CN104167736B - 一种大电网并行网络拓扑分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种大电网并行网络拓扑分析方法，包括以下步骤：读取智能电网调度控制系统电网模型；对智能电网调度控制系统电网模型进行并行校验；大电网并行网络拓扑分析。本发明提供一种大电网并行网络拓扑分析方法，将电网模型数据按区域和厂站进行划分，封装拓扑搜索功能，对模型数据分区分厂站进行并行处理，从而实现电网拓扑分析的并行计算。对实际电网进行的测试结果表明，该方法具有良好的稳定性和实时性，满足系统在线仿真、分析和控制类应用对拓扑分析的需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种分析方法，具体涉及一种大电网并行网络拓扑分析方法。
背景技术
网络拓扑分析根据电网电气元件物理连接关系和断路器/刀闸的分/合状态，形成电网在线分析计算中使用的母线-支路计算模型，分为两个基本步骤：厂站母线分析：根据开关的开/合状态和元件的退出/恢复状态，由结点模型形成母线模型。功能是分析某一厂站的某一电压级内的结点由闭合开关联接成多少个母线，其结果是将厂站划分为若干个母线。系统网络分析：分析整个电网的母线由闭合支路联接成多少个子电网(岛)，每个子电网是有电气联系的母线的集合，计算中以此为单位划分网络方程组。电力系统正常运行时一般属同一个子电网(未解列状态)。
网络拓扑分析是一般需要把实际电网拓扑抽象成无向图来表示，在母线分析过程中，将网络中地节点和闭合开关分别影射为图中的节点和边，在电气岛分析过程中，将网络中的母线和支路分别影射为图的节点和边。因为无向图可用不同的方式来表示，所以目前拓扑分析的研究多数是搜索法和矩阵法这两大类拓扑分析方法。搜索法主要有两种：深度优化搜索和广度优化搜索。为避免同一顶点被访问多次，在遍历图的过程中，必须记下每个已访问过的的顶点。算法思想如下：
深度优化搜索遍历图的步骤：
步骤1：初始化图中所有顶点为未遍历标志。
步骤2：从图中某个顶点v出发，访问此顶点。
步骤3：依次从顶点v未被访问的邻接点出发深度优先遍历图，直至图中所有和顶点v有路径相通的顶点都被访问到。
步骤4：若此时图中尚有顶点未被访问，则另选图中一个未曾被访问的顶点作为起始点，重复步骤2、3过程，直至图中所有顶点都被访问到为止。
并行计算(Parallel Computing)的概念就是多个线程同时进行工作。并行计算可以降低解决问题的运行时间，也可增大要解决问题的尺度。根据并行算法设计，将要解决的问题分解到子任务中，将这些任务映射到不同进程。并行计算同时使用多种计算资源解决计算问题。为执行并行计算，计算资源应包括一台配有多处理机(并行处理)的计算机、一个与网络相连的计算机专有编号，或者两者结合使用。并行计算的主要目的是快速解决大型且复杂的计算问题。
并行计算通常表现为以下特征：
(1)将工作分离成离散部分，有助于同时解决；
(2)随时并及时地执行多个程序指令；
(3)多计算资源下解决问题的耗时要少于单个计算资源下的耗时。
并行算法实现时，需要软件支撑(即并行程序设计)和硬件平台(即并行计算机)。由于并行系统具有较为丰富的多样性，所以同一个并行算法在不同的并行系统上实现的效率和性能可能差别很大。因此，并行算法的实现是与并行算法研究密切相关的重要问题，直接影响着并行算法的设计分析及应用。
并行程序设计主要有三种策略：
自动并行化，即将已有的串行代码直接并行化，但是效率很低并且设计复杂的编译技术；
调用并行函数库，即对已有的串行代码进行分析，将其中常用的并行程序段封装在一个高效优化的函数库中，从而达到提高并行程序设计效率的目的；
重新编写并行程序，即分析应用程序的结构，对已有的串行代码做大量乃至全部的修改，这样获得的并行程序效率最高，但是负担很重。
