CN118157330A - 基于图计算的配电网全景动态拓扑监测控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电网监测控制技术领域，具体包括基于图计算的配电网全景动态拓扑监测控制方法及系统，包括：数字孪生电网模型提取拓扑结构，映射虚拟节点与监测点，模拟节点操作分类并实时同步数据，生成启停等级，实时同步实测数据，图计算更新虚拟拓扑和通信关联系数，依配电任务调整节点等级、验证任务可行性并预警异常，解决了难以快速定位故障点并隔离故障区域的技术问题，实现了构建与实体电网对应的数字孪生模型，准确反映电网节点状态，采用灵活启停控制的方式准确快速定位故障点，同时，利用图计算算法动态更新虚拟拓扑结构，并结合通信关联系数评估潜在风险，及时发出预警，确保了配电任务执行的可行性和稳定性的技术效果。

Description

基于图计算的配电网全景动态拓扑监测控制方法及系统

技术领域

本发明涉及电网监测控制相关技术领域，具体涉及基于图计算的配电网全景动态拓扑监测控制方法及系统。

背景技术

随着分布式能源、微电网、电动汽车等新型负荷的接入，配电网的复杂性急剧增加，对配电网状态感知、故障定位、资源调度等方面提出了更高的要求，常见的，通过在各个节点（如开关站、变压器、线路连接点等）安装实时监测设备，基于通信网络将实时更新监测数据，并结合GIS地理信息系统呈现，但在实际实施过程发现，分布式能源、微电网、电动汽车等新型负荷的接入增加了电网运行的不确定性，需要较长的时间才能识别出新的拓扑结构并完成重构，从而导致无法实时完成定位故障点并隔离故障区域。

综上所述，现有技术中存在的难以快速定位故障点并隔离故障区域的技术问题。

发明内容

本申请通过提供了基于图计算的配电网全景动态拓扑监测控制方法及系统，旨在解决现有技术中的难以快速定位故障点并隔离故障区域的技术问题。

鉴于上述问题，实现本申请的技术方案是：

本申请一方面，提供了基于图计算的配电网全景动态拓扑监测控制方法，其中，所述方法包括：建立配电网的配电通信，并根据配电通信结果建立数字孪生模型，在所述数字孪生模型中提取配电网拓扑结构，并建立虚拟配电网拓扑节点与配电监测点的数字通信；

在所述数字孪生模型中执行虚拟配电网拓扑节点的启停分类，根据启停分类结果生成启停基础等级，并通过数字通信实时获取配电监测点的传输数据，通过图计算实时更新由虚拟配电网拓扑节点构建的拓扑图；

读取配电网的实时配电任务，并以所述实时配电任务进行所述启停基础等级更新，生成虚拟配电网拓扑节点的通信状态关联系数；

以所述拓扑图执行所述实时配电任务的任务验证，并通过所述通信状态关联系数生成节点预警；

根据任务验证结果和节点预警在数字孪生模型进行关联任务的预警显示，并报出运行异常。

本申请另一方面，提供了基于图计算的配电网全景动态拓扑监测控制系统，其中，所述系统包括：通信建立模块，用于建立配电网的配电通信，并根据配电通信结果建立数字孪生模型，在所述数字孪生模型中提取配电网拓扑结构，并建立虚拟配电网拓扑节点与配电监测点的数字通信；

实时更新模块，用于在所述数字孪生模型中执行虚拟配电网拓扑节点的启停分类，根据启停分类结果生成启停基础等级，并通过数字通信实时获取配电监测点的传输数据，通过图计算实时更新由虚拟配电网拓扑节点构建的拓扑图；

任务读取模块，用于读取配电网的实时配电任务，并以所述实时配电任务进行所述启停基础等级更新，生成虚拟配电网拓扑节点的通信状态关联系数；

任务验证模块，用于以所述拓扑图执行所述实时配电任务的任务验证，并通过所述通信状态关联系数生成节点预警；

预警显示模块，用于根据任务验证结果和节点预警在数字孪生模型进行关联任务的预警显示，并报出运行异常。

综上，本申请中提供的一个或多个技术方案，实现了构建与实体电网对应的数字孪生模型，准确反映电网节点状态，采用灵活启停控制的方式准确快速定位故障点，同时，利用图计算算法动态更新虚拟拓扑结构，并结合通信关联系数评估潜在风险，及时发出预警，确保了配电任务执行的可行性和稳定性的技术效果。

