CN112241586A - 一种站用交流网络拓扑开关节点状态判定方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种站用交流网络拓扑开关节点状态判定方法和装置，包括步骤：遍历预先生成的开关数据文件，记录相邻节点和相邻节点之间的开关号，并标记终端节点，形成搜索集合；所述开关数据文件包括：开关名、开关类型、开关首节点、开关末节点、分合状态和详细说明；当开关状态或者电源状态发生变化时，依次遍历搜索集合中的终端节点，对终端节点及其相邻的节点状态进行判定，得到所有节点的带电状态；所述终端节点为无相邻开关的开关末节点。本发明能够提高开关节点状态判定速度和精度。

Description

一种站用交流网络拓扑开关节点状态判定方法和装置

技术领域

本发明涉及电力系统仿真技术领域，具体涉及一种站用交流网络拓扑开关节点状态判定方法和装置。

背景技术

变电站正常运行情况下，站用交流系统为变电站的主要设备直接提供冷却、储能、驱潮、照明等电源。而且作为直流系统的电源之一。站用交流电是否可靠，直接影响交直流系统的长期有效运行。

在变电站三维仿真培训系统中，站用交流系统仿真也实现着相同功能。站用交流系统网络拓扑开关节点状态计算的快速性、正确性、稳定性，对整个变电站三维仿真培训系统的快速、正确、稳定运行至关重要。本发明中的开关节点特指为开关的端点，包括开关首节点和开关末节点。

在常规仿真系统中，站用交流网络拓扑进行了简化处理，仅包含站用变、进线开关、分段开关、母线等，没进行详细网络拓扑建模，拓扑开关节点状态计算较为简单，常见站用交流运行方式有：两台站用变和三台站用变；

在变电站三维仿真培训系统中，改变站用电交流运行方式或分、合某个交流开关，整个站用交流拓扑中每个开关节点有无电状态都可能发生变化，站用交流可视化仿真需要将各个开关节点的仿真对象的有电或无电状态进行更新，实现站用交流仿真和实际逻辑的一致性。由于电压等级越高的变电站，其站用交流网络拓扑的复杂度往往越高，计算拓扑中某个仿真对象节点的状态比较麻烦，尤其是对有很多个节点状态进行计算，更是费时费力，而且容易出错。

两台站用变和三台站用变由于拓扑网络太简单，不能反应具体电源空开仿真对象节点的状态变化，不能实现站电交流详细仿真功能。站电交流简化网络拓扑存在以下几个问题：

a.仿真程度低

在站电交流运行方式进行切换或网络拓扑发生变化，循环遍历站用变是否有电以及各进线、分段开关的分合状态，来计算站用交流母线的带电情况。虽然可以在变电站仿真中模拟站用电交流的供电逻辑功能，但是无法具体到某个交流馈线屏、交流分电屏和动力电源箱的电源空开，无法反应某个电源空开与开关机构箱中电机电源的关联关系，仿真程度较低。

b.实现方式不灵活

在需要新增站用变改变运行方式情况下，需要重新修改站电交流网络拓扑程序实现逻辑，比较麻烦，而且功能测试费时费力，若是再有一些添加电源开关的需求，更是难上加难。在实际业务中，以上方法无法满足实际业务的需求。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种站用交流网络拓扑开关节点状态判定方法和装置，解决了变电站仿真中站用交流运行方式发生变化时，不能快速并准确计算站用交流网络拓扑各开关节点状态，站用交流可视化仿真不准确的问题。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：一种站用交流网络拓扑开关节点状态判定方法，包括步骤：

遍历预先生成的开关数据文件，记录相邻节点和相邻节点之间的开关号，并标记终端节点，形成搜索集合；所述开关数据文件包括：开关名、开关类型、开关首节点、开关末节点、分合状态和详细说明；

当开关状态或者电源状态发生变化时，依次遍历搜索集合中的终端节点，对终端节点及其相邻的节点状态进行判定，得到所有节点的带电状态；所述终端节点为无相邻开关的开关末节点。

进一步的，开关数据文件生成方法为：绘制站用电交流网络拓扑，导出拓扑数据，生成开关数据文件，并按照站用系统实际情况将开关数据文件中的开关节点与电源关联。

进一步的，两个节点之间存在一个开关的两个节点为相邻节点。

进一步的，所述遍历预先生成的开关数据文件，记录相邻节点和相邻节点之间的开关号，并标记终端节点，形成搜索集合，包括：

从第一个开关的首节点开始遍历，查找第一个开关首节点所有的相邻节点，再依次查找这些相邻节点的其他相邻节点，直到找到开关数据文件中每个节点的所有相邻节点，并记录相邻节点间的开关号，形成搜索集合。