在设计过程中，并行计算的算法一般要包括下面的步骤：识别能并发执行的任务部分；映射各并发任务块到并行运行的处理器上；分布与程序有关的输入、输出和中间数据；管理对由多处理器共享的数据的访问；在并行程序执行的各个阶段对处理器进行同步。
上述步骤可以归纳为两个基本问题：一是将计算划分成许多小的计算，二是再把这些小的计算分配到不同处理器中以便并行执行。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种大电网并行网络拓扑分析方法，将电网模型数据按区域和厂站进行划分，封装拓扑搜索功能，对模型数据分区分厂站进行并行处理，从而实现电网拓扑分析的并行计算。对实际电网进行的测试结果表明，该方法具有良好的稳定性和实时性，满足系统在线仿真、分析和控制类应用对拓扑分析的需求。
为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
本发明提供一种大电网并行网络拓扑分析方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1：读取智能电网调度控制系统电网模型；
步骤2：对智能电网调度控制系统电网模型进行并行校验；
步骤3：大电网并行网络拓扑分析。
所述步骤1中，取智能电网调度控制系统电网模型为电网物理模型，电网物理模型中的模型对象包括区域、基准电压、厂站、电压等级、断路器、刀闸、物理母线、同步发电机、交流线段、交流线端、负荷、变压器、变压器绕组、变压器分接头类型、并联补偿器、串联补偿器、地刀、换流器、直流线段、直流线端、直流平波电抗器、直流滤波器、直流接地端、遥测和遥信。
所述模型对象中，区域、基准电压、厂站、变压器分接头类型和电压等级用于描述智能电网调度控制系统下辖区域、厂站、电压等级和所有变压器分接头类型基本信息；
遥信和遥测用于表述电网实时量测数据信息；
其余模型对象用于描述实际电网电气设备，称为电气元件。
电气元件通过相同的结点连接形成电网物理模型；
在拓扑分析时，所述电气元件分为单端元件和多端元件；
所述单端元件包括物理母线、同步发电机、交流线端、负荷、变压器绕组、并联补偿器、地刀、直流线端和直流接地端；
所述多端元件包括：断路器、刀闸、交流线段、变压器、串联补偿器、换流器、直流线段、直流平波电抗器和直流滤波器。
所述步骤2包括以下步骤：
步骤2-1：利用智能电网调度控制系统接口读取智能电网调度控制系统电网模型和开关/刀闸状态；
步骤2-2：电气元件通过其厂站属性id查找厂站逻辑记录号，形成厂站-元件逻辑关系，结果保存在树的抽象数据结果中；
步骤2-3：根据厂站-元件逻辑关系以及结点和和元件的连接关系，校验得到结点-元件逻辑关系，结果保存在树的抽象数据结果中；
步骤2-4：生成厂站-节点逻辑关系，结果保存在树的抽象数据结果中；
步骤2-5：根据厂站属性区域id查找厂站逻辑记录号，形成厂站-区域逻辑关系，结果保存在树的抽象数据结果中；
步骤2-6：保存区域-厂站-元件逻辑关系模型到共享内存中，提供给拓扑分析使用。
所述步骤3中，大电网并行网络拓扑分析包括并行厂站母线分析、并行区域网络分析和区域边界网络分析。
并行厂站母线分析包括以下步骤：
步骤A：设定并行厂站拓扑分析线程数N1；
步骤B：根据设定的线程数，生成N1个线程，用于并行处理厂站母线分析；
步骤C：厂站母线分析线程从厂站集合中领取厂站逻辑记录号，利用厂站-结点逻辑关系和结点-元件逻辑关系进行厂站母线分析。
所述步骤C具体包括以下步骤：
步骤C-1：初始化厂站内部结点为未遍历；
步骤C-2：将开关/刀闸和结点的关系抽象成无向图，结点和闭合开关/刀闸分别对应图中的边和顶点，调用拓扑搜索过程进行厂站母线分析，形成由厂站内部闭合开关/刀闸连接起来的结点集合即计算母线，并给集合分配厂站内部编号即站内计算母线编号。
步骤C-3：根据厂站母线分析结果，为由闭合开关联接的结点分配相同母线号即厂站内部计算母线号，形成厂站-计算母线-设备关联表。
