CN109871566B - 基于电网拓扑技术的回路构建方法及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于电网拓扑技术的回路构建方法及存储介质，方法包括：遍历电网中各站房的出线点；根据出线点与线路的拓扑关系，获取一出线点对应的线路及其支线；根据PMS图形中的拓扑关系，获取线路及其支线的站外连接线、站外超连接线和电缆段；根据站外连接线、站外超连接线和电缆段，获取线路及其支线的终点的出线点；根据出线点与容器的拓扑关系，获取终点的出线点对应的站房；根据站房的所属关系，获取站房的站内设备；根据线路及其支线的所属关系，获取站外设备；根据连接节点与设备端子的拓扑关系，将站内设备和站外设备进行拓扑关联，生成回路。本发明可大大减少人为工作量，回路生成效率高，且准确性高。

Description

基于电网拓扑技术的回路构建方法及存储介质

技术领域

本发明涉及电力系统领域，尤其涉及一种基于电网拓扑技术的回路构建方法及存储介质。

背景技术

在电力行业的电能质量可靠性业务中，需要根据回路进行电网可靠性的指标分析，传统的电网输变电可靠性评估技术采用人工方式，利用电网生产数据库中设备台帐的所属关系和人为经验对主网线路进行归类划分回路，根据回路进行可靠性评估。

这种从数据端对主网线路进行回路划分的分析技术在分析过程中数据量巨大，准确性较低，工作繁琐，系统响应时间过长，不能满足准确性和实用性需求，并且忽略了电网拓扑的特性，如开关状态、带电状态、电源点等。

因此，现有技术未使用符合电网结构特点的模型进行拓扑数据的管理，使得人为工作量巨大，服务器内存加载过程耗时长，回路生成结果准确率低，事件生成结果缺乏真实性，最终导致由此得到的可靠性评估不准确，不能指导电网的输变电可靠性工作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于电网拓扑技术的回路构建方法及存储介质，大大减少人为工作量，提高效率，且准确性高。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于电网拓扑技术的回路构建方法，包括：

遍历电网中各站房的出线点；

根据出线点与线路的拓扑关系，获取一出线点对应的线路以及所述线路的支线；

根据PMS图形中的拓扑关系，获取所述线路及其支线的站外连接线、站外超连接线和电缆段；

根据所述站外连接线、站外超连接线和电缆段，获取所述线路及其支线的终点的出线点；

根据出线点与容器的拓扑关系，获取所述终点的出线点对应的站房；

根据所述站房的所属关系，获取站房的站内设备；

根据所述线路及其支线的所属关系，获取站外设备；

根据连接节点与设备端子的拓扑关系，将所述站内设备和站外设备进行拓扑关联，生成回路。

本发明还涉及一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现以下步骤：

遍历电网中各站房的出线点；

根据出线点与线路的拓扑关系，获取一出线点对应的线路以及所述线路的支线；

根据PMS图形中的拓扑关系，获取所述线路及其支线的站外连接线、站外超连接线和电缆段；

根据所述站外连接线、站外超连接线和电缆段，获取所述线路及其支线的终点的出线点；

根据出线点与容器的拓扑关系，获取所述终点的出线点对应的站房；

根据所述站房的所属关系，获取站房的站内设备；

根据所述线路及其支线的所属关系，获取站外设备；

根据连接节点与设备端子的拓扑关系，将所述站内设备和站外设备进行拓扑关联，生成回路。

本发明的有益效果在于：基于现有的电网拓扑关系以及电网设备之间的所属关系，获取以一出线点为起点的所有线路上站内设备和站外设备，并对所获取的站内设备和站外设备进行组装，从而得到对应所述一出线点的回路；通过以出线点为最小分析单元，避免分析到重复的站房；通过所属关系来获得站内设备和站外设备，可提升性能。本发明可减少数据的人工维护环节，大大减少人为工作量，从而提高回路生成效率，同时，回路生成结果准确率高，符合实际网架情况，真实性高，从而可提高电网输变电可靠性评估的准确性。

