CN106815409B - 电网拓扑关系的分析方法 - Google Patents
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Abstract
一种电网拓扑关系的分析方法，包括：获取现有的电网拓扑网络；依据现有的电网拓扑网络查询运行态或编辑态下所有变压器的拓扑数据；并将变压器按照电压等级从高到低排序；从电压等级最高的变压器开始，根据所述变压器的拓扑数据检索下一级变压器；将所述下一级变压器作为当前变压器，继续检索下一级变压器；每检索到一个变压器则将检索到的变压器存储为变压器节点，并按照电压等级顺序将所述变压器节点存储为网络的节点；依据所述的网络的节点构建变压器拓扑网络；依据所述变压器拓扑网络对待分析的设备进行拓扑关系分析。对现有的电网拓扑网络进行简化，后续根据简化的拓扑网络进行设备的拓扑关系分析，减少了检索量和检索时间。
Description
技术领域
本发明涉及电网管理与维护领域，尤其涉及一种电网拓扑关系的分析方法。
背景技术
电力线路的网络错综复杂，地理范围广阔，涉及的电力设备种类繁多，数量庞大。为了有效的运营和管理电力网络，电力GIS系统存储了海量的设备属性数据、地理数据以及拓扑数据，并据此在系统中构建电力线路网络，实现电网拓扑编辑态和运行态的维护和分析，实现对电力设备的监控与管理，但是效率不高。例如在进行设备的带电状态分析时，大多数传统的分析方法是从设备的拓扑数据出发，以广度优先算法依次从每条与设备拓扑关联的线路上检索供电电源。如公开号为CN 103646355 A的中国专利公开了一种电网拓扑关系快速构建与分析方法，包括构建电网拓扑关系、根据电网拓关系进行电网分析以及电网拓扑校验，其中构建电网拓扑关系的过程如下：1.1)拓扑空间数据结构的构建；1.2)对电网设备点、电网线以及电网区域面进行测量采集位置信息，根据建立的拓扑空间数据结构填充对应的位置属性，建立完整的设备空间数据表；1.3)对电网设备点、电网线以及电网区域面进行业务上的信息采集，填入业务信息数据，建立设备属性数据表；通过设备属性数据表与设备空间数据表相应设备的属性数据与空间数据进行拓扑关系关联，形成设备拓扑关系信息表；1.4)通过设备拓扑关系信息表，利用GIS系统构建电网拓扑关系，在地图中显示整个电网的拓扑信息及设备分布情况。
但是由于上述方法涉及的线路网络复杂，设备数量庞大，特别是开断类设备的开关状态能够即时地改变网络的拓扑结构，进一步增加了检索供电电源的复杂性与检索时间，致使分析的效率不高。在进行数据编辑操作时，往往还需要同时随着数据编辑操作修改大量的带电状态数据，以保证传统的分析方法的正确性，同时还需要实时地对编辑设备进行带电状态分析以及溯源分析等，以便验证编辑操作的正确性，但是由于传统的分析方法效率不高，同时编辑操作又往往涉及到大量的拓扑数据修改操作，进而又影响到分析的效率，从而导致数据编辑操作的效率低下。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种电网拓扑关系的分析方法，能够对电网拓扑关系进行快速分析。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种电网拓扑关系的分析方法，包括：
获取现有的电网拓扑网络；
依据现有的电网拓扑网络查询运行态或编辑态下所有变压器的拓扑数据；并将变压器按照电压等级从高到低排序；
从电压等级最高的变压器开始，根据所述变压器的拓扑数据检索下一级变压器；将所述下一级变压器作为当前变压器，继续检索下一级变压器；每检索到一个变压器则将检索到的变压器存储为变压器节点，并按照电压等级顺序将所述变压器节点存储为网络的节点；
依据所述的网络的节点构建变压器拓扑网络；
依据所述变压器拓扑网络对待分析的设备进行拓扑关系分析。
