CN115425652A - 基于父子节点信息阵的配电网关键主路径辨识方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于父子节点信息阵的配电网关键主路径辨识方法和系统，包括建立父子节点信息阵，记录配电网各开断设备父节点与子节点之间的连接关系；基于父子节点信息阵建立联络开关主路径信息阵，用于记录联络开关关联的两条馈线上的主供电路径开断设备信息；基于联络开关主路径信息阵建立馈线主路径信息阵，记录一条馈线上的所有供电主路径开断设备信息；基于馈线主路径信息阵建立馈线关键主路径信息阵，记录一条馈线上关键主路径上的开断设备信息。本发明可快速实现对配电网馈线主供电路径和关键主路径设备的辨识，便于对关键路径和设备进行重点监视、巡视和维护，对配电网安全运行和预测预警具有重要现实意义。

Description

基于父子节点信息阵的配电网关键主路径辨识方法和系统

技术领域

本发明属于配电网运行网架分析技术领域，具体涉及一种基于父子节点信息阵的配电网关键主路径辨识方法和系统。

背景技术

配电网网架结构和运行水平确保电网安全供电的基础，配电网主供电路径是处于变电站出线开关和联络开关直接的供电路径，其是电力供应的“大动脉”，起到电力供应和负荷转供的强大作用。主供电路径的设备安全关乎整条馈线，乃至整个配电网的运行安全，故此及时把握配电网的主供电路径，重点监视主供电路径的运行状态，将相关薄弱环节和缺陷及时预测预警，将相关异常消灭在萌芽状态，有利于配电网的运行安全稳定。然而现有缺少对配电网主供电路径快速辨识的方法，无法满足对现有配电网运行网架及时进行分析的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在解决现有配电网运行网架分析中关于主供电路径无法快速完成辨识的问题，结合配电网特点，提供一种基于父子节点信息阵的配电网关键主路径辨识方法和系统。

为了解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种基于父子节点信息阵的配电网关键主路径辨识方法，包括如下步骤：

建立父子节点信息阵，记录配电网各开断设备父节点与子节点之间的连接关系；

基于父子节点信息阵建立联络开关主路径信息阵，用于记录联络开关关联的两条馈线上的主供电路径开断设备信息；

基于联络开关主路径信息阵建立馈线主路径信息阵，记录一条馈线上的所有供电主路径开断设备信息；

基于馈线主路径信息阵建立馈线关键主路径信息阵，记录一条馈线上关键主路径上的开断设备信息。

进一步的，父子节点信息阵具体如下：

式中，PCNM为父子节点信息阵，PC _i1 为配电网第i个开断设备唯一标识信息，PC _ij 为开断设备i的第j个子节点设备的唯一标识信息，其中，i=1,2,..,n，n为配电网的开断设备数量，j=2,3,…,m，m为开断设备的最大子节点设备数量，若PC _ij 不存在，则用-1表示。

进一步的，联络开关主路径信息阵具体如下：

式中，CMPM为联络开关主路径信息阵，CM _k 为第k个联络开关的两条主供电路径开断设备信息阵，c _1g,k 为CM _k 中第1条主供电路径中第g个开断设备唯一标识信息；c _2g,k 为CM _k 中第2条主供电路径中第g个开断设备唯一标识信息；k=1,2,..,w，w为配电网的联络开关数量；g=1,2,..,h，h为第k个联络开关的主路径的最大开断设备数量；若c _1g,k 和c _2g,k 不存在，则用-1表示。

进一步的，第k个联络开关L _k 的两条主供电路径开断设备信息阵CM _k 的获取流程，具体包括：

以联络开关L _k 为初始子节点设备，在父子节点信息阵PCNM中搜索对应的父节点设备，得到PC _i1 和PC _r1 两个父节点设备，i=1,2,..,n，r=1,2,..,n；c _11,k =L _k ，r表示开断设备序号，c _21,k =L _k ；

将PC _i1 和PC _r1 作为新的子节点设备，在父子节点信息阵PCNM中搜索对应的父节点设备PC _q1 和PC _p1 ，q=1,2,..,n；p=1,2,..,n；c _1g,k = PC _q1 ，c _2g,k = PC _p1 ，p和q均表示开断设备序号；

