CN104794556B - 输电网视图模型的抽象与压缩方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种输电网视图模型的抽象与压缩方法，将输电网视图模型抽象分为三类，包括电压等级类、区域片网类、联络关系类；所述电压等级类、区域片网类、联络关系类对应的电网局部模型根据压缩算法获得，其压缩规则是：电压等级类：被选择电压等级的设备对象为整体，压缩外部对象至边界，保留边界对象及其外部重要通道；区域片网类：压缩被选择区域对象的外部至边界，保留边界对象及其外部重要通道；联络关系类：压缩被选择联络关系对象的外部至边界，保留边界对象及其外部重要通道。本发明较好地融合了输电网运行决策所需要的宏观与微观决策视野对相应输电网逻辑视图对应的抽象模型的要求。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统中数据处理领域，尤其涉及一种输电网视图模型的抽象与压缩方法。
背景技术
当前输电网模型通过模型拼接技术，形成了庞大的区域电网模型，涵盖多电压等级与多种类型电网设备对象，供电网调度决策系统使用，其优点是：该模型的描述颗粒度比较细，能够满足不同应用系统的要求，对于物资管理、生产抢修是非常必要的，但其缺点是：对于输电网调度运行决策，该模型颗粒度就显得过于细致和庞大，不利于输电网运行决策整体宏观视野和局部微观视野的建立以及对分析计算的简化。
发明内容
本发明的目的是提供一种输电网模型的抽象与压缩方法，该方法在细致模型基础上根据不同的决策视图需要建立简约的抽象视图模型来表达输电网的整体宏观结构和局部微观结构。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：本发明输电网视图模型的抽象与压缩方法，将输电网模型抽象分为四层，包括厂站层、开关层、联络层和用户层；所述厂站层表达厂站之间的相对位置，所述联络层用于展示变电站与馈线以及馈线与馈线之间的相互联络关系，所述开关层用于展示馈线内部的开关分段关系，所述用户层在开关层的基础上更进一步用于展示具体用户位置；厂站层无拓扑，所述联络层、开关层和用户层模型根据压缩算法获得，其压缩规则是：
联络层：馈线为整体对象，用虚拟馈线线段表示其与厂站以及与相邻联络馈线之间的联络关系，保留不同馈线之间的联络开关；
开关层：循环压缩无开关对象的过渡型节点及其关联分支，其压缩结果为有开关的节点与分叉点，压缩后关联分支大于2；
用户层：循环压缩无开关对象的过渡型节点，合并分支，保留重要杆塔信息与全部用户节点，压缩后获得消除过渡节点后的全局模型。
进一步，所述电压等级类的压缩方法为：
计算电压等级的出线数；
判别出线数等于1的电压等级内是否有开关或重要负荷，无则压缩电压等级及其关联的单一分支；有则循环结束；
判别出线数等于2的电压等级内是否有开关或重要负荷，无则压缩电压等级及其关联的2个分支，并建立虚拟线路与实体馈线段之间的映射关系；有则循环结束。
进一步，所述区域片网类的压缩方法为：计算电压等级的出线数。判别出线数等于2的电压等级内是否有开关或重要负荷，无则压缩电压等级及其关联的2个分支，2个分支中只保留其一，且对端节点继承被放弃分支的对端节点号；无则循环结束。
进一步，所述联络关系类的压缩方法为：通过馈线段的拓扑着色，建立馈线和变电站间的映射关系，循环处理非变电站的电压等级，搜索相互连通的馈线组，触发为回路，并建立起馈线和回路间的对应关系，将属于同一回路的馈线抽象成从变电站出发的虚拟馈线段，与回路相连，构成变电站与馈线间的联络关系图。
进一步，所述输电网模型包括若干多分支T型点，所述多分支T型点通过容器类架构表现，实现容器类架构的方法包括：
根据关系库中设备与容器的关系，循环设备类对象建立厂站类容器与设备对象之间的容器关系：厂站>设备；
根据厂站>设备的容器关系中的电压类型触发电压等级类型，形成：厂站>电压等级>设备的容器类关系，并根据设备>端口>节点之间的关系形成节点指向容器之间的关系：节点->电压等级。
进一步，对于节点->电压等级的节点为空的对象包括两种情况：真实容器存在或仅为T型节点。
进一步，形成节点->电压等级关系的方法是：
⑴循环节点->电压等级为空的节点对应的支路端口，触发新的电压等级与场站，并建立指向关系，同时对节点赋值为电压等级的进行标号；
⑵循环开关与闸刀类对象，处理节点赋值不平衡者，使之相等，循环结束后，节点对象的赋值数就是其指向的容器电压等级。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点:
