CN109586281B - 基于节点优化编号的配电网可靠性评估方法、装置与介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于节点优化编号的配电网可靠性评估方法、装置与介质，该方法包括：根据接收到的配电网数据构建配电网网络模型；按照第一编号规则对配电网网络模型中的节点编号，按照第二编号规则在各支路添加的虚拟节点编号；根据编号后的节点、编号后的虚拟节点及各支路中的开关类型参数，获得配电网网络模型的线段信息；根据线段信息，对配电网网络模型进行分块，按照第三编号规则对各分块编号；根据设备的可靠性参数，计算各分块的等效故障率；对各分块进行故障枚举，并根据各分块的等效故障率计算配电网的可靠性指标。通过上述方法能够有效降低配电网网络结构的空间、时间的复杂度，提高搜索效率、减少计算时间，提高可靠性评估的效率。
Description
技术领域
本发明涉及配电网可靠性评估技术领域，具体涉及一种基于节点优化编号的配电网可靠性评估方法、装置与介质。
背景技术
随着我国经济、社会的高速发展，电力系统可靠性评估受到了人们极大地重视。之前人们更多地关注输电网可靠性，然而造成用户停电的原因往往是配电系统故障。据统计，由配电网故障引起的停电占所有停电的80％，因此，对配电网进行可靠性评估是保证电力系统安全可靠运行的必要技术。
由于在配电网中元件的故障率通常很低，发生多阶故障事件的概率很小，因此常用解析法枚举配电网一阶故障进行可靠性评估。典型的解析法是故障模式后果分析法(Failure Mode and Effect Analysis，FMEA)，通过枚举形成故障模式后果分析表计算可靠性指标。然而对于大规模复杂配电网来说，故障模式后果分析表的建立过程非常复杂，通常很难直接求解。而目前已知的所有算法中，分块算法能较好地对配电网可靠性进行评估，但由于在分块过程中需要反复进行深度优先搜索，导致搜索效率低、计算时间长，配电网可靠性评估效率低。
发明内容
基于此，本发明提供了一种基于节点优化编号的配电网可靠性评估方法、装置与介质，其能有效降低网络搜索的空间、时间的复杂度，提高计算效率，提高可靠性评估的效率。
第一方面，本发明实施例提供了一种基于节点优化编号的配电网可靠性评估方法，包括：
根据接收到的配电网数据构建配电网网络模型；其中，所述配电网数据包括：拓扑结构数据、电气数据以及设备的可靠性参数；
按照预设的第一编号规则对所述配电网网络模型中的节点进行编号；
在所述配电网网络模型中的各支路添加虚拟节点，并按照预设的第二编号规则对所述虚拟节点进行编号；
根据编号后的节点、编号后的虚拟节点以及各支路中的开关类型参数，获得所述配电网网络模型的线段信息；
根据所述线段信息，对所述配电网网络模型进行分块，并按照预设的第三编号规则对各分块进行编号；
根据设备的可靠性参数，计算编号后的各分块的等效故障率；
对编号后各分块进行故障枚举，并根据各分块的等效故障率计算配电网的可靠性指标。
优选地，所述对编号后各分块进行故障枚举，并根据各分块的等效故障率计算配电网的可靠性指标，具体包括：
在对编号后各分块进行故障枚举时，根据所述开关类型参数以及各分块之间的开关连接关系，搜索各分块的前置断路器；其中，所述各分块之间的开关连接关系是根据编号后的各分块与所述开关类型参数获得的连接关系；
根据编号后的各分块之间的开关类型参数，将所述各分块划分为若干个区域；
根据所述可靠性参数中的负荷节点停运时间，确定节点故障类型；
根据各区域与电源、所述前置断路器、联络开关的连接关系，确定各区域对应的节点故障类型；
根据各区域中的分块的等效故障率，计算各区域的可靠性指标；
根据各区域的可靠性指标，计算配电网的可靠性指标。
优选地，所述根据编号后的节点、编号后的虚拟节点以及各支路中的开关类型参数，获得所述配电网网络模型的线段信息，具体包括：
根据任意一支路的首节点、末节点以及所述任意一支路中的虚拟节点，将所述任意一支路划分为两条线段；
根据任意一线段的首节点的节点号、末节点的节点号以及各线段中的开关类型参数，获得线段信息。
优选地，所述拓扑结构数据包括：配电网线路与变压器的关系信息、各开关设备的安装位置信息；所述电气数据包括：配电网中各元件的阻抗、导纳以及负荷点的功率；所述设备的可靠性参数包括：配电网中各元件的故障率和修复时间、开关隔离转供时间。
优选地，所述按照预设的第一编号规则对所述配电网网络模型中的节点进行编号之后，还包括：