对于每次搜索到的父节点设备，均将其作为新的子节点设备，在父子节点信息阵PCNM中搜索对应的父节点设备，并写入CM _k 中，直到所有子节点设备无父节点设备为止。

进一步的，馈线主路径信息阵具体如下：

式中，FMPM为馈线主路径信息阵，每一行为馈线的一条主供电路径，FM _da 为馈线的第d条主供电路径中的第a个开断设备唯一标识信息，d=1,2,..,e，e为馈线中的联络开关数量；a=1,2,..,b，b为馈线最大主供电路径中所包含的开断设备数量，若FM _da 不存在，则用-1表示。

进一步的，基于联络开关主路径信息阵建立馈线主路径信息阵，具体按照下式进行：

式中，馈线主路径信息阵FMPM中的所有元素FM _da 属于相同的馈线。

进一步的，馈线关键主路径信息阵具体如下：

式中，FCMM为馈线关键主路径信息阵，FC _s 为馈线上关键主路径上的第s个开断设备的唯一标识信息，s=1,2,..,t，t为馈线关键主路径开断设备数量；FMPM(d)为馈线主路径信息阵FMPM中第d行所有元素组成的集合。

第二方面，本发明提供了一种基于父子节点信息阵的配电网关键主路径辨识系统，包括：

父子节点信息阵构建单元，用于建立父子节点信息阵，记录配电网各开断设备父节点与子节点之间的连接关系；

联络开关主路径信息阵构建单元，基于父子节点信息阵建立联络开关主路径信息阵，用于记录联络开关关联的两条馈线上的主供电路径开断设备信息；

馈线主路径信息阵构建单元，用于基于联络开关主路径信息阵建立馈线主路径信息阵，记录一条馈线上的所有供电主路径开断设备信息；

馈线关键主路径信息阵构建单元，用于基于馈线主路径信息阵建立馈线关键主路径信息阵，记录一条馈线上关键主路径上的开断设备信息。

进一步的，在父子节点信息阵构建单元中，父子节点信息阵具体如下：

式中，PCNM为父子节点信息阵，PC _i1 为配电网第i个开断设备唯一标识信息，PC _ij 为开断设备i的第j个子节点设备的唯一标识信息，其中，i=1,2,..,n，n为配电网的开断设备数量，j=2,3,…,m，m为开断设备的最大子节点设备数量，若PC _ij 不存在，则用-1表示。

进一步的，在馈线关键主路径信息阵构建单元中，馈线关键主路径信息阵具体如下：

式中，FCMM为馈线关键主路径信息阵，FC _s 为馈线上关键主路径上的第s个开断设备的唯一标识信息，s=1,2,..,t，t为馈线关键主路径开断设备数量；FMPM(d)为馈线主路径信息阵FMPM中第d行所有元素组成的集合。

综上，本发明提供了一种基于父子节点信息阵的配电网关键主路径辨识方法和系统，包括建立父子节点信息阵，记录配电网各开断设备父节点与子节点之间的连接关系；基于父子节点信息阵建立联络开关主路径信息阵，用于记录联络开关关联的两条馈线上的主供电路径开断设备信息；基于联络开关主路径信息阵建立馈线主路径信息阵，记录一条馈线上的所有供电主路径开断设备信息；基于馈线主路径信息阵建立馈线关键主路径信息阵，记录一条馈线上关键主路径上的开断设备信息。本发明可快速实现对配电网馈线主供电路径和关键主路径设备的辨识，便于对关键路径和设备进行重点监视、巡视和维护，对配电网安全运行和预测预警具有重要现实意义。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于父子节点信息阵的配电网关键主路径辨识方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的典型配电网馈线图。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明针对现有配电网运行网架分析问题，结合配电网特点，提出一种基于父子节点信息阵的配电网关键主路径自动辨识方法和系统。

以下对本发明的一种基于父子节点信息阵的配电网关键主路径辨识方法的实施例进行详细的介绍。

请参阅图1，本实施例提供一种基于父子节点信息阵的配电网关键主路径自动辨识方法，包括以下步骤：

S100：建立父子节点信息阵记录配电网各开断设备父节点与子节点之间的连接关系。

其中，父子节点信息阵具体如下：

式中，PCNM为父子节点信息阵，第1列为配电网父节点设备，第2~m列为第1列设备的子节点设备，即沿着潮流方法，与第1列设备相连接的开断设备。开断设备主要指变电站出线开关、联络开关、分段开关、负荷开关、分解开关、刀闸、跌落式熔断器等配电设备。PC _i1 为配电网第i个开断设备唯一标识信息，PC _ij 为开断设备i的第j个子节点设备的唯一标识信息，其中，i=1,2,..,n，n为配电网的开断设备数量，j=2,3,…,m，m为开断设备的最大子节点设备数量，若PC _ij 不存在，则用-1表示。

