CN109492333B - 一种电网离散模型与接线方式的图模匹配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电网离散模型与接线方式的图模匹配方法，定义电网典型接线方式的图形模板；识别出电网虚拟间隔下所包含的开断元件的类别、个数及开断元件之间的连接关系描述；预匹配电网典型接线方式；对电网离散模型中的间隔模型，计算其强连通分量；遍历电网典型接线方式，计算其强连通分量；将离散模型的强连通分量与接线方式的强连通分量进行比较，若其强连通分量完全一致，则匹配成功、确定唯一正确的电网接线方式；在图形当中进行实例化、绘制图形，并完成图形中的图元与电网离散模型中的设备的绑定。本发明实现了电网离散模型与电网接线方式的自动匹配，极大提高了工作效率，减轻了人工工作量。

Description

一种电网离散模型与接线方式的图模匹配方法
技术领域
本发明属于电力系统建模技术领域，具体涉及一种电网离散模型与接线方式的图模匹配方法。
背景技术
在电力系统中，变电站内部存在很多电气间隔，电气间隔是指一个完整的回路，含断路器、隔离开关、互感器、避雷器等，凡具有功能完善的电气单元称为一个间隔，一般有线路间隔、主变间隔、母联间隔、母线分段间隔、母线设备间隔等等。
电力系统建模时，针对实际物理开断元件(开关、刀闸、地刀等)都进行了建模，并描述了这些开断元件之间的电气连接关系；同时电网模型描述了虚拟间隔，对应变电站内部的电气间隔。但这些模型均是属于电网的离散模型，仅仅描述了电气设备以及电气设备之间的连接关系，如何将这些电网离散模型以接线图的方式展现出来，一直是一项复杂繁琐的工作。如何在图形当中体现电网的实际接线方式，是一个较大的难题。
长久以来，一直都是依靠人工绘图建模，在绘制电网接线图的同时完成电网模型的创建，但这是一个繁琐且工作量巨大的工作。实际应用过程中，经常存在导入其他厂家的电力系统模型得到电网离散模型的应用场景，此时系统中只有电网离散模型，没有对应的接线图。用户需要根据电网离散模型以及系统中提供的间隔模板手动匹配绘制接线图。这个过程对用户要求较高，而且过程复杂繁琐，耗时耗力。本发明旨在通过电网离散模型与电网接线方式的图模匹配方法，将电网离散模型识别为电网接线方式，并在图形当中实例化出来，实现图形与模型的自动匹配。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明主要是自动识别电网离散模型数据，与电网典型接线方式进行匹配，然后在图形中实例化与电网离散模型匹配的电网接线方式。本发明所采用的技术方案如下：
一种电网离散模型与接线方式的图模匹配方法，包括以下步骤：
步骤1、根据电网实际情况，定义电网典型接线方式的图形模板，描述开断元件及其连接关系，以及各个开断元件的坐标位置，并根据典型接线方式当中所包含的开断元件的类别、个数的不同，对图形模板文件进行命名；
步骤2、根据电网离散模型，识别出电网虚拟间隔下所包含的开断元件的类别、个数及开断元件之间的连接关系描述；
步骤3、预匹配电网典型接线方式：根据电网离散模型中的开断元件的类别、个数，按照与步骤1中相同的命名规则对电网典型接线方式文件命名，生成期望的电网典型接线方式名称；然后将其与步骤1中的所有典型接线方式对应的图形模板文件的名称逐一进行字符串比对，筛选出名称完全相同的典型接线方式；
步骤4、对电网离散模型中的间隔模型，计算其强连通分量，计算得到支路个数、各个支路中的每个节点，每个节点信息中包含开断元件的类别、端子、位次和开断元件相互间的连接关系；
步骤5、遍历电网典型接线方式：针对步骤3中预匹配之后的电网典型接线方式按照与步骤4中相同的计算办法，计算其强连通分量；
步骤6、根据步骤4计算得到的该离散模型的强连通分量，与步骤5计算得到的各种接线方式的强连通分量进行比较，若其强连通分量完全一致，则匹配成功、确定唯一正确的电网接线方式；
步骤7、将匹配成功的电网接线方式，按照步骤1中的图形模板在图形当中进行实例化、绘制图形，并完成图形中的图元与电网离散模型中的设备的绑定。
本发明的有益效果：
1)本发明实现了电网离散模型与电网接线方式的自动匹配，并最终以电网接线方式的形式在图形当中实例化，并展示图形化的电网模型。这个过程不需要人工识别电网离散模型和电网典型接线方式中的开断元件及连接关系，而是由程序进行识别、并筛选相匹配的电网接线方式，然后实例化到图形当中并予以展示。
2)对于已有电网模型，希望以图形化方式展示电网接线方式的场景，可以通过本发明很快把间隔模型以各种典型接线方式的形式展示到图形中，而不需要人工识别并匹配电网接线方式，这样极大提高了工作效率，减轻了人工工作量。
附图说明
图1是本发明的逻辑流程框图；
图2是间隔内的电网开断元件的等价示意图。
具体实施方式
下面结合附图，具体说明本发明的实施方式。
如图1所示，是本发明的逻辑流程框图。一种电网离散模型与接线方式的图模匹配方法，包括以下步骤：
步骤1、根据电网实际情况，定义电网典型接线方式的图形模板：图形模板中需要描述开断元件及它们之间的连接关系，以及各个开断元件的坐标位置，并合理布局各个开断元件。根据典型接线方式当中所包含的开断元件的类别、个数的不同，对图形模板文件进行命名，采用的命名规则是：开断元件1数量与类别 -……-开断元件n数量与类别。每个典型接线方式都有对应的图形模板文件。
比如，典型接线方式当中包含一个开关、两个刀闸、两个地刀的间隔典型接线方式，命名为1B-2D-2G，即：开关数量是1、类别用B表示，刀闸数量是2、类别用D表示，地刀数量是2、类别用G表示。每个字母前面的数字表示此类开断元件的个数，即使某类开断元件个数为0，也不能缺失、写为0，开断元件之间用短横线“-”分隔开。
步骤2、根据电网离散模型，识别出电网虚拟间隔下所包含的开断元件的类别、个数及开断元件之间的连接关系描述。
步骤3、预匹配电网典型接线方式：根据电网离散模型中的开断元件的类别、个数，按照与步骤1中相同的命名规则对典型接线方式文件命名，生成期望的典型接线方式名称；然后将其与步骤1中的所有典型接线方式的对应的图形模板文件的名称逐一进行字符串比对，筛选出名称完全相同的典型接线方式。
步骤4、对电网离散模型中的间隔模型，计算其强连通分量，计算得到支路个数、各个支路中的每个节点，每个节点信息中包含开断元件的类别、端子、位次和开断元件相互间的连接关系。
计算强连通分量的方法如下：
遍历每个开断元件，对于双端子元件即开关或刀闸，如果只有一个端子连接其它开断元件，则将此元件视为叶子节点；如果两端子分别连接其它开断元件，则将此元件视为普通节点。对于单端子元件即地刀，视为叶子节点。
遍历每个叶子节点，计算它到其它每个叶子节点的支路数。
对于每个支路，计算此支路上叶子节点和普通节点的总个数；对每个节点(叶子节点和普通节点)所代表的开断元件，记录其类别、位次。
以一个电网典型接线方式为示例，计算强连通分量。为便于标识和理解，可将电网开断元件进行等价，如开关等价为①；刀闸等价为②；接地刀闸等价为③等等。如此，等价后的效果如图2所示。
列出该电网间隔所有的强连通分量，包含内下内容：
②②、②③、②①③、②①②③、②②、②③、②①③、②①②③、③①③、③①②③、③②③。
步骤5、遍历电网典型接线方式：针对步骤3中预匹配之后的电网典型接线方式按照与步骤4中相同的计算办法，计算其强连通分量。
步骤6、根据步骤4计算得到的该离散模型的强连通分量，与步骤5计算得到的各种接线方式的强连通分量进行比较，若其强连通分量完全一致，则匹配成功、确定唯一正确的电网接线方式。
强连通分量完全一致是指：两个强连通分量(如A和B)具有相同的支路数，并且强连通分量A中的每个支路，在强连通分量B能且只能找到一个支路，使得支路中的节点个数相等，并且支路中各个节点的类别、位次完全相同。
步骤7、将匹配成功的电网接线方式，按照步骤1中的图形模板在图形当中进行实例化、绘制图形，并完成图形中的图元与电网离散模型中的设备的绑定。

