CN115579885B - 一种电网拓扑分析方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电网拓扑分析方法及装置，属于电网拓扑分析领域。方法包括读取电网物理模型信息，根据电网物理模型信息，将物理节点按照相邻开关元件的个数从多到少的排序进行节点优化编号；根据与开关相邻的物理节点的优化编号结果，生成邻接矩阵，根据邻接矩阵的上三角一级连通信息建立抽象描述节点间邻接关系的数组；根据所述数组，采用改进的广度优先搜索法对各物理节点进行母线拓扑分析；按照拓扑节点的出线数目从多至少的排序对母线拓扑分析得到的结果进行节点优化编号，完成拓扑岛分析。在大规模电网的背景下，本发明可以有效减少遍历过程中对相同元素的重复搜索，降低计算量，提高拓扑分析的效率。

Description

一种电网拓扑分析方法及装置

技术领域

本发明涉及一种电网拓扑分析方法及装置，尤其涉及一种基于改进节点优化编号与改进广度优先搜索法的电网拓扑分析方法及装置，属于电网拓扑分析领域。

背景技术

电网拓扑分析是指在电能的流动过程中，分析用于转换、保护和控制过程的物理元件的状态，从而获取电网拓扑结构信息的过程。目前，我国电网的特征明显：大容量、大规模、超高压、交直流混合、信息化、大数据化，这无疑对我国电网的调度和运行的精确性与实时性提出了挑战。然而近年来计算机科学逐渐得到广泛应用，计算机软件的性能也日新月异，使得电网运行中遭遇的相关问题得到了有效解决。目前，普通计算机已能妥善处理数万电网节点的潮流分析问题，令最优潮流、状态估计、暂态稳定分析以及动态(静态)安全分析的全网在线应用走上舞台。在电力系统中，电网络拓扑分析是其余各个高级应用的地梁，因此，电网拓扑的实时性与准确性的表现变得至关重要，直接影响了系统运行与调度的稳定性，以及系统安全监测的可靠性。

为对初始电网的复杂物理模型进行简化，各学者运用抽象概念，对电网中的各元件进行标识，利用只包含节点和边的模型去替代初始的大规模复杂电网，建立关联表以描述电网节点之间的连接关系。电网拓扑分析算法利用电网中各电气元件的分布信息，抽象得到进行拓扑分析时所采用的相关联的物理节点，通过对各物理节点之间的实际连通关系进行分析，将诸多相互间具有连通关系的物理节点合并成为拓扑岛，以便于电网在线分析应用进行下一步处理。电网拓扑分析主要涉及到两个步骤，第一步，母线拓扑分析，即将具有连通关系的物理节点，合并为抽象的母线；第二步，拓扑岛分析，即在经母线拓扑分析得到的母线集的基础上，将所有具有电气联系的母线合并为拓扑岛。

传统电网拓扑分析方法主要分为树状搜索法与邻接矩阵法。树状搜索法作为现今为止网络拓扑分析中受到最为广泛的应用的一种拓扑分析方法，其基于电子计算机的卓越计算性能，可做到对所有的可能情况进行穷举推演，从而得到相关问题的解法。树状搜索法的搜索过程实际上来说，是根据问题的初始条件以及扩展规则去建立一棵解答树，从而搜寻符合目标状态的物理节点的遍历过程。树状搜索法主要分为深度优先搜索方法(depthfirst search，DFS)以及广度优先搜索方法(breadth first search，BFS)两种。当选用邻接矩阵法且面向中大型规模电网时，随着电气网络规模的扩张，由于其自身数据结构的特性，邻接矩阵法的计算效率不可避免地呈指数降低。因此，目前而言在电网拓扑分析中使用最广泛的莫过于广度优先搜索法，其采用索引表以代替关联矩阵去表示电网结构，通过搜索支路时标记相关节点，从而大量减少了对相邻节点的重复搜索，提高了效率。