S200：建立联络开关主路径信息阵记录联络开关关联的两条馈线上的主供电路径开断设备信息。

其中，联络开关主路径信息阵具体如下：

式中，CMPM为联络开关主路径信息阵，CM _k 为第k个联络开关的两条主供电路径开断设备信息阵，c _1g,k 为CM _k 中第1条主供电路径中第g个开断设备唯一标识信息；c _2g,k 为CM _k 中第2条主供电路径中第g个开断设备唯一标识信息；k=1,2,..,w，w为配电网的联络开关数量；g=1,2,..,h，h为第k个联络开关的主路径的最大开断设备数量，c _11,k 和c _21,k 相同，皆是第k个联络开关本身；若c _1g,k 和c _2g,k 不存在，则用-1表示。

第k个联络开关L _k 的两条主供电路径开断设备信息阵CM _k 的获取方法为：

（1）以联络开关L _k 为初始子节点设备，在父子节点信息阵PCNM中搜索其父节点设备，可以获得PC _i1 和PC _r1 两个父节点设备，r=1,2,..,n；c _11,k =L _k ，r表示开断设备序号，c _21,k =L _k 。

（2）选择PC _i1 和PC _r1 作为新的子节点设备，在父子节点信息阵PCNM中搜索其父节点设备PC _q1 和PC _p1 ，q=1,2,..,n；p=1,2,..,n；c _1g,k = PC _q1 ，c _2g,k = PC _p1 ，p和q均表示开断设备序号。

（3）重复第（2）步，选择PC _q1 和PC _p1 作为新的子节点设备，在父子节点信息阵PCNM中搜索其父节点设备，并写入CM _k 中。直到所有子节点设备无父节点设备为止，即搜索到的父节点设备为变电站出线开关为止。

S300：建立馈线主路径信息阵记录一条馈线上的所有供电主路径开断设备信息。

其中，馈线主路径信息阵具体如下：

式中，FMPM为馈线主路径信息阵，每一行为馈线的一条主供电路径，FM _da 为馈线的第d条主供电路径中的第a个开断设备唯一标识信息，d=1,2,..,e，e为馈线中的联络开关数量；a=1,2,..,b，b为馈线最大主供电路径中所包含的开断设备数量，若FM _da 不存在，则用-1表示。

馈线主路径信息阵FMPM可以通过联络开关主路径信息阵CMPM中的主供电路径获取。馈线主路径信息阵FMPM是CM _k 中相同馈线主路径设备的集合，即：

式中，馈线主路径信息阵FMPM中的所有元素FM _da 属于相同的馈线。

S400：建立馈线关键主路径信息阵记录一条馈线上关键主路径上的开断设备信息。

其中，馈线关键主路径信息阵具体如下：

式中，FCMM为馈线关键主路径信息阵，FC _s 为馈线上关键主路径上的第s个开断设备的唯一标识信息，s=1,2,..,t，t为馈线关键主路径开断设备数量；FMPM(d)为馈线主路径信息阵FMPM中第d行所有元素组成的集合。

“∩”为交集运算符，即FCMM为FMPM中的所有主供电路径的交集组成的设备集合，这些设备是该条馈线的重点关键设备，在运行过程中需要重点监视和巡视，确保主供电路径的供电安全。

以下结合图2对本实施例的基于父子节点信息阵的配电网关键主路径辨识方法进行详细介绍。

如图2所示的配电网络，Bus1与Bus2为变电站10kV母线,B1~B43为馈线分段开关；L1~L14为联络开关；S1~S4为馈线Feeder1~Feeder4的变电站出现开关。