并行区域网络分析包括以下步骤：
步骤1)：设定并行区域网络分析线程数N2；
步骤2)：根据设定的线程数，生成N2个线程，用于并行处理区域网络分析；
步骤3)：区域网络分析线程从区域集合中领取区域逻辑记录号，利用区域-厂站逻辑关系、厂站-结点逻辑关系和结点-元件逻辑关系进行厂站母线分析。
所述步骤3)包括以下步骤：
步骤3-1)：初始化区域内部计算母线为未遍历状态；
步骤3-2)：根据厂站母线分析结果给所有设备分配区域内部计算母线号，把支路和区域内部计算母线号的关系抽象成无向图，支路和计算母线号分别对应边和顶点；
步骤3-3)：调用拓扑搜索过程进行区域拓扑分析，形成由区域内部闭合支路联接起来的母线集合；
步骤3-4)：给母线集合分配区域内部编号，即区域内部岛号。
区域边界网络分析包括以下步骤：
步骤(1)：初始化区域内部岛为未遍历；
步骤(2)：分配全局岛编号和计算母线编号；
步骤(3)：调用拓扑搜索过程进行边界拓扑分析，形成全网一体化电气岛并判断各电气岛状态，根据各电气岛的机组及负荷情况，判断电气岛带电状态。
拓扑搜索过程中，采用广度优化搜索对图进行遍历，实现边界拓扑分析、厂站母线分析和区域拓扑分析；具体过程如下：
步骤a)：初始化图中所有顶点为未遍历标志；
步骤b)：从图中某个顶点v出发，访问此顶点；
步骤c)：依次访问v的各个未曾访问的邻接点；
步骤d)：从这些邻接点出发依次访问它们的邻接点，并使先被访问的顶点的邻接点先于后被访问的顶点的邻接点被访问，直至图中所有已被访问的顶点的邻接点都被访问到；
步骤e)：若此时图中尚有顶点未被访问，则另选图中为曾被访问的顶点作为起始点，重复步骤b)、c)和d)的过程，直至图中所有顶点都被访问到为止。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1)根据电网模型分层分区的特点，进行电网模型校验，生成“区域-厂站-元件”逻辑关系模型，并保存到系统共享内存当中，为厂站母线分析、区域网络分析和区域边界网络分析快速提供电网逻辑关系模型，避免每次拓扑分析都去读取实时库获得电网模型，提高了网络拓扑分析的执行效率；
2)将并行计算技术应用到电网模型校验和网络拓扑分析中，提高了电网模型校验和网络拓扑分析的执行效率，为大电网在线分析计算提供高实时性的母线-支路计算模型支持，以便在线分析应用及时得到实时电网状态。
附图说明
图1是本发明实施例中大电网并行网络拓扑分析方法流程图；
图2是本发明实施例中fork/join并行执行模式示意图；
图3是本发明实施例中区域-厂站-元件层次关系图；
图4是本发明实施例中智能电网调度控制系统电网模型并行校验流程图；
图5是本发明实施例中大电网并行网络拓扑分析流程图；
图6是本发明实施例中并行厂站母线分析流程图；
图7是本发明实施例中并行区域拓扑分析流程图；
图8是本发明实施例中区域边界网络分析流程图；
图9是本发明实施例中拓扑搜索流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明为大电网实时在线分析应用提供快速拓扑分析服务，提高模型校验和拓扑分析效率，使得实时在线分析应用能够及时分析当前电网状态。作为在线分析应用中的基础模块，网络拓扑分析承担着为智能电网调度技术支持系统中其它在线分析模块提供母线-支路计算模型的任务，其性能直接制约着大电网在线分析应用的实用性。。因此，高效率的拓扑分析方法，能够提升在线分析应用性能，有助于及时发现电网运行存在的潜在风险，提高电网运行稳定性和可靠性。针对大电网分层分区进行调度控制，按厂站进行电气元件建模的特点，提出了一种快速并行网络拓扑分析方法，提高了大电网拓扑分析服务的执行效率，从而进一步提高大电网在线分析应用的实用化水平。
如图1，本发明提供一种大电网并行网络拓扑分析方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1：读取智能电网调度控制系统电网模型；