然而，传统广度优先搜索法所建立的描述节点间邻接关系的数组中每行的首节点后所存储的邻接节点信息涵盖了所有与首节点具有一级连通关系的物理节点的相关信息，尽管使用节点标记法可在拓扑分析的过程中对搜索到的节点进行标记，从而告知计算机该节点已与其他节点形成完整的连通关系，避免计算机对该节点的邻接节点进行无必要的广度优先遍历，进一步降低了时间开销。然而，传统方法要求描述各节点的邻接关系的数组应覆盖其所有邻接节点，从而导致如下情况难以避免。假设节点i与节点j具有邻接关系，且有i＜j，与i相邻的部分节点B_ij与j也相邻，由于B_ij已与i形成连通关系，在查找与j相邻的节点时，计算机仍需要判断B_ij是否已形成连通，这显然是无意义的，在电网规模较大时，无疑会造成较高的时间开销。此外，考虑到单元接线的封闭母线接线形式存在发电机出口直接接变压器的情况，两节点之间没有装设开关。因此，电网中存在部分物理节点，在母线分析过程中，这类物理节点不会与其余任何节点合并，传统节点优化编号方法未能考虑到这个问题，从而导致描述节点间邻接关系的数组的规模较大，会对搜索的效率产生一定影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种可有效减少传统广度优先搜索方法中对物理节点的重复遍历，进一步降低电网拓扑分析时间的电网拓扑分析方法及装置。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，一种电网拓扑分析方法，包括：

读取电网物理模型信息；

根据电网物理模型信息，将物理节点按照相邻开关元件的个数从多到少的排序进行节点优化编号；

根据与开关相邻的物理节点的优化编号结果，建立邻接矩阵；根据邻接矩阵的上三角一级连通信息建立抽象描述节点间邻接关系的数组；

根据所述数组，采用改进的广度优先搜索法对各物理节点进行母线拓扑分析；

按照拓扑节点出线数目从多至少的排序对母线拓扑分析得到的结果进行节点优化编号，并采用所述改进的广度优先搜索法进行拓扑岛分析，输出电网拓扑分析结果。

进一步地，所述电网物理模型信息，包括：当前物理节点名称，与当前物理节点具有一级连通关系的下一物理节点名称，两物理节点间的变压器变比或开关元件开合状态，当前物理节点的电压等级，与当前物理节点具有一级连通关系的下一物理节点所处的电压等级。

进一步地，所述数组的第一列存储排序后各个物理节点的编号，各行的首节点后仅存储节点编号大于自身编号的邻接节点的信息。

进一步地，所述数组采用Vector数组，所述采用改进的广度优先搜索法对各物理节点进行母线拓扑分析，包括：

步骤S1，将数组V的行数记为m，令i＝0，i表示V的行索引；

步骤S2，将V中索引值为i的行取出，存入临时数组bus中，令jump＝1，jump表示bus中节点位置的索引，bus的长度记为len，p表示jump在bus中所指向的节点在V中对应位置的行索引，p＝bus[jump]-1；

步骤S3，判断V中p所指向位置的首节点存储的节点编号V[p][0]是否等于bus[jump]，若V[p][0]＝bus[jump]，对V[p][0]进行标记，使得V[p][0]＝bus[0]；之后，将该位置的其余节点取出，并依次判断各节点是否已在bus中，若不在，则按照顺序插入bus的尾部；最后，更新len的大小，使jump＝jump+1，并转入步骤S4；

步骤S4，若jump＜len，转入步骤S3；否则，将bus压入母线集Bus中的首个空行，令i＝i+1，若i＜m，则转入步骤S2，否则，退出循环。

进一步地，所述步骤S3，还包括：

若V[p][0]≠bus[jump]，比较V[p][0]和bus[0]的大小，若V[p][0]＞bus[0]，查找Bus中V[p][0]作为首节点所在的位置，并将该位置的全部节点取出，用nextbus存储节点信息，然后，清空该位置；之后，将nextbus中的全部节点在V中所对应位置的首节点更新为bus[0]；之后，将bus[jump]后的节点从bus中取出，记为next；将bus[jump]前的节点和nextbus进行前后合并，赋值给bus；之后，依次判断next中的节点是否存在于nextbus中，若不存在则按照顺序插入bus的尾部；最后，对len和jump的值进行更新，转入步骤S4。

