CN103631998A - 一种针对局部拓扑变化的配电网建模方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种针对局部拓扑变化的配电网建模方法，它包括以下步骤：1）建立配电网N行5列的简化邻接表DT来描述其连接关系；2）在配电网局部拓扑变化时建立一个具有14列的拓扑编辑表T；3）调整拓扑变更后便于配电变压器的从属关系；4）将拓扑编辑表T中的所编辑内容添加到邻接表DT中。本发明通过拓扑编辑表保存配电网局部拓扑变化影响范围内的原始拓扑，在增量建模过程中将其追加到配电网的原有模型中快速生成配电网的模型，避免了全局拓扑分析、建模过程中重新生成配电网的原始拓扑且进行二次搜索的繁杂工作，提高了局部拓扑变化时采用增量建模的效率。

Description

一种针对局部拓扑变化的配电网建模方法

技术领域

本发明涉及配电网自动化系统技术领域，具体地说是一种针对局部拓扑变化的配电网建模方法。

背景技术

在配电自动化系统中，配电网络拓扑是配电网分析和优化的基础。配电网是一种和地理信息密切相关的网络，线路的走向以及配电设备和用户的分布具有地理特征，生产管理中的实际操作（如线路改造、停电检修等）也依赖于长度、范围、距离、相对位置等地理因素，基于地理信息系统（GIS）的配电网拓扑分析成为人们最关注的问题之一。

早期的方法主要通过特定的数据结构来记录配电网设备和线路的连接关系，这种方法的通用性和可扩充性差。后来发展到先基于矢量图自动生成配电网的原始拓扑，再转化为适合电力应用的拓扑数据，有学者提出在配电网的主站内部将母线合并为一个节点，对主站外部的线路进行分段处理，也有学者提出将配电网抽象为节点（ 母线节点、T 接点和末梢点）和线路（ 连接两个节点的馈线段），还有学者提出采用面向对象的技术抽象配电网拓扑模型，将闭合开关联合在一起的结点集合抽象为母线，将线路和变压器连接在一起的母线抽象为电气岛，这些处理方法在生成配电网接线关系后还要进行第二次的搜索才能生成配电网的模型，且对配电网在局部变化时如何快速的生成配电网的模型并未见相关的报道。

在配电网的设计和规划中往往需要频繁地对配电网进行局部的修改，并重新进行配电网拓扑分析，如果每次修改和变动都采用全局拓扑分析和建模则比较烦琐而且占用时间较长，影响人机响应速度造成配电网的规划、设计工作效率低下。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种基于表达式判断的动态路由方法，其其不仅数量开发量小，而且大大减少了各系统垃圾数据的接收量。因此这里探讨在配电网局部发生变化时，对变更的部分采用增量建模的方法来快速生成配电网的模型。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种针对局部拓扑变化的配电网建模方法，其特征是，包括以下步骤：

1）建立配电网的简化邻接表模型：将配电网看作图，将馈线上的开关和T 接点看作是节点，而将馈线段和配电变压器综合看作是边，对于一个具有N个节点的配电网，采用N行5 列的邻接表DT 来描述其连接关系，所述邻接表DT为：

其中，

取值为0、l、2 或3时，分别表示该节点的节点类型为开关节点、T 接点、源点（出线开关）或末梢点；

描述各顶点是否过负荷用于故障区域判断；

、

、为节点的编号，空闲的元素填写-l；

2）建立拓扑编辑表：在配电网局部拓扑变化时采用变化节点和变化边的集合来反映配电网局部拓扑变化的影响范围，建立一个具有14 列的拓扑编辑表T，所述拓扑编辑表T为：

其中，每一行反映一次编辑操作，各列中的元素分别由p和g两部分构成；拓扑编辑表T前6 列中p表示所编辑节点的编号，g表示节点类型；拓扑编辑表T后8 列中p 和g 分别表示所编辑边的两个端点的编号，分别用和

表示第k次编辑操作下第i 列元素的p和g值；

3）调整拓扑变更后便于配电变压器的从属关系；

4）将拓扑编辑表T中的所编辑内容添加到邻接表DT中。

上述方法中，所述的编辑操作包括节点编辑操作和边编辑操作，所述节点编辑操作包括删除第一个节点、删除第二个节点、添加第一个节点、添加第二个节点、类型变更前的节点和类型变更后的节点；所述边编辑操作包括删除第一条边、删除第二条边、删除第三条边、删除第四条边、删除第五条边、添加第一条边、添加第二条边和添加第三条边。

