CN106709134B - 一种煤矿高压电网短路电流并行计算方法 - Google Patents

一种煤矿高压电网短路电流并行计算方法 Download PDF

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CN106709134B CN201611018473.XA CN201611018473A CN106709134B CN 106709134 B CN106709134 B CN 106709134B CN 201611018473 A CN201611018473 A CN 201611018473A CN 106709134 B CN106709134 B CN 106709134B
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Abstract

本发明公开了一种煤矿高压电网短路电流并行计算方法，包括如下步骤：以电源支路节点为起点，将所有支路节点分为n个集合；依据获得的每个支路节点集合Si，基于先到先服务的调度原则，分别对每个集合Si基于关联矩阵进行并行网络拓扑分析，获得其对应的最终供电关联矩阵Ei；依据获得的所有矩阵Ei生成整个高压供电系统的最终供电关联矩阵E；依据获得的支路节点集合DS，基于先到先服务的调度原则，基于关联矩阵E完成每个支路节点对应短路电流的并行计算。本发明基于关联矩阵和并行计算技术构造矿井高压供电系统的网络拓扑模型，能够很方便地完成供电网络拓扑辨识,并以此为基础实现并行短路计算功能，能够有效降低短路计算的时间开销。

Description

一种煤矿高压电网短路电流并行计算方法
技术领域
本发明公开了一种煤矿高压电网短路电流并行计算方法，属于煤矿高压供电网络短路计算领域。
背景技术
35kV以上的电力网中存在多个电源，属于复杂闭式电网，短路计算较为复杂；而矿井高压供电系统为6kV或10kV等级，两个电源应采用分列运行方式，或者是一路使用一路备用，属于单电源开式电网，其短路计算可采用比较简单的绝对值法或相对值法。
针对矿井高压供电系统完成自动短路计算需要首先获取高压供电系统的网络拓扑结构，依据获取的网络拓扑结构使用绝对值法或相对值法完成自动短路计算功能。当前，已有的基于关联矩阵的矿井高压供电系统自动短路计算方法主要是基于关联矩阵完成连通性分析，获得矿井高压供电系统的网络拓扑结构，以此为基础实现供电系统的自动短路计算功能。该方法构建的拓扑分析模型结构清晰，扩展性强，能够较好地实现矿井高压电网自动短路计算功能；但在矿井高压供电系统中节点数量较多，基于关联矩阵完成矿井高压电网自动短路计算时间复杂度较高，时间开销大，为了能够以较少的时间开销基于关联矩阵完成矿井高压电网的自动短路计算，本发明提出了一种煤矿高压电网短路电流并行计算方法，该方法基于矿井高压供电系统结构特点，充分利用并行计算技术，实现煤矿高压电网的短路电流并行计算。
本发明提出的一种煤矿高压电网短路电流并行计算方法基于关联矩阵和并行计算技术构造矿井高压供电系统的网络拓扑模型，能够很方便地完成矿井高压供电系统供电网络的拓扑辨识, 并以此为基础实现并行短路计算功能，能够有效降低短路计算的时间开销。
发明内容
依据每条支路节点直接控制的供电线路建立支路节点-供电线路邻接表T；通过该邻接表，可以依据相应的支路节点编号查询到其直接控制的供电线路基本参数，包括供电线路长度、供电线路型号、单位电阻和单位电抗信息；并设置矿井高压供电系统最大运行方式下的系统电抗和最小运行方式下的系统电抗；设置矿井高压供电系统的电源支路节点，电源支路节点是指由上级供电部门直接供电的支路节点。
假定开关状态为合闸的电源支路节点的数量有n个，以煤矿高压供电系统电源支路节点为起点，将煤矿高压供电系统支路节点分为n个集合，每个支路节点集合用
Figure 144558DEST_PATH_IMAGE001
表示，；具体步骤如下：
步骤1）、将煤矿高压供电系统中所有开关状态为合闸的电源支路节点加入到集合中，假定开关状态为合闸的电源支路节点的数量有n个；从中取出一个电源支路节点，
Figure 801750DEST_PATH_IMAGE004
的数值设置为1，执行步骤2）；
步骤2）、该电源支路节点用
Figure 250311DEST_PATH_IMAGE005
表示，将
Figure 517344DEST_PATH_IMAGE005
加入到支路节点集合中，在煤矿高压供电系统中查找由电源支路节点供电的所有开关状态为合闸的支路节点，并将获得的所有支路节点加入到集合
Figure 129219DEST_PATH_IMAGE001
中；
步骤3）、如果集合不为空，从集合
Figure 745194DEST_PATH_IMAGE003
中取出下一个电源支路节点，将
Figure 268579DEST_PATH_IMAGE004
的数值加1，执行步骤2）；如果集合
Figure 324522DEST_PATH_IMAGE003
为空，则可获得n个支路节点集合，每个支路节点集合用
Figure 566148DEST_PATH_IMAGE001
表示，对每个支路节点集合
Figure 965905DEST_PATH_IMAGE001
中的支路节点从序号1开始顺序编号。
依据获得的每个支路节点集合(
Figure 570641DEST_PATH_IMAGE002
)，基于先到先服务的调度原则，分别对每个支路节点集合
