CN112084611B - 一种电站拓扑生成方法及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电站拓扑生成方法，包括如下步骤：构建变电站类；根据厂站ID，将主变和主变各侧与所述变电站类关联；根据所述厂站ID和电压等级，将设备信息归属至所述主变各侧；获取与所述主变各侧相连的断路器；根据所述断路器的间隔ID，获取相同间隔内的隔刀；根据节点ND，将所述断路器及所述隔刀与母线关联；根据节点ND，将所述母线与所述主变关联；生成电站拓扑。本发明公开的电站拓扑生成方法，通过调度数据库就可以构建出所有站的站内拓扑结构，对于新建或者修改设备的站，根据逻辑算法得到站内拓扑结构，更加高效。

Description

一种电站拓扑生成方法及存储介质

技术领域

本发明涉及电力自动化技术领域，更具体地说，特别涉及一种电站拓扑生成方法及存储介质。

背景技术

发电厂及变电站本质是电气一次设备通过电气连接实现电能量的变换和传输，厂站接线图从更高、更全面的图形方式反映了单一电气设备的功能和电气设备组合即电力系统资源的功能。随着电网规模不断扩大，厂站端拓扑日益复杂，其相应自动化及信息系统的数字化电网图形的制作工作量也大量增加。

目前电网厂站接线图仍以手工绘制为主，效率较低，容易出现人为错误，需要后期花费大量时间进行校核。且如果厂站接线发生变化时，厂站接线图需要对变化处进行重新绘制，若变化较大时，重新绘制的工作量较大，出现错误的几率也会同步增大，造成效率低下，人工成本增加。

因此，设计一种能够自动形成的电站拓扑生成方法，进而提高绘图效率，减少人工成本，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题为提供一种电站拓扑生成方法及存储介质，能够自动形成电站拓扑结构，进而提高绘图效率，减少人工成本。

