CN103020154A - 一种用于配电网故障后追溯停电原因的完全回退搜索方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电力系统领域的回退方法，具体涉及一种用于配电网故障后追溯停电原因的完全回退搜索方法，包括下述步骤：A、从失电配电变压器所对应的节点开始递归搜索；B、判断是否搜索到电源；C、确定失电配电变压器到电源的路径、路径的距离和路径上距离起始节点最靠近的处于断开状态的开关信息；D、得出配电网的停电原因。针对辐射状配电网效率高，可高效、准确地定位停电原因，对于指导配网调度人员迅速指挥恢复供电的进程有至关重要的意义；在规划态，该方法可明确定位拓扑的错误，并有效指导规划人员消除孤岛，修正拓扑错误。本方法已成功应用于在线可靠性监测平台现场，并正在体现其工程实践价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力系统领域的回退方法，具体涉及一种用于配电网故障后追溯停电原因的完全回退搜索方法。
背景技术
现有的深度优先搜索法属贪婪搜索，前向搜索后逐步回退，与本专利申请所涉及的完全回退搜索法不同。前者并无特定方向，须遍历所有节点，算法复杂度较高，应用于大型配电网的实时搜索时存在效率瓶颈，一般不适用于需记录路径距离的搜索。
现有的广度优先搜索法则一般适用于全网络拓扑分析，系统地展开并检查图中的所有节点，并不适用于路径搜索。
亟需一种能够高效、准确地解决路径搜索问题，使其应用于大型配电网的实时搜索，适用于需记录路径距离的搜索的方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种用于配电网故障后追溯停电原因的完全回退搜索方法，针对辐射状配电网开发，对于给定的停电配电变压器，本方法向电源方向追溯导致该配变停电的处于断开状态的开关，同时满足路径最短，以及该开关与配变的距离较其它开关更短的条件。本方法可高效、准确地定位停电原因，对于指导配网调度人员迅速指挥恢复供电的进程有至关重要的意义；在规划态，该方法可明确定位拓扑的错误，并有效指导规划人员消除孤岛，修正拓扑错误。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
一种用于配电网故障后追溯停电原因的完全回退搜索方法，其改进之处在于，所述方法满足以下条件：1）停电原因的开关位于停电配变的上游，即在电源方向；2）停电原因的开关是同一路经上所有开关中最靠近停电配变的开关；3）在所有配变到电源的路径中，停电原因的开关所属路径上配变到电源的距离最短；4）停电原因的开关处于断开状态；
所述方法包括下述步骤：
A、从失电配电变压器所对应的节点开始递归搜索；
B、判断是否搜索到电源；
C、确定失电配电变压器到电源的路径、路径的距离和路径上距离起始节点最靠近的处于断开状态的开关信息；
D、得出配电网的停电原因。
其中，所述步骤A中，从失电配电变压器所对应的节点出发开始递归搜索，遇到每一个新节点都进入下一层递归，并把搜索到的元件节点标记为已搜索到。
其中，所述步骤B中，如果搜索到电源，则完全回退至失电配电变压器所对应的节点，在完全回退路上保存路径上处于断开状态的开关信息，并把路径上除了断开开关以外的元件节点标记为未搜索到；
如果未搜索到电源，则逐步回退，在每一步搜索所有支路。
其中，若未搜索到电源，则开始遍历配电网中的开关；遍历配电网中的开关包括下述步骤：
（1）判断开关节点是否和失电配电变压器所对应的节点直接连接，且开关的标记为未搜索过；
（2）标记步骤（1）的开关为已搜索过；
（3）判断当前的递归层级是否大于1；
（4）若开关处于断开状态，则将开关的信息存入数据库中；否则，标记开关为未搜索过。
其中，所述步骤（3）中，若大于1，则判断是否搜索到电源，若搜索到电源，进行步骤（4）并返回上一层递归；若未搜索到电源，判断是否遍历完配电网的所有开关，若已遍历完所有开关，开始遍历配电网中的馈线段；否则返回步骤（1）；
若小于1，将配电网的最后一个开关的信息存入数据库。
其中，遍历配电网中的馈线段包括下述步骤：
I、判断馈线段是否和失电配电变压器所对应的节点直接连接，且馈线段的标记为未搜索过；
II、标记步骤（1）的馈线段为已搜索过；
III、标记当前馈线段的对侧节点为起始节点；
IV、判断当前的递归层级是否大于1；
V、标记馈线段为未搜索过；
VI、将配电网最后一个馈线段的信息存入数据库中。
其中，所述步骤IV中，若大于1，则判断是否搜索到电源，若搜索到电源，进行步骤V并返回上一层递归；若未搜索到电源，判断是否遍历完配电网的所有馈线段，若已遍历完所有馈线段，结束递归；否则返回步骤I；
若小于1，则进行步骤VI。