将编号后得到的各支路的首节点号、末节点号以及各支路中的开关类型参数存储到第一数组中，得到支路信息。
优选地，所述根据任意一线段的首节点的节点号、末节点的节点号以及各线段中的开关类型参数，获得线段信息，具体包括：
将编号后得到的各线段的首节点号、末节点号以及各线段中的开关类型参数存储到第二数组中，获得线段信息。
优选地，所述根据所述线段信息，对所述配电网网络模型进行分块，并按照预设的第三编号规则对各分块进行编号，具体包括：
判断任意一线段上是否存在开关设备；
当任意一线段上存在开关设备时，当任意一线段的首节点号或末节点号不在当前分块中，则新建分块并将任意一线段的首节点号或末节点号存入新建的分块中；
当任意一线段上不存在开关设备时，当任意一线段的首节点号在当前分块中，则将任意一线段的末节点号存入当前分块中；当任意一线段的首节点号不在当前分块中，且所述任意一线段的末节点号在当前分块中，则将任意一线段的首节点号存入当前分块中；
按照预设的第三编号规则对各分块进行编号。
第二方面，本发明实施例提供了一种基于节点优化编号的配电网可靠性评估装置，包括：
网络模型构建模块，用于根据接收到的配电网数据构建配电网网络模型；其中，所述配电网数据包括：拓扑结构数据、电气数据以及设备的可靠性参数；
第一编号模块，用于按照预设的第一编号规则对所述配电网网络模型中的节点进行编号；
第二编号模块，用于在所述配电网网络模型中的各支路添加虚拟节点，并按照预设的第二编号规则对所述虚拟节点进行编号；
线段信息获取模块，用于根据编号后的节点、编号后的虚拟节点以及各支路中的开关类型参数，获得所述配电网网络模型的线段信息；
第三编号模块，用于根据所述线段信息，对所述配电网网络模型进行分块，并按照预设的第三编号规则对各分块进行编号；
故障率计算模块，用于根据设备的可靠性参数，计算编号后的各分块的等效故障率；
可靠性指标计算模块，用于对编号后各分块进行故障枚举，并根据各分块的等效故障率计算配电网的可靠性指标。
第三方面，本发明实施例提供了一种基于节点优化编号的配电网可靠性评估设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述的基于节点优化编号的配电网可靠性评估方法。
第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述的基于节点优化编号的配电网可靠性评估方法。
相对与现有技术，本发明实施例提供的一种基于节点优化编号的配电网可靠性评估方法的有益效果在于：通过第一编号规则对所述配电网网络模型中的节点进行编号，且在所述配电网网络模型中的各支路添加虚拟节点，并通过第二编号规则对所述虚拟节点进行编号，实现节点的一次编号；之后根据线段信息，对所述配电网网络模型进行分块，并按照第三编号规则对各分块进行编号，实现节点的二次节点优化编号；对二次优化编号后得到的配电网网络模型，根据设备的可靠性参数，计算编号后的各分块的等效故障率；对编号后各分块进行故障枚举，并根据各分块的等效故障率计算配电网的可靠性指标；对二次优化编号后得到的配电网网络模型进行配电网的可靠性指标计算，可以有效降低空间、时间的复杂度，提高搜索效率、减少计算时间，同时借助虚拟节点消除支路首末开关类型的影响，简化为线段的开关类型参，即有开关或无开关，从而在分块时不需要判断每条支路的首末开关类型，能够有效减少计算量，提高可靠性评估的效率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的配电网系统接线图；
图2是本发明实施例提供的配电网系统F3馈线接线原始图；
图3为本发明实施例提供的节点优化编号后的接线图；
图4为本发明实施例提供的添加虚拟节点后的接线图；
图5为本发明实施例提供的网络分块后的接线图；
图6为本发明实施例提供的区域划分以及负荷点停运时间分类的接线图；
图7是本发明第一实施例提供的一种基于节点优化编号的配电网可靠性评估方法的流程图；
图8是本发明第二实施例提供的基于节点优化编号的配电网可靠性评估装置的结构示意图；
图9是本发明第三实施例提供的配电网可靠性评估设备的结构示意图；
其中，F1-F4为馈线，LP1-LP40为负荷变压器，0-8为节点编号，9-16为虚拟节点编号，S0-S4为分块编号。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图7，是本发明第一实施例提供的基于节点优化编号的配电网可靠性评估方法的流程图。