本发明的技术方案如下：

一种电站拓扑生成方法，包括如下步骤：

构建变电站类；

根据厂站ID，将主变和主变各侧与所述变电站类关联；

根据所述厂站ID和电压等级，将设备信息归属至所述主变各侧；

获取与所述主变各侧相连的断路器；

根据所述断路器的间隔ID，获取相同间隔内的隔刀；

根据节点ND，将所述断路器及所述隔刀与母线关联；

根据节点ND，将所述母线与所述主变关联；

生成电站拓扑。

优选的，在所述构建变电站类之前，还包括：

从数据库中调取厂站表、主变表、绕阻表、线端表、线段表、母线表、隔刀表、断路器表。

优选的，所述获取与所述主变各侧相连的断路器具体为：

根据主变编号、断路器关键字、所述厂站ID和所述电压等级，查找主变高中低各侧的断路器，获得与所述主变各侧相连的断路器。

进一步的，在所述生成电站拓扑之后，还包括：

根据遥信值，从所述变电站类中过滤掉遥信为分位的厂站信息和其关联线段信息；

根据遥信值，从所述变电站类中过滤掉遥信为分位的主变；

形成滤后变电站类；

根据所述电压等级，对所述滤后变电站类进行分类；

遍历分类后的所述滤后变电站类，构建父站与子站之间的拓扑关系，形成站间供带拓扑；

根据所述站间供带拓扑，遍历各个父站和对应子站的出线集合和进线集合，获得重合线段；

根据所述重合线段，获取其两端连接的主变；

生成瞬时供带关系。

进一步的，所述根据遥信值，从所述变电站类中过滤掉遥信为分位的厂站信息和其关联线段信息具体为：

根据遥信值，过滤掉遥信为分位的设备，获得线段设备集合；

根据所述线段设备集合的关联线段ID，过滤线段设备；

根据所述线段设备集合的厂站ID，过滤厂站设备。

优选的，所述根据遥信值，从所述滤后变电站类中过滤掉遥信为分位的主变具体为：

根据遥信值及绕圈数量，对绕组进行两圈变和三圈变分析；

若两圈变分析中，高压侧或低压侧遥信为分位，则此主变遥信为分位；

若三圈变分析中，高压侧遥信为分位，且低压侧和中压侧遥信均为分位，则此主变遥信为分位；

从所述滤后变电站类中过滤掉上述主变。

优选的，所述遍历分类后的所述滤后变电站类，构建父站与子站之间的拓扑关系具体为：

将分类后的所述滤后变电站进行线段信息遍历，在高低电压变电站之间构建父子拓扑关系。

优选的，在所述遍历分类后的所述滤后变电站类，构建父站与子站之间的拓扑关系，形成站间供带拓扑之后，还包括：

根据主变和进出线各自母线的节点ND，确认主变和进出线的关联关系。

进一步的，在所述根据主变和进出线各自母线的节点ND，确认主变和进出线的关联关系之前，还包括：

判断主变、进线和出现的数量，若主变的数量大于1且进线或出线的数量大于1，则获取主变和进出线各自母线的节点ND；

若主变的数量为1，则所有进线都供带该主变，所有出线都由该主变供带；

若进线的数量为1，则所有主变都由该进线供带；

若出现的数量为1，则所有主变都供带该出线。

本发明还提供了一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被执行后，实现如上述任一所述的电站拓扑生成方法。

本发明提供的电站拓扑生成方法，通过调度数据库就可以构建出所有站的站内拓扑结构，对于新建或者修改设备的站，根据逻辑算法得到站内拓扑结构，更加高效，能够自动形成的电站拓扑结构，进而提高绘图效率，减少人工成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的电站拓扑生成方法的流程示意图；

图2为本发明实施例所提供的电站拓扑生成方法的另一种实施方式的流程示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明实施例公开了一种电站拓扑生成方法，包括如下步骤：

S1.构建变电站类；

S2.根据厂站ID，将主变和主变各侧与变电站类关联；

S3.根据厂站ID和电压等级，将设备信息归属至主变各侧；

S4.获取与主变各侧相连的断路器；

S5.根据断路器的间隔ID，获取相同间隔内的隔刀；

S6.根据节点ND，将断路器及隔刀与母线关联；

S7.根据节点ND，将母线与主变关联；

S8.生成电站拓扑。

在实际运行中，各步骤的具体细节会根据实际需要进行相应的微调，在本实施例中，各步骤的具体实现如下：

步骤S1通过从数据表中的各表查询出所需要的数据信息，而构建变电站类一般是根据厂站表所进行的。

步骤S2中的厂站ID，用来标识区别各个不同的站，其在所有设备表中都有，在步骤S1构建了变电站类后，根据各个站的厂站ID，从主变表和绕阻表中将主变和主变各侧的信息添加到各个变电站类中，从而形成厂站的基本信息构建。

步骤S3具体作用是在厂站的基本信息构建之后，其他的如母线、隔刀、断路器、线端、线段这些设备信息都可以根据厂站ID和电压等级来归属到各个变电站的高中低压各侧，如此便可以找到各个站各侧的母线、线端和线段设备，接下来就需要将站内的各个设备关联起来。

由于站内的主变、母线、站间的进出线线路之间都是由断路器和隔刀这种开关相连接的，因此步骤S4的主要目的是获取与主变各侧相关联的断路器，进而在步骤S5中从断路器中获取间隔ID，根据间隔ID就能将相同间隔内的断路器或隔刀设备找出来，至此主变各侧绕阻和断路器的连接关系已经确认。

步骤S6具体是通过线端和线段来确认进出线和母线的连接，由于线端数据记录中有间隔ID，因此可以直接通过其间隔ID找出其同间隔的断路器和隔刀，当然可以直接采用步骤S5中的间隔ID，然后通过断路器或者隔刀的节点ND找到连接的母线。

而步骤S7具体是找母线之间的连接关系，分同样需要找断路器和隔刀来确认母线之间的连接关系，此时可以通过节点ND来进行比较确认具体的连接。在确认母线和主变的连接时也是通过节点ND，至此主变各侧到母线的拓扑关系已经构建完成。