进一步地，所述步骤S3，还包括：

若V[p][0]＜bus[0]，查找Bus中是否存在首节点的编号等于bus[0]，若存在，则将对应的位置清空；之后，将bus中bus[jump]前的全部节点在V中所对应位置的首节点更新为V[p][0]；之后，查找Bus中首节点为V[p][0]的位置，其行索引记为r，将该位置所有节点取出，记为prebus；之后，将bus[jump]后的节点从bus中取出，记为next；将bus[jump]前的节点赋值为bus；之后，判断next中的节点是否存在于prebus中，若存在则将其剔除，若不存在则将其保留；然后将prebus插入到bus头部，将next插入bus的尾部；最后，对len和jump的值进行更新，清空Bus[r]，转入步骤S4。

进一步地，所述步骤S3，还包括：

若V[p][0]＝bus[0]，对len和jump的值进行更新，转入步骤S4。

另一方面，一种电网拓扑分析装置，包括：

读取模块，用于读取电网物理模型信息；

节点编号模块，用于根据电网物理模型信息，将物理节点按照相邻开关元件的个数从多到少的排序进行节点优化编号；

数组建立模块，用于根据与开关相邻的物理节点的优化编号结果，建立邻接矩阵；根据邻接矩阵的上三角一级连通信息建立抽象描述节点间邻接关系的数组；

母线拓扑分析模块，用于根据所述数组，采用改进的广度优先搜索法对各物理节点进行母线拓扑分析；拓扑岛分析模块，用于按照拓扑节点出线数目从多至少的排序对母线拓扑分析得到的结果进行节点优化编号，并采用所述广度优先搜索法进行拓扑岛分析，输出电网拓扑分析结果。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明公开了一种与开关相邻的节点优先参与编号的节点优化编号方式，采用该方法可以在母线分析过程之前先提取出孤立节点，使之作为独立母线，采用该方法可以有效降低抽象描述节点间邻接关系的数组的大小；

2、本发明利用邻接矩阵是实对称矩阵的特点，基于邻接矩阵上三角一级连通信息建立了抽象描述节点间邻接关系的数组，与传统描述方法不同，该类数组中各行的首节点后仅存储节点编号大于自身的邻接节点的信息，采用该方法可有效减少对重复物理节点的遍历，节省了搜索时间，降低了计算量，从而提高拓扑分析的效率；

3、本发明基于所述抽象描述节点间邻接关系的数组的特征，提出了一种改进广度优先搜索法，经实例测试，在大规模电网下，与传统广度优先搜索法相比，采用该方法可以取得20％左右的加速效果，有效降低了电网拓扑分析的时间。

附图说明

图1为本发明方法流程图；

图2为某典型IEEE配电网基础结构；

图3为本发明方法下，根据图2所对应的配电网模型建立的抽象描述节点间邻接关系的数组的示意图；

图4为符合本发明优选改进广度优先搜索法的物理节点算例；

图5(a)至图5(l)为符合本发明优选改进广度优先搜索法的在图4所示算例下的母线分析过程步骤step1-step12示意图；

图6为符合本发明优选改进广度优先搜索法的在图2所示17节点电力系统下的母线分析结果；

图7为符合本发明优选改进广度优先搜索法的在图6所示母线分析后，按照节点出线数从大到小编号的结果示意图；

图8为符合本发明优选改进广度优先搜索法的在图2所示17节点电力系统下的拓扑岛分析结果；

图9为本发明装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例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。

如图1所示，一种电网拓扑分析方法，包括如下步骤：

步骤1，读取电网物理模型信息；

其中，电网的物理模型信息，包括：当前物理节点名称，与当前物理节点具有一级连通关系的下一物理节点名称，两物理节点间的变压器变比或开关元件开合状态，当前物理节点的电压等级，与当前物理节点具有一级连通关系的下一物理节点所处的电压等级。

步骤2，根据电网物理模型信息，将物理节点按照相邻开关元件的个数从多到少的排序进行节点优化编号；经过对电网结构的分析，在执行母线拓扑分析阶段前，将物理节点按照相邻开关元件的个数从多到少的排序进行节点优化编号，可提前识别独立母线，在一定程度上降低搜索范围。