首先，建立父子节点信息阵PCNM为：

建立联络开关主路径信息阵CMPM为：

建立馈线主路径信息阵FMPM记录馈线Feeder1上的所有供电主路径开断设备信息，具体为：

建立馈线关键主路径信息阵FCMM记录馈线Feeder1上关键主路径上的开断设备信息为：

Feeder2、Feeder3、Feeder4等其他馈线的主路径及关键主路径上的开断设备信息获取方法与之相似，不再赘述。

本实施例提供一种基于父子节点信息阵的配电网关键主路径辨识方法，包括建立父子节点信息阵，记录配电网各开断设备父节点与子节点之间的连接关系；基于父子节点信息阵建立联络开关主路径信息阵，用于记录联络开关关联的两条馈线上的主供电路径开断设备信息；基于联络开关主路径信息阵建立馈线主路径信息阵，记录一条馈线上的所有供电主路径开断设备信息；基于馈线主路径信息阵建立馈线关键主路径信息阵，记录一条馈线上关键主路径上的开断设备信息。本发明可快速实现对配电网馈线主供电路径和关键主路径设备的辨识，便于对关键路径和设备进行重点监视、巡视和维护，对配电网安全运行和预测预警具有重要现实意义。

以上是对本发明的一种基于父子节点信息阵的配电网关键主路径辨识方法的实施例进行的详细介绍，以下将对本发明的一种基于父子节点信息阵的配电网关键主路径辨识系统的实施例进行详细的介绍。

本实施例提供一种基于父子节点信息阵的配电网关键主路径辨识系统，包括：

父子节点信息阵构建单元，用于建立父子节点信息阵，记录配电网各开断设备父节点与子节点之间的连接关系；

联络开关主路径信息阵构建单元，基于父子节点信息阵建立联络开关主路径信息阵，用于记录联络开关关联的两条馈线上的主供电路径开断设备信息；

馈线主路径信息阵构建单元，用于基于联络开关主路径信息阵建立馈线主路径信息阵，记录一条馈线上的所有供电主路径开断设备信息；

馈线关键主路径信息阵构建单元，用于基于馈线主路径信息阵建立馈线关键主路径信息阵，记录一条馈线上关键主路径上的开断设备信息。

进一步的，在父子节点信息阵构建单元中，父子节点信息阵具体如下：

式中，PCNM为父子节点信息阵，PC _i1 为配电网第i个开断设备唯一标识信息，PC _ij 为开断设备i的第j个子节点设备的唯一标识信息，其中，i=1,2,..,n，n为配电网的开断设备数量，j=2,3,…,m，m为开断设备的最大子节点设备数量，若PC _ij 不存在，则用-1表示。

进一步的，在馈线关键主路径信息阵构建单元中，馈线关键主路径信息阵具体如下：

式中，FCMM为馈线关键主路径信息阵，FC _s 为馈线上关键主路径上的第s个开断设备的唯一标识信息，s=1,2,..,t，t为馈线关键主路径开断设备数量；FMPM(d)为馈线主路径信息阵FMPM中第d行所有元素组成的集合。

需要说明的是，本实施例提供的辨识系统用于实现前述实施例提供的辨识方法，各单元的具体设置均以完整实现该方法为准，在此不再赘述。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.基于父子节点信息阵的配电网关键主路径辨识方法，其特征在于，包括如下步骤：

建立父子节点信息阵，记录配电网各开断设备父节点与子节点之间的连接关系；

基于所述父子节点信息阵建立联络开关主路径信息阵，用于记录联络开关关联的两条馈线上的主供电路径开断设备信息；

基于所述联络开关主路径信息阵建立馈线主路径信息阵，记录一条馈线上的所有供电主路径开断设备信息；

基于所述馈线主路径信息阵建立馈线关键主路径信息阵，记录一条馈线上关键主路径上的开断设备信息。

2.根据权利要求1所述的基于父子节点信息阵的配电网关键主路径辨识方法，其特征在于，所述父子节点信息阵具体如下：

式中，PCNM为所述父子节点信息阵，PC _i1 为配电网第i个开断设备唯一标识信息，PC _ij 为开断设备i的第j个子节点设备的唯一标识信息，其中，i=1,2,..,n，n为配电网的开断设备数量，j=2,3,…,m，m为开断设备的最大子节点设备数量，若PC _ij 不存在，则用-1表示。

3.根据权利要求2所述的基于父子节点信息阵的配电网关键主路径辨识方法，其特征在于，所述联络开关主路径信息阵具体如下：

式中，CMPM为所述联络开关主路径信息阵，CM _k 为第k个联络开关的两条主供电路径开断设备信息阵，c _1g,k 为CM _k 中第1条主供电路径中第g个开断设备唯一标识信息；c _2g,k 为CM _k 中第2条主供电路径中第g个开断设备唯一标识信息；k=1,2,..,w，w为配电网的联络开关数量；g=1,2,..,h，h为第k个联络开关的主路径的最大开断设备数量；若c _1g,k 和c _2g,k 不存在，则用-1表示。