所述基于节点优化编号的配电网可靠性评估方法，包括：
S11：根据接收到的配电网数据构建配电网网络模型；其中，所述配电网数据包括：拓扑结构数据、电气数据以及设备的可靠性参数；
如图1所示，依据配电网的拓扑结构数据、电气数据以及设备的可靠性参数构建配电网网络模型，该配电网网络模型显示配电网的网络结构，包括各元件位置及元件间的连接关系。
S12：按照预设的第一编号规则对所述配电网网络模型中的节点进行编号；
在本实施例中，所述第一编号规则如下：
(1)10kV母线对应的节点编号为0，从与馈线首端断路器相连接的节点以编号为1为初始编号按照从小到大的顺序依次进行编号；
(2)对网络结构进行顺序编号时，设当前数字编号到N，需要对节点n编号，节点n与m条支路相连，则从编号N+1开始，依次对所有与其相连接的支路编号，设编号为N+1，N+2，…，N+m；接下来需要对直接与节点N+1相连接的支路编号，当前数字编号更新为N+m，重复上述过程，直到所有节点编号完成为止。
如图2所示，其是图1中配电网系统中F3馈线部分的局部示意图；如图3所示，其是图2中所示F3馈线部分的编号后的示意图。
S13：在所述配电网网络模型中的各支路添加虚拟节点，并按照预设的第二编号规则对所述虚拟节点进行编号；
所述第二编号规则与步骤S12中的第一编号规则相同。如图4所示，在本实施例中，对所有支路添加虚拟节点，可以提高对配电网的网络结构进行分块、提高分块效率。
S14：根据编号后的节点、编号后的虚拟节点以及各支路中的开关类型参数，获得所述配电网网络模型的线段信息；
S15：根据所述线段信息，对所述配电网网络模型进行分块，并按照预设的第三编号规则对各分块进行编号；
所述第三编号规则与步骤S12中的第一编号规则相同。根据步骤S12的节点优化编号以及步骤S13虚拟节点的添加后，通过判断线段的开关类型参数，将配电网的网络结构分成若干分块，得到各分块所包含的元件集合，并对各分块进行二次节点优化编号，同时得到各分块块之间的连接关系，如图5所示。
S16：根据设备的可靠性参数，计算编号后的各分块的等效故障率；
对各分块采用多元件串联公式计算各分块的等效可靠性参数，包括等效故障率和等效平均修复时间。设分块中包含的元件集为N，第i个元件的故障率和修复时间分别为
则根据公式(1)计算该分块的等效故障率
根据公式(2)计算该分块的等效平均修复时间
S17：对编号后各分块进行故障枚举，并根据各分块的等效故障率计算配电网的可靠性指标。
由于各分块中任一元件故障对整个配电网的影响相同，故可以块为单位进行故障枚举，如图5所示，共有5个分块，枚举一阶故障共进行有
次。
在一种可选的实施例中，S17：对编号后各分块进行故障枚举，并根据各分块的等效故障率计算配电网的可靠性指标，具体包括：
S171：在对编号后各分块进行故障枚举时，根据所述开关类型参数以及各分块之间的开关连接关系，搜索各分块的前置断路器；其中，所述各分块之间的开关连接关系是根据编号后的各分块与所述开关类型参数获得的连接关系；
在本实施例中，枚举第i分块故障时，沿正常潮流的反方向，即按照分块的编号从大到小，根据树结构的开关类型以及分块间的连接关系可以搜索到第i块的前置断路器。
例如，分块2故障时，只需要搜索分块块0、1，就可以确定其前置断路器位于块0后，而不需要搜索分块3、4，由于不需要历遍所有分块进行前置断路器的搜索，可以极大地节约搜索时间。
S172：根据编号后的各分块之间的开关类型参数，将所述各分块划分为若干个区域；
在本实施例中，根据步骤S15的二次节点优化编号的结果，结合各分块的故障后果模式，可以用上述线段信息表的方式来存储各分块间的开关连接关系，并将首末节点号换成首末块号，把整个分块当成一个节点来处理，然后通过判断各分块间的开关类型将各分块分成若干个区域。将编号后得到的各分块的首块号、末块号以及各分块中的开关类型参数存储到第三数组中，获得区域信息。
例如：分块2故障时，根据图5所示的二次节点优化编号结果可以确定其前置断路器位于块0之后，得到下表所示的各分块间的连接关系(0表示无开关，1表示分段开关或者隔离开关，2表示断路器或者熔断器)：
其中，分块0和分块1之间有断路器，分块1和分块2有开关，分块2和分块3之间有开关，分块3和分块4之间无开关(因为块3和块4都位于故障块后面，故障后果模式相同)。
| 首块号 | 末块号 | 开关类型 |
| 0 | 1 | 2 |
| 1 | 2 | 1 |
| 2 | 3 | 1 |
| 3 | 4 | 0 |