Figure 424197DEST_PATH_IMAGE001
(
Figure 129110DEST_PATH_IMAGE002
)基于关联矩阵进行并行网络拓扑分析，获得每个支路节点集合
Figure 627087DEST_PATH_IMAGE001
对应的最终供电关联矩阵
Figure 523368DEST_PATH_IMAGE006
(
Figure 474006DEST_PATH_IMAGE002
)；在完成矩阵运算时，将矩阵元素与矩阵元素乘法运算定义为二进制与运算，将矩阵元素与矩阵元素的加法运算定义为二进制或运算；具体步骤如下：
步骤1）、将获得的每个支路节点集合
Figure 982610DEST_PATH_IMAGE001
(
Figure 335094DEST_PATH_IMAGE002
)加入数据调度任务队列Q1中；按照先到先服务的原则，针对数据调度队列Q1中的每个支路节点集合(
Figure 840211DEST_PATH_IMAGE002
)，执行步骤2）；
步骤2）、判断当前系统活动线程数是否达到最大线程设置数，若已达到，等待V秒后，重复执行步骤2）；若未达到，则创建一个新的空闲线程，将之前取出的支路节点集合
Figure 886926DEST_PATH_IMAGE001
绑定在新建的空闲线程中，将此线程设置为繁忙线程，加入到繁忙线程队列B1中，执行步骤3）；
步骤3）、从繁忙线程队列B1中，取出所述绑定支路节点集合的繁忙线程，执行该繁忙线程；该线程依据获得的支路节点集合
Figure 597579DEST_PATH_IMAGE001
基于关联矩阵进行网络拓扑分析，获得相应的最终供电关联矩阵
Figure 522810DEST_PATH_IMAGE006
()，线程执行完毕后，释放该繁忙线程；
在步骤3）中，依据获得的支路节点集合
Figure 434714DEST_PATH_IMAGE001
获得相应的最终供电关联矩阵
Figure 843698DEST_PATH_IMAGE006
的具体执行步骤如下：
步骤31）、支路节点集合中支路节点的数量用
Figure 910322DEST_PATH_IMAGE007
表示，依据支路节点集合
Figure 216539DEST_PATH_IMAGE001
中支路节点之间的供电关系生成支路节点和支路节点的直接供电关联矩阵
Figure 406212DEST_PATH_IMAGE008
，则关联矩阵
Figure 932133DEST_PATH_IMAGE008
为
Figure 498244DEST_PATH_IMAGE007
行
Figure 924546DEST_PATH_IMAGE007
列，关联矩阵
Figure 285120DEST_PATH_IMAGE008
以支路节点顺序号为行号，以支路节点顺序号为列号；在关联矩阵中，如果支路节点q由支路节点t直接供电，则在关联矩阵
Figure 668139DEST_PATH_IMAGE008
中的第q行第t列的元素对应的值为1，否则为0；当q和t相等时，关联矩阵
Figure 683369DEST_PATH_IMAGE008
中的第q行第t列的元素对应的值为1；
步骤32）、将矩阵和自身做矩阵乘法运算，得到一个新的矩阵
Figure 715358DEST_PATH_IMAGE009
，
Figure 13484DEST_PATH_IMAGE010
；
步骤33）、比较矩阵
Figure 24165DEST_PATH_IMAGE009
和矩阵
Figure 594782DEST_PATH_IMAGE008
是否发生变化，如果发生变化，则将矩阵
Figure 690914DEST_PATH_IMAGE009
的数值赋予矩阵
Figure 527152DEST_PATH_IMAGE008
，重复执行步骤32）；反之，则计算所得的矩阵
Figure 392340DEST_PATH_IMAGE009
即是支路节点与支路节点的最终供电关联矩阵
Figure 281930DEST_PATH_IMAGE006
，矩阵为行
Figure 726446DEST_PATH_IMAGE007
列。
假定煤矿高压供电系统中开关状态为合闸的支路节点(包括电源支路节点)的数量有m个，依据获得的所有供电关联矩阵
Figure 160838DEST_PATH_IMAGE006
(
Figure 231562DEST_PATH_IMAGE002
)生成整个高压供电系统的最终供电关联矩阵；在完成矩阵运算时，将矩阵元素与矩阵元素乘法运算定义为二进制与运算，将矩阵元素与矩阵元素的加法运算定义为二进制或运算；具体执行步骤如下：
步骤1）、依据关联矩阵
Figure 750848DEST_PATH_IMAGE006
(
Figure 356141DEST_PATH_IMAGE002
)生成其对应的左侧变换矩阵
Figure 648583DEST_PATH_IMAGE012
，变换矩阵为m行
Figure 826065DEST_PATH_IMAGE013
列；将变换矩阵
Figure 602260DEST_PATH_IMAGE012
中所有元素的数值设置为0；针对每个变换矩阵()执行步骤2）；
步骤2）、如果
Figure 217678DEST_PATH_IMAGE014
，则将变换矩阵
Figure 430353DEST_PATH_IMAGE012
中第行第
Figure 522385DEST_PATH_IMAGE015