步骤2：对智能电网调度控制系统电网模型进行并行校验；
步骤3：大电网并行网络拓扑分析。
所述步骤1中，取智能电网调度控制系统电网模型为电网物理模型，电网物理模型中的模型对象包括区域、基准电压、厂站、电压等级、断路器、刀闸、物理母线、同步发电机、交流线段、交流线端、负荷、变压器、变压器绕组、变压器分接头类型、并联补偿器、串联补偿器、地刀、换流器、直流线段、直流线端、直流平波电抗器、直流滤波器、直流接地端、遥测和遥信。
所述模型对象中，区域、基准电压、厂站、变压器分接头类型和电压等级用于描述智能电网调度控制系统下辖区域、厂站、电压等级和所有变压器分接头类型基本信息；
遥信和遥测用于表述电网实时量测数据信息；
其余模型对象用于描述实际电网电气设备，称为电气元件。
电气元件通过相同的结点连接形成电网物理模型；
在拓扑分析时，所述电气元件分为单端元件和多端元件；
所述单端元件包括物理母线、同步发电机、交流线端、负荷、变压器绕组、并联补偿器、地刀、直流线端和直流接地端；
所述多端元件包括：断路器、刀闸、交流线段、变压器、串联补偿器、换流器、直流线段、直流平波电抗器和直流滤波器。
电气元件通过相同的结点连接形成电网物理模型。对象间的关系通过对象关键字相互关联，例如厂站1属于区域A，则厂站1的属性“区域id”为区域A的关键字。关键字的匹配查找需要耗费一定时间，因此，在进行拓扑分析之前，一般需要对电网物理模型数据进行预处理。通过关键字查找，形成用对象逻辑记录号关联的“区域-厂站-元件”层次逻辑关系模型(通过逻辑记录号关联的模型对象关系称之为逻辑关系)，实现网络拓扑分析处理原始数据的分块，为并行拓扑分析计算做好准备。
如图4，所述步骤2包括以下步骤：
步骤2-1：利用智能电网调度控制系统接口读取智能电网调度控制系统电网模型和开关/刀闸状态；
步骤2-2：电气元件通过其厂站属性id查找厂站逻辑记录号，形成厂站-元件逻辑关系，结果保存在树的抽象数据结果中；按元件类型划分电网模型数据进行并行处理。例如：变压器和厂站，负荷和厂站的逻辑关系可以并行校验；
步骤2-3：根据厂站-元件逻辑关系以及结点和和元件的连接关系，校验得到结点-元件逻辑关系，结果保存在树的抽象数据结果中，按厂站-元件逻辑关系划分数据进行并行处理；
步骤2-4：生成厂站-节点逻辑关系，结果保存在树的抽象数据结果中，按厂站-元件逻辑关系划分数据进行并行处理；
步骤2-5：根据厂站属性区域id查找厂站逻辑记录号，形成厂站-区域逻辑关系，结果保存在树的抽象数据结果中；
步骤2-6：保存区域-厂站-元件逻辑关系模型到共享内存中，提供给拓扑分析使用。
电网并行模型校验和并行网络分析分析共同组成大电网并行网络拓扑分析功能。大电网并行网络拓分析功能采用采用fork/join式并行计算模式，如图2所示。在开始时只有一个主线程，所有功能由主线程串行执行，然后根据并行方案设计分别派生出其他线程来并行处理不同的数据块，并行处理结束后，接着执行方案中的串行部分功能。为实现并行计算效率最大化，在划分并行线程处理数据块时，需要考虑多线程的负载平衡和处理数据量的问题。
大电网并行网络拓扑分析包括并行厂站母线分析、并行区域网络分析和区域边界网络分析。大电网并行网络拓扑分析采用fork/join并行计算模式。电网模型校验过程中“厂站-元件”、结点-元件以及厂站-节点逻辑关系的生成可以采用多线程并行处理。厂站母线分析时按厂站进行电网模型数据分块并行调用拓扑分析功能模块实现并行厂站母线分析。在区域网络分析时并行调用区域拓扑分析功能模块实现并行计算。区域边界网络分析处理数据较少，因此采用串行模型。大电网并行网络拓扑分析流程如图5所示。
如图6，并行厂站母线分析包括以下步骤：
步骤A：设定并行厂站拓扑分析线程数N1；
步骤B：根据设定的线程数，生成N1个线程，用于并行处理厂站母线分析；