其中，所述步骤C中，递归结束后通过循环遍历数据库，得到失电配电变压器所对应节点到电源节点的所有路径，每条路经的距离，及每条路径上距离起始节点最靠近的处于断开状态的开关信息。
其中，所述步骤D中，其中步骤C中距离最短路径上的对应开关即停电原因。
其中，每次搜索到电源，都从当前递归层级逐级返回第一层递归，即起始于失电配电变压器所属节点，为完全回退。
其中，每次从失电配电变压器所属节点递归搜索到电源的过程中，累计路径的距离。
其中，在完全回退的过程中，标记处于断开状态的开关为已搜索过，标记处于闭合状态的开关为未搜索过。
与现有技术比，本发明达到的有益效果是：
1、本发明提供的用于配电网故障后追溯停电原因的完全回退搜索方法，以递归形式表述，每一层递归简洁明了。
2、本发明提供的用于配电网故障后追溯停电原因的完全回退搜索方法，经过实践验证，完全满足四个条件，即1）停电原因的开关位于停电配变的上游，即在电源方向；2）停电原因的开关是同一路经上所有开关中最靠近停电配变的开关；3）在所有配变到电源的路径中，停电原因的开关所属路径上配变到电源的距离最短；4）停电原因的开关处于断开状态。
3、本发明提供的完全回退搜索方法针对辐射状配电网效率高，可高效、准确地定位停电原因，对于指导配网调度人员迅速指挥恢复供电的进程有至关重要的意义；在规划态，该方法可明确定位拓扑的错误，并有效指导规划人员消除孤岛，修正拓扑错误。本方法已成功应用于在线可靠性监测平台现场，并正在体现其工程实践价值。
4、能够高效、准确地解决路径搜索问题，能够应用于大型配电网的实时搜索，适用于需记录路径距离的搜索。
附图说明
图1是本发明提供的用于配电网故障后追溯停电原因的完全回退搜索方法总体流程图；
图2是本发明提供的完全回退搜索法中遍历配电网中开关流程图；
图3是本发明提供的完全回退搜索法中遍历配电网中馈线段流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
下面对本发明出现的技术名词进行解释：
配变：即配电变压器，安装于电杆上或配电所中，将电压从10kV降至400V左右输入用户。在本发明中，“配变”与“用户”两个词可互换使用。
馈线段：配电网中电流大小、方向均不改变的馈线部分。换言之，馈线中任何一处电流大小或方向改变的节点都是两条馈线段的分界点。馈线段是配电网中最小的单元之一。
距离：指配变到电源的电路长度（千米）。本发明假设所有馈线段长度相等，故距离指从配变到电源的电路路径上的馈线段数目。
停电原因：指导致配变停电的上游最近的处于断开状态的开关。
停电恢复一般流程：由量测装置报告或由用户拨打95598报告停电位置，电力公司依托数据库与在线可靠性监测平台追溯停电原因，通过操纵远动装置或派工作人员至现场恢复供电。
本发明提供的用于配电网故障后追溯停电原因的完全回退搜索方法描述为：从失电配变所对应的节点开始递归搜索，搜索到的元件全部标记为已搜索到。如果搜索到电源，则完全回退至失电配变所对应的节点，回退路上保存该路径上所有处于断开状态的开关信息，并把该路径上除了断开开关以外的元件的标志设定为未搜索到；如果没有搜索到电源，则逐步回退，在每一步搜索所有支路。递归结束后，该算法将得到失电配变所对应节点到电源节点的所有路径，每条路经的距离，及每条路径上距离起始节点最靠近的处于断开状态的开关信息。其中，距离最短的路径上的相应开关即最终结果。
本发明提供的用于配电网故障后追溯停电原因的完全回退搜索方法总体流程如图1所示，具体包括下述步骤：
A、从失电配电变压器所对应的节点出发开始递归搜索，遇到每一个新节点都进入下一层递归，并把搜索到的元件节点标记为已搜索到。
B、判断是否搜索到电源：
如果搜索到电源，则完全回退至失电配电变压器所对应的节点，在完全回退路上保存路径上处于断开状态的开关信息，并把路径上除了断开开关以外的元件节点标记为未搜索到；
如果未搜索到电源，则逐步回退，在每一步搜索所有支路。
（一）若未搜索到电源，则开始遍历配电网中的开关；完全回退搜索法中遍历配电网中开关流程如图2所示，包括下述步骤：
（1）判断开关节点是否和失电配电变压器所对应的节点直接连接，且开关的标记为未搜索过；
（2）标记步骤（1）的开关为已搜索过；
（3）判断当前的递归层级是否大于1：
若大于1，则判断是否搜索到电源，若搜索到电源，进行步骤（4）并返回上一层递归；若未搜索到电源，判断是否遍历完配电网的所有开关，若已遍历完所有开关，开始遍历配电网中的馈线段；否则返回步骤（1）；
若小于1，将配电网的最后一个开关的信息存入数据库。
（4）若开关处于断开状态，则将开关的信息存入数据库中；否则，标记开关为未搜索过。
（二）完全回退搜索法中遍历配电网中馈线段流程如图3所示，包括下述步骤：
I、判断馈线段是否和失电配电变压器所对应的节点直接连接，且馈线段的标记为未搜索过；
II、标记步骤（1）的馈线段为已搜索过；
III、标记当前馈线段的对侧节点为起始节点；
