CN103324744B - 基于配电环网自动成图的拓扑搜索方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于配电环网自动成图的拓扑搜索方法，先判断所搜索的设备是出线断路器或配网开关；当为出线断路器时：搜索其所在岛的供电路径以及其所连接的所有关联岛的供电路径；再整合所搜索的供电路径上的所有设备及其相关属性信息结构；当为配网开关时：判断其分合状态；当“合”时，先搜索其所在的线路上的出线断路器，再搜索整合相关信息；当“分”时，判断其是否为合环开关；若“是”则搜索出其两端的供电路径，再搜索整合相关信息；若“否”则搜索出其当前的供电路径，再搜索整合相关信息。本发明根据场景自动拓扑搜索出设备所需自动成图模型信息，具有良好的可移植性。

Description

基于配电环网自动成图的拓扑搜索方法

技术领域

本发明涉及一种对电力系统网络进行分析并得出网路的拓扑结构的方法。

背景技术

拓扑结构不仅是潮流分析、状态估计等高级应用的基础，也是电力系统网络分析其他应用软件的基础，它的任务是根据电力网络中开关的开断状况，通过一定的算法计算出网络的实时结构拓扑，进而进行更高级运算以了解电力网络的运行状态和安全稳定性，或者得到拓扑数据供电力系统应用程序使用。

网络实时拓扑结构算法主要有以下几种：

一、深度或广度搜索法

早期的网络拓扑分析是利用堆栈技术进行搜索。一般是将拓扑结构表述为链表关系，用图论中的搜索技术，如深度优先搜索法和广度优先搜索法分析节点的连通性。这种方法一般需要建立反映拓扑结构的链表，通过处理链表实现拓扑分析，然后以搜索回溯的框架，利用堆栈记录划分。

二、分电压等级算法

该拓扑分析方法只搜索断开开关所在的厂站电压等级，大大减小了搜索的空间，提高了网络拓扑分析的效率。其基本原理为：首先对所有状态发生变化的开关（或刀闸）信息进行扫描，根据开关信息判断开关的首末连接节点是否在同一电压等级。

三、基本分析单元的有色Petri法

将整个电网拓扑分析问题分解为若干基本分析单元，采用基本分析单元的有色Petri网模型，只重新计算受开关状态变化影响的分析单元，减小了搜索的空间，可提高拓扑分析的效率。

以上几种利用数据结构加上特定的算法来实现拓扑分析的改进方法，目的是为了加快拓扑的速度和效率，得到准确的拓扑结构。然而，仅单独使用上述方法并不能满足配电环网自动成图功能对所需的模型数据的需求，因此需要一种针对配电环网而提出的、满足其自动成图需求的拓扑方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种满足配电环网自动成图功能对所需的模型数据的需求的拓扑搜索方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于配电环网自动成图的拓扑搜索方法，用于搜索电网中的设备状态并在配电环网自动成图时提供所需的模型信息，该方法应用于四个场景下：

（1）当所搜索的设备为出线断路器时；

（2）当所搜索的设备为闭合的配网开关时；

（3）当所搜索的设备为合环开关时；

（4）当所搜索的设备为断开的负荷开关时；

该方法包括如下步骤：

①判断所搜索的设备是出线断路器或配网开关；

②当步骤①中判断出所搜索的设备是所述的出线断路器时，进行如下步骤：

A、搜索该所述的出线断路器所在岛的供电路径以及其通过一个连络开关所连接的所有关联岛的供电路径；

B、整合所搜索的供电路径上的所有设备及其相关属性信息结构；

③当步骤①中判断出所搜索的设备是所述的配网开关时，进行如下步骤：

a、判断所述的配网开关的分合状态；

b、当步骤a中的判断结果为“合”时，则首先搜索出所述的配网开关所在的线路上的出线断路器，再继续执行步骤A、B；

c、当步骤a中的判断结果为“分”时，再判断所述的配网开关是否为合环开关；若判断结果为“是”则搜索出所述的合环开关两端的供电路径，再继续执行步骤B；若判断结果为“否”则所述的配网开关为断开的负荷开关，则搜索出所述的断开的负荷开关当前的供电路径，再继续执行步骤B。

优选的，所述的步骤A中，应用配网拓扑核心算法搜索所述的供电路径。

优选的，所述的配网拓扑核心算法为深度或广度搜索法、分电压等级算法、基本分析单元的有色Petri法以及将上述三种算法进行整合后的算法。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明提供的基于配电环网自动成图的拓扑搜索方法，能够实现通过给定搜索设备关键字，在无需任何人工干预的情况下，判断当前应用场景，根据场景特点，自动拓扑搜索出该设备所需自动成图模型信息，为自动成图提供所有模型设备关键字及设备所属容器等相关属性关键字，具有自动性、时效性及高效性的特点。