附图说明

图1为本发明实施例一的一种基于电网拓扑技术的回路构建方法的流程图；

图2为电网拓扑关系的示意图；

图3为电网设备中设备类型与设备子类型的关系示意图。

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详予说明。

本发明最关键的构思在于：根据电网拓扑关系以及电网设备之间的所属关系，自动获取到相应的电网设备并拓扑连接成回路。

请参阅图1，一种基于电网拓扑技术的回路构建方法，包括：

遍历电网中各站房的出线点；

根据出线点与线路的拓扑关系，获取一出线点对应的线路以及所述线路的支线；

根据PMS图形中的拓扑关系，获取所述线路及其支线的站外连接线、站外超连接线和电缆段；

根据所述站外连接线、站外超连接线和电缆段，获取所述线路及其支线的终点的出线点；

根据出线点与容器的拓扑关系，获取所述终点的出线点对应的站房；

根据所述站房的所属关系，获取站房的站内设备；

根据所述线路及其支线的所属关系，获取站外设备；

根据连接节点与设备端子的拓扑关系，将所述站内设备和站外设备进行拓扑关联，生成回路。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：大大减少人为工作量，效率高，且准确性高。

进一步地，所述生成回路之后，进一步包括：

对所述回路进行归类，回路的类别包括输电回路、母线回路和变电回路。

进一步地，所述生成回路之后，进一步包括：

将回路中的设备与其所属的回路的进行关联，得到回路与设备的所属关系。

由上述描述可知，便于后续分析电网业务事件所涉及的回路及电网设备。

进一步地，所述将回路中的设备与其所属的回路的进行关联，得到回路与设备的所属关系之后，进一步包括：

根据所述回路中的设备、所述回路以及所述回路与设备的所属关系，构建回路设备拓扑模型、回路模型以及设备与回路模型。

由上述描述可知，与原有GIS平台复杂的拓扑关系形成差异，更有利于描述回路与设备之间的拓扑关系。

进一步地，所述构建回路设备拓扑模型、回路模型以及设备与回路模型之后，进一步包括：

监听PMS台账数据和电网图形数据；

当PMS台账数据和电网图形数据有变化时，则根据变化的数据，对应更新电网资源基础数据；

根据更新后的电网资源基础数据，对应更新所述回路设备拓扑模型、回路模型以及设备与回路模型。

由上述描述可知，通过实时更新变更的数据，使电网设备基础数据可以一次维护多处使用，更合理的利用资源，使回路信息更符合实际网架情况、更加科学。

本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现以下步骤：

遍历电网中各站房的出线点；

根据出线点与线路的拓扑关系，获取一出线点对应的线路以及所述线路的支线；

根据PMS图形中的拓扑关系，获取所述线路及其支线的站外连接线、站外超连接线和电缆段；

根据所述站外连接线、站外超连接线和电缆段，获取所述线路及其支线的终点的出线点；

根据出线点与容器的拓扑关系，获取所述终点的出线点对应的站房；

根据所述站房的所属关系，获取站房的站内设备；

根据所述线路及其支线的所属关系，获取站外设备；

根据连接节点与设备端子的拓扑关系，将所述站内设备和站外设备进行拓扑关联，生成回路。

进一步地，所述生成回路之后，进一步包括：

对所述回路进行归类，回路的类别包括输电回路、母线回路和变电回路。

进一步地，所述生成回路之后，进一步包括：

将回路中的设备与其所属的回路的进行关联，得到回路与设备的所属关系。

进一步地，所述将回路中的设备与其所属的回路的进行关联，得到回路与设备的所属关系之后，进一步包括：

根据所述回路中的设备、所述回路以及所述回路与设备的所属关系，构建回路设备拓扑模型、回路模型以及设备与回路模型。

进一步地，所述构建回路设备拓扑模型、回路模型以及设备与回路模型之后，进一步包括：

监听PMS台账数据和电网图形数据；

当PMS台账数据和电网图形数据有变化时，则根据变化的数据，对应更新电网资源基础数据；

根据更新后的电网资源基础数据，对应更新所述回路设备拓扑模型、回路模型以及设备与回路模型。

实施例一

请参照图1，本发明的实施例一为：一种基于电网拓扑技术的回路构建方法。

其中，回路是指以传输功能为目标，连接两个或更多的传输终端、变电站或者是系统输电节点之间的设备组，通常是输变电系统中能够行使传输能力的最小隔离单元。在某一特定的容量范围内将电能从一端传输另一端，为系统提供操作可变的连接，在某些特定情况下(例如系统发生故障时)能够自动地将本身与整个输电系统隔离。