1、本发明将模型抽象类分为：电压等级类、区域片网类、联络关系类等，融合了宏观与微观决策视野，符合输电网规模巨大情况下的调度决策需求。
2、本发明建立了输电网全局层次化模型描述，有利于实现局部搜索与追踪，大大提高了输电网模型的检索效率。
3、本发明在输电网层次化模型基础上，实现了由外而内的收缩型的模型压缩方法，并同时建立虚拟对象与实体对象之间的映射关系，为形成宏观与微观决策所需要的模型奠定了基础。
附图说明
图1为本发明开关层压缩——单分支的示意图；
图2为本发明开关层压缩——双分支的示意图；
图3为本发明用户层压缩——双分支的示意图；
图4是本发明视图模型压缩流程图；
图5是本发明分层视图。
具体实施方式
以下将对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
本发明输电网模型视图抽象与压缩方法，将输电网模型抽象分为四层，包括厂站层、开关层、联络层和用户层；所述厂站层表达厂站之间的相对位置，所述联络层用于展示变电站与馈线以及馈线与馈线之间的相互联络关系，所述开关层用于展示馈线内部的开关分段关系，所述用户层在开关层的基础上更进一步用于展示具体用户位置；厂站层无拓扑，所述联络层、开关层和用户层模型根据压缩算法获得，其压缩规则是：
联络层：馈线为整体对象，用虚拟馈线线段表示其与厂站以及与相邻联络馈线之间的联络关系，保留不同馈线之间的联络开关；
开关层：循环压缩无开关对象的过渡型节点及其关联分支，其压缩结果为有开关的节点与分叉点，压缩后关联分支大于2；
用户层：循环压缩无开关对象的过渡型节点，合并分支，保留重要杆塔信息与全部用户节点，压缩后获得消除过渡节点后的全局模型。
本发明将输电网模型抽象分为三类，包括电压等级类、区域片网类、联络关系类；所述电压等级类用于展示具体电压等级范围内的设备对象及其拓扑视图，所述区域片网类用于展示特定区域范围内的设备对象及其拓扑视图关系，所述联络关系类用于展示特定主题条件下对象的集合及其拓扑联络关系，所述电压等级类、区域片网类、联络关系类的视图模型根据压缩算法获得，其压缩规则是：电压等级类：馈线为整体对象，压缩至线段，保留不同馈线之间的联络开关；
区域片网类：压缩无开关对象的过渡型分支，以及非重要用户的辐射型分支末端，不保留任何杆塔信息，循环压缩；
联络关系类：压缩无开关对象的过渡型分支，保留重要杆塔信息与用户节点，循环压缩。
本实施例中，所述电压等级类的压缩方法为：计算电压等级的出线数；判别出线数等于1的电压等级内是否有开关或重要负荷，无则压缩电压等级及其关联的单一分支；有则循环结束；判别出线数等于2的电压等级内是否有开关或重要负荷，无则压缩电压等级及其关联的2个分支，并建立虚拟线路与实体馈线段之间的映射关系；有则循环结束。
本实施例中，所述区域片网类的压缩方法为：计算电压等级的出线数。判别出线数等于2的电压等级内是否有开关或重要负荷，无则压缩电压等级及其关联的2个分支，2个分支中只保留其一，且对端节点继承被放弃分支的对端节点号；无则循环结束。
本实施例中，所述联络关系类的压缩方法为：通过馈线段的拓扑着色，建立馈线和变电站间的映射关系，循环处理非变电站的电压等级，搜索相互连通的馈线组，触发为回路，并将属于同一回路的馈线抽象成从变电站出发的馈线段，与回路相连，构成变电站与馈线间的联络关系图。
输电网规模庞大，要实现对模型的抽象压缩处理，其计算效率是必须考虑的重要因素，主要体现在对于局部搜索的范围必须限定在对象的目标区域或者是其归属的容器类对象的内部，而非全局，输电网层次化模型生成的难点在于对大量的T型分支点的处理，层次化描述的基本架构如下：容器类架构：厂站>电压等级>设备；拓扑架构：设备端口>节点；
在输电网关系型模型描述中，对于多分支T型点的描述主要通过拓扑架构，而无容器类架构，使得搜索范围被扩大化，影响搜索效率，因此需要扩展多分支T型点的容器类架构，方法如下：
本实施例中，根据关系库中设备与容器的关系，循环设备类对象(包括开关、刀闸、母线、变压器、负荷、容抗器等)建立厂站类容器与设备对象之间的容器关系：厂站>设备；
本实施例中，根据厂站>设备的容器关系中的电压类型触发电压等级类型，形成：厂站>电压等级>设备的容器类关系，并根据设备>端口>节点之间的关系形成节点指向容器(电压等级)之间的关系：节点->电压等级。对于节点->电压等级的节点为空的对象包括两种情况：真实容器存在或仅为T型节点。