本发明的有益效果在于：通过从现有的电网拓扑网络中抽取出所有的变压器拓扑数据，构建变压器拓扑网络，以最高电压等级的变压器为根节点创建变压器拓扑网络的起始节点，并在现有的电网扑网络中查找与该最高电压等级的变压器联通的其他变压器，作为变压器拓扑网络根节点的子节点；以此类推，再分别查找所有子节点的子节点，最终生成只有变压器节点的拓扑网络，实现对拓扑网络的简化。进行设备的拓扑关系分析时，是依据简化的变压器拓扑网络检索设备，极大地减少了设备的检索数量，降低了检索的复杂度与检索时间，提高分析的效率。
附图说明
图1为本发明实施例的电网拓扑关系的分析方法流程示意图；
图2为本发明实施例二的电网拓扑关系的分析方法的对待分析的设备进行带电状态分析的流程示意图；
图3为本发明实施例三的电网拓扑关系的分析方法的对待分析的设备进行电源点追溯的流程示意图；
图4为本发明实施例四的电网拓扑关系的分析方法的对供电设备进行供电范围分析的流程示意图；
图5为本发明实施例五的电网拓扑关系的分析方法的对开关设备进行停电范围分析的流程示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明最关键的构思在于：构建只包含变压器的变压器拓扑网络，再依据变压器拓扑网络对待分析的设备进行拓扑关系分析。
请参照图1，本发明提供：
一种电网拓扑关系的分析方法，包括：
获取现有的电网拓扑网络；
依据现有的电网拓扑网络查询运行态或编辑态下所有变压器的拓扑数据；并将变压器按照电压等级从高到低排序；
从电压等级最高的变压器开始，根据所述变压器的拓扑数据检索下一级变压器；将所述下一级变压器作为当前变压器，继续检索下一级变压器；每检索到一个变压器则将检索到的变压器存储为变压器节点，并按照电压等级顺序将所述变压器节点存储为网络的节点；
依据所述的网络的节点构建变压器拓扑网络；
依据所述变压器拓扑网络对待分析的设备进行拓扑关系分析。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：对现有的电网拓扑网络进行简化，构建只包含变压器的拓扑网络，后续只需根据新构建的拓扑网络进行设备的拓扑关系分析，减少了设备的检索量和检索时间，实现快速分析。其中变压器拓扑网络可在初始化时即进行构建。
进一步的，所述拓扑关系分析包括带电状态分析、电源点追溯、供电范围分析和停电范围分析中的至少一种。
从上述描述可知，带电状态分析、电源点追溯、供电范围分析和停电范围分析是对电力行业影响最大的拓扑关系分析，当然，分析的内容还可以根据实际需求进行调整。
进一步的，依据所述变压器拓扑网络对待分析的设备进行带电状态分析包括：
依据所述现有的电网拓扑网络获取与待分析的设备联通的第一个变压器；
查询所述变压器拓扑网络上与所述第一个变压器对应的变压器节点；
在所述变压器拓扑网络上从所述第一个变压器对应的变压器节点向上检索；
若能够检索到电源点变压器节点，则判定所述待分析的设备带电；若不能检索到电源点变压器节点，则判定所述待分析的设备不带电。
从上述描述可知，以现有的电网拓扑网络出发，查询第一个与待分析的设备联通的变压器，通过变压器拓扑网络检索该第一个变压器的上级变压器，直到找到电源点变压器或找不到电源点变压器为止，整个检索的过程以变压器节点的跳跃式检索推进，极大地提高分析的效率。
进一步的，依据所述变压器拓扑网络对待分析的设备进行电源点追溯包括：
依据所述现有的电网拓扑网络获取与待分析的设备联通的电压等级最高的变压器；
查询所述变压器拓扑网络上和与待分析的设备联通的电压等级最高的变压器对应的变压器节点；
在所述变压器拓扑网络上从与所述与待分析的设备联通的电压等级最高的变压器对应的变压器节点向上检索；检索变压器节点时记录变压器的链路；
若能够检索到电源点变压器节点，则判定所述待分析的设备电源点追溯成功；若不能检索到电源点变压器节点，则判定所述待分析的设备电源点追溯失败；
若待分析的设备电源点追溯成功，则依据现有的电网拓扑网络从电源点变压器节点开始沿所述变压器链路查找每两个变压器之间的线路经过的设备集，直到检索到所述待分析的设备。