附图说明

图1为本申请提供了基于图计算的配电网全景动态拓扑监测控制方法可能的流程示意图；

图2为本申请提供了基于图计算的配电网全景动态拓扑监测控制方法中任务执行寻优可能的流程示意图；

图3为本申请提供了基于图计算的配电网全景动态拓扑监测控制系统可能的结构示意图。

附图标记说明：通信建立模块M100，实时更新模块M200，任务读取模块M300，任务验证模块M400，预警显示模块M500。

具体实施方式

实施例一

下面结合附图对本申请进行具体描述，如图1所示，本申请提供了基于图计算的配电网全景动态拓扑监测控制方法，其中，所述方法包括：

Step-1：建立配电网的配电通信，并根据配电通信结果建立数字孪生模型，在所述数字孪生模型中提取配电网拓扑结构，并建立虚拟配电网拓扑节点与配电监测点的数字通信；

Step-2：在所述数字孪生模型中执行虚拟配电网拓扑节点的启停分类，根据启停分类结果生成启停基础等级，并通过数字通信实时获取配电监测点的传输数据，通过图计算实时更新由虚拟配电网拓扑节点构建的拓扑图；

一般的，实时收集电网运行参数、设备状态信息和网络拓扑变化信号；运用光纤通信、无线通信（如光纤、无线通信技术如GPRS/LTE/5G专网、电力线载波通信等）、电力线载波通信等技术，将各配电监测点的数据实时传输至数据中心。上述常规监测方式尽管可以通过实时监测设备收集大量数据，并借助GIS系统展示空间分布信息，但当电网发生拓扑结构变化时，例如因设备故障、检修或新增负荷接入引起的结构重组，往往存在滞后效应，即从数据采集、处理到拓扑识别与重构的过程无法实时完成。

基于此，本申请包括：构建数字孪生电网模型，精确提取并呈现电网的实际拓扑结构；将虚拟节点与配电监测点进行一一映射，实现状态实时同步；在孪生模型中模拟各类节点操作，根据实测数据动态生成节点的启停等级；利用图计算实时更新虚拟电网拓扑，并计算通信关联系数，反映网络间的交互影响；根据配电任务需求动态调整各节点等级，运用图计算验证任务执行的可行性；当检测到可能的风险或异常时，依据通信关联系数和节点状态迅速生成预警信号，有效定位故障点并隔离故障区域；成功解决了电网拓扑重构耗时长的问题，实现了对电网状态的实时、精准监控以及灵活快速的故障响应，确保配电任务的安全执行。

具体的，在配电网内部部署和配置通信网络，用于传输各个配电监测点的采集信息，包括电流、电压、功率、设备状态等信息；运用数字孪生技术创建数字孪生模型，所述数字孪生模型包含了电网的电气连接关系及电网中的各种电力设备拓扑结构；在数字孪生模型中，解析出配电网的拓扑结构，明确各节点之间的连通性关系，并且将数字孪生模型中的虚拟节点与实际中的配电监测点一一对应起来，形成通信连接映射，使得数字孪生模型能够真实反映出配电监测点的状态变化；

在孪生模型中模拟各类电网操作，如变电站、线路、变压器等设备的开启、关闭、故障切换等操作，根据实际需求对虚拟节点进行分类，例如按照供电优先级、负荷特性等因素确定每个节点的启停基础等级；利用数字通信技术，持续从配电监测点获取实时的运行数据，其中，运行数据包括电流、电压、温度、电场强度等运行状态信息，并将所采集到的数据实时反馈至数字孪生模型，使数字孪生模型中的虚拟节点的状态保持与电网中的各种电力设备一致（同步）；应用图计算算法（如最小二乘法、卡尔曼滤波等），结合接收到的实时的运行数据动态更新虚拟配电网拓扑图的状态，直观展现电网运行情况的变化。

Step-3：读取配电网的实时配电任务，并以所述实时配电任务进行所述启停基础等级更新，生成虚拟配电网拓扑节点的通信状态关联系数；

Step-4：以所述拓扑图执行所述实时配电任务的任务验证，并通过所述通信状态关联系数生成节点预警；

Step-5：根据任务验证结果和节点预警在数字孪生模型进行关联任务的预警显示，并报出运行异常。

读取当前的配电任务，比如某条馈线需要增容、某个区域需要调整供电策略等具体操作指令，根据新接收的实时配电任务，重新评估虚拟配电网拓扑节点的启停基础等级，例如考虑任务需求对现有设备的影响以及可能触发的连锁反应，调整后的启停基础等级将指导后续的操作顺序和优先级，进一步的，对每个虚拟配电网拓扑节点，基于新的启停基础等级和其他相关因素（如相邻节点的状态、负载水平、故障概率等），计算出通信状态关联系数，所述通信状态关联系数反映节点之间在执行配电任务时相互依赖和影响的程度。