在电网运行管理工作中，需要电网拓扑分析技术来支撑电网运行管理系统的各项功能，如故障设备定位、查找设备的供电电源，设备影响的供电用户，开关置位后的设备带电状态分析等。

本实施例需要基于GIS平台的电网拓扑分析技术辅助回路的生成。电网拓扑分析是根据电气设备的连接关系，把整个电网看成线与点结合的拓扑图，然后根据电源结点、开关结点等进行整个电网网络的拓扑连线分析，它是电网网络进行状态估计、潮流计算、故障定位、隔离及供电恢复、网络重构等其它分析的基础。

电网拓扑关系的定义如表1所示，其对应的示意图如图2所示，设备类型与设备子类型的关系示意图如图3所示。

表1：电网拓扑关系定义

拓扑关系类型编码	拓扑关系名称	拓扑关系描述
			1001	电气拓扑连接	描述真实的电气连接
2001	子设备连接到父设备	描述物理连接关系中子设备属于父设备
			2002	父设备连接子设备	描述物理连接关系中父设备包含子设备
3001	子设备从属于父容器	描述包含关系：某设备属于父容器设备
			3002	父容器包含子设备	描述包含关系：某设备包含子设备集

如图1所示，本方法包括如下步骤：

S1：遍历电网中各站房的出线点。从变电站连接出去的线路，在拓扑上都有出线点，为了避免重复分析到同一站房，因此以出线点为最小单位进行回路处理。

S2：根据出线点与线路的拓扑关系，获取一出线点对应的线路以及所述线路的支线。

S3：根据PMS图形中的拓扑关系，获取所述线路及其支线的站外连接线、站外超连接线和电缆段。其中，PMS即电力管理系统；站外连接线用于连接柱上设备；站外超连接线用于连接从站房出来的线路；电缆也称为电缆线路，实际由电缆段组成，因此通过电缆段查找分析。

S4：根据所述站外连接线、站外超连接线和电缆段，获取所述线路及其支线的终点的出线点；即获取以所述一出线点为起点的所有线路的终点的出线点。

S5：根据出线点与容器的拓扑关系，获取所述终点的出线点对应的站房。在实际场景中，出线点可能是与容器的设备子类型进行关联，此时则可根据设备类型与设备子类型的关系表来获取得到与该设备子类型对应的设备类型，从而获取到对应的容器。

S6：根据所述站房的所属关系，获取站房的站内设备。

S7：根据所述线路及其支线的所属关系，获取站外设备。

本实施例中，为了提升性能，在获取站内设备和站外设备时通过所属关系获得，只在查找站房时通过拓扑关系获得。

S8：根据连接节点与设备端子的拓扑关系，将所述站内设备和站外设备进行拓扑关联，生成回路。

其中，连接节点与设备端子的拓扑关系由连接节点拓扑类和设备端子拓扑类组成。在电网中，一个连接节点可以连接多个设备端子，但一个设备端子有且只有一个连接节点。电力设备通过设备端子和连接节点相互连接起来，形成一张大的电网图形。

连接节点拓扑类由连接点编号、连接点名称和引用的设备容器编号组成。连接点编号用于全网唯一表示这个节点的标志，引用的设备容器编号指明该连接节点从属于的电网设备容器，该设备容器编号遵循数据中心相关定义。

设备端子拓扑类由设备端子编号、设备端子名称、引用的设备编号(该设备端子从属的设备编号)和引用的连接点编号(该设备端子连接的节点)组成。设备端子编号指明该设备端子的ID号，引用的设备编号记录该设备端子从属的导电设备，引用的连接点编号记录关联到该设备端子的连接节点，通过连接节点记录该设备端子从属于哪类电网设备元件。