进一步的，所述对终端节点及其相邻的节点状态进行判定，得到所有节点的带电状态，包括：

查找搜索集合中的某一终端节点，若其相连开关为断开状态，则判定该终端节点不带电，若其相连开关闭合，则查找其相邻节点的带电状态，若无状态标记，则继续查找其相邻节点的带电状态，直到查找到有状态标记的节点或者有源点为止，得到终端节点的带电状态；

遍历所有的终端节点，得到所有节点的带电状态。

一种站用交流网络拓扑开关节点状态判定装置，包括：

搜索集合生成模块，用于遍历预先生成的开关数据文件，记录相邻节点和相邻节点之间的开关号，并标记终端节点，形成搜索集合；所述开关数据文件包括：开关名、开关类型、开关首节点、开关末节点、分合状态和详细说明；

节点状态判定模块，当开关状态或者电源状态发生变化时，依次遍历搜索集合中的终端节点，对终端节点及其相邻的节点状态进行判定，得到所有节点的带电状态；所述终端节点为无相邻开关的开关末节点。

进一步的，开关数据文件生成方法为：绘制站用电交流网络拓扑，导出拓扑数据，生成开关数据文件，并按照站用系统实际情况将开关数据文件中的开关节点与电源关联。

进一步的，两个节点之间存在一个开关的两个节点为相邻节点。

进一步的，所述遍历预先生成的开关数据文件，记录相邻节点和相邻节点之间的开关号，并标记终端节点，形成搜索集合，包括：

从第一个开关的首节点开始遍历，查找第一个开关首节点所有的相邻节点，再依次查找这些相邻节点的其他相邻节点，直到找到开关数据文件中每个节点的所有相邻节点，并记录相邻节点间的开关号，形成搜索集合。

进一步的，所述对终端节点及其相邻的节点状态进行判定，得到所有节点的带电状态，包括：

查找搜索集合中的某一终端节点，若其相连开关为断开状态，则判定该终端节点不带电，若其相连开关闭合，则查找其相邻节点的带电状态，若无状态标记，则继续查找其相邻节点的带电状态，直到查找到有状态标记的节点或者有源点为止，得到终端节点的带电状态；

遍历所有的终端节点，得到所有节点的带电状态。

本发明所达到的有益效果：本发明通过绘图工具对站用电交流拓扑进行绘图，根据拓扑结构得到开关数据文件，按照站用系统实际情况将开关数据文件中的开关节点与电源关联，通过遍历开关数据文件，记录相邻节点和相邻节点之间的开关号，并标记终端节点，形成搜索集合；当开关状态或者电源状态发生变化时，依次遍历搜索集合中的终端节点，对终端节点及其相邻的节点状态进行判定，得到所有节点的带电状态。从而实现站用电交流仿真与实际情况的一致性，可以提高计算网络拓扑中各仿真节点状态的速度，同时也增加了站用电网络拓扑仿真的灵活性，保证仿真结果的正确性。

本发明对计算结果和实际进行对比，当变电站站用交流网络拓扑比较复杂或拓扑发生很大变化时，可以快速准确计算出拓扑中某一节点的状态变化，能很好的满足变电站对于站用交流部分的仿真需求。

附图说明

图1是本发明实施例中的一种站用电交流网络拓扑图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1：

一种站用交流网络拓扑节点状态判定方法，包括步骤：

步骤1，首先通过绘图工具visio软件，绘制站用电交流网络拓扑，如图1所示，根据拓扑结构生成开关数据文件，开关数据文件包括：开关名、类型、开关首节点、开关末节点、分合状态和详细说明；

文件格式见下表1：

表1，开关数据文件表

上表中开关名为自定义名称，不可出现重复开关命名；类型用ZB表示站用电开关；开关首节点和开关末节点为每个开关首末两端的节点号；分合状态用0和1表示，0表示合状态，1表示分状态；详细说明是对每个开关在站用电网络中的用处加以说明。本发明中的节点均为开关的两端节点的意思表示。

步骤2，按照站用系统实际情况将开关数据文件中的开关节点与电源关联；

与电源直接相连的开关节点称之为有源点，电源有电时有源点为带电节点，电源没电时，有源点为无电节点。比如拓扑图1中开关1定义有源点，与电源直接相连，其他节点都不是有源点；如下表2：

表2，有源节点表

步骤3，遍历开关数据文件，记录相邻节点和相邻节点之间的开关号，并标记终端节点，形成搜索集合；当开关状态或者电源状态发生变化时，依次遍历搜索集合中的终端节点，对终端节点及其相邻的节点状态进行判定，得到所有节点的带电状态；所述终端节点为无相邻开关的开关末节点。

设定如果某开关首节点带电且开关为合状态即开关导通，则该开关的末节点也为带电，如果首节点带电且开关为分状态即开关断开，则该开关的末节点不带电，如果首节点无电，不管开关闭合还是分开，末节点都不带电。当电源在有电和没电之间变化、任一开关分合状态出现变化时，拓扑中的任一节点是否有电处于随时变化中。