如图2所示，实际的电力系统原始数据中，物理节点并未按照一定的顺序进行编号，而是通过字符串的形式对物理节点进行标注，例如：100122321或A123BC001。此类用字符串标注的节点无法直接用于电网络拓扑分析，需要将初始物理节点进行一一对应的重新编号，并将编号从小到大顺序排序。使用节点编号优化技术可为拓扑分析提供条件且不会改变电网络原始的拓扑结构。

具体地，根据电网物理模型信息，在按照相邻开关元件的个数从多到少进行排序的前提下，将与开关直接相邻的物理节点优先参与节点优化编号。

其中，若两物理节点间存在开关元件，则表明这两个物理节点均与开关直接相邻。若某个物理节点周围不存在任何开关元件，那么其实际上属于孤立节点，这类节点在进行母线分析时可直接视作独立母线，例如图2中的A10020与A10025节点。

对图2所示的17节点电力系统进行物理节点优化编号结果如表1所示。

表1

步骤3，根据与开关直接相邻的物理节点的优化编号结果，建立邻接矩阵；根据邻接矩阵的上三角一级连通信息建立抽象描述节点间邻接关系的数组；

邻接矩阵是实对称矩阵，可通过其上三角矩阵中所表示的一级连通信息推导出全部物理节点之间的连通关系。

上述数组采用Vector数组的形式存储。所述数组的第一列存储排序后各个物理节点的编号，各行的首节点后仅存储节点编号大于自身编号的邻接节点的信息。这些信息均可由上三角矩阵获取。图2中所对应的邻接关系可由图3中的数组抽象表达。本发明中对邻接关系的描述更加简洁，删减了诸多重复节点，有效降低了用于描述邻接关系的数组的大小。

步骤4，根据所述数组，采用改进的广度优先搜索法对各物理节点进行母线拓扑分析；

由于本发明建立的抽象表示各节点间邻接关系的数组中各行的首节点后仅存储编号大于自身的邻接节点的信息，而传统广度优先搜索法要求在遍历邻接表的各行信息时，各行的首节点后存储所有与表首节点相邻的邻接节点的信息，若采用传统广度优先搜索法，则会得到错误的拓扑分析结果。因此，针对此类邻接信息表达方法，需要设计新的算法以保证拓扑分析的准确性。本发明提出了一种改进广度优先搜索法，进行母线分析。

为更清晰的表示改进广度优先搜索法中各个步骤的含义，设计如图4所示的算例，该算例所对应的算法求解过程如图5(a)至图5(l)所示。结合图5(a)至图5(l)所示，改进广度优先搜索法的具体步骤如下：

步骤41，记图4中的数组为V。计算得到V的行数，记为m。令i＝0，i表示V的行索引，转入步骤42；

步骤42，将V中索引值为i的行取出，存入临时数组bus中，令jump＝1，jump表示bus中节点位置的索引，bus的长度记为len，p表示jump在bus中所指向的节点在V中对应位置的行索引，p＝bus[jump]-1，转入步骤43；

步骤43，判断V中p所指向位置的首节点中存储的节点编号V[p][0]是否等于bus[jump]：

若V[p][0]＝bus[jump]，对V[p][0]进行标记，使得V[p][0]＝bus[0]；之后，将该位置的其余节点取出，并依次判断各节点是否已在bus中，若不在，则按照顺序插入bus的尾部；最后，更新len的大小，使jump＝jump+1，并转入步骤S44；

若V[p][0]≠bus[jump]，比较V[p][0]和bus[0]的大小：

若V[p][0]＞bus[0]，查找Bus中V[p][0]作为首节点所在的位置，并将该位置的全部节点取出，用nextbus存储节点信息，然后，清空该位置；之后，将nextbus中的全部节点在V中所对应位置的首节点更新为bus[0]；之后，将bus[jump]后的节点从bus中取出，记为next；将bus[jump]前的节点和nextbus进行前后合并，赋值给bus；之后，依次判断next中的节点是否存在于nextbus中，若不存在则按照顺序插入bus的尾部；最后，对len和jump的值进行更新，转入步骤S44；

