимов электрических сетей
• Материалы по форматам обмена данными в энергетике