在上述步骤的基础上，步骤S8则是将整个变电站内的拓扑结构关系完全还原出来，生成完整的电站拓扑。

需要注意的是，步骤S6和步骤S7在实际运行中的顺序可以调整，例如先执行步骤S6再执行步骤S7，反之亦可。

而需要说明的是，上述的间隔ID，是用来标识设备所属的间隔；节点ND，用来标识通过开关或者线段连接的各个点，例如隔刀或者断路器还有线段，因为有两端，所以一条记录会有两个节点ND，而线端或者母线则只有一个节点ND；电压等级，用来标识电压，例如220KV，110KV，所有设备表中都有。

本发明实施例采用的电站拓扑生成方法，通过调度数据库就可以构建出所有站的站内拓扑结构，对于新建或者修改设备的站，根据逻辑算法得到站内拓扑结构，更加高效。

优选的，在构建变电站类之前，还包括：

S0.从数据库中调取厂站表、主变表、绕阻表、线端表、线段表、母线表、隔刀表、断路器表。

在步骤S1构建变电站类之前，就先将所需要用到的各个数据表进行提前调取，减少后续步骤中临时调取各数据表的次数，即通过提前挑取，实现执行初始化准备。

优选的，步骤S4获取与主变各侧相连的断路器具体为：

S41.根据主变编号、断路器关键字、厂站ID和电压等级，查找主变高中低各侧的断路器，获得与主变各侧相连的断路器。

即具体以主变编号、断路器关键字、厂站ID和电压等级为匹配字段，将主变各侧相连的断路器查找出来。

进一步的，在生成电站拓扑之后，还包括：

S9.根据遥信值，从变电站类中过滤掉遥信为分位的厂站信息和其关联线段信息；

S10.根据遥信值，从变电站类中过滤掉遥信为分位的主变；

S11.形成滤后变电站类；

S12.根据电压等级，对滤后变电站类进行分类；

S13.遍历分类后的滤后变电站类，构建父站与子站之间的拓扑关系，形成站间供带拓扑；

S14.根据站间供带拓扑，遍历各个父站和对应子站的出线集合和进线集合，获得重合线段；

S15.根据重合线段，获取其两端连接的主变；

S16.生成瞬时供带关系。

在前述的步骤S8完成后，虽然能够得到完整的电站拓扑，但是如果在日常使用中，需要了解某个时刻的供带关系或者需要核查一个区域内所有电站的供带关系，仍然还是需要通过人工对照拓扑图进行核查，费时而且容易出错，而步骤S9至步骤S16所对应的方法步骤，能够通过调度数据得到瞬时供带关系，对于电站分析负荷，优化线路结构起到重要的数据支撑作用。

由于数据库中的数据量比较多，为了提高计算效率，在构建过程中会先采用设备连接开关的需要查询时刻的遥信值来进行过滤，因此步骤S9和步骤S10分别从变电站类中过滤掉遥信为分位的厂站信息和其关联线段信息，以及过滤掉遥信为分位的主变，形成步骤S11中的滤后变电站类，至此滤后变电站类中已经有了主变、电压等级、线段信息。

步骤S12根据上一步得到的滤后变电站类，将其按照电压等级进行分类，例如220KV，110KV，35KV，10KV，通过步骤S13将分类后的滤后变电站类进行信息遍历，在高低电压变电站之间构建父子拓扑关系，最终形成一个站间供带拓扑。

根据之前构建好的变电站站间拓扑关系，步骤S14即遍历父子站各自的出线和进线集合，步骤S15找到重合线段即同一条线段，其两端连接的主变就是当前要找的供带关系，在步骤S16中将所有符合条件的结果集输出，便得到需要的瞬时供带关系。

进一步的，步骤S9根据遥信值，从变电站类中过滤掉遥信为分位的厂站信息和其关联线段信息具体为：

S91.根据遥信值，过滤掉遥信为分位的设备，获得线段设备集合；

S92.根据线段设备集合的关联线段ID，过滤线段设备；

S93.根据线段设备集合的厂站ID，过滤厂站设备。

具体的，首先从线端表中根据间隔ID查询各个线端设备连接的断路器或者隔刀，然后查询遥信值，过滤掉遥信为分位的设备。然后根据得到的线端设备集合可以用其关联字段线段ID来过滤线段设备，以及根据其厂站ID字段来过滤厂站设备。