列元素的数值设置为1，其中
Figure 50318DEST_PATH_IMAGE016
；如果
Figure 309261DEST_PATH_IMAGE017
，则将变换矩阵
Figure 689689DEST_PATH_IMAGE012
中第（
Figure 426701DEST_PATH_IMAGE018
）行第
Figure 74720DEST_PATH_IMAGE015
列元素的数值设置为1，其中
Figure 504565DEST_PATH_IMAGE016
；
步骤3）、依据关联矩阵(
Figure 647412DEST_PATH_IMAGE002
)生成其对应的右侧变换矩阵
Figure 415517DEST_PATH_IMAGE019
，变换矩阵
Figure 750683DEST_PATH_IMAGE019
为
Figure 105704DEST_PATH_IMAGE013
行m列；将变换矩阵
Figure 184518DEST_PATH_IMAGE019
中所有元素的数值设置为0；针对每个变换矩阵
Figure 807129DEST_PATH_IMAGE019
执行步骤4）；
步骤4）、如果
Figure 939296DEST_PATH_IMAGE014
，则将变换矩阵
Figure 155513DEST_PATH_IMAGE019
中第
Figure 162652DEST_PATH_IMAGE015
行第
Figure 515136DEST_PATH_IMAGE015
列元素的数值设置为1，其中
Figure 83783DEST_PATH_IMAGE016
；如果
Figure 521718DEST_PATH_IMAGE017
，则将变换矩阵
Figure 66969DEST_PATH_IMAGE019
中第
Figure 539538DEST_PATH_IMAGE015
行第(
Figure 13507DEST_PATH_IMAGE018
)列元素的数值设置为1，其中
Figure 938738DEST_PATH_IMAGE016
；
步骤5）、依据供电关联矩阵
Figure 287680DEST_PATH_IMAGE006
、左侧变换矩阵
Figure 614756DEST_PATH_IMAGE012
和右侧变换矩阵
Figure 525205DEST_PATH_IMAGE019
(
Figure 62366DEST_PATH_IMAGE002
)生成整个高压供电系统的最终供电关联矩阵
Figure 824785DEST_PATH_IMAGE011
；最终供电关联矩阵。
将煤矿高压供电系统中开关状态为合闸的m个支路节点加入到集合中。
依据获得的支路节点集合
Figure 112176DEST_PATH_IMAGE021
，基于先到先服务的调度原则，基于关联矩阵
Figure 304385DEST_PATH_IMAGE011
完成每个支路节点对应短路电流的并行计算；具体执行步骤如下：
步骤1）、从支路节点集合
Figure 340474DEST_PATH_IMAGE021
中取出一个支路节点，执行步骤2）；
步骤2）、取出的支路节点用
Figure 91261DEST_PATH_IMAGE022
表示；将获得的支路节点
Figure 478380DEST_PATH_IMAGE022
(
Figure 44638DEST_PATH_IMAGE023
)放入数据调度任务队列Q2中；
步骤3）、判断当前活动线程数是否达到最大线程设置数，若已达到，等待V秒后，重复执行步骤3）；若未达到，则创建一个新的空闲线程，将之前取出的支路节点绑定在新建的空闲线程中，将此线程设置为繁忙线程，加入到繁忙线程队列B2中，执行步骤4）；
步骤4）、从繁忙线程队列B2中，取出所述绑定支路节点
Figure 122502DEST_PATH_IMAGE022
的繁忙线程，执行该繁忙线程，该线程依据获得的支路节点
Figure 731338DEST_PATH_IMAGE022
基于关联矩阵
Figure 530929DEST_PATH_IMAGE011
计算其对应的短路电流；支路节点
Figure 541610DEST_PATH_IMAGE022
对应的短路电流计算完成后释放其对应的繁忙线程；
步骤5）、如果支路节点集合
Figure 634200DEST_PATH_IMAGE021
不为空，则从支路节点集合
Figure 730332DEST_PATH_IMAGE021
中取出一个支路节点，执行步骤2）；如果支路节点集合
Figure 802455DEST_PATH_IMAGE021
为空，则短路计算调度完成；
在步骤4）中，依据获得的支路节点
Figure 57856DEST_PATH_IMAGE022
基于关联矩阵
Figure 196713DEST_PATH_IMAGE011
计算其对应短路电流的具体执行步骤如下：
步骤41）、当支路节点
Figure 406240DEST_PATH_IMAGE022
对应的线路末端发生短路时，因线路
Figure 655956DEST_PATH_IMAGE024
由支路节点
Figure 765863DEST_PATH_IMAGE025
直接控制，因此首先在最终供电关联矩阵
Figure 75622DEST_PATH_IMAGE011
中找到支路节点
Figure 772445DEST_PATH_IMAGE025