从上述描述可知，以现有的电网拓扑网络出发，查询与待分析的设备联通的最高电压等级的变压器，通过在变压器拓扑网络中检索该最高电压等级的变压器的上级变压器，直到找到电源点变压器或找不到电源点变压器为止。由于查找过程中记录了变压器的链路因而能够在现有的电网拓扑网络中从电源点变压器开始沿着变压器链路查找每两个变压器之间的线路经过的设备集，直到检索到设备，快速完成电源点的追溯。
进一步的，所述待分析的设备为供电设备，依据所述变压器拓扑网络对供电设备进行供电范围分析包括：
在所述变压器拓扑网络上查询与所述供电设备对应的变压器节点；
以所述供电设备对应的变压器节点为根节点向下检索直到叶节点；
依据所述现有的电网拓扑网络得到所述供电设备对应的变压器节点和所述叶节点之间通路上的设备集。
从上述描述可知，由于供电设备一般就是变压器，因而在进行供电设备的供电范围分析时，先定位供电设备在变压器拓扑网络中对应的节点，并将该节点作为一个变压器树的根节点，然后向下检索形成一个变压器树，这个变压器树的所有节点以及之间拓扑联通的设备集就是供电设备的供电范围。
进一步的，所述待分析的设备为开关设备，依据所述变压器拓扑网络对开关设备进行停电范围分析包括：
依据所述现有的电网拓扑网络获取与开关设备联通的所有变压器；
获取与开关设备联通的所有变压器中电压等级最高的变压器；查询所述变压器拓扑网络上与所述电压等级最高的变压器对应的变压器节点；将与所述电压等级最高的变压器对应的变压器节点作为变压器树的根节点；
获取与所述电压等级最高的变压器联通的其他变压器；查询所述变压器拓扑网络上与所述其他变压器对应的变压器节点，并将所述其他变压器对应的变压器节点作为的根节点，依次向下检索直到叶节点；
依据所述现有的电网拓扑网络得到所述变压器树中任意两个节点之间通路上的设备集。
从上述描述可知，在进行开关设备的停电范围分析时，以现有的电网拓扑网络出发，查询与该开关设备联通的所有变压器，通过变压器拓扑网络确定该开关设备的直接供电变压器节点作为变压器树的根节点，分析该开关设备断开后影响的根节点的所有子节点，以所有受影响的子节点为根的树就是停电范围影响的变压器范围，这些树的所有节点以及节点之间拓扑联通的设备集就是开关设备的停电范围。
进一步的，依据所述的网络的节点构建变压器拓扑网络，之后还包括：
依据所述现有的电网拓扑网络得到与待编辑设备关联的所有变压器；
根据所述与待编辑设备关联的所有变压器的拓扑关系修改所述变压器拓扑网络的相关节点。
从上述描述可知，在进行编辑操作时，只需要根据编辑的结果修改变压器拓扑网络中相关的变压器节点，仅当修改了变压器之间的拓扑数据时，才修改变压器拓扑网络的有关节点，保持了变压器节点间正确的拓扑关系，就能保证查询分析的正确性，减少了修改数据的操作，极大地提高了由编辑操作而引起的有关数据更新操作的效率，改进了电力GIS系统的应用。
进一步的，采用广度优先算法在所述现有的电网拓扑网络查询变压器或设备，以及采用广度优先算法在变压器拓扑网络上查询变压器。
请参照图1，本发明的实施例一为：
一种电网拓扑关系的分析方法，包括：
获取现有的电网拓扑网络；所述现有的电网拓扑网络即电力行业现有的包括变压器、开关、杆塔等电力设备的拓扑网络；
以现有的电网拓扑网络的运行态或编辑态为条件，查询运行态或编辑态下所有变压器的拓扑数据；并将变压器按照电压等级从高到低排序；
从电压等级最高的变压器开始，根据所述变压器的拓扑数据，以广度优先算法检索下一级变压器；将所述下一级变压器作为当前变压器，继续检索下一级变压器；直至所有变压器均检索过；每检索到一个变压器则将检索到的变压器在内存中存储为变压器节点，并按照电压等级顺序将所述变压器节点存储为网络的节点；
依据所述的网络的节点构建变压器拓扑网络；
依据所述变压器拓扑网络对待分析的设备进行拓扑关系分析；所述拓扑关系分析包括带电状态分析、电源点追溯、供电范围分析和停电范围分析中的至少一种；
以广度优先算法在现有的电网拓扑网络检索与待编辑设备关联的所有变压器；
根据所述与待编辑设备关联的所有变压器的拓扑关系修改所述变压器拓扑网络的相关节点。