优选的，步骤S10根据遥信值，从变电站类中过滤掉遥信为分位的主变具体为：

S101.根据遥信值及绕圈数量，对绕组进行两圈变和三圈变分析；

S102.若两圈变分析中，高压侧或低压侧遥信为分位，则此主变遥信为分位；

S103.若三圈变分析中，高压侧遥信为分位，且低压侧和中压侧遥信均为分位，则此主变遥信为分位；

S104.从滤后变电站类中过滤掉上述主变。

具体的，通过主变编号+主变、断路器关键字+厂站ID+电压等级找到绕阻表各侧的断路器，然后查询遥信记录状态。在主变表中对各自记录好遥信值的绕阻进行两圈变和三圈变逻辑分析，两圈变和三圈变的区别是变压器的线圈数量不同，也就是输入/输出的电压变化数不同。两圈变就是一种电压变另一种电压，三圈变就是一种电压变两种电压。

两圈变运行原理：变压器将高电压转变为低电压，当高压侧和低压侧遥信都为合位时，则判断该变压器在运行。三圈变运行原理：变压器将高电压转变为中压或者低压，只要高压侧遥信为合位，并且低压侧或者中压侧中有一个遥信为合位，则判断该变压器在运行。

将过滤后主变遥信为分位的记录根据其厂站ID加入到对应的变电站类中，至此变电站类中已经有了主变、电压等级、线段信息。

优选的，步骤S13遍历分类后的滤后变电站类，构建父站与子站之间的拓扑关系具体为：

S131.将分类后的滤后变电站类进行线段信息遍历，在高低电压变电站之间构建父子拓扑关系。

由于线段记录信息中会包含此线段连接的首末站厂站ID信息，因此可以将分类后的滤后变电站类信息进行线段信息遍历，在高低电压变电站之间构建父子拓扑关系，形成一个站间供带拓扑。

优选的，在步骤S13遍历分类后的滤后变电站类，构建父站与子站之间的拓扑关系，形成站间供带拓扑之后，还包括：

S140.根据主变和进出线各自母线的节点ND，确认主变和进出线的关联关系。

要找到主变和主变之间的供带关系，需要确认好主变和母线以及进出线之间的对应关系，而主变和母线以及母线和进出线都是通过节点ND来确认的，主变各侧的断路器和隔刀以及线段关联的线端的断路器和隔刀在前面已经查询出，只需要和各侧查到的母线集合中的节点ND来进行遍历对比，便可以找出主变和母线以及进出线和母线的对应关系，最终通过母线的中间桥梁确认主变和进出线的关联关系。

进一步的，在步骤S140根据主变和进出线各自母线的节点ND，确认主变和进出线的关联关系之前，还包括：

判断主变、进线和出现的数量；

若主变的数量大于1且进线或出线的数量大于1，则获取主变和进出线各自母线的节点ND；

若主变的数量为1，则所有进线都供带该主变，所有出线都由该主变供带；

若进线的数量为1，则所有主变都由该进线供带；

若出现的数量为1，则所有主变都供带该出线。

由于一个变电站中会存在多个主变，多条进出线以及多条母线的情况，且根据电压等级也有不同的情况，在本实施例中，采用如下规则进行判断：

对于220kV变电站，若只有1个主变（在运行状态的主变，下面的主变均代表处于运行状态的主变），则该站的所有出线都是由该主变供带；若只有一条出线，则该站的所有主变都供带该出线；只有当该站的出线数大于1且主变数大于1时，需要通过节点确定主变到出线的具体拓扑，从而确定主变到出线供电线路。