步骤C：厂站母线分析线程从厂站集合中领取厂站逻辑记录号，利用厂站-结点逻辑关系和结点-元件逻辑关系进行厂站母线分析。
厂站母线分析的主要功能是根据开关的开/合状态和元件的退出/恢复状态，由结点模型形成母线模型，分析某一厂站内的结点由闭合开关联接成多少个母线，其结果是将厂站划分为若干个母线，并根据厂站母线分析结果生成母线元件关联表。厂站母线分析时，包括以下步骤：
步骤C-1：初始化厂站内部结点为未遍历；
步骤C-2：将开关/刀闸和结点的关系抽象成无向图，结点和闭合开关/刀闸分别对应图中的边和顶点，调用拓扑搜索过程进行厂站母线分析，形成由厂站内部闭合开关/刀闸连接起来的结点集合即计算母线，并给集合分配厂站内部编号即站内计算母线编号。
步骤C-3：根据厂站母线分析结果，为由闭合开关联接的结点分配相同母线号即厂站内部计算母线号，形成厂站-计算母线-设备关联表。
如图7，并行区域网络分析包括以下步骤：
步骤1)：设定并行区域网络分析线程数N2；
步骤2)：根据设定的线程数，生成N2个线程，用于并行处理区域网络分析；
步骤3)：区域网络分析线程从区域集合中领取区域逻辑记录号，利用区域-厂站逻辑关系、厂站-结点逻辑关系和结点-元件逻辑关系进行厂站母线分析。
并行区域网路分析的主要功能是分析整个区域电网的母线由闭合支路联接成多少个子电网(电气岛)，每个子电网是有电气联系的母线的集合，计算中以此为单位划分网络方程组。步骤3)包括以下步骤：
步骤3-1)：初始化区域内部计算母线为未遍历状态；
步骤3-2)：根据厂站母线分析结果给所有设备分配区域内部计算母线号，把支路(交/直流线段、变压器绕组、串联无功补偿装置等多端元件)和区域内部计算母线号的关系抽象成无向图，支路和计算母线号分别对应边和顶点；
步骤3-3)：调用拓扑搜索过程进行区域拓扑分析，形成由区域内部闭合支路联接起来的母线集合；(区域内部岛，无需判断岛是否带电，可能存在区域间相互供电的情况)；
步骤3-4)：给母线集合分配区域内部编号，即区域内部岛号。
在进行区域边界网络分析时，首先对各区域拓扑分析形成的岛和计算母线进行全局编号，将联络线和联络线端点所在区域全局岛抽象成无向图，联络线和联络线端点所在区域全局岛分别对应边和顶点，调用拓扑搜索功能模块进行区域拓扑分析，形成由闭合联络线联接起来的区域岛集合，给岛集合分配全局电气岛编号，并判断电气到状态。流程图如图8所示。区域边界网络分析包括以下步骤：
步骤(1)：初始化区域内部岛为未遍历；
步骤(2)：分配全局岛编号和计算母线编号；
步骤(3)：调用拓扑搜索过程进行边界拓扑分析，形成全网一体化电气岛并判断各电气岛状态，根据各电气岛的机组及负荷情况，判断电气岛带电状态。
在实际智能电网调度控制系统运行中，电网模型并不是实时发送变化的，只有当实际电网有新设备投运或旧设备退出运行时电网模型才会发送变化，因此会将电网模型校验结果(即区域-厂站-元件逻辑关系模型)保存到系统共享内存或者实时数据库中，能够方便的提供给网络拓扑分析使用，提高网络拓扑分析计算速度。
在厂站母线分析时将结点和开关/刀闸分别映射为图的顶点和边，区域网络分析时将计算母线和支路分别映射为顶点和边，边界网络分析时将区域子岛和联络线分别映射为图的顶点和边，因此可采用无向图的抽象数据结构保存不同阶段的电网模型数据，使用公共的拓扑搜索功能模块完成不同阶段的电网拓扑分析。采用广度优化搜索法的拓扑搜索功能模块流程如图9所示。在进行厂站母线分析和区域网络分析时，根据“区域-厂站-元件”逻辑关系，将电网模型数据按区域和厂站进行划分，利用厂站母线分析功能和区域网络分析功能完成不同厂站和不同区域的并行网络拓扑分析。
拓扑搜索过程中，采用广度优化搜索对图进行遍历，实现边界拓扑分析、厂站母线分析和区域拓扑分析；具体过程如下：
步骤a)：初始化图中所有顶点为未遍历标志；
步骤b)：从图中某个顶点v出发，访问此顶点；
步骤c)：依次访问v的各个未曾访问的邻接点；