相邻节点为：两个节点之间存在一个开关，这两个节点就是相邻节点。

遍历开关数据文件，记录相邻节点和相邻节点之间的开关号，形成搜索集合，具体包括：从第一个开关的首节点开始遍历，如果第二个节点与第一个节点中间间隔一个开关，则将两个节点视为相邻节点，查找第一个开关首节点所有的相邻节点，再依次查找第一个开关相邻节点的其他相邻节点，直到找到开关数据文件中每个节点的所有相邻节点，并记录相邻节点间的开关号，形成搜索集合。比如图1中节点a的相邻节点为b，节点b的相邻节点为a、c、d、e、f，节点a和b之间为开关1，节点b和c之间是开关2。

终端节点如图1中的节点c,d,f,g,i,j,k,l，它们没有相邻开关。

依次遍历搜索集合中的终端节点，对终端节点及其相邻的节点状态进行判定，得到所有节点的带电状态，包括步骤：

查找搜索集合中的某一终端节点，若其相连开关为断开，则判定该终端节点不带电，若其相连开关闭合，则查找其相邻节点的带电状态(初始都无状态标记)，若无状态标记，则继续前向查找其相邻节点的带电状态，直到查找到有状态标记的节点或者有源点为止，得到终端节点的带电状态；

遍历所有的终端节点，得到所有节点的带电状态。

例如，图1中：遍历终端节点c,d,f,g,i,j,k,l：不一定按照如下顺序，终端节点顺序可调整。

1)遍历某一终端节点c，由于相连开关闭合，查找相邻节点b，初始时节点b无状态标记，因此继续查找b的相邻节点a，d，e，f，其中，a是有源点，电源有电，因此a标记为有电状态，由于开关1闭合，因此b有电，由于开关2闭合，因此开关c有电；

2)遍历终端节点g，由于开关6断开，因此终端节点g无电；

3)遍历终端节点d，由于相连开关闭合，查找相邻节点b，由于在之前已经将b标记为有电状态，因此d也有电。

4)遍历终端节点f，由于相连开关闭合，查找相邻节点b，由于在之前已经将b标记为有电状态，因此f也有电。

5)遍历终端节点i，由于相连开关闭合，查找相邻节点e，初始时节点e无状态标记，因此查找其相邻节点b,h,i(由于开关6是断开的，因此不需要查找g)，其中，由于在之前已经将b标记为有电状态，因此e也有电。

6)遍历终端节点j，由于相连开关9闭合，查找相邻节点h，初始时节点h无状态标记，因此查找其相邻节点e,k,l，由于在之前已经将e标记为有电状态，因此j也有电；终端节点k,l的判定方式类似。

实施例2：

一种站用交流网络拓扑开关节点状态判定装置，包括：

搜索集合生成模块，用于遍历预先生成的开关数据文件，记录相邻节点和相邻节点之间的开关号，并标记终端节点，形成搜索集合；所述开关数据文件包括：开关名、开关类型、开关首节点、开关末节点、分合状态和详细说明；

节点状态判定模块，当开关状态或者电源状态发生变化时，依次遍历搜索集合中的终端节点，对终端节点及其相邻的节点状态进行判定，得到所有节点的带电状态；所述终端节点为无相邻开关的开关末节点。

进一步的，开关数据文件生成方法为：绘制站用电交流网络拓扑，导出拓扑数据，生成开关数据文件，并按照站用系统实际情况将开关数据文件中的开关节点与电源关联。

进一步的，两个节点之间存在一个开关的两个节点为相邻节点。

进一步的，所述遍历预先生成的开关数据文件，记录相邻节点和相邻节点之间的开关号，并标记终端节点，形成搜索集合，包括：

从第一个开关的首节点开始遍历，查找第一个开关首节点所有的相邻节点，再依次查找这些相邻节点的其他相邻节点，直到找到开关数据文件中每个节点的所有相邻节点，并记录相邻节点间的开关号，形成搜索集合。

进一步的，所述对终端节点及其相邻的节点状态进行判定，得到所有节点的带电状态，包括：

查找搜索集合中的某一终端节点，若其相连开关为断开状态，则判定该终端节点不带电，若其相连开关闭合，则查找其相邻节点的带电状态，若无状态标记，则继续查找其相邻节点的带电状态，直到查找到有状态标记的节点或者有源点为止，得到终端节点的带电状态；