IV、判断当前的递归层级是否大于1；若大于1，则判断是否搜索到电源，若搜索到电源，进行步骤V并返回上一层递归；若未搜索到电源，判断是否遍历完配电网的所有馈线段，若已遍历完所有馈线段，结束递归；否则返回步骤I；
若小于1，则进行步骤VI。
V、标记馈线段为未搜索过；
VI、将配电网最后一个馈线段的信息存入数据库中。
C、递归结束后通过循环遍历数据库，得到失电配电变压器所对应节点到电源节点的所有路径，每条路经的距离，及每条路径上距离起始节点最靠近的处于断开状态的开关信息。
D、得出配电网的停电原因：步骤C中距离最短路径上的对应开关即停电原因。
每次搜索到电源，都从当前递归层级逐级返回第一层递归，即起始于失电配电变压器所属节点，为完全回退。
每次从失电配电变压器所属节点递归搜索到电源的过程中，累计该路径的距离。
在完全回退的过程中，标记处于断开状态的开关为已搜索过，标记处于闭合状态的开关为未搜索过。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (12)
1.一种用于配电网故障后追溯停电原因的完全回退搜索方法，其特征在于，所述方法满足以下条件：1）停电原因的开关位于停电配变的上游，即在电源方向；2）停电原因的开关是同一路经上所有开关中最靠近停电配变的开关；3）在所有配变到电源的路径中，停电原因的开关所属路径上配变到电源的距离最短；4）停电原因的开关处于断开状态；
所述方法包括下述步骤：
A、从失电配电变压器所对应的节点开始递归搜索；
B、判断是否搜索到电源；
C、确定失电配电变压器到电源的路径、路径的距离和路径上距离起始节点最靠近的处于断开状态的开关信息；
D、得出配电网的停电原因。
2.如权利要求1所述的完全回退搜索方法，其特征在于，所述步骤A中，从失电配电变压器所对应的节点出发开始递归搜索，遇到每一个新节点都进入下一层递归，并把搜索到的元件节点标记为已搜索到。
3.如权利要求1所述的完全回退搜索方法，其特征在于，所述步骤B中，如果搜索到电源，则完全回退至失电配电变压器所对应的节点，在完全回退路上保存路径上处于断开状态的开关信息，并把路径上除了断开开关以外的元件节点标记为未搜索到；
如果未搜索到电源，则逐步回退，在每一步搜索所有支路。
4.如权利要求3所述的完全回退搜索方法，其特征在于，若未搜索到电源，则开始遍历配电网中的开关；遍历配电网中的开关包括下述步骤：
（1）判断开关节点是否和失电配电变压器所对应的节点直接连接，且开关的标记为未搜索过；
（2）标记步骤（1）的开关为已搜索过；
（3）判断当前的递归层级是否大于1；
（4）若开关处于断开状态，则将开关的信息存入数据库中；否则，标记开关为未搜索过。
5.如权利要求4所述的完全回退搜索方法，其特征在于，所述步骤（3）中，若大于1，则判断是否搜索到电源，若搜索到电源，进行步骤（4）并返回上一层递归；若未搜索到电源，判断是否遍历完配电网的所有开关，若已遍历完所有开关，开始遍历配电网中的馈线段；否则返回步骤（1）；
若小于1，将配电网的最后一个开关的信息存入数据库。
6.如权利要求5所述的完全回退搜索方法，其特征在于，遍历配电网中的馈线段包括下述步骤：
I、判断馈线段是否和失电配电变压器所对应的节点直接连接，且馈线段的标记为未搜索过；
II、标记步骤（1）的馈线段为已搜索过；
III、标记当前馈线段的对侧节点为起始节点；
IV、判断当前的递归层级是否大于1；
V、标记馈线段为未搜索过；
VI、将配电网最后一个馈线段的信息存入数据库中。
7.如权利要求6所述的完全回退搜索方法，其特征在于，所述步骤IV中，若大于1，则判断是否搜索到电源，若搜索到电源，进行步骤V并返回上一层递归；若未搜索到电源，判断是否遍历完配电网的所有馈线段，若已遍历完所有馈线段，结束递归；否则返回步骤I；
若小于1，则进行步骤VI。
8.如权利要求1所述的完全回退搜索方法，其特征在于，所述步骤C中，递归结束后通过循环遍历数据库，得到失电配电变压器所对应节点到电源节点的所有路径，每条路经的距离，及每条路径上距离起始节点最靠近的处于断开状态的开关信息。
9.如权利要求1所述的完全回退搜索方法，其特征在于，所述步骤D中，其中步骤C中距离最短路径上的对应开关即停电原因。
10.如权利要求1所述的完全回退搜索方法，其特征在于，每次搜索到电源，都从当前递归层级逐级返回第一层递归，即起始于失电配电变压器所属节点，为完全回退。
11.如权利要求1所述的完全回退搜索方法，其特征在于，每次从失电配电变压器所属节点递归搜索到电源的过程中，累计路径的距离。
12.如权利要求1所述的完全回退搜索方法，其特征在于，在完全回退的过程中，标记处于断开状态的开关为已搜索过，标记处于闭合状态的开关为未搜索过。
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