采用上述操作可以把配电网的网络结构分割成4个区域，如图6所示。区域0包括块0，区域1包括块1，区域2包括块2，区域3包括块3和块4。
S173：根据所述可靠性参数中的负荷节点停运时间，确定节点故障类型；
在本实施例中，根据所述可靠性参数中的负荷节点停运时间，将故障类型分为A、B、C、D四类：
A类：正常运行的负荷节点，即故障事件发生后不受故障影响的负荷节点，停运时间为0；
B类：该类负荷节点在故障发生后停运，停运时间为故障定位时间加隔离操作时间；
C类：该类负荷节点在故障发生后停运，停运时间为故障定位、隔离操作加切换操作时间；
D类：该类负荷节点待故障修复后才能重新受电，停运时间为总故障修复时间。
S174：根据各区域与电源、所述前置断路器、联络开关的连接关系，确定各区域对应的节点故障类型；
在本实施例中，根据各区域与电源、前向断路器或联络开关的连接关系，确定各区域中负荷节点的故障类型：具体的故障类型确定步骤如下：
当当前区域与电源直接相连，则当前区域中负荷节点的故障类型确定为A类；
当当前区域与前向断路器相连，则当前区域中负荷节点的故障类型确定为B类；
当当前区域与联络开关相连而未与电源或前向断路器相连，则当前区域中负荷节点的故障类型确定为C类；
当当前区域为故障分块或孤立，则当前区域中负荷节点的故障类型确定为D类。
如图6所示，分块2故障后，区域0为A类，区域1为B类，区域2为D类，区域3为D类。
S175：根据各区域中的分块的等效故障率，计算各区域的可靠性指标；
当配电网中各分块的故障事件枚举计算完成后，通过下述步骤计算配电网的可靠性指标，包括系统平均停电频率指标SAIFI、系统平均停电持续时间指标SAIDI、系统平均供电可用率指标ASAI、系统电量不足指标ENS、用户平均停电持续时间指标CAIDI：
(1)系统平均停电频率指标SAIFI
系统平均停电频率指标SAIFI(System Average Interruption FrequencyIndex)是指每个由系统供电的用户在单位时间内所遭受到的平均停电次数。它可以用一年中用户停电的累积次数除以系统供电的总用户数来预测。根据公式(3)计算系统平均停电频率指标SAIFI：
其中，Ni为负荷点i的用户数；λi为负荷点i的故障率。
(2)系统平均停电持续时间指标SAIDI
系统平均停电持续时间指标SAIDI(System Average Interruption DurationIndex)是指每个由系统供电的用户在一年中所遭受的平均停电持续时间，可以用一年中用户遭受的停电持续时间总和除以该年中由系统供电的用户总数，则根据公式(4)计算系统平均停电持续时间指标SAIDI：
其中，Ui为负荷点i的等值平均停电时间。
(3)系统平均供电可用率指标ASAI
系统平均供电可用率指标ASAI(Average Service Availability Index)是指一年中用户获得的不停电时间总数与用户要求的总供电时间之比。如果一年中用户要求的供电时间按全年8760h计，则根据公式(5)计算系统平均供电可用率指标ASAI：
(4)系统电量不足指标ENS
系统电量不足指标ENS(Energy Not Supply)是指系统中停电负荷的总停电量，根据公式(6)计算系统电量不足指标ENS：
ENS＝∑La(i)Ui(kWh/年) (6)
其中，La(i)为连接在停电负荷点i的平均负荷，它等于负荷点i的年峰荷与负荷系数的乘积。
(5)用户平均停电持续时间指标CAIDI
用户平均停电持续时间指标CAIDI(Customer Average Interruption DurationIndex)是一年中被停电的用户所遭受的平均停电持续时间，可以用一年中用户停电持续时间的总和除以该年停电用户总次数来估计。根据公式(7)计算用户平均停电持续时间指标CAIDI：
通过上述步骤S11-17，计算出图1所示中压配电网的可靠性指标如下表所示：
| 馈线 | SAIFI | SAIDI | CAIDI | ASAI | ENS |
| 馈线1 | 0.3357 | 3.692 | 10.999 | 0.999579 | 4242.95 |
| 馈线2 | 0.3647 | 3.724 | 10.137 | 0.999575 | 4731.40 |
| 馈线3 | 0.2285 | 0.8640 | 3.7800 | 0.999901 | 3083.53 |
| 馈线4 | 1.9778 | 11.075 | 5.600 | 0.998736 | 57790.38 |