若V[p][0]＜bus[0]，查找Bus中是否存在首节点的编号等于bus[0]，若存在，则将对应的位置清空；之后，将bus中bus[jump]前的全部节点在V中所对应位置的首节点更新为V[p][0]；之后，查找Bus中首节点为V[p][0]的位置，其行索引记为r，将该位置所有节点取出，记为prebus；之后，将bus[jump]后的节点从bus中取出，记为next；将bus[jump]前的节点赋值为bus；之后，判断next中的节点是否存在于prebus中，若存在则将其剔除，若不存在则将其保留；然后将prebus插入到bus头部，将next插入bus的尾部；最后，对len和jump的值进行更新，清空Bus[r]，转入步骤S44；

若V[p][0]＝bus[0]，对len和jump的值进行更新，转入步骤S44；

步骤S44，若jump＜len，转入步骤S43；否则，将bus压入母线集Bus中的首个空行，令i＝i+1，若i＜m，则转入步骤S42，否则，退出循环，算法执行完毕。

现有技术对描述邻接关系的数组的完整度要求较高，而本发明所提改进广度优先搜索方法可在简化后的用于描述邻接关系的数组的基础上，通过节点标记法，使得当前搜索的节点与已形成连通关系的节点产生联系，从而快速准确地实现全网的拓扑分析。

本发明的改进广度优先搜索法注意到了如下问题：

(1)若当前遍历的母线bus中出现了被标记的节点时，需要根据bus[0]与V[p][0]的大小关系确定与另一条母线的合并方案；

(2)在进行母线合并操作时，需要及时清空母线集Bus中对应位置的信息，避免出现重复结果；

(3)由于Vector容器的特性，对某行进行清空操作后，该行元素会以空元素的形式填充，因此，在向母线集Bus添加母线时，需要优先向空行添加，防止母线集Bus的行数出现不必要的溢出。

采用上述改进广度优先搜索法，对图2中17节点电力系统的母线分析结果如图6所示。

步骤5，按照拓扑节点出线数目从多至少的排序对母线拓扑分析得到的结果进行节点优化编号，并采用所述广度优先搜索法进行拓扑岛分析，输出电网拓扑分析结果。

图6为采用上述改进广度优先搜索法对图2中17节点电力系统的母线分析结果。在母线分析结束后，按照节点出线数目从多至少的排序对拓扑节点进行节点优化编号，节点优化编号结果如图7所示。

其中，物理节点出线数目即为某一物理节点与多少个物理节点具有一级连通关系。例如图2中物理节点A10012与A10013、A10014两个物理节点均具有一级连通关系，物理节点出线数为2。

在图7所示基础上，将拓扑节点之间的变压器视为闭合开关，继续采用本发明的改进广度优先搜索法将存在电气联系的所有母线合并为拓扑岛，拓扑岛分析结果图8所示。

下面给出具体实施例，采用本发明方法在三种不同规模的电网下进行母线分析与拓扑岛分析，记录实际运行时间，并与传统方法进行对比测试。

测试电网模型为网调级别电网，电网规模分别为2000节点、10000节点、25000节点。

测试平台软硬件配置如下表所示：

表2

测试结果如表3-表6所示：

表3

表4

表5

表6

由上述比较结果可知，本发明提出的电网拓扑分析方法与传统方法相比，在大规模电网的背景下取得了较为显著的拓扑分析加速效果。

由表3至表5可以发现，尽管采用与开关相邻的节点优先参与编号的方法，降低了抽象描述邻接关系的数组的大小，由于采用了节点标记法，传统广度优先搜索法对行的遍历次数是确定的，其值等于数组的行数，即使采用常规的编号方式，也不过是增加了一些对独立母线的搜索次数，这种时间开销几乎可以忽略不计。本发明方法虽然在一定程度上减少了对重复元素的遍历次数，但是对抽象描述邻接关系的数组中的第一列存在着较多的标记与替换操作，在两种常规编号方式下，在遍历过程中母线集会存储大量的独立母线，这些独立母线的存在使得在母线集中寻找对应元素位置的效率大幅度降低。而在采用本发明的节点优化编号方法时，避免了大量独立母线在母线集中对空间的占用，因此，本发明的改进广度优先搜索法的运行效率也得到了较大的提升。