遍历所有的终端节点，得到所有节点的带电状态。

本发明通过绘图工具对站用电交流拓扑进行绘图，根据拓扑结构得到开关数据文件，按照站用系统实际情况将开关数据文件中的开关节点与电源关联，通过遍历开关数据文件，记录相邻节点和相邻节点之间的开关号，并标记终端节点，形成搜索集合；当开关状态或者电源状态发生变化时，依次遍历搜索集合中的终端节点，对终端节点及其相邻的节点状态进行判定，得到所有节点的带电状态。从而实现站用电交流仿真与实际情况的一致性，可以提高计算网络拓扑中各仿真节点状态的速度，同时也增加了站用电网络拓扑仿真的灵活性，保证仿真结果的正确性。

本发明对计算结果和实际进行对比，当变电站站用交流网络拓扑比较复杂或拓扑发生很大变化时，可以快速准确计算出拓扑中某一节点的状态变化，能很好的满足变电站对于站用交流部分的仿真需求。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种站用交流网络拓扑开关节点状态判定方法，其特征在于：包括步骤：

遍历预先生成的开关数据文件，记录相邻节点和相邻节点之间的开关号，并标记终端节点，形成搜索集合；所述开关数据文件包括：开关名、开关类型、开关首节点、开关末节点、分合状态和详细说明；

当开关状态或者电源状态发生变化时，依次遍历搜索集合中的终端节点，对终端节点及其相邻的节点状态进行判定，得到所有节点的带电状态；所述终端节点为无相邻开关的开关末节点。

2.根据权利要求1所述的一种站用交流网络拓扑开关节点状态判定方法，其特征是：开关数据文件生成方法为：绘制站用电交流网络拓扑，导出拓扑数据，生成开关数据文件，并按照站用系统实际情况将开关数据文件中的开关节点与电源关联。

3.根据权利要求1所述的一种站用交流网络拓扑开关节点状态判定方法，其特征是：两个节点之间存在一个开关的两个节点为相邻节点。

4.根据权利要求1所述的一种站用交流网络拓扑开关节点状态判定方法，其特征是：所述遍历预先生成的开关数据文件，记录相邻节点和相邻节点之间的开关号，并标记终端节点，形成搜索集合，包括：

从第一个开关的首节点开始遍历，查找第一个开关首节点所有的相邻节点，再依次查找这些相邻节点的其他相邻节点，直到找到开关数据文件中每个节点的所有相邻节点，并记录相邻节点间的开关号，形成搜索集合。

5.根据权利要求4所述的一种站用交流网络拓扑开关节点状态判定方法，其特征是：所述对终端节点及其相邻的节点状态进行判定，得到所有节点的带电状态，包括：

查找搜索集合中的某一终端节点，若其相连开关为断开状态，则判定该终端节点不带电，若其相连开关闭合，则查找其相邻节点的带电状态，若无状态标记，则继续查找其相邻节点的带电状态，直到查找到有状态标记的节点或者有源点为止，得到终端节点的带电状态；

遍历所有的终端节点，得到所有节点的带电状态。

6.一种站用交流网络拓扑开关节点状态判定装置，其特征是：包括：

搜索集合生成模块，用于遍历预先生成的开关数据文件，记录相邻节点和相邻节点之间的开关号，并标记终端节点，形成搜索集合；所述开关数据文件包括：开关名、开关类型、开关首节点、开关末节点、分合状态和详细说明；

节点状态判定模块，当开关状态或者电源状态发生变化时，依次遍历搜索集合中的终端节点，对终端节点及其相邻的节点状态进行判定，得到所有节点的带电状态；所述终端节点为无相邻开关的开关末节点。

7.根据权利要求6所述的一种站用交流网络拓扑开关节点状态判定装置，其特征是：开关数据文件生成方法为：绘制站用电交流网络拓扑，导出拓扑数据，生成开关数据文件，并按照站用系统实际情况将开关数据文件中的开关节点与电源关联。

8.根据权利要求6所述的一种站用交流网络拓扑开关节点状态判定装置，其特征是：两个节点之间存在一个开关的两个节点为相邻节点。

9.根据权利要求6所述的一种站用交流网络拓扑开关节点状态判定装置，其特征是：所述遍历预先生成的开关数据文件，记录相邻节点和相邻节点之间的开关号，并标记终端节点，形成搜索集合，包括：

从第一个开关的首节点开始遍历，查找第一个开关首节点所有的相邻节点，再依次查找这些相邻节点的其他相邻节点，直到找到开关数据文件中每个节点的所有相邻节点，并记录相邻节点间的开关号，形成搜索集合。

10.根据权利要求9所述的一种站用交流网络拓扑开关节点状态判定装置，其特征是：所述对终端节点及其相邻的节点状态进行判定，得到所有节点的带电状态，包括：

查找搜索集合中的某一终端节点，若其相连开关为断开状态，则判定该终端节点不带电，若其相连开关闭合，则查找其相邻节点的带电状态，若无状态标记，则继续查找其相邻节点的带电状态，直到查找到有状态标记的节点或者有源点为止，得到终端节点的带电状态；

遍历所有的终端节点，得到所有节点的带电状态。

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