上述方法中，所述的将拓扑编辑表T中的所编辑内容添加到邻接表DT中步骤包括以下过程：

41）将拓扑编辑表T中的所编辑添加节点内容添加到邻接表DT中；

42）将拓扑编辑表T中的所编辑删除节点内容添加到邻接表DT中；

43）将拓扑编辑表T中的所编辑变更节点内容添加到邻接表DT中；

44）将拓扑编辑表T中的所编辑添加边内容添加到邻接表DT中；

45）将拓扑编辑表T中的所编辑删除边内容添加到邻接表DT中。

本发明的有益效果是，本发明通过拓扑编辑表T 保存配电网局部拓扑变化影响范围内的原始拓扑，在增量建模过程中将其追加到配电网的原有模型中快速生成配电网的模型，避免了全局拓扑分析、建模过程中重新生成配电网的原始拓扑且进行二次搜索的繁杂工作，提高了局部拓扑变化时采用增量建模的效率。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明：

图1是本发明的方法流程图；

图2是本发明所述添加节点的流程图；

图3是本发明所述变更节点的流程图；

图4是本发明所述删除节点的流程图；

图5是本发明所述删除边的流程图。 

具体实施方式

如图1所示，本发明的一种针对局部拓扑变化的配电网建模方法，它包括以下步骤：

1）建立配电网的简化邻接表模型：将配电网看作图，将馈线上的开关和T 接点看作是节点，而将馈线段和配电变压器综合看作是边，对于一个具有N个节点的配电网，采用N行5 列的邻接表DT 来描述其连接关系，所述邻接表DT为：

其中，

取值为0、l、2 或3时，分别表示该节点的节点类型为开关节点、T接点、源点（出线开关）或末梢点；

描述各顶点是否过负荷用于故障区域判断；

、

、

为节点的编号，空闲的元素填写-l。

2）建立拓扑编辑表：在配电网局部拓扑变化时采用变化节点和变化边的集合来反映配电网局部拓扑变化的影响范围，建立一个具有14 列的拓扑编辑表T，所述拓扑编辑表T为：

其中，每一行反映一次编辑操作，各列中的元素分别由p和g两部分构成；拓扑编辑表T前6 列中p 表示所编辑节点的编号，g 表示节点类型；拓扑编辑表T后8 列中p 和g 分别表示所编辑边的两个端点的编号，分别用

和表示第k 次编辑操作下第i 列元素的p 和g 值。节点编号从1开始，拓扑编辑表T中所有空闲的位置填写-1，拓扑编辑表T 中各个元素的p 和g 的初值均填0。

3）调整拓扑变更后便于配电变压器的从属关系，所述调整拓扑变更后便于配电变压器的从属关系的步骤包括以下过程：

（1）通过添加源点或T 接点、将末梢点变更为开关节点或T接点、将开关节点变更为T接点的情形得到的新增的边，可以通过GIS 的选择操作将指定范围内的配电变压器与该边建立从属关系。

（2）删除一条边后，其上的配电变压器与之的从属关系被解除，通过删除开关节点或删除与T 接点相连的一条边，造成两条边合并成为一条边，则原来从属于这两条边的配电变压器都从属于合并后的边。

4）将拓扑编辑表T中的所编辑内容添加到邻接表DT中，实现增量建模。建模过程中，按行和列的顺序依次进行。所述的将拓扑编辑表T中的所编辑内容添加到邻接表DT中步骤包括以下过程：

41）将拓扑编辑表T中的所编辑添加节点内容添加到邻接表DT中；

42）将拓扑编辑表T中的所编辑删除节点内容添加到邻接表DT中；

43）将拓扑编辑表T中的所编辑变更节点内容添加到邻接表DT中；

44）将拓扑编辑表T中的所编辑添加边内容添加到邻接表DT中；

45）将拓扑编辑表T中的所编辑删除边内容添加到邻接表DT中。

上述方法中，所述的编辑操作包括节点编辑操作和边编辑操作，所述节点编辑操作包括删除第一个节点、删除第二个节点、添加第一个节点、添加第二个节点、类型变更前的节点和类型变更后的节点；所述边编辑操作包括删除第一条边、删除第二条边、删除第三条边、删除第四条边、删除第五条边、添加第一条边、添加第二条边和添加第三条边。