对应的行，然后找到该行中数值为1的所有元素对应的列号，再依据获得的列号找到对应的支路节点集合
Figure 825851DEST_PATH_IMAGE026
，
Figure 790265DEST_PATH_IMAGE026
是所有给线路
Figure 270925DEST_PATH_IMAGE024
供电的支路节点集合；如果集合
Figure 189465DEST_PATH_IMAGE026
中不存在电源支路节点，则说明线路
Figure 46562DEST_PATH_IMAGE024
没有电源供电，不进行短路计算；如果集合
Figure 865483DEST_PATH_IMAGE026
中存在电源支路节点，则说明线路
Figure 143142DEST_PATH_IMAGE024
有电源供电，则执行步骤42）；
步骤42）、在支路节点-供电线路邻接表T中查询集合
Figure 188459DEST_PATH_IMAGE026
中每个供电支路节点对应的供电线路信息；依据获取的每条供电线路长度、单位电阻和单位电抗计算出每条线路的电阻和电抗，执行步骤43）和44）；
步骤43）、根据每条线路的电阻，电抗和预先设置的最大运行方式下的系统电抗计算获得最大运行方式下的总电阻
Figure 708302DEST_PATH_IMAGE027
和总电抗
Figure 257095DEST_PATH_IMAGE028
，然后依据高压供电系统短路点所在线路的平均电压
Figure 971235DEST_PATH_IMAGE029
和总电阻、总电抗计算最大运行方式下的三相短路电流
Figure 238268DEST_PATH_IMAGE030
；
步骤44）、根据每条线路的电阻，电抗和预先设置的最小运行方式下的系统电抗计算获得最小运行方式下的总电阻
Figure 296223DEST_PATH_IMAGE031
和总电抗，然后依据高压供电系统短路点所在线路的平均电压
Figure 850144DEST_PATH_IMAGE029
和总电阻、总电抗计算最小运行方式下的二相短路电流
Figure 338894DEST_PATH_IMAGE033
。
附图说明
图1是煤矿高压供电系统图。
具体实施方式
在附图1所示的煤矿高压供电系统图中，用黑色填充的支路节点为分闸状态，未填充的支路节点为合闸状态；电源支路节点为X1，Y1，Z1；联络开关节点状态均为分闸。
在附图1所示的煤矿高压供电系统图中，电源支路节点的数量有3个，以煤矿高压供电系统电源支路节点为起点，将煤矿高压供电系统支路节点分为3个集合，每个支路节点集合用 表示，
Figure 989504DEST_PATH_IMAGE034
；将煤矿高压供电系统中所有开关状态为合闸的电源支路节点加入到集合中，
Figure 146127DEST_PATH_IMAGE035
；集合
Figure 686830DEST_PATH_IMAGE003
对应的支路节点集合
Figure 690820DEST_PATH_IMAGE001
分别为：
Figure 291566DEST_PATH_IMAGE036
，
Figure 879542DEST_PATH_IMAGE037
，
Figure 223935DEST_PATH_IMAGE038
；每个支路节点集合
Figure 348011DEST_PATH_IMAGE001
中支路节点编号如附图1所示。
在附图1所示的煤矿高压供电系统图中，依据获得的每个支路节点集合(
Figure 194931DEST_PATH_IMAGE034
)，基于先到先服务的调度原则，分别对每个支路节点集合
Figure 77436DEST_PATH_IMAGE001
(
Figure 56019DEST_PATH_IMAGE034
)基于关联矩阵进行并行网络拓扑分析，获得每个支路节点集合
Figure 732988DEST_PATH_IMAGE001
对应的最终供电关联矩阵
Figure 295556DEST_PATH_IMAGE006
(
Figure 981752DEST_PATH_IMAGE034
)；其中，
Figure 814841DEST_PATH_IMAGE039
，
Figure 928291DEST_PATH_IMAGE040
，
Figure 978155DEST_PATH_IMAGE041
，
Figure 828562DEST_PATH_IMAGE042
，
Figure 155638DEST_PATH_IMAGE043
，
Figure 564623DEST_PATH_IMAGE044
。
在附图1所示的煤矿高压供电系统图中，煤矿高压供电系统中开关状态为合闸的支路节点(包括电源支路节点)的数量有26个，依据获得的所有供电关联矩阵()生成整个高压供电系统的最终供电关联矩阵
Figure 547250DEST_PATH_IMAGE011
；具体执行步骤如下：
步骤1）、依据关联矩阵
Figure 127136DEST_PATH_IMAGE006
(
Figure 26959DEST_PATH_IMAGE034
)生成其对应的左侧变换矩阵
Figure 195731DEST_PATH_IMAGE012
，变换矩阵为26行
Figure 982607DEST_PATH_IMAGE013
列；将变换矩阵中所有元素的数值设置为0； 其中
Figure 100047DEST_PATH_IMAGE045
，，