| 系统 | 1.0065 | 6.675 | 6.638 | 0.999238 | 69850.26 |
在本实施例中，通过上述步骤S12-S15的二次节点优化编号，可以有效降低空间、时间的复杂度，提高搜索效率、减少计算时间，同时借助虚拟节点消除支路首末开关类型的影响，简化为线段的开关类型参，即有开关或无开关，从而在分块时不需要判断每条支路的首末开关类型，能够有效减少计算量，提高可靠性评估的效率。
进一步地，对图1中的中所示的压配电网系统分别采用现有算法和本实施例算法计算可靠性指标，如下表所示：
| 算法 | SAIFI | SAIDI | CAIDI | ASAI | ENS |
| 现有算法 | 1.0065 | 6.675 | 6.638 | 0.999238 | 69850.26 |
| 本实施例算法 | 1.0065 | 6.675 | 6.638 | 0.999238 | 69850.26 |
由上表可知，分别采用本实施例算法与现有算法得到的结果一致，从而验证了本专利算法的正确性。但是本专利算法与传统算法的性能比较，经过多次计算取平均值，计算结果如下表所示。
| 算法 | 时间(s) | CPU使用率(％) | 内存占用量(MB) |
| 现有算法 | 0.04 | 48 | 0.06 |
| 本专利算法 | 0.016 | 14 | 0.05 |
从上述结果可知，本实施提出的算法在计算速度、内存占用量，CPU使用率等方面具有极大的改进，具有较强的工程实用价值。
S176：根据各区域的可靠性指标，计算配电网的可靠性指标。
进一步地，按照区域类型累计可靠性指标，即累计上述步骤S175计算出的各区域的可靠性指标，得到配电网的可靠性指标。
在一种可选的实施例中，所述根据编号后的节点、编号后的虚拟节点以及各支路中的开关类型参数，获得所述配电网网络模型的线段信息，具体包括：
根据任意一支路的首节点、末节点以及所述任意一支路中的虚拟节点，将所述任意一支路划分为两条线段；
根据任意一线段的首节点的节点号、末节点的节点号以及各线段中的开关类型参数，获得线段信息。
在一种可选的实施例中，所述拓扑结构数据包括：配电网线路与变压器的关系信息、各开关设备的安装位置信息；所述电气数据包括：配电网中各元件的阻抗、导纳以及负荷点的功率；所述设备的可靠性参数包括：配电网中各元件的故障率和修复时间、开关隔离转供时间。
在一种可选的实施例中，所述按照预设的第一编号规则对所述配电网网络模型中的节点进行编号之后，还包括：
将编号后得到的各支路的首节点号、末节点号以及各支路中的开关类型参数存储到第一数组中，得到支路信息。
在本实施中，如图3所示，在节点编号完成以后，利用数组对支路进行存储，包括首节点号、末节点号以及开关类型参数。开关类型参数的具体表示如下：0表示无开关，1表示分段开关或者隔离开关，2表示断路器或者熔断器。如下表所示：
| 首节点号 | 末节点号 | 断路器 |
| 0 | 1 | 2 |
| 1 | 2 | 0 |
| 1 | 3 | 1 |
| 3 | 4 | 0 |
| 3 | 5 | 1 |
| 5 | 6 | 0 |
| 5 | 7 | 1 |
| 7 | 8 | 0 |
在一种可选的实施例中，所述根据任意一线段的首节点的节点号、末节点的节点号以及各线段中的开关类型参数，获得线段信息，具体包括：
将编号后得到的各线段的首节点号、末节点号以及各线段中的开关类型参数存储到第二数组中，获得线段信息。
在本实施例中，按照第二编号规则在每条支路中依次增加虚拟节点并进行顺序编号，把每条支路分成两条线段，并得到每条线段的首节点号、末节点号以及开关类型参(0表示无开关，1表示分段开关或者隔离开关，2表示断路器或者熔断器)，并将其记录到线段信息表中：
如图4所示，支路0-1上添加虚拟节点9后分成两条线段：0-9和9-1。对其他支路采取进行同样的操作，得到所有线段信息，如下表所示：
在一种可选的实施例中，所述根据所述线段信息，对所述配电网网络模型进行分块，并按照预设的第三编号规则对各分块进行编号，具体包括：
判断任意一线段上是否存在开关设备；
当任意一线段上存在开关设备时，当任意一线段的首节点号或末节点号不在当前分块中，则新建分块并将任意一线段的首节点号或末节点号存入新建的分块中；
当任意一线段上不存在开关设备时，当任意一线段的首节点号在当前分块中，则将任意一线段的末节点号存入当前分块中；当任意一线段的首节点号不在当前分块中，且所述任意一线段的末节点号在当前分块中，则将任意一线段的首节点号存入当前分块中；