使用数字孪生模型及其中的拓扑图，模拟执行所读取的实时配电任务，检验任务在当前电网状态下的可行性和安全性，其中包括检查是否会导致过载、断电、不稳定等问题；根据计算出的通信状态关联系数，如果发现有节点的关联系数超过阈值，即表明对应的节点在执行任务后可能面临风险，此时，将生成相应的预警信号，所述预警信号用于标记哪些节点可能会出现异常；数字孪生模型将预警信息与相关的配电任务关联起来，以可视化的方式展示预警位置，同时标注出受影响的其他节点和线路，生成运行异常报告，之后，将报出运行异常并传递给电力调度人员，以便后续运维管理。

进一步而言，所述以所述拓扑图执行所述实时配电任务的任务验证，本申请方法包括：

基于虚拟配电网拓扑节点的监测数据执行实时配电任务的任务实现评价，根据实现程度生成第一任务验证结果；

对所述虚拟配电网拓扑节点进行稳态评价，基于稳态评价结果生成第二任务验证结果；

以所述实时配电任务进行配电网拓扑结构下的任务执行寻优，基于任务执行寻优结果和拓扑图进行寻优验证，生成第三任务验证结果；

根据所述第一任务验证结果、所述第二任务验证结果和所述第三任务验证结果完成任务验证。

收集并整合虚拟配电网拓扑节点的实时监测数据，所述实时监测数据包括但不限于电流、电压、功率、负荷变化率、设备状态；运用预设的评价指标体系，模拟在当前实际数据条件下执行实时配电任务，评估任务的初步实现情况，比如任务计划开始执行、执行进度、预期目标等，基于模拟执行的结果，生成第一任务验证结果，所述第一任务验证结果作为衡量任务初期执行效果的基础；

对虚拟配电网在执行实时配电任务后的新稳态进行建模分析，评估电网在新的运行状态下，各节点的稳定性、可靠性以及潜在的安全裕度等，进一步的，使用电力仿真软件，模拟长时间运行条件下的各种工况，判断电网在执行任务后是否能保持长期稳定运行，基于稳态分析的结果，生成第二任务验证结果，所述第二任务验证结果用于表征任务完成后电网整体稳态性能是否满足要求；

采用优化算法在配电网拓扑结构下寻找最优的任务执行方案，常见的，可以是优化开关操作序列、调整潮流分布、确定备用容量分配等，对比原定实时配电任务与优化后的任务执行路径和结果，通过拓扑图上的模拟运算验证优化方案的有效性和可行性；基于优化寻优的结果及其在实际拓扑结构上的验证情况，生成第三任务验证结果，所述第三任务验证结果用于确定是否有更优的任务执行策略。

进一步的，若第一任务验证结果、第二任务验证结果、第三任务验证结果均满足安全标准和效率要求，则认为实时配电任务验证成功，可以直接部署到实际的配电网中执行；否则，根据验证过程中发现的问题和潜在改进点，重新优化任务方案。

进一步而言，如图2所示，本申请方法包括：

以所述通信状态关联系数建立运行成本和设备连续运行损伤的平衡评价函数；

将所述实时配电任务作为任务需求，输入至存储有配电网拓扑结构的执行网络，建立满足所述任务需求的任务路径集；

以所述平衡评价函数进行所述任务路径集中路径评价，根据路径评价结果完成任务执行寻优。

结合通信状态关联系数来建立运行成本与设备连续运行损伤之间的平衡评价函数，并以此为基础进行实时配电任务执行寻优的详细逻辑执行，进一步的，还包括，分析和量化配电网设备在连续运行过程中的损伤程度，包括设备的寿命损耗、故障概率增加、维护成本等因素，所述通信状态关联系数反映了不同节点间的通信状况对整个配电网络任务执行效率、安全性及设备健康状态监控的重要性，计算每个设备对配电网整体的运行影响系数，建立一个运行成本与设备连续运行损伤的平衡评价函数，其中包含多个子项，如任务执行成本、设备折旧成本、维修成本、通信状态引起的额外风险成本等；