电网拓扑网络的编辑态主要是写操作，电网拓扑网络的运行态是读操作。上述方法通过存储和维护变压器拓扑网络，代替存储和维护现有的包括所有设备的电网拓扑网络，从而降低了拓扑数据的存储量，促进编辑态和运行态之间数据“读写”平衡。
请参照图2，本发明的实施例二为：
一种电网拓扑关系的分析方法，与上述实施例一的区别在于，依据所述变压器拓扑网络对待分析的设备进行带电状态分析包括：
在现有的电网拓扑网络中以广度优先算法获取与待分析的设备联通的第一个变压器；
查询变压器拓扑网络上与所述第一个变压器对应的变压器节点；即将在现有的电网拓扑网络中查询到的变压器定位到变压器网络中的变压器节点；
在所述变压器拓扑网络上从所述第一个变压器对应的变压器节点向上检索；
若能够检索到电源点变压器节点，则判定所述待分析的设备带电；若不能检索到电源点变压器节点，则判定所述待分析的设备不带电。
请参照图3，本发明的实施例三为：
一种电网拓扑关系的分析方法，与上述实施例二的区别在于，依据所述变压器拓扑网络对待分析的设备进行电源点追溯包括：
在现有的电网拓扑网络中以广度优先算法查询与待分析的设备联通的电压等级最高的变压器；
查询变压器拓扑网络上和与待分析的设备联通的电压等级最高的变压器对应的变压器节点；
在所述变压器拓扑网络上从与所述与待分析的设备联通的电压等级最高的变压器对应的变压器节点向上检索；检索变压器节点时记录变压器的链路；
若能够检索到电源点变压器节点，则判定所述待分析的设备电源点追溯成功；若不能检索到电源点变压器节点，则判定所述待分析的设备电源点追溯失败；
若待分析的设备电源点追溯成功，则依据现有的电网拓扑网络从电源点变压器节点开始沿所述变压器链路查找每两个变压器之间的线路经过的设备集，直到检索到所述待分析的设备。
请参照图4，本发明的实施例四为：
一种电网拓扑关系的分析方法，与上述实施例三的区别在于，所述待分析的设备为供电设备，依据所述变压器拓扑网络对供电设备进行供电范围分析包括：
在变压器拓扑网络上查询与所述供电设备对应的变压器节点；即先在变压器拓扑网络中定位供电设备对应的变压器节点；
以所述供电设备对应的变压器节点为根节点向下检索直到叶节点；
检索过程中，在所述现有的电网拓扑网络中以广度优先算法查询所述供电设备对应的变压器节点和所述叶节点之间通路上的设备集。
本实施例中，最终查询到的设备集就是供电设备的供电范围。
请参照图5，本发明的实施例五为：
一种电网拓扑关系的分析方法，与上述实施例四的区别在于，所述待分析的设备为开关设备，依据所述变压器拓扑网络对开关设备进行停电范围分析包括：
在现有的电网拓扑网络中以广度优先算法查询与开关设备联通的所有变压器；
获取与开关设备联通的所有变压器中电压等级最高的变压器；查询所述变压器拓扑网络上与所述电压等级最高的变压器对应的变压器节点；将与所述电压等级最高的变压器对应的变压器节点作为变压器树的根节点；
获取与所述电压等级最高的变压器联通的其他变压器；查询所述变压器拓扑网络上与所述其他变压器对应的变压器节点，并将所述其他变压器对应的变压器节点作为的根节点，依次向下检索直到叶节点；
依据所述现有的电网拓扑网络得到所述变压器树中任意两个节点之间通路上的设备集。
本实施例中，最终查询到的设备集就是开关设备的停电范围。
综上所述，本发明提供的电网拓扑关系的分析方法，只需在最开始时一次性构建变压器拓扑网络，能够节省构建的性能损耗；进行拓扑关系分析时，主要检索变压器节点，减少了检索设备的数量，提高了分析速率，实现快速分析；并减少了数据编辑操作中的数据修改操作，提高了数据编辑操作的效率，达到了数据“读写”平衡。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种电网拓扑关系的分析方法，其特征在于，包括：
获取现有的电网拓扑网络；
依据现有的电网拓扑网络查询运行态或编辑态下所有变压器的拓扑数据；并将变压器按照电压等级从高到低排序；
从电压等级最高的变压器开始，根据所述变压器的拓扑数据检索下一级变压器；将所述下一级变压器作为当前变压器，继续检索下一级变压器；每检索到一个变压器则将检索到的变压器存储为变压器节点，并按照电压等级顺序将所述变压器节点存储为网络的节点；