按照预设的第三编号规则对各分块进行编号。
在本实施例中，通过节点二次优化编号可以有效缩减搜索量，提高搜索效率。
相对与现有技术，本发明实施例提供的一种基于节点优化编号的配电网可靠性评估方法的有益效果在于：通过第一编号规则对所述配电网网络模型中的节点进行编号，且在所述配电网网络模型中的各支路添加虚拟节点，并通过第二编号规则对所述虚拟节点进行编号，实现节点的一次编号；之后根据线段信息，对所述配电网网络模型进行分块，并按照第三编号规则对各分块进行编号，实现节点的二次节点优化编号；对二次优化编号后得到的配电网网络模型，根据设备的可靠性参数，计算编号后的各分块的等效故障率；对编号后各分块进行故障枚举，并根据各分块的等效故障率计算配电网的可靠性指标；对二次优化编号后得到的配电网网络模型进行配电网的可靠性指标计算，可以有效降低空间、时间的复杂度，提高搜索效率、减少计算时间，同时借助虚拟节点消除支路首末开关类型的影响，简化为线段的开关类型参，即有开关或无开关，从而在分块时不需要判断每条支路的首末开关类型，能够有效减少计算量，提高计算效率，提高可靠性评估的效率。
参见图8，本发明实施例提供了一种基于节点优化编号的配电网可靠性评估装置，包括：
网络模型构建模块1，用于根据接收到的配电网数据构建配电网网络模型；其中，所述配电网数据包括：拓扑结构数据、电气数据以及设备的可靠性参数；
第一编号模块2，用于按照预设的第一编号规则对所述配电网网络模型中的节点进行编号；
第二编号模块3，用于在所述配电网网络模型中的各支路添加虚拟节点，并按照预设的第二编号规则对所述虚拟节点进行编号；
线段信息获取模块4，用于根据编号后的节点、编号后的虚拟节点以及各支路中的开关类型参数，获得所述配电网网络模型的线段信息；
第三编号模块5，用于根据所述线段信息，对所述配电网网络模型进行分块，并按照预设的第三编号规则对各分块进行编号；
故障率计算模块6，用于根据设备的可靠性参数，计算编号后的各分块的等效故障率；
可靠性指标计算模块7，用于对编号后各分块进行故障枚举，并根据各分块的等效故障率计算配电网的可靠性指标。
在一种可选的实施例中，可靠性指标计算模块7包括：
搜索单元，用于在对编号后各分块进行故障枚举时，根据所述开关类型参数以及各分块之间的开关连接关系，搜索各分块的前置断路器；其中，所述各分块之间的开关连接关系是根据编号后的各分块与所述开关类型参数获得的连接关系；
区域划分单元，用于根据编号后的各分块之间的开关类型参数，将所述各分块划分为若干个区域；
节点故障类型确定单元，用于根据所述可靠性参数中的负荷节点停运时间，确定节点故障类型；
区域故障类型确定单元，用于根据各区域与电源、所述前置断路器、联络开关的连接关系，确定各区域对应的节点故障类型；
第一可靠性指标计算单元，用于根据各区域中的分块的等效故障率，计算各区域的可靠性指标；
第二可靠性指标计算单元，用于根据各区域的可靠性指标，计算配电网的可靠性指标。
在一种可选的实施例中，线段信息获取模块4包括：
线段划分单元，用于根据任意一支路的首节点、末节点以及所述任意一支路中的虚拟节点，将所述任意一支路划分为两条线段；
线段信息获取单元，用于根据任意一线段的首节点的节点号、末节点的节点号以及各线段中的开关类型参数，获得线段信息。
在一种可选的实施例中，所述拓扑结构数据包括：配电网线路与变压器的关系信息、各开关设备的安装位置信息；所述电气数据包括：配电网中各元件的阻抗、导纳以及负荷点的功率；所述设备的可靠性参数包括：配电网中各元件的故障率和修复时间、开关隔离转供时间。
在一种可选的实施例中，所述装置还包括：
第一存储模块，用于将编号后得到的各支路的首节点号、末节点号以及各支路中的开关类型参数存储到第一数组中，得到支路信息。
在一种可选的实施例中，所述装置还包括：
第二存储模块，用于将编号后得到的各线段的首节点号、末节点号以及各线段中的开关类型参数存储到第二数组中，获得线段信息。
在一种可选的实施例中，第三编号模块5包括：
开关设备判断单元，用于判断任意一线段上是否存在开关设备；
第一分块单元，用于当任意一线段上存在开关设备时，当任意一线段的首节点号或末节点号不在当前分块中，则新建分块并将任意一线段的首节点号或末节点号存入新建的分块中；