下面对本发明几种局部拓扑变换的操作流程进行详细介绍。

图2是本发明所述添加节点的流程图。为了利用已经删除的节点标号，减少DT 表的空隙，首先作DT 表空隙检查和添加节点编号调整，然后修改DT 表。新添节点的编号在当前最大节点编号基础上依次顺序生成。根据所添加节点类型的不同，处理方法各不相同。如图2所示，本发明所述添加节点的过程如下： 

（1）添加源点

除了添加节点外，还要再增添一条与该源点相连的边，其端点类型为末梢点，并将其添加到拓扑编辑表中。

（2）添加其它类型节点参照图2所示的流程进行操作。

图3是本发明所述变更节点的流程图。节点类型变更操作根据所变更节点类型的不同，处理方法各不相同。如图3所示，本发明所述变更节点的过程如下：

（1）将一个末梢点变更为开关节点时，除节点类型变更外，还要求再增添一条与该开关节点相连的馈线段，其端点类型为末梢点。

（2）其它节点类型的变更参照图3所示的流程进行操作。

图4是本发明所述删除节点的流程图。节点删除操作根据所删除节点类型的不同，处理方法各不相同。如图4所示，本发明所述删除节点的过程如下：

（1）开关节点的删除

除删除开关节点外，还要将与其相连的两条边删除，然后新添一条边。

（2）其它类型节点的删除参照图4所示的流程进行操作。

图5是本发明所述删除边的流程图。如图5所示，本发明所述删除边的过程如下：

将边删除的操作首先要对选中的边作删除操作，接下来要将该边两端的节点删除：如果两端的节点包含T接点，则删除该T 接点，并将与该T 接点相连的两条边合并为一条边。具体操作过程以及边中其它类型点的删除参照图4所示的流程进行操作。

以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种针对局部拓扑变化的配电网建模方法，其特征是，包括以下步骤：

1）建立配电网的简化邻接表模型：将配电网看作图，将馈线上的开关和T 接点看作是节点，而将馈线段和配电变压器综合看作是边，对于一个具有N个节点的配电网，采用N行5 列的邻接表DT 来描述其连接关系，所述邻接表DT为：

其中，

取值为0、l、2 或3时，分别表示该节点的节点类型为开关节点、T 接点、源点（出线开关）或末梢点；

描述各顶点是否过负荷用于故障区域判断；

、

、

为节点的编号，空闲的元素填写-l；

2）建立拓扑编辑表：在配电网局部拓扑变化时采用变化节点和变化边的集合来反映配电网局部拓扑变化的影响范围，建立一个具有14 列的拓扑编辑表T，所述拓扑编辑表T为：

其中，每一行反映一次编辑操作，各列中的元素分别由p 和g 两部分构成；拓扑编辑表T前6 列中p 表示所编辑节点的编号，g 表示节点类型；拓扑编辑表T后8 列中p 和g 分别表示所编辑边的两个端点的编号，分别用和

表示第k 次编辑操作下第i列元素的p和g值；

3）调整拓扑变更后便于配电变压器的从属关系；

4）将拓扑编辑表T中的所编辑内容添加到邻接表DT中。

2.根据权利要求1所述的基于表达式判断的动态路由方法，其特征是，所述的编辑操作包括节点编辑操作和边编辑操作，所述节点编辑操作包括删除第一个节点、删除第二个节点、添加第一个节点、添加第二个节点、类型变更前的节点和类型变更后的节点；所述边编辑操作包括删除第一条边、删除第二条边、删除第三条边、删除第四条边、删除第五条边、添加第一条边、添加第二条边和添加第三条边。

3.根据权利要求1所述的基于表达式判断的动态路由方法，其特征是，所述的将拓扑编辑表T中的所编辑内容添加到邻接表DT中步骤包括以下过程：

41）将拓扑编辑表T中的所编辑添加节点内容添加到邻接表DT中；

42）将拓扑编辑表T中的所编辑删除节点内容添加到邻接表DT中；

43）将拓扑编辑表T中的所编辑变更节点内容添加到邻接表DT中；

44）将拓扑编辑表T中的所编辑添加边内容添加到邻接表DT中；

45）将拓扑编辑表T中的所编辑删除边内容添加到邻接表DT中。

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