明确实时配电任务的具体需求，例如电能传输量、负载分配、供电可靠性要求等；利用已存储的配电网拓扑结构数据，在执行网络模型中根据任务需求规划可能的任务执行路径集合，其中，每一个路径代表一种从起点到终点（或多个目标节点）的电能流动或控制指令传输路径；确保每条路径都能够满足任务的基本电气约束条件和拓扑结构约束条件，形成多种可行的任务路径备选方案；

针对任务路径集中每一条路径，分别应用前述构建的平衡评价函数进行评价，计算出各条路径对应的综合成本和设备损伤预计值，进一步的，在评价过程中，需要结合通信状态关联系数动态地评估不同路径上设备的运行状态与任务执行时可能出现的风险和损失；记录下每条路径的评价结果，形成一个路径评价矩阵，以便于后续进行任务执行寻优；

基于路径评价结果，采用适当的优化算法（如遗传算法、模拟退火法、粒子群优化等）找到评价函数最优化的路径，即最小化运行成本同时尽可能减少设备连续运行损伤的路径，进一步的，在寻优过程中，不仅要关注单个路径本身的优劣，还要考虑到整个配电网系统的全局优化，确保选择的路径不会导致其他部分过载或其他安全隐患；根据寻优结果选择最佳任务执行路径，并将选择最佳任务执行路径作为实际执行建议提交给决策层，为最大程度地降低运行成本并保护设备免受过度磨损提供支持。

进一步而言，通过所述通信状态关联系数生成节点预警，本申请方法包括：

基于虚拟配电网拓扑节点的监测数据进行节点通信验证，所述节点通信验证包括节点通信数据负荷验证、节点通信数据稳态验证；

对所述节点通信验证进行归一化处理，并以所述通信状态关联系数进行归一化处理结果加权计算，根据计算结果生成节点预警。

获取虚拟配电网拓扑中各个节点的实时监测数据，各个节点的实时监测数据包括节点间通信数据负荷、通信信号质量、数据传输速率以及节点通信的稳定性等相关指标；对每个节点的通信负荷进行统计分析，判断是否超出正常工作范围或设计阈值，若负荷过高可能会导致通信拥堵或延迟，影响整个配电网的信息交换效率；检查节点通信数据的质量，例如频繁丢包、通信中断、数据错误率高等质量问题，质量问题表明对应的节点通信处于非稳态；

对节点通信负荷验证结果和通信数据稳态验证结果进行归一化处理，即将各种不同的测量指标转换成统一的尺度，便于比较和聚合分析，一般做法是将原始数值映射到0-1之间，或根据实际情况定义合适的比例区间；对经过归一化处理后的节点通信负荷验证结果和通信数据稳态验证结果，对配电网稳定性和可靠性的相对重要性赋予相应的权重；采用通信状态关联系数作为加权因子，计算每个节点的综合通信状态得分，每个节点的综合通信状态得分综合了负荷情况和稳态性能两方面的信息。

设定预警阈值，当节点的综合通信状态得分低于预定阈值时，对应的节点被认为存在潜在的通信风险或者已经出现故障隐患；根据计算得到的综合通信状态得分，生成节点预警信息，包括预警等级（如轻微警告、严重警告）、预警原因（负荷过大、通信不稳定等）、涉及节点位置及建议的应对措施；

进一步的，还包括，将生成的节点预警信息发送至运维中心，以可视化的方式展示在监控界面；根据预警信息采取相应措施，比如优先排查高风险节点，调整通信资源分配，提前预防故障发生，全面确保配电网通信系统的高效稳定运行。

进一步而言，所述通过所述通信状态关联系数生成节点预警，本申请方法包括：

建立虚拟配电网拓扑节点的节点故障数据库，并以节点故障数据库配置节点故障检出网络；

以所述节点故障检出网络进行对应虚拟配电网拓扑节点的故障实时监测；

获取实时故障检测结果，并根据实时拓扑图和实时故障检测结果生成区域故障隔离，根据所述区域故障隔离和实时故障检测结果和所述通信状态关联系数生成节点预警。

收集历史故障案例和相关信息，包括节点故障类型、故障持续时间、故障影响范围等，构建虚拟配电网拓扑节点的节点故障数据库；基于节点故障数据库，设计并配置节点故障检出网络；所述节点故障检出网络是一种基于机器学习模型的故障诊断系统（如支持向量机、决策树、随机森林、深度神经网络等），结合拓扑结构特征、设备参数以及通信状态等因素，模拟和预测可能出现的故障模式；运用节点故障检出网络对虚拟配电网中的每个拓扑节点进行实时状态监测，包括电压波动、电流异常、通信异常等各类故障现象；持续更新故障检出网络的数据输入，及时捕捉到最新的节点状态变化，以便准确识别潜在的故障迹象；