第二分块单元，用于当任意一线段上不存在开关设备时，当任意一线段的首节点号在当前分块中，则将任意一线段的末节点号存入当前分块中；当任意一线段的首节点号不在当前分块中，且所述任意一线段的末节点号在当前分块中，则将任意一线段的首节点号存入当前分块中；
分块编号单元，用于按照预设的第三编号规则对各分块进行编号。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
参见图9，是本发明第三实施例提供的基于节点优化编号的配电网可靠性评估设备的示意图。如图9所示，该基于节点优化编号的配电网可靠性评估设备包括：至少一个处理器11，例如CPU，至少一个网络接口14或者其他用户接口13，存储器15，至少一个通信总线12，通信总线12用于实现这些组件之间的连接通信。其中，用户接口13可选的可以包括USB接口以及其他标准接口、有线接口。网络接口14可选的可以包括Wi-Fi接口以及其他无线接口。存储器15可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器15可选的可以包含至少一个位于远离前述处理器11的存储装置。
在一些实施方式中，存储器15存储了如下的元素，可执行模块或者数据结构，或者他们的子集，或者他们的扩展集:
操作系统151，包含各种系统程序，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务；
程序152。
具体地，处理器11用于调用存储器15中存储的程序152，执行上述实施例所述的基于节点优化编号的配电网可靠性评估方法，例如图1所示的步骤S11。或者，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如网络模型构建模块。
示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述基于节点优化编号的配电网可靠性评估设备中的执行过程。
所述基于节点优化编号的配电网可靠性评估设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述基于节点优化编号的配电网可靠性评估设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是配电网可靠性评估设备的示例，并不构成对配电网可靠性评估设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件。
所称处理器11可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器11是所述配电网可靠性评估设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个配电网可靠性评估设备的各个部分。
所述存储器15可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器11通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述基于节点优化编号的配电网可靠性评估设备的各种功能。所述存储器15可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器15可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其中，所述基于节点优化编号的配电网可靠性评估设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
本发明第四实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如第一实施例的基于节点优化编号的配电网可靠性评估方法。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种基于节点优化编号的配电网可靠性评估方法，其特征在于，包括：
根据接收到的配电网数据构建配电网网络模型；其中，所述配电网数据包括：拓扑结构数据、电气数据以及设备的可靠性参数；
按照预设的第一编号规则对所述配电网网络模型中的节点进行编号；
在所述配电网网络模型中的各支路添加虚拟节点，并按照预设的第二编号规则对所述虚拟节点进行编号；