4.根据权利要求3所述的基于父子节点信息阵的配电网关键主路径辨识方法，其特征在于，第k个联络开关L _k 的两条主供电路径开断设备信息阵CM _k 的获取流程，具体包括：

以所述联络开关L _k 为初始子节点设备，在所述父子节点信息阵PCNM中搜索对应的父节点设备，得到PC _i1 和PC _r1 两个父节点设备，i=1,2,..,n，r=1,2,..,n；c _11,k =L _k ，c _21,k =L _k ，r表示开断设备序号；

将PC _i1 和PC _r1 作为新的子节点设备，在所述父子节点信息阵PCNM中搜索对应的父节点设备PC _q1 和PC _p1 ，q=1,2,..,n；p=1,2,..,n；c _1g,k = PC _q1 ，c _2g,k = PC _p1 ，p和q均表示开断设备序号；

对于每次搜索到的父节点设备，均将其作为新的子节点设备，在所述父子节点信息阵PCNM中搜索对应的父节点设备，并写入CM _k 中，直到所有子节点设备无父节点设备为止。

5.根据权利要求3所述的基于父子节点信息阵的配电网关键主路径辨识方法，其特征在于，所述馈线主路径信息阵具体如下：

式中，FMPM为所述馈线主路径信息阵，每一行为馈线的一条主供电路径，FM _da 为馈线的第d条主供电路径中的第a个开断设备唯一标识信息，d=1,2,..,e，e为馈线中的联络开关数量；a=1,2,..,b，b为馈线最大主供电路径中所包含的开断设备数量，若FM _da 不存在，则用-1表示。

6.根据权利要求5所述的基于父子节点信息阵的配电网关键主路径辨识方法，其特征在于，基于所述联络开关主路径信息阵建立馈线主路径信息阵，具体按照下式进行：

式中，馈线主路径信息阵FMPM中的所有元素FM _da 属于相同的馈线。

7.根据权利要求5所述的基于父子节点信息阵的配电网关键主路径辨识方法，其特征在于，所述馈线关键主路径信息阵具体如下：

式中，FCMM为所述馈线关键主路径信息阵，FC _s 为馈线上关键主路径上的第s个开断设备的唯一标识信息，s=1,2,..,t，t为馈线关键主路径开断设备数量；FMPM(d)为馈线主路径信息阵FMPM中第d行所有元素组成的集合。

8.基于父子节点信息阵的配电网关键主路径辨识系统，其特征在于，包括：

父子节点信息阵构建单元，用于建立父子节点信息阵，记录配电网各开断设备父节点与子节点之间的连接关系；

联络开关主路径信息阵构建单元，基于所述父子节点信息阵建立联络开关主路径信息阵，用于记录联络开关关联的两条馈线上的主供电路径开断设备信息；

馈线主路径信息阵构建单元，用于基于所述联络开关主路径信息阵建立馈线主路径信息阵，记录一条馈线上的所有供电主路径开断设备信息；

馈线关键主路径信息阵构建单元，用于基于所述馈线主路径信息阵建立馈线关键主路径信息阵，记录一条馈线上关键主路径上的开断设备信息。

9.根据权利要求8所述的基于父子节点信息阵的配电网关键主路径辨识系统，其特征在于，在所述父子节点信息阵构建单元中，所述父子节点信息阵具体如下：

式中，PCNM为所述父子节点信息阵，PC _i1 为配电网第i个开断设备唯一标识信息，PC _ij 为开断设备i的第j个子节点设备的唯一标识信息，其中，i=1,2,..,n，n为配电网的开断设备数量，j=2,3,…,m，m为开断设备的最大子节点设备数量，若PC _ij 不存在，则用-1表示。

10.根据权利要求9所述的基于父子节点信息阵的配电网关键主路径辨识系统，其特征在于，在所述馈线关键主路径信息阵构建单元中，所述馈线关键主路径信息阵具体如下：

式中，FCMM为所述馈线关键主路径信息阵，FC _s 为馈线上关键主路径上的第s个开断设备的唯一标识信息，s=1,2,..,t，t为馈线关键主路径开断设备数量；FMPM(d)为馈线主路径信息阵FMPM中第d行所有元素组成的集合。

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