步骤d)：从这些邻接点出发依次访问它们的邻接点，并使先被访问的顶点的邻接点先于后被访问的顶点的邻接点被访问，直至图中所有已被访问的顶点的邻接点都被访问到；
步骤e)：若此时图中尚有顶点未被访问，则另选图中为曾被访问的顶点作为起始点，重复步骤b)、c)和d)的过程，直至图中所有顶点都被访问到为止。
实施例
在智能电网调度控制系统中对实际电网进行测试。测试电网模型为网调级别电网，包括：厂站865个，线路1646条，机组862个，负荷2786个，变压器1386个，并联电容器电抗器833个，直流换流器14个，断路器/刀闸工35705个。拓扑分析后计算母线数3446。测试环境如表1：
表1
| 序号 | 软件名称 | 软件版本 | 备注 |
| 1 | Linux操作系统 | 凝思4.2.32 | |
| 2 | 商用数据库管理 | 达梦6.0 | |
| 3 | 智能电网调度控制系统基础平台 | 智能电网调度控制系统基础平台V3.0 |
在配置为单个CPU四核(主频2.4GHz)、8G内存的工作站上，采用4线程并行网络拓扑分析，测试结果如表2。
表2
| 模型校验耗时(s) | 步骤1、2、3耗时(s) | 总耗时(s) | |
| 传统网络拓扑分析 | 0.215385 | 0.097585 | 0.31297 |
| 并行网络拓扑分析 | 0.083445 | 0.006629 | 0.090074 |
本方法利用智能调度控制系统电网模型分层分区的特点，提出一种基于电网模型数据划分的拓扑分析方法，提高了网络拓扑分析计算速度。在实际网络拓扑分析运行过程中，电网模型并不是时刻变化的，因此并不是每一次网络拓扑分析都需要进行电网模型校验的，因此在电网模型没有发生变化时只需要进行并行厂站母线分析、并行区域网络分析和区域边界网络分析。以上测试结果表明并行网络拓扑分析计算耗时明显比传统方法快的多，模型校验和网络拓扑分析都有明显提速，能够快速的为大电网在线分析计算提供可靠的母线-支路计算模型，为智能调度提供支撑。
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，所属领域的普通技术人员参照上述实施例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，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (9)
1.一种大电网并行网络拓扑分析方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
步骤1：读取智能电网调度控制系统电网模型；
步骤2：对智能电网调度控制系统电网模型进行并行校验；
步骤3：大电网并行网络拓扑分析；
所述步骤1中，取智能电网调度控制系统电网模型为电网物理模型，电网物理模型中的模型对象包括区域、厂站、电压等级、断路器、刀闸、物理母线、同步发电机、交流线段、交流线端、负荷、变压器、变压器绕组、变压器分接头类型、并联补偿器、串联补偿器、地刀、换流器、直流线段、直流线端、直流平波电抗器、直流滤波器、直流接地端、遥测和遥信；
所述模型对象中，区域、厂站、电压等级和变压器分接头类型用于描述智能电网调度控制系统下辖区域、厂站、电压等级和所有变压器分接头类型基本信息；
遥信和遥测用于表述电网实时量测数据信息；
其余模型对象用于描述实际电网电气设备，称为电气元件；
所述步骤2包括以下步骤：
步骤2-1：利用智能电网调度控制系统接口读取智能电网调度控制系统电网模型和开关/刀闸状态；
步骤2-2：电气元件通过其厂站属性id查找厂站逻辑记录号，形成厂站-元件逻辑关系，结果保存在树的抽象数据结果中；
步骤2-3：根据厂站-元件逻辑关系以及结点和元件的连接关系，校验得到结点-元件逻辑关系，结果保存在树的抽象数据结果中；
步骤2-4：生成厂站-结点逻辑关系，结果保存在树的抽象数据结果中；