Figure 554741DEST_PATH_IMAGE047
；针对每个变换矩阵
Figure 163577DEST_PATH_IMAGE012
(
Figure 196124DEST_PATH_IMAGE034
)执行步骤2）；
步骤2）、如果
Figure 832904DEST_PATH_IMAGE014
，则将变换矩阵
Figure 800860DEST_PATH_IMAGE012
中第
Figure 21626DEST_PATH_IMAGE015
行第
Figure 359329DEST_PATH_IMAGE015
列元素的数值设置为1，其中
Figure 490096DEST_PATH_IMAGE016
；如果
Figure 753587DEST_PATH_IMAGE017
，则将变换矩阵
Figure 71436DEST_PATH_IMAGE012
中第（
Figure 212829DEST_PATH_IMAGE018
）行第
Figure 198103DEST_PATH_IMAGE015
列元素的数值设置为1，其中
Figure 632495DEST_PATH_IMAGE016
；则
Figure 437640DEST_PATH_IMAGE048
，
Figure 117145DEST_PATH_IMAGE049
，
Figure 81559DEST_PATH_IMAGE050
；
步骤3）、依据关联矩阵
Figure 562219DEST_PATH_IMAGE006
(
Figure 746338DEST_PATH_IMAGE034
)生成其对应的右侧变换矩阵
Figure 462490DEST_PATH_IMAGE019
，变换矩阵为行26列；将变换矩阵
Figure 604387DEST_PATH_IMAGE019
中所有元素的数值设置为0；针对每个变换矩阵
Figure 999596DEST_PATH_IMAGE019
执行步骤4）；
步骤4）、如果
Figure 440067DEST_PATH_IMAGE014
，则将变换矩阵
Figure 262529DEST_PATH_IMAGE019
中第
Figure 654196DEST_PATH_IMAGE015
行第
Figure 853096DEST_PATH_IMAGE015
列元素的数值设置为1，其中
Figure 148074DEST_PATH_IMAGE016
；如果
Figure 141438DEST_PATH_IMAGE017
，则将变换矩阵
Figure 20401DEST_PATH_IMAGE019
中第
Figure 649091DEST_PATH_IMAGE015
行第(
Figure 172476DEST_PATH_IMAGE018
)列元素的数值设置为1，其中
Figure 461375DEST_PATH_IMAGE016
；其中，
Figure 703000DEST_PATH_IMAGE052
，
Figure 869802DEST_PATH_IMAGE053
，
Figure 247693DEST_PATH_IMAGE054
；
步骤5）、依据供电关联矩阵
Figure 973073DEST_PATH_IMAGE006
、左侧变换矩阵 和右侧变换矩阵
Figure 406907DEST_PATH_IMAGE019
(
Figure 639306DEST_PATH_IMAGE034
)生成整个高压供电系统的最终供电关联矩阵
Figure 535586DEST_PATH_IMAGE011
；最终供电关联矩阵
Figure 112323DEST_PATH_IMAGE055
；则：
Figure 994829DEST_PATH_IMAGE056
。
在附图1所示的煤矿高压供电系统图中，将26个支路节点（X1，X2，X3，X4，X5，X6，X7，X8，Y1，Y2，Y3，Y4，Y5，Y6，Y7，Y8，Y9，Y10，Z1，Z2，Z3，Z4，Z5，Z6，Z7，Z8）加入到集合
Figure 471946DEST_PATH_IMAGE021
中。
依据获得的支路节点集合
Figure 414495DEST_PATH_IMAGE021
，基于先到先服务的调度原则，基于关联矩阵
Figure 501965DEST_PATH_IMAGE011
完成每个支路节点对应短路电流的并行计算；具体执行步骤如下：
步骤1）、从支路节点集合
Figure 188162DEST_PATH_IMAGE021
中取出一个支路节点，执行步骤2）；
步骤2）、取出的支路节点用表示；将获得的支路节点
Figure 633235DEST_PATH_IMAGE022
(
Figure 184565DEST_PATH_IMAGE023
)放入数据调度任务队列Q2中；
步骤3）、判断当前活动线程数是否达到最大线程设置数，若已达到，等待V秒后，重复执行步骤3）；若未达到，则创建一个新的空闲线程，将之前取出的支路节点
Figure 408873DEST_PATH_IMAGE022
绑定在新建的空闲线程中，将此线程设置为繁忙线程，加入到繁忙线程队列B2中，执行步骤4）；
步骤4）、从繁忙线程队列B2中，取出所述绑定支路节点
Figure 860583DEST_PATH_IMAGE022
的繁忙线程，执行该繁忙线程，该线程依据获得的支路节点
Figure 879354DEST_PATH_IMAGE022
基于关联矩阵
Figure 917980DEST_PATH_IMAGE011