进一步的，所述节点故障检出网络使用历史故障数据集（连续不断地收集电网节点上的电流、电压、频率、谐波、温度、振动等多维度的运行参数；对原始数据进行清洗、归一化等预处理工作，使得数据适合于机器学习模型的训练）作为训练样本，通过迭代训练使模型学习正常状态与各类故障状态之间的内在规律，从而具备准确识别故障的能力，在得到节点故障检出网络之后，根据学习到的知识对当前节点状态进行判断。若模型输出结果显示节点处于非正常状态或者出现故障迹象，则触发预警机制；

根据实时拓扑图和实时故障检测结果，快速定位发生故障的节点及其所在区域；实施区域故障隔离策略，切断或隔离疑似故障节点及其关联路径，防止故障蔓延，同时保护未受影响部分的稳定运行；计算节点间的通信状态关联系数，所述通信状态关联系数反映了各节点通信状况对整体电网稳定性和故障扩散可能性的影响程度；结合实时故障检测结果和已知的区域故障隔离情况，使用通信状态关联系数来评估特定节点故障对全局通信网络和电力供应安全的风险级别；

通过对通信状态关联系数、实时故障检测结果和区域故障隔离状态的综合分析，生成针对各个节点的预警信号，预警信号包含节点故障的可能性、严重程度、预期影响范围以及建议的紧急响应措施，采用先进的数据分析技术和有效的通信状态评价机制，有效提高虚拟配电网的运行安全性与可靠性。

进一步而言，本申请方法还包括：

将所述实时故障检测结果进行故障累计，并根据累计结果建立节点故障敏感映射，所述节点故障敏感映射为故障诱因和故障结果的映射集合，且所述节点故障敏感映射设定有敏感因子；

通过所述节点故障敏感映射进行虚拟配电网拓扑节点的敏感触发监督，根据敏感触发监督结果生成预测预警，通过所述预测预警进行任务执行提示。

实时收集和记录每一个虚拟配电网拓扑节点的故障检测数据，包括故障发生的频率、持续时间、影响范围等关键指标；对故障检测数据进行累积统计，形成每个节点的故障累计记录表，用于后续的故障敏感性分析；依据故障累计结果，分析不同故障诱因（如过载、短路、设备老化、环境因素等）与故障结果（如停电、电压跌落、通信中断等）之间的关系，构建节点故障因果映射，进一步的，引入敏感因子，即给每个节点分配一个基于故障历史、拓扑位置、设备重要性等因素确定的权重值，以反映该节点对于特定故障诱因的敏感度；之后，形成节点故障敏感映射集合，其中，所述节点故障敏感映射集合包含了每个节点与各种故障诱因和预期后果之间的关系及对应的敏感度；

利用构建好的节点故障敏感映射，实时监控每个节点的当前状态，当监测到可能导致故障的诱因时，依据敏感映射判断可能产生的故障结果；在出现高度敏感的故障诱因组合时，启动针对性的敏感触发监督程序，通过对比实时监测数据与敏感映射中的阈值，判断是否发出预警；根据敏感触发监督的结果，自动计算未来一段时间内，特定节点由于现有条件而可能发生故障的概率；将高概率故障事件转化为预测预警信息，所述预测预警信息包括预计故障节点、可能的故障原因、预计发生时间及影响范围等要素；

将预测预警信息发送至运维管理系统，根据预警级别和优先级生成相应任务列表；向运维人员推送相关任务执行提示，指示提前采取预防措施，例如预调度检修计划、调整电网负荷分布、更换存在隐患的设备等，通过对虚拟配电网拓扑节点的故障敏感性分析，指导电网的预警预测和任务调度，从而增强系统的预见性维护能力，降低故障对电网运行的影响。

进一步而言，本申请方法包括：

设置虚拟配电网拓扑节点的节点负荷阈值；

通过所述负荷阈值进行各个虚拟配电网拓扑节点的触发检测；

根据触发检测结果进行虚拟配电网拓扑节点的连通自适应调整。

针对虚拟配电网拓扑节点的负荷管理与自适应调整，具体包括：根据虚拟配电网各节点的供电能力和实际需求情况，结合设备额定容量、历史负荷数据、节点稳定性等因素，设定每个节点的负荷阈值，每个节点的负荷阈值包括正常运行负荷上限和下限，确保电网安全稳定运行；将设定的负荷阈值存储在数据库中，以便实时查询和比较；