如附图9所示，本发明还提供了一种电网拓扑分析装置，包括：

读取模块，用于读取电网物理模型信息；

节点编号模块，用于根据电网物理模型信息，将物理节点按照相邻开关元件的个数从多到少的排序进行节点优化编号；

数组建立模块，用于根据与开关直接相邻的物理节点的优化编号结果，建立邻接矩阵；根据邻接矩阵的上三角一级连通信息建立抽象描述节点间邻接关系的数组；

母线拓扑分析模块，用于根据所述数组，采用改进的广度优先搜索法对各物理节点进行母线拓扑分析；

拓扑岛分析模块，用于按照拓扑节点出线数目从多至少的排序对母线拓扑分析得到的结果进行节点优化编号，并采用所述广度优先搜索法进行拓扑岛分析，输出电网拓扑分析结果。

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。

以上已以较佳实施例公布了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采取等同替换或等效变换的方案所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种电网拓扑分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

读取电网物理模型信息；

根据电网物理模型信息，将电网物理模型信息中的物理节点按照相邻开关元件的个数从多到少的排序进行节点优化编号；

根据与开关相邻的物理节点的优化编号结果，建立邻接矩阵；根据邻接矩阵的上三角一级连通信息建立抽象描述节点间邻接关系的数组；

根据所述数组，采用改进的广度优先搜索法对各物理节点进行母线拓扑分析；所述数组的第一列存储排序后各个物理节点的编号，各行的首节点后仅存储节点编号大于自身编号的邻接节点的信息；

所述数组采用Vector数组，所述采用改进的广度优先搜索法对各物理节点进行母线拓扑分析，包括：

步骤S1，将数组V的行数记为m，令i＝0，i表示V的行索引；

步骤S2，将V中索引值为i的行取出，存入临时数组bus中，令jump＝1，jump表示bus中节点位置的索引，bus的长度记为len，p表示jump在bus中所指向的节点在V中对应位置的行索引，p＝bus[jump]-1；

步骤S3，判断V中p所指向位置的首节点存储的节点编号V[p][0]是否等于bus[jump]，若V[p][0]＝bus[jump]，对V[p][0]进行标记，使得V[p][0]＝bus[0]；之后，将该位置的其余节点取出，并依次判断各节点是否已在bus中，若不在，则按照顺序插入bus的尾部；最后，更新len的大小，使jump＝jump+1，并转入步骤S4；

步骤S4，若jump＜len，转入步骤S3；否则，将bus压入母线集Bus中的首个空行，令i＝i+1，若i＜m，则转入步骤S2，否则，退出循环；

所述步骤S3，还包括：

若V[p][0]≠bus[jump]，比较V[p][0]和bus[0]的大小，若V[p][0]＞bus[0]，查找Bus中V[p][0]作为首节点所在的位置，并将该位置的全部节点取出，用nextbus存储节点信息，然后，清空该位置；之后，将nextbus中的全部节点在V中所对应位置的首节点更新为bus[0]；之后，将bus[jump]后的节点从bus中取出，记为next；将bus[jump]前的节点和nextbus进行前后合并，赋值给bus；之后，依次判断next中的节点是否存在于nextbus中，若不存在则按照顺序插入bus的尾部；最后，对len和jump的值进行更新，转入步骤S4；

步骤S3，还包括：

若V[p][0]＜bus[0]，查找Bus中是否存在首节点的编号等于bus[0]，若存在，则将对应的位置清空；之后，将bus中bus[jump]前的全部节点在V中所对应位置的首节点更新为V[p][0]；之后，查找Bus中首节点为V[p][0]的位置，其行索引记为r，将该位置所有节点取出，记为prebus；之后，将bus[jump]后的节点从bus中取出，记为next；将bus[jump]前的节点赋值为bus；之后，判断next中的节点是否存在于prebus中，若存在则将其剔除，若不存在则将其保留；然后将prebus插入到bus头部，将next插入bus的尾部；最后，对len和jump的值进行更新，清空Bus[r]，转入步骤S4；