步骤2-5：根据厂站属性区域id查找厂站逻辑记录号，形成厂站-区域逻辑关系，结果保存在树的抽象数据结果中；
步骤2-6：保存区域-厂站-元件逻辑关系模型到共享内存中，提供给拓扑分析使用。
2.根据权利要求1所述的大电网并行网络拓扑分析方法，其特征在于：电气元件通过相同的结点连接形成电网物理模型；
在拓扑分析时，所述电气元件分为单端元件和多端元件；
所述单端元件包括物理母线、同步发电机、交流线端、负荷、变压器绕组、并联补偿器、地刀、直流线端和直流接地端；
所述多端元件包括：断路器、刀闸、交流线段、变压器、串联补偿器、换流器、直流线段、直流平波电抗器和直流滤波器。
3.根据权利要求1所述的大电网并行网络拓扑分析方法，其特征在于：所述步骤3中，大电网并行网络拓扑分析包括并行厂站母线分析、并行区域网络分析和区域边界网络分析。
4.根据权利要求3所述的大电网并行网络拓扑分析方法，其特征在于：并行厂站母线分析包括以下步骤：
步骤A：设定并行厂站拓扑分析线程数N1；
步骤B：根据设定的线程数，生成N1个线程，用于并行处理厂站母线分析；
步骤C：厂站母线分析线程从厂站集合中领取厂站逻辑记录号，利用厂站-结点逻辑关系和结点-元件逻辑关系进行厂站母线分析。
5.根据权利要求4所述的大电网并行网络拓扑分析方法，其特征在于：所述步骤C具体包括以下步骤：
步骤C-1：初始化厂站内部结点为未遍历；
步骤C-2：将开关/刀闸和结点的关系抽象成无向图，结点和闭合开关/刀闸分别对应图中的顶点和边，调用拓扑搜索过程进行厂站母线分析，形成由厂站内部闭合开关/刀闸连接起来的结点集合即计算母线，并给集合分配厂站内部编号即站内计算母线编号；
步骤C-3：根据厂站母线分析结果，为由闭合开关联接的结点分配相同母线号即厂站内部计算母线号，形成厂站-计算母线-设备关联表。
6.根据权利要求3所述的大电网并行网络拓扑分析方法，其特征在于：并行区域网络分析包括以下步骤：
步骤1)：设定并行区域网络分析线程数N2；
步骤2)：根据设定的线程数，生成N2个线程，用于并行处理区域网络分析；
步骤3)：区域网络分析线程从区域集合中领取区域逻辑记录号，利用厂站-区域逻辑关系、厂站-结点逻辑关系和结点-元件逻辑关系进行厂站母线分析。
7.根据权利要求6所述的大电网并行网络拓扑分析方法，其特征在于：所述步骤3)包括以下步骤：
步骤3-1)：初始化区域内部计算母线为未遍历状态；
步骤3-2)：根据厂站母线分析结果给所有设备分配区域内部计算母线号，把支路和区域内部计算母线号的关系抽象成无向图，支路和计算母线号分别对应边和顶点；
步骤3-3)：调用拓扑搜索过程进行区域拓扑分析，形成由区域内部闭合支路联接起来的母线集合；
步骤3-4)：给母线集合分配区域内部编号，即区域内部岛号。
8.根据权利要求3所述的大电网并行网络拓扑分析方法，其特征在于：区域边界网络分析包括以下步骤：
步骤(1)：初始化区域内部岛为未遍历；
步骤(2)：分配全局岛编号和计算母线编号；
步骤(3)：调用拓扑搜索过程进行边界拓扑分析，形成全网一体化电气岛并判断各电气岛状态，根据各电气岛的机组及负荷情况，判断电气岛带电状态。
9.根据权利要求5、7或8所述的大电网并行网络拓扑分析方法，其特征在于：拓扑搜索过程中，采用广度优化搜索对图进行遍历，实现边界拓扑分析、厂站母线分析和区域拓扑分析；具体过程如下：
步骤a)：初始化图中所有顶点为未遍历标志；
步骤b)：从图中某个顶点v出发，访问顶点v；
步骤c)：依次访问v的各个未曾访问的邻接点；
步骤d)：从这些邻接点出发依次访问它们的邻接点，并使先被访问的顶点的邻接点先于后被访问的顶点的邻接点被访问，直至图中所有已被访问的顶点的邻接点都被访问到；
步骤e)：若此时图中尚有顶点未被访问，则另选图中未曾被访问的顶点作为起始点，重复步骤b)、c)和d)的过程，直至图中所有顶点都被访问到为止。
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