附图说明

附图1为本发明的基于配电环网自动成图的拓扑搜索方法的逻辑示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。

实施例一：一种基于配电环网自动成图的拓扑搜索方法，用于搜索电网中的设备状态并在配电环网自动成图时提供所需的模型信息。

首先结合电力系统的特点对现有的拓扑搜索方法进行分析，包括深度或广度搜索法、面向对象（OO）的启发式搜索算法、基于关联矩阵的集合划分算法、基于OSPF协议的算法、分电压等级算法、基本分析单元的有色Petri法等，找到针对优化性的依据，再确定搜索实现方法。在配电环网自动成图得到实时的拓扑结构时，通过如下步骤实现搜索方法：

①获取外部调用程序入参，判断所搜索的设备是出线断路器或配网开关。

②当步骤①中判断出所搜索的设备是出线断路器时，则为该方法应用的第一个场景：当所搜索的设备为出线断路器时，进行如下步骤：

A、应用配网拓扑核心算法搜索该出线断路器所在岛的供电路径以及其通过一个连络开关所连接的所有关联岛的供电路径；其中配网拓扑核心算法为深度或广度搜索法、分电压等级算法、基本分析单元的有色Petri法等以及将上述三种算法进行整合后的算法；

B、整合所搜索的供电路径上的所有设备及其相关属性信息结构。这些信息返回即为自动成图所需的信息。

③当步骤①中判断出所搜索的设备是配网开关时，进行如下步骤：

a、判断配网开关的分合状态；

b、当步骤a中的判断结果为“合”时，则为该方法应用的第二个场景：当所搜索的设备为闭合的配网开关时，则首先搜索出配网开关所在的线路上的出线断路器，再继续执行步骤A、B；

c、当步骤a中的判断结果为“分”时，再判断配网开关是否为合环开关；若判断结果为“是”，则为该方法应用的第三个场景：当所搜索的设备为合环开关时，则搜索出合环开关两端的供电路径，再继续执行步骤B；若判断结果为“否”，则配网开关为断开的负荷开关，则为该方法应用的第四个场景：当所搜索的设备为断开的负荷开关时，此时搜索出断开的负荷开关当前的供电路径，再继续执行步骤B。

现场工程应用：结合现场的配网规模及模型数据，基于已构建的软件系统平台，对提供的搜索设备根据当前场景进行实时拓扑搜索，给出供电路径的所有设备属性信息，为自动成图功能提供动态拓扑结构信息，并将搜索功能封装为动态库以达到与其他应用功能的有效集成，可以更加方便的为其他应用提供服务。

通过上述搜索方法，不但可以为配电环网自动成图应用功能提供支撑，还可以为其他配网应用功能提供拓扑支撑，实现功能的模块化，具有良好的可移植性。同时其应用的配网拓扑核心算法，对已有算法进行了研究处理整合，实现降低复杂配网拓扑搜索的时长，提高搜索效率。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于配电环网自动成图的拓扑搜索方法，用于搜索电网中的设备状态并在配电环网自动成图时提供所需的模型信息，其特征在于：该方法应用于四个场景下：

（1）当所搜索的设备为出线断路器时；

（2）当所搜索的设备为闭合的配网开关时；

（3）当所搜索的设备为合环开关时；

（4）当所搜索的设备为断开的负荷开关时；

该方法包括如下步骤：

①判断所搜索的设备是出线断路器或配网开关；

②当步骤①中判断出所搜索的设备是所述的出线断路器时，进行如下步骤：

A、搜索该所述的出线断路器所在岛的供电路径以及其通过一个连络开关所连接的所有关联岛的供电路径；

B、整合所搜索的供电路径上的所有设备及其相关属性信息结构，这些信息返回即为自动成图所需的信息；

③当步骤①中判断出所搜索的设备是所述的配网开关时，进行如下步骤：

a、判断所述的配网开关的分合状态；

b、当步骤a中的判断结果为“合”时，则首先搜索出所述的配网开关所在的线路上的出线断路器，再继续执行步骤A、B；

c、当步骤a中的判断结果为“分”时，再判断所述的配网开关是否为合环开关；若判断结果为“是”则搜索出所述的合环开关两端的供电路径，再继续执行步骤B；若判断结果为“否”则所述的配网开关为断开的负荷开关，则搜索出所述的断开的负荷开关当前的供电路径，再继续执行步骤B。

2.根据权利要求1所述的基于配电环网自动成图的拓扑搜索方法，其特征在于：所述的步骤A中，应用配网拓扑核心算法搜索所述的供电路径。

3.根据权利要求2所述的基于配电环网自动成图的拓扑搜索方法，其特征在于：所述的配网拓扑核心算法为深度或广度搜索法、分电压等级算法、基本分析单元的有色Petri法。