本实施例中，形成节点->电压等级关系的方法是：⑴循环节点->电压等级为空的节点对应的支路(Feed Section)端口，触发新的电压等级与场站(Station)，并建立指向关系，同时对节点赋值为电压等级的进行标号；⑵循环开关与闸刀类对象，处理节点赋值不平衡者，使之相等，循环结束后，节点对象的赋值数就是其指向的容器电压等级。
本发明将输电网模型视图分为：电压等级类、区域片网类、联络关系类等，融合了宏观与微观决策视野，符合输电网规模巨大情况下的调度决策需求。建立了输电网全局层次化模型描述，有利于实现局部搜索与追踪，大大提高了输电网模型的检索效率。在输电网层次化模型基础上，实现了由外而内的收缩型的模型压缩方法，并同时建立虚拟对象与实体对象之间的映射关系，为形成宏观与微观决策所需要的模型奠定了基础。
本发明采用采用模型的抽象与压缩方法，在全局一体化的输电网模型基础上实现模型的分层描述，恰好避免了单一模型层面的缺点，具有独一无二的新颖性与实用性。所生成的输电网多侧面分层模型与原始细节化模型的拓扑属性完全一致，较好地融合了输电网运行决策所需要的宏观与微观决策视野对相应输电网抽象模型的要求。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (7)
1.一种输电网模型分层抽象与压缩方法，其特征在于：将输电网模型抽象分为四层，包括厂站层、开关层、联络层和用户层；所述厂站层表达厂站之间的相对位置，所述联络层用于展示变电站与馈线以及馈线与馈线之间的相互联络关系，所述开关层用于展示馈线内部的开关分段关系，所述用户层在开关层的基础上更进一步用于展示具体用户位置；厂站层无拓扑，所述联络层、开关层和用户层模型根据压缩算法获得，其压缩规则是：
联络层：馈线为整体对象，用虚拟馈线线段表示其与厂站以及与相邻联络馈线之间的联络关系，保留不同馈线之间的联络开关；
开关层：循环压缩无开关对象的过渡型节点及其关联分支，其压缩结果为有开关的节点与分叉点，压缩后关联分支大于2；
用户层：循环压缩无开关对象的过渡型节点，合并分支，保留重要杆塔信息与全部用户节点，压缩后获得消除过渡节点后的全局模型。
2.根据权利要求1所述的输电网模型分层抽象与压缩方法，其特征在于：所述开关层的压缩方法为：
计算电压等级的出线数；
判别出线数等于1的电压等级内是否有开关或重要负荷，无则压缩电压等级及其关联的单一分支；有则循环结束；
判别出线数等于2的电压等级内是否有开关或重要负荷，无则压缩电压等级及其关联的2个分支，并建立虚拟线路与实体馈线段之间的映射关系；有则循环结束。
3.根据权利要求1所述的输电网模型分层抽象与压缩方法，其特征在于：所述用户层的压缩方法为：计算电压等级的出线数； 判别出线数等于2的电压等级内是否有开关或重要负荷，无则压缩电压等级及其关联的2个分支，并建立虚拟线路与实体馈线段之间的映射关系；无则循环结束。
4.根据权利要求1所述的输电网模型分层抽象与压缩方法，其特征在于：所述联络层的压缩方法为：通过馈线段的拓扑着色，建立馈线和变电站间的映射关系，循环处理非变电站的电压等级，搜寻相互连通的馈线组合，并将馈线组生成为回路，建立起馈线和回路间的对应关系，将属于同一回路的馈线抽象成从变电站出发的虚拟馈线段，与回路环网相连，构成变电站与馈线间的联络关系图。
5.根据权利要求1所述的输电网模型分层抽象与压缩方法，其特征在于：所述输电网模型包括若干多分支T型点，所述多分支T型点通过容器类架构表现，实现容器类架构的方法包括：
根据输电网模型关系数据库中设备与容器的关系，循环查找设备类对象，建立厂站类容器与设备对象之间的容器关系；
根据厂站与设备的容器关系中的电压类型触发电压等级类型，形成：厂站的电压等级与设备之间的容器类关系，并根据设备、端口、节点之间的关系形成节点指向电压等级容器之间的映射关系。
6.根据权利要求5所述的输电网模型分层抽象与压缩方法，其特征在于：对于对应电压等级为空的节点对象包括两种情况：真实容器存在或仅为T型节点。
7.根据权利要求5所述的输电网模型分层抽象与压缩方法，其特征在于：形成节点和电压等级映射关系的方法是：
⑴循环查找节点对应的电压等级为空的节点对应的支路端口，触发新的电压等级与厂站，并建立指向关系，同时对节点赋值为电压等级的实际下标号；
⑵循环查找开关与闸刀类对象，处理节点赋值不平衡者，使之相等，循环结束后，节点对象的赋值数就是其指向的容器电压等级。
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