进一步地，在生成回路后，对回路进行归类。本实施例中，回路分为母线回路、变电回路和输电回路。

母线回路指连接两个及以上的输电和变电回路，用以实现电能的汇集、分配和传输功能的设备组。其范围指同一变电站内，同一电压等级的所有母线及其之间的联络设备，包括直接与母线相连的隔离开关和独立连接到母线上的不单独构成回路的设备(如避雷器、电压互感器、电容式电压互感器等)。

变电回路指以变压器为主体，用以实现两个或更多电压等级之间电能变换功能的设备组。其范围指变压器本体及其与各侧母线回路连接点以内的设备(不含母线侧隔离开关)。线路变压器组按变电回路统计。

输电回路指以输电线路为主体，用以实现不同站点(变电站、电厂、开关站或用户)之间电能传输的设备组。其范围指输电线路本体及其与各侧所接变电站母线回路连接点以内的设备(不含母线侧隔离开关)。

在对回路进行归类时，与母线连接在一起的都是母线回路。对于没有母线的站房，从变电站站内进来的进线与变压器直接连接的，为线变组回路，线变组回路为变电回路的一种特殊类型。

进一步地，将回路中的设备与其所属的回路的进行关联，得到回路与设备的所属关系。

进一步地，根据所述回路中的设备、所述回路以及所述回路与设备的所属关系，构建回路设备拓扑模型、回路模型以及设备与回路模型。

本实施例结合电网拓扑中设备元素、节点元素、拓扑关系设计了回路设备拓扑模型、回路模型以及设备与回路关系模型，如表2-4所示。这些模型与原有GIS平台复杂的拓扑关系形成差异，更有利于描述回路与设备之间的拓扑关系，以支撑回路的自动构建。

表2：回路设备拓扑模型

名称	类型	是否必填	注释
				OID	INTEGER	是	唯一主键
NODES	VARchar2(100)	是	节点集合
				NODETYPE	VARchar2(100)	是	节点类型
PARENTNODE	VARchar2(100)	是	父节点
				PARENTTYPE	VARchar2(100)	是	父节点类型
NODECOUNTS	INTEGER	是	节点数量

表3：回路模型

表4：设备与回路关系模型

名称	类型	是否必填	注释
				OID	NUMBER(10)	是	主键
OBJID	VARchar2(500)	是	设备ID
				SBLX	VARchar2(50)	是	设备类型
SBLXMC	VARchar2(50)	是	设备类型名称
				SSHL	VARchar2(50)	是	所属回路
SBMC	VARchar2(500)	是	设备名称
				SSDZ	VARchar2(50)	是	所属站房
DYDJ	VARchar2(50)	是	电压等级

进一步地，在构建回路设备拓扑模型、回路模型以及设备与回路模型后，监听PMS台账数据和电网图形数据，当PMS台账数据和电网图形数据有变化时，则根据变化的数据，对应更新电网资源基础数据；然后根据更新后的电网资源基础数据，对应更新所述回路设备拓扑模型、回路模型以及设备与回路模型。

回路是由电网设备组构成的，回路的生成需要依赖电网资源基础数据，主要包含变压器、电压互感器、电流互感器、电抗器、断路器、隔离开关、架空线路、混合线路、电缆线路等。上述的每个电网设备都对应一个基础数据模型，例如，变电站模型包括电站ID、设备编码、变电站名称、所属地市、电压等级、电站类型、运维单位等信息；电压互感器模型包括设备名称、运行编号、所属电站、间隔单元、所属地市、运维单位、电压等级等信息；电流互感器模型包括设备名称、维护班组、所属地市、所属电站、投运日期等信息；电抗器模型包括设备名称、所属电站、间隔单元、所属地市、运维单位、电压等级等信息；断路器模型包括设备名称、相数、所属地市、所属电站、投运日期、电压等级等信息。

本实施例根据PMS生产台账数据与电网图形数据，通过数据自动集成服务组件，自动集成电网资源基础数据。数据自动集成服务组件是一组相关的服务，包含消息服务、数据全量更新服务以及数据增量更新服务。