计算其对应的短路电流；支路节点对应的短路电流计算完成后释放其对应的繁忙线程；
步骤5）、如果支路节点集合
Figure 252195DEST_PATH_IMAGE021
不为空，则从支路节点集合
Figure 333546DEST_PATH_IMAGE021
中取出一个支路节点，执行步骤2）；如果支路节点集合为空，则短路计算调度完成。

Claims (5)

1.一种煤矿高压电网短路电流并行计算方法，其特征在于，所描述的短路电流并行计算方法包括如下步骤：
步骤11、假定开关状态为合闸的电源支路节点的数量有n个，以煤矿高压供电系统电源支路节点为起点，将煤矿高压供电系统支路节点分为n个集合，每个支路节点集合用
Figure 28728DEST_PATH_IMAGE001
表示，
Figure 724283DEST_PATH_IMAGE002
；
步骤12、依据获得的每个支路节点集合
Figure 76767DEST_PATH_IMAGE001
，基于先到先服务的调度原则，分别对每个支路节点集合
Figure 894681DEST_PATH_IMAGE001
基于关联矩阵进行并行网络拓扑分析，获得每个支路节点集合对应的最终供电关联矩阵
Figure 815550DEST_PATH_IMAGE003
，在集合
Figure 101169DEST_PATH_IMAGE001
和矩阵
Figure 949039DEST_PATH_IMAGE003
中，
Figure 936586DEST_PATH_IMAGE002
；
步骤13、假定煤矿高压供电系统中开关状态为合闸的支路节点的数量有m个，其中合闸的支路节点包括电源支路节点，依据获得的所有供电关联矩阵
Figure 976873DEST_PATH_IMAGE003
生成整个高压供电系统的最终供电关联矩阵
Figure 303950DEST_PATH_IMAGE004
，其中，
Figure 650617DEST_PATH_IMAGE002
；
步骤14、将煤矿高压供电系统中开关状态为合闸的m个支路节点加入到集合中；
步骤15、依据获得的支路节点集合
Figure 638613DEST_PATH_IMAGE005
，基于先到先服务的调度原则，基于关联矩阵
Figure 882513DEST_PATH_IMAGE004
完成每个支路节点对应短路电流的并行计算；
在步骤13中，主要进行如下步骤：
步骤131、依据关联矩阵
Figure 150814DEST_PATH_IMAGE003
生成其对应的左侧变换矩阵，变换矩阵
Figure 679064DEST_PATH_IMAGE006
为m行列；将变换矩阵
Figure 216673DEST_PATH_IMAGE006
中所有元素的数值设置为0；针对每个变换矩阵
Figure 603792DEST_PATH_IMAGE006
执行步骤132，在矩阵
Figure 518134DEST_PATH_IMAGE003
和矩阵
Figure 674309DEST_PATH_IMAGE006
中，
Figure 533680DEST_PATH_IMAGE002
；
步骤132、如果，则将变换矩阵中第
Figure 202056DEST_PATH_IMAGE009
行第列元素的数值设置为1，其中
Figure 79193DEST_PATH_IMAGE010
；如果
Figure 587535DEST_PATH_IMAGE011
，则将变换矩阵
Figure 718302DEST_PATH_IMAGE006
中第
Figure 670209DEST_PATH_IMAGE012
行第
Figure 253637DEST_PATH_IMAGE009
列元素的数值设置为1，其中
Figure 565670DEST_PATH_IMAGE010
；
步骤133、依据关联矩阵
Figure 355203DEST_PATH_IMAGE003
生成其对应的右侧变换矩阵
Figure 664962DEST_PATH_IMAGE013
，变换矩阵
Figure 611052DEST_PATH_IMAGE013
为
Figure 726776DEST_PATH_IMAGE007
行m列；将变换矩阵中所有元素的数值设置为0；针对每个变换矩阵
Figure 922582DEST_PATH_IMAGE013
执行步骤134，在矩阵
Figure 28072DEST_PATH_IMAGE003
中，
Figure 885170DEST_PATH_IMAGE002
；
步骤134、如果
Figure 641773DEST_PATH_IMAGE008
，则将变换矩阵
Figure 293335DEST_PATH_IMAGE013
中第
Figure 148771DEST_PATH_IMAGE009
行第
Figure 606297DEST_PATH_IMAGE009
列元素的数值设置为1，其中
Figure 155090DEST_PATH_IMAGE010
；如果
Figure 56181DEST_PATH_IMAGE011
，则将变换矩阵
Figure 323214DEST_PATH_IMAGE013
中第
Figure 318852DEST_PATH_IMAGE009
行第列元素的数值设置为1，其中
Figure 59723DEST_PATH_IMAGE010
；
步骤135、依据供电关联矩阵、左侧变换矩阵