而对于110kV变电站，若只有1条进线，则该站的所有主变都有该进线供带；若只有1台主变，则该站的所有进线都供带该主变，该站的所有出线都由该主变供带；若只有1条出线，则该站的所有主变都供带该出线；当该站的进线数和主变数都大于1，需要通过节点确定进线到主变的具体拓扑，从而确定进线到主变供电线路；当该站的主变数和出线数都大于1，需要通过节点确定主变到出线的具体拓扑，从而确定主变到出线供电线路。

本发明还提供了一种存储介质，存储介质存储有计算机程序，计算机程序被执行后，实现如上述任一所述的电站拓扑生成方法，具备同样的技术效果。

本申请实施例所涉及的计算机可读存储介质包括随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种电站拓扑生成方法，其特征在于，包括如下步骤：

构建变电站类；

根据厂站ID，将主变和主变各侧与所述变电站类关联；

根据所述厂站ID和电压等级，将设备信息归属至所述主变各侧；

根据主变编号、断路器关键字、所述厂站ID和所述电压等级，查找主变高中低各侧的断路器，获得与所述主变各侧相连的断路器；

根据所述断路器的间隔ID，获取相同间隔内的隔刀；

根据节点ND，将所述断路器及所述隔刀与母线关联；

根据节点ND，将所述母线与所述主变关联；

生成电站拓扑；

根据遥信值，从所述变电站类中过滤掉遥信为分位的厂站信息和其关联线段信息；

根据遥信值，从所述变电站类中过滤掉遥信为分位的主变；

形成滤后变电站类；

根据所述电压等级，对所述滤后变电站类进行分类；

遍历分类后的所述滤后变电站类，构建父站与子站之间的拓扑关系，形成站间供带拓扑；

根据所述站间供带拓扑，遍历各个父站和对应子站的出线集合和进线集合，获得重合线段；

根据所述重合线段，获取其两端连接的主变；

生成瞬时供带关系。

2.根据权利要求1所述的电站拓扑生成方法，其特征在于，在所述构建变电站类之前，还包括：

从数据库中调取厂站表、主变表、绕阻表、线端表、线段表、母线表、隔刀表、断路器表。

3.根据权利要求1所述的电站拓扑生成方法，其特征在于，所述根据遥信值，从所述变电站类中过滤掉遥信为分位的厂站信息和其关联线段信息具体为：

根据遥信值，过滤掉遥信为分位的设备，获得线段设备集合；

根据所述线段设备集合的关联线段ID，过滤线段设备；

根据所述线段设备集合的厂站ID，过滤厂站设备。

4.根据权利要求1所述的电站拓扑生成方法，其特征在于，所述根据遥信值，从所述变电站类中过滤掉遥信为分位的主变具体为：

根据遥信值及绕圈数量，对绕组进行两圈变和三圈变分析；

若两圈变分析中，高压侧或低压侧遥信为分位，则此主变遥信为分位；

若三圈变分析中，高压侧遥信为分位，且低压侧和中压侧遥信均为分位，则此主变遥信为分位；

从所述变电站类中过滤掉上述主变。

5.根据权利要求1所述的电站拓扑生成方法，其特征在于，所述遍历分类后的所述滤后变电站类，构建父站与子站之间的拓扑关系具体为：

将分类后的所述滤后变电站进行线段信息遍历，在高低电压变电站之间构建父子拓扑关系。

6.根据权利要求1所述的电站拓扑生成方法，其特征在于，在所述遍历分类后的所述滤后变电站类，构建父站与子站之间的拓扑关系，形成站间供带拓扑之后，还包括：

根据主变和进出线各自母线的节点ND，确认主变和进出线的关联关系。

7.根据权利要求6所述的电站拓扑生成方法，其特征在于，在所述根据主变和进出线各自母线的节点ND，确认主变和进出线的关联关系之前，还包括：

判断主变、进线和出线的数量，若主变的数量大于1且进线或出线的数量大于1，则获取主变和进出线各自母线的节点ND；

若主变的数量为1，则所有进线都供带该主变，所有出线都由该主变供带；

若进线的数量为1，则所有主变都由该进线供带；

若出线的数量为1，则所有主变都供带该出线。

8.一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行后，实现如权利要求1至7任一所述的电站拓扑生成方法。

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