所述步骤S3，还包括：

若V[p][0]＝bus[0]，对len和jump的值进行更新，转入步骤S4；

按照拓扑节点出线数目从多至少的排序对母线拓扑分析得到的结果进行节点优化编号，并采用所述改进的广度优先搜索法进行拓扑岛分析，输出电网拓扑分析结果。

2.根据权利要求1所述的一种电网拓扑分析方法，其特征在于，所述电网物理模型信息，包括：当前物理节点名称，与当前物理节点具有一级连通关系的下一物理节点名称，两物理节点间的变压器变比或开关元件开合状态，当前物理节点的电压等级，与当前物理节点具有一级连通关系的下一物理节点所处的电压等级。

3.一种电网拓扑分析装置，其特征在于，包括：

读取模块，用于读取电网物理模型信息；

节点编号模块，用于根据电网物理模型信息，将物理节点按照相邻开关元件的个数从多到少的排序进行节点优化编号；

数组建立模块，用于根据与开关相邻的物理节点的优化编号结果，建立邻接矩阵；根据邻接矩阵的上三角一级连通信息建立抽象描述节点间邻接关系的数组；

母线拓扑分析模块，用于根据所述数组，采用改进的广度优先搜索法对各物理节点进行母线拓扑分析；所述数组的第一列存储排序后各个物理节点的编号，各行的首节点后仅存储节点编号大于自身编号的邻接节点的信息；

所述数组采用Vector数组，所述采用改进的广度优先搜索法对各物理节点进行母线拓扑分析，包括：

步骤S1，将数组V的行数记为m，令i＝0，i表示V的行索引；

步骤S2，将V中索引值为i的行取出，存入临时数组bus中，令jump＝1，jump表示bus中节点位置的索引，bus的长度记为len，p表示jump在bus中所指向的节点在V中对应位置的行索引，p＝bus[jump]-1；

步骤S3，判断V中p所指向位置的首节点存储的节点编号V[p][0]是否等于bus[jump]，若V[p][0]＝bus[jump]，对V[p][0]进行标记，使得V[p][0]＝bus[0]；之后，将该位置的其余节点取出，并依次判断各节点是否已在bus中，若不在，则按照顺序插入bus的尾部；最后，更新len的大小，使jump＝jump+1，并转入步骤S4；

步骤S4，若jump＜len，转入步骤S3；否则，将bus压入母线集Bus中的首个空行，令i＝i+1，若i＜m，则转入步骤S2，否则，退出循环；

所述步骤S3，还包括：

若V[p][0]≠bus[jump]，比较V[p][0]和bus[0]的大小，若V[p][0]＞bus[0]，查找Bus中V[p][0]作为首节点所在的位置，并将该位置的全部节点取出，用nextbus存储节点信息，然后，清空该位置；之后，将nextbus中的全部节点在V中所对应位置的首节点更新为bus[0]；之后，将bus[jump]后的节点从bus中取出，记为next；将bus[jump]前的节点和nextbus进行前后合并，赋值给bus；之后，依次判断next中的节点是否存在于nextbus中，若不存在则按照顺序插入bus的尾部；最后，对len和jump的值进行更新，转入步骤S4；

步骤S3，还包括：

若V[p][0]＜bus[0]，查找Bus中是否存在首节点的编号等于bus[0]，若存在，则将对应的位置清空；之后，将bus中bus[jump]前的全部节点在V中所对应位置的首节点更新为V[p][0]；之后，查找Bus中首节点为V[p][0]的位置，其行索引记为r，将该位置所有节点取出，记为prebus；之后，将bus[jump]后的节点从bus中取出，记为next；将bus[jump]前的节点赋值为bus；之后，判断next中的节点是否存在于prebus中，若存在则将其剔除，若不存在则将其保留；然后将prebus插入到bus头部，将next插入bus的尾部；最后，对len和jump的值进行更新，清空Bus[r]，转入步骤S4；

所述步骤S3，还包括：

若V[p][0]＝bus[0]，对len和jump的值进行更新，转入步骤S4；

拓扑岛分析模块，用于按照拓扑节点出线数目从多至少的排序对母线拓扑分析得到的结果进行节点优化编号，并采用所述广度优先搜索法进行拓扑岛分析，输出电网拓扑分析结果。

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