Figure 426430DEST_PATH_IMAGE006
和右侧变换矩阵
Figure 949816DEST_PATH_IMAGE013
生成整个高压供电系统的最终供电关联矩阵
Figure 176398DEST_PATH_IMAGE004
；最终供电关联矩阵
Figure 234002DEST_PATH_IMAGE014
，在矩阵中，
Figure 214914DEST_PATH_IMAGE002
。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿高压电网短路电流并行计算方法，其特征在于，在步骤11中，主要进行如下步骤：
步骤21、将煤矿高压供电系统中所有开关状态为合闸的电源支路节点加入到集合中，假定开关状态为合闸的电源支路节点的数量有n个；从
Figure 842783DEST_PATH_IMAGE015
中取出一个电源支路节点，
Figure 187177DEST_PATH_IMAGE016
的数值设置为1，执行步骤22；
步骤22、该电源支路节点用表示，将
Figure 63659DEST_PATH_IMAGE017
加入到支路节点集合
Figure 279876DEST_PATH_IMAGE001
中，在煤矿高压供电系统中查找由电源支路节点
Figure 224699DEST_PATH_IMAGE017
供电的所有开关状态为合闸的支路节点，并将获得的所有支路节点加入到集合
Figure 577182DEST_PATH_IMAGE001
中；
步骤23、如果集合
Figure 67201DEST_PATH_IMAGE015
不为空，从集合
Figure 567452DEST_PATH_IMAGE015
中取出下一个电源支路节点，将的数值加1，执行步骤22；如果集合
Figure 273688DEST_PATH_IMAGE015
为空，则可获得n个支路节点集合，每个支路节点集合用
Figure 449455DEST_PATH_IMAGE001
表示，对每个支路节点集合
Figure 374685DEST_PATH_IMAGE001
中的支路节点从序号1开始顺序编号。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿高压电网短路电流并行计算方法，其特征在于，在步骤12中，主要进行如下步骤：
步骤31、将获得的每个支路节点集合
Figure 412043DEST_PATH_IMAGE001
加入数据调度任务队列Q1中；按照先到先服务的原则，针对数据调度队列Q1中的每个支路节点集合
Figure 739119DEST_PATH_IMAGE001
，执行步骤32，在集合
Figure 85786DEST_PATH_IMAGE001
中，；
步骤32、判断当前系统活动线程数是否达到最大线程设置数，若已达到，等待V秒后，重复执行步骤32；若未达到，则创建一个新的空闲线程，将之前取出的支路节点集合
Figure 88431DEST_PATH_IMAGE001
绑定在新建的空闲线程中，将此线程设置为繁忙线程，加入到繁忙线程队列B1中，执行步骤33；
步骤33、从繁忙线程队列B1中，取出所述绑定支路节点集合
Figure 332330DEST_PATH_IMAGE001
的繁忙线程，执行该繁忙线程；该线程依据获得的支路节点集合
Figure 600632DEST_PATH_IMAGE001
基于关联矩阵进行网络拓扑分析，获得相应的最终供电关联矩阵
Figure 500454DEST_PATH_IMAGE003
，其中
Figure 128882DEST_PATH_IMAGE002
，线程执行完毕后，释放该繁忙线程。
4.根据权利要求1所述的一种煤矿高压电网短路电流并行计算方法，其特征在于，在步骤15中，主要进行如下步骤：
步骤41、从支路节点集合
Figure 164971DEST_PATH_IMAGE005
中取出一个支路节点，执行步骤42；
步骤42、取出的支路节点用
Figure 604174DEST_PATH_IMAGE018
表示；将获得的支路节点放入数据调度任务队列Q2中，其中
Figure 157832DEST_PATH_IMAGE019
；
步骤43、判断当前活动线程数是否达到最大线程设置数，若已达到，等待V秒后，重复执行步骤43；若未达到，则创建一个新的空闲线程，将之前取出的支路节点
Figure 127056DEST_PATH_IMAGE018
绑定在新建的空闲线程中，将此线程设置为繁忙线程，加入到繁忙线程队列B2中，执行步骤44；
步骤44、从繁忙线程队列B2中，取出所述绑定支路节点
Figure 986428DEST_PATH_IMAGE018
的繁忙线程，执行该繁忙线程，该线程依据获得的支路节点
Figure 595264DEST_PATH_IMAGE018
基于关联矩阵
Figure 313296DEST_PATH_IMAGE004
计算其对应的短路电流；支路节点
Figure 386295DEST_PATH_IMAGE018
对应的短路电流计算完成后释放其对应的繁忙线程；
步骤45、如果支路节点集合
Figure 354251DEST_PATH_IMAGE005
不为空，则从支路节点集合
Figure 263432DEST_PATH_IMAGE005
中取出一个支路节点，执行步骤42；如果支路节点集合