Claims (2)

1.一种电网离散模型与接线方式的图模匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、根据电网实际情况，定义电网典型接线方式的图形模板，描述开断元件及其连接关系，以及各个开断元件的坐标位置，并根据典型接线方式当中所包含的开断元件的类别、个数的不同，对图形模板文件进行命名；
步骤2、根据电网离散模型，识别出电网虚拟间隔下所包含的开断元件的类别、个数及开断元件之间的连接关系描述；
步骤3、预匹配电网典型接线方式：根据电网离散模型中的开断元件的类别、个数，按照与步骤1中相同的命名规则对电网典型接线方式文件命名，生成期望的电网典型接线方式名称；然后将其与步骤1中的所有典型接线方式对应的图形模板文件的名称逐一进行字符串比对，筛选出名称完全相同的典型接线方式；
步骤4、对电网离散模型中的间隔模型，计算其强连通分量，计算得到支路个数、各个支路中的每个节点，每个节点信息中包含开断元件的类别、端子、位次和开断元件相互间的连接关系；
步骤5、遍历电网典型接线方式：针对步骤3中预匹配之后的电网典型接线方式按照与步骤4中相同的计算办法，计算其强连通分量；
步骤6、根据步骤4计算得到的该离散模型的强连通分量，与步骤5计算得到的各种接线方式的强连通分量进行比较，若其强连通分量完全一致，则匹配成功、确定唯一正确的电网接线方式；
步骤7、将匹配成功的电网接线方式，按照步骤1中的图形模板在图形当中进行实例化、绘制图形，并完成图形中的图元与电网离散模型中的设备的绑定；
计算强连通分量的方法如下：
遍历每个开断元件，对于双端子元件即开关或刀闸，如果只有一个端子连接其它开断元件，则将此元件视为叶子节点；如果两端子分别连接其它开断元件，则将此元件视为普通节点；对于单端子元件即地刀，视为叶子节点；遍历每个叶子节点，计算它到其它每个叶子节点的支路数；对于每个支路，计算此支路上叶子节点和普通节点的总个数；对每个节点所代表的开断元件，记录其类别、位次；
强连通分量完全一致是指：两个强连通分量A和B具有相同的支路数，并且强连通分量A中的每个支路，在强连通分量B能且只能找到一个支路，使得支路中的节点个数相等，并且支路中各个节点的类别、位次完全相同。
2.根据权利要求1所述的一种电网离散模型与接线方式的图模匹配方法，其特征在于，步骤1所述的对图形模板文件进行命名的命名规则是：开断元件1个数与类别-……-开断元件n个数与类别。
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