根据编号后的节点、编号后的虚拟节点以及各支路中的开关类型参数，获得所述配电网网络模型的线段信息，具体为：根据任意一支路的首节点、末节点以及所述任意一支路中的虚拟节点，将所述任意一支路划分为两条线段；根据任意一线段的首节点的节点号、末节点的节点号以及各线段中的开关类型参数，获得线段信息；
根据所述线段信息，对所述配电网网络模型进行分块，并按照预设的第三编号规则对各分块进行编号；
根据设备的可靠性参数，计算编号后的各分块的等效故障率；
对编号后各分块进行故障枚举，并根据各分块的等效故障率计算配电网的可靠性指标。
2.如权利要求1所述的基于节点优化编号的配电网可靠性评估方法，其特征在于，所述对编号后各分块进行故障枚举，并根据各分块的等效故障率计算配电网的可靠性指标，具体包括：
在对编号后各分块进行故障枚举时，根据所述开关类型参数以及各分块之间的开关连接关系，搜索各分块的前置断路器；其中，所述各分块之间的开关连接关系是根据编号后的各分块与所述开关类型参数获得的连接关系；
根据编号后的各分块之间的开关类型参数，将所述各分块划分为若干个区域；
根据所述可靠性参数中的负荷节点停运时间，确定节点故障类型；
根据各区域与电源、所述前置断路器、联络开关的连接关系，确定各区域对应的节点故障类型；
根据各区域中的分块的等效故障率，计算各区域的可靠性指标；
根据各区域的可靠性指标，计算配电网的可靠性指标。
3.如权利要求1所述的基于节点优化编号的配电网可靠性评估方法，其特征在于，所述拓扑结构数据包括：配电网线路与变压器的关系信息、各开关设备的安装位置信息；所述电气数据包括：配电网中各元件的阻抗、导纳以及负荷点的功率；所述设备的可靠性参数包括：配电网中各元件的故障率和修复时间、开关隔离转供时间。
4.如权利要求1所述的基于节点优化编号的配电网可靠性评估方法，其特征在于，所述按照预设的第一编号规则对所述配电网网络模型中的节点进行编号之后，还包括：
将编号后得到的各支路的首节点号、末节点号以及各支路中的开关类型参数存储到第一数组中，得到支路信息。
5.如权利要求1所述的基于节点优化编号的配电网可靠性评估方法，其特征在于，所述根据任意一线段的首节点的节点号、末节点的节点号以及各线段中的开关类型参数，获得线段信息，具体包括：
将编号后得到的各线段的首节点号、末节点号以及各线段中的开关类型参数存储到第二数组中，获得线段信息。
6.如权利要求1所述的基于节点优化编号的配电网可靠性评估方法，其特征在于，所述根据所述线段信息，对所述配电网网络模型进行分块，并按照预设的第三编号规则对各分块进行编号，具体包括：
判断任意一线段上是否存在开关设备；
当任意一线段上存在开关设备时，当任意一线段的首节点号或末节点号不在当前分块中，则新建分块并将任意一线段的首节点号或末节点号存入新建的分块中；
当任意一线段上不存在开关设备时，当任意一线段的首节点号在当前分块中，则将任意一线段的末节点号存入当前分块中；当任意一线段的首节点号不在当前分块中，且所述任意一线段的末节点号在当前分块中，则将任意一线段的首节点号存入当前分块中；
按照预设的第三编号规则对各分块进行编号。
7.一种基于节点优化编号的配电网可靠性评估装置，其特征在于，包括：
网络模型构建模块，用于根据接收到的配电网数据构建配电网网络模型；其中，所述配电网数据包括：拓扑结构数据、电气数据以及设备的可靠性参数；
第一编号模块，用于按照预设的第一编号规则对所述配电网网络模型中的节点进行编号；
第二编号模块，用于在所述配电网网络模型中的各支路添加虚拟节点，并按照预设的第二编号规则对所述虚拟节点进行编号；
线段信息获取模块，用于根据编号后的节点、编号后的虚拟节点以及各支路中的开关类型参数，获得所述配电网网络模型的线段信息；
第三编号模块，用于根据所述线段信息，对所述配电网网络模型进行分块，并按照预设的第三编号规则对各分块进行编号；
故障率计算模块，用于根据设备的可靠性参数，计算编号后的各分块的等效故障率；
可靠性指标计算模块，用于对编号后各分块进行故障枚举，并根据各分块的等效故障率计算配电网的可靠性指标。
8.一种基于节点优化编号的配电网可靠性评估设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6中任意一项所述的基于节点优化编号的配电网可靠性评估方法。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至6中任意一项所述的基于节点优化编号的配电网可靠性评估方法。
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