Figure 37353DEST_PATH_IMAGE005
为空，则短路计算调度完成。
5.根据权利要求4所述的一种煤矿高压电网短路电流并行计算方法，其特征在于，在步骤44中，主要进行如下步骤：
步骤51、当支路节点
Figure 168120DEST_PATH_IMAGE018
对应的线路末端发生短路时，因线路
Figure 120026DEST_PATH_IMAGE020
由支路节点
Figure 500192DEST_PATH_IMAGE021
直接控制，因此首先在最终供电关联矩阵中找到支路节点
Figure 813810DEST_PATH_IMAGE021
对应的行，然后找到该行中数值为1的所有元素对应的列号，再依据获得的列号找到对应的支路节点集合
Figure 185886DEST_PATH_IMAGE022
，
Figure 991031DEST_PATH_IMAGE022
是所有给线路
Figure 860416DEST_PATH_IMAGE020
供电的支路节点集合；如果集合
Figure 762513DEST_PATH_IMAGE022
中不存在电源支路节点，则说明线路
Figure 243173DEST_PATH_IMAGE020
没有电源供电，不进行短路计算；如果集合
Figure 614243DEST_PATH_IMAGE022
中存在电源支路节点，则说明线路
Figure 268078DEST_PATH_IMAGE020
有电源供电，则执行步骤52；
步骤52、在支路节点-供电线路邻接表T中查询集合
Figure 227944DEST_PATH_IMAGE022
中每个供电支路节点对应的供电线路信息；依据获取的每条供电线路长度、单位电阻和单位电抗计算出每条线路的电阻和电抗，执行步骤53和54；
步骤53、根据每条线路的电阻，电抗和预先设置的最大运行方式下的系统电抗计算获得最大运行方式下的总电阻
Figure 692554DEST_PATH_IMAGE023
和总电抗
Figure 534608DEST_PATH_IMAGE024
，然后依据高压供电系统短路点所在线路的平均电压
Figure 929817DEST_PATH_IMAGE025
和总电阻、总电抗计算最大运行方式下的三相短路电流
Figure 557239DEST_PATH_IMAGE026
；
步骤54、根据每条线路的电阻，电抗和预先设置的最小运行方式下的系统电抗计算获得最小运行方式下的总电阻
Figure 379701DEST_PATH_IMAGE027
和总电抗
Figure 709052DEST_PATH_IMAGE028
，然后依据高压供电系统短路点所在线路的平均电压
Figure 718071DEST_PATH_IMAGE025
和总电阻、总电抗计算最小运行方式下的二相短路电流
Figure 386950DEST_PATH_IMAGE029
。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108520131A (zh) * 2018-03-30 2018-09-11 河南理工大学 基于节点重合和关联矩阵的井下高压电网短路计算方法
CN110083929A (zh) * 2019-04-25 2019-08-02 哈密豫新能源产业研究院有限责任公司 基于模拟退火的煤矿高压电网并行短路计算方法
CN110034564A (zh) * 2019-05-06 2019-07-19 哈密豫新能源产业研究院有限责任公司 基于先到先服务的煤矿高压电网并行拓扑编码分析方法
CN110133421A (zh) * 2019-05-08 2019-08-16 哈密豫新能源产业研究院有限责任公司 基于先到先服务的煤矿高压电网速断定值并行检验方法
CN111460758B (zh) * 2020-03-13 2023-06-09 南京理工大学 基于拓扑搜索的煤矿低压供电系统短路电流自动计算方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104505825A (zh) * 2014-12-15 2015-04-08 国家电网公司 一种高压配电网的供电安全诊断分析方法
CN104730394A (zh) * 2015-04-07 2015-06-24 河南理工大学 一种基于稀疏矩阵的矿井高压电网过流保护设置检验方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9726732B2 (en) * 2010-06-22 2017-08-08 GM Global Technology Operations LLC Adaptive battery parameter extraction and SOC estimation for lithium-ion battery

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104505825A (zh) * 2014-12-15 2015-04-08 国家电网公司 一种高压配电网的供电安全诊断分析方法
CN104730394A (zh) * 2015-04-07 2015-06-24 河南理工大学 一种基于稀疏矩阵的矿井高压电网过流保护设置检验方法

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