依据所述的网络的节点构建变压器拓扑网络；
依据所述变压器拓扑网络以及待分析的设备在现有的电网拓扑网络中与变压器的连接关系，对待分析的设备进行拓扑关系分析。
2.根据权利要求1所述的电网拓扑关系的分析方法，其特征在于，所述拓扑关系分析包括带电状态分析、电源点追溯、供电范围分析和停电范围分析中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的电网拓扑关系的分析方法，其特征在于，依据所述变压器拓扑网络对待分析的设备进行带电状态分析包括：
依据所述现有的电网拓扑网络获取与待分析的设备联通的第一个变压器；
查询所述变压器拓扑网络上与所述第一个变压器对应的变压器节点；
在所述变压器拓扑网络上从所述第一个变压器对应的变压器节点向上检索；
若能够检索到电源点变压器节点，则判定所述待分析的设备带电；若不能检索到电源点变压器节点，则判定所述待分析的设备不带电。
4.根据权利要求2所述的电网拓扑关系的分析方法，其特征在于，依据所述变压器拓扑网络对待分析的设备进行电源点追溯包括：
依据所述现有的电网拓扑网络获取与待分析的设备联通的电压等级最高的变压器；
查询所述变压器拓扑网络上和与待分析的设备联通的电压等级最高的变压器对应的变压器节点；
在所述变压器拓扑网络上从与所述与待分析的设备联通的电压等级最高的变压器对应的变压器节点向上检索；检索变压器节点时记录变压器的链路；
若能够检索到电源点变压器节点，则判定所述待分析的设备电源点追溯成功；若不能检索到电源点变压器节点，则判定所述待分析的设备电源点追溯失败；
若待分析的设备电源点追溯成功，则依据现有的电网拓扑网络从电源点变压器节点开始沿所述变压器链路查找每两个变压器之间的线路经过的设备集，直到检索到所述待分析的设备。
5.根据权利要求2所述的电网拓扑关系的分析方法，其特征在于，所述待分析的设备为供电设备，依据所述变压器拓扑网络对供电设备进行供电范围分析包括：
在所述变压器拓扑网络上查询与所述供电设备对应的变压器节点；
以所述供电设备对应的变压器节点为根节点向下检索直到叶节点；
依据所述现有的电网拓扑网络得到所述供电设备对应的变压器节点和所述叶节点之间通路上的设备集。
6.根据权利要求2所述的电网拓扑关系的分析方法，其特征在于，所述待分析的设备为开关设备，依据所述变压器拓扑网络对开关设备进行停电范围分析包括：
依据所述现有的电网拓扑网络获取与开关设备联通的所有变压器；
获取与开关设备联通的所有变压器中电压等级最高的变压器；查询所述变压器拓扑网络上与所述电压等级最高的变压器对应的变压器节点；将与所述电压等级最高的变压器对应的变压器节点作为变压器树的根节点；
获取与所述电压等级最高的变压器联通的其他变压器；查询所述变压器拓扑网络上与所述其他变压器对应的变压器节点，并将所述其他变压器对应的变压器节点作为的根节点，依次向下检索直到叶节点；
依据所述现有的电网拓扑网络得到所述变压器树中任意两个节点之间通路上的设备集。
7.根据权利要求1所述的电网拓扑关系的分析方法，其特征在于，依据所述的网络的节点构建变压器拓扑网络，之后还包括：
依据所述现有的电网拓扑网络得到与待编辑设备关联的所有变压器；
根据所述与待编辑设备关联的所有变压器的拓扑关系修改所述变压器拓扑网络的相关节点。
8.根据权利要求1所述的电网拓扑关系的分析方法，其特征在于，采用广度优先算法在所述现有的电网拓扑网络查询变压器或设备，以及采用广度优先算法在变压器拓扑网络上查询变压器。
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2016
- 2016-12-26 CN CN201611218558.2A patent/CN106815409B/zh active Active
Patent Citations (5)
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