消息服务用于接收数据变更的消息，具体地，获取预设时间段内的数据变更消息，然后将变更的数据返回，返回的数据为List集合的数据，包含变更的设备类型、ID、数据状态。

数据全量更新服务用于更新同步全量数据信息，具体地，获取预设时间段内的所有的设备记录信息。

数据增量更新服务用于更新同步增量数据信息，具体地，根据增量数据的变化信息，更新相关的设备变化记录。

通过消息服务监听源端数据(PMS台账数据和电网图形数据)变化，当数据有变化时，消息服务作为服务消费者接收变更数据的消息，即接收台账数据变更消息或图形数据变更消息，然后通过数据全量更新服务或数据增量更新服务更新数据，即更新上述的电网资源基础数据，然后根据更新后的电网资源基础数据，更新回路设备拓扑模型、回路模型以及设备与回路关系模型。

PMS台账最终归类至回路台账中，生成回路表，回路表记录回路名称、类型、id等信息；在业务系统的台账表中同时增加“所属回路”字段以便回路树的挂接和查询统计；回路生成后根据管理单位字段将回路下设备挂在不同单位下，同时当回路出现跨单位管理时，所有管理单位都能查看此回路，但是每个单位只能查看本单位资产管理范围内回路下挂设备，线路按照资产分界或者管理分界点来分割；输电回路两侧单位台账建立不同步，会在每天的更新功能中自动添加。

本实施例根据国网GIS系统的电网拓扑结构和回路生成的业务规则特点，设计特有的回路数据分析模型，更符合实际网架情况、更加科学，基于回路模型自动生成的输变电回路事件更加真实、更加准确，对输变电可靠性评估工作能够更好的指导主网的规划设计、建设改造与检修工作。

本实施例可减少数据的人工维护环节，使电网设备基础数据可以一次维护多处使用，更合理的利用资源，使回路信息更符合实际网架情况、更加科学。

实施例二

本实施例是对应上述实施例的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现以下步骤：

遍历电网中各站房的出线点；

根据出线点与线路的拓扑关系，获取一出线点对应的线路以及所述线路的支线；

根据PMS图形中的拓扑关系，获取所述线路及其支线的站外连接线、站外超连接线和电缆段；

根据所述站外连接线、站外超连接线和电缆段，获取所述线路及其支线的终点的出线点；

根据出线点与容器的拓扑关系，获取所述终点的出线点对应的站房；

根据所述站房的所属关系，获取站房的站内设备；

根据所述线路及其支线的所属关系，获取站外设备；

根据连接节点与设备端子的拓扑关系，将所述站内设备和站外设备进行拓扑关联，生成回路。

进一步地，所述生成回路之后，进一步包括：

对所述回路进行归类，回路的类别包括输电回路、母线回路和变电回路。

进一步地，所述生成回路之后，进一步包括：

将回路中的设备与其所属的回路的进行关联，得到回路与设备的所属关系。

进一步地，所述将回路中的设备与其所属的回路的进行关联，得到回路与设备的所属关系之后，进一步包括：

根据所述回路中的设备、所述回路以及所述回路与设备的所属关系，构建回路设备拓扑模型、回路模型以及设备与回路模型。

进一步地，所述构建回路设备拓扑模型、回路模型以及设备与回路模型之后，进一步包括：

监听PMS台账数据和电网图形数据；

当PMS台账数据和电网图形数据有变化时，则根据变化的数据，对应更新电网资源基础数据；

根据更新后的电网资源基础数据，对应更新所述回路设备拓扑模型、回路模型以及设备与回路模型。

综上所述，本发明提供的一种基于电网拓扑技术的回路构建方法及存储介质，基于现有的电网拓扑关系以及电网设备之间的所属关系，获取以一出线点为起点的所有线路上站内设备和站外设备，并对所获取的站内设备和站外设备进行组装，从而得到对应所述一出线点的回路；通过以出线点为最小分析单元，避免分析到重复的站房；通过所属关系来获得站内设备和站外设备，可提升性能。本发明可减少数据的人工维护环节，大大减少人为工作量，从而提高回路生成效率，同时，回路生成结果准确率高，符合实际网架情况，真实性高，从而可提高电网输变电可靠性评估的准确性。

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 (10)

1.一种基于电网拓扑技术的回路构建方法，其特征在于，包括：

遍历电网中各站房的出线点；

根据出线点与线路的拓扑关系，获取一出线点对应的线路以及所述线路的支线；

根据PMS图形中的拓扑关系，获取所述线路及其支线的站外连接线、站外超连接线和电缆段；

根据所述站外连接线、站外超连接线和电缆段，获取所述线路及其支线的终点的出线点；

根据出线点与容器的拓扑关系，获取所述终点的出线点对应的站房；

根据所述站房的所属关系，获取站房的站内设备；

根据所述线路及其支线的所属关系，获取站外设备；

根据连接节点与设备端子的拓扑关系，将所述站内设备和站外设备进行拓扑关联，生成回路，所述回路为以传输功能为目标，连接两个以上的传输终端、变电站或系统输电节点之间的设备组。

2.根据权利要求1所述的基于电网拓扑技术的回路构建方法，其特征在于，所述生成回路之后，进一步包括：

对所述回路进行归类，回路的类别包括输电回路、母线回路和变电回路。

3.根据权利要求1所述的基于电网拓扑技术的回路构建方法，其特征在于，所述生成回路之后，进一步包括：

将回路中的设备与其所属的回路的进行关联，得到回路与设备的所属关系。

4.根据权利要求3所述的基于电网拓扑技术的回路构建方法，其特征在于，所述将回路中的设备与其所属的回路的进行关联，得到回路与设备的所属关系之后，进一步包括：

根据所述回路中的设备、所述回路以及所述回路与设备的所属关系，构建回路设备拓扑模型、回路模型以及设备与回路模型。

5.根据权利要求4所述的基于电网拓扑技术的回路构建方法，其特征在于，所述构建回路设备拓扑模型、回路模型以及设备与回路模型之后，进一步包括：

监听PMS台账数据和电网图形数据；

当PMS台账数据和电网图形数据有变化时，则根据变化的数据，对应更新电网资源基础数据；

根据更新后的电网资源基础数据，对应更新所述回路设备拓扑模型、回路模型以及设备与回路模型。

6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现以下步骤：

遍历电网中各站房的出线点；

根据出线点与线路的拓扑关系，获取一出线点对应的线路以及所述线路的支线；

根据PMS图形中的拓扑关系，获取所述线路及其支线的站外连接线、站外超连接线和电缆段；

根据所述站外连接线、站外超连接线和电缆段，获取所述线路及其支线的终点的出线点；

根据出线点与容器的拓扑关系，获取所述终点的出线点对应的站房；

根据所述站房的所属关系，获取站房的站内设备；

根据所述线路及其支线的所属关系，获取站外设备；

根据连接节点与设备端子的拓扑关系，将所述站内设备和站外设备进行拓扑关联，生成回路，所述回路为以传输功能为目标，连接两个以上的传输终端、变电站或系统输电节点之间的设备组。

7.根据权利要求6所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述生成回路之后，进一步包括：

对所述回路进行归类，回路的类别包括输电回路、母线回路和变电回路。

8.根据权利要求6所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述生成回路之后，进一步包括：

将回路中的设备与其所属的回路的进行关联，得到回路与设备的所属关系。

9.根据权利要求8所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述将回路中的设备与其所属的回路的进行关联，得到回路与设备的所属关系之后，进一步包括：

根据所述回路中的设备、所述回路以及所述回路与设备的所属关系，构建回路设备拓扑模型、回路模型以及设备与回路模型。

10.根据权利要求6所述的计算机可读存储介质，其特征在于，构建回路设备拓扑模型、回路模型以及设备与回路模型之后，进一步包括：

监听PMS台账数据和电网图形数据；

当PMS台账数据和电网图形数据有变化时，则根据变化的数据，对应更新电网资源基础数据；

根据更新后的电网资源基础数据，对应更新所述回路设备拓扑模型、回路模型以及设备与回路模型。

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