实时获取各虚拟配电网拓扑节点的实际负荷数据，包括电流、电压、功率等参数；将实时负荷数据与预先设定的阈值进行比对，如果发现某个节点的负荷超过或低于阈值范围，则认为对应的节点触发了负荷异常事件；当节点负荷触发检测时，立即发出警报，并根据预先设定的策略进行初步调控，如尝试转移部分负荷、启动备用电源、优化潮流分布等操作，防止负荷不均衡导致的连锁故障；

根据触发检测结果和初步处理情况，启动连通性自适应调整算法，连通性自适应调整算法综合考虑整个配电网的连通性及资源优化配置，连通性自适应调整算法可以动态重构电网拓扑结构，比如隔离过载节点、重新规划配电路径、切换备用线路或设备接入，以保证其他节点不受影响，同时尽可能恢复受影响节点的服务；在调整过程中，还需实时评估新的拓扑结构下的电网稳定性，确保调整后的负荷分布符合所有节点的新阈值要求；

所述连通性自适应调整算法是一个针对特定应用场景（如虚拟配电网拓扑节点的负荷管理）而设计的算法，涉及图论、优化算法、控制系统理论等多个领域，例如，连通性自适应调整算法需要利用图论中的拓扑结构分析和优化技术来确定最佳的调整方案；同时，还需要结合控制系统理论来实现对电网的实时监控和调整，目的是在配电网发生负荷异常或其他事件时，通过动态调整电网的拓扑结构来保持电网的连通性和稳定性，综合考虑电网的当前状态、设备性能、负荷需求以及资源优化配置等因素，通过调整节点的连接关系、改变配电路径、切换备用线路或设备接入等手段，来实现电网的自适应调整，在实际应用中可能需要根据具体的电网结构、设备特性、负荷变化等因素进行定制化和优化。

具体的，应用示例一为负荷平衡与优化：当某个区域的负荷突然增加，超过了现有供电设备的负荷阈值时，连通性自适应调整算法会根据电网的拓扑结构和设备状态，动态调整线路负载，例如通过重新分配供电路径，将一部分负荷转移到其他仍有剩余容量的节点或区域，实现负荷均衡；应用示例二为分布式能源接入管理：在分布式能源（如风力、光伏等）大规模接入的场景下，由于新能源出力的不确定性，可能导致电网局部供需不平衡，连通性自适应调整算法可以适时调整电网结构，合理调度储能设备和传统电源，确保整个电网的稳定运行；应用示例三为微电网与主网协同运行：在微电网独立运行或与主网互联的情况下，连通性自适应调整算法可以协调微电网内部的资源分配，同时根据主网的需求和微电网自身的状态，调整微电网与主网的联络线功率流动，维持两者间的稳定连通；

在完成连通性自适应调整后，继续监控各节点的负荷情况，验证调整方案的有效性和安全性；根据电网运行的实际表现和反馈信息，适时更新节点负荷阈值，确保阈值设定始终与电网的运行状态和设备性能保持同步，实现对虚拟配电网拓扑节点的负荷有效管理，及时识别潜在问题，并作出相应的自适应调整，保障整个电网高效、稳定地运行。

综上所述，本申请实施例的有益效果是：

1．通过建立配电网的数字孪生模型，结合先进的通信技术和图计算算法，可以实现对配电网的全景动态监测，实时反映出真实的网络拓扑结构。

2．通过图计算来执行实时配电任务的任务验证和寻优，可更合理地分配资源、调度电力，同时减少设备因长时间高负荷运行导致的损伤。

3．基于通信状态关联系数生成节点预警，实时发现并定位潜在故障点，同时，通过故障敏感映射和预测预警功能提前防范故障发生，从而显著提升配电网的故障应对速度和准确性。

4．通过对节点负荷阈值的监控和自适应调整，能够灵活应对负载变化，保证配电网在各种工况下都能够维持良好的连通性和供电可靠性。

5．由于采用了将实时故障检测结果进行故障累计，并根据累计结果建立节点故障敏感映射，节点故障敏感映射为故障诱因和故障结果的映射集合，且节点故障敏感映射设定有敏感因子；通过节点故障敏感映射进行虚拟配电网拓扑节点的敏感触发监督，根据敏感触发监督结果生成预测预警，通过预测预警进行任务执行提示。通过对虚拟配电网拓扑节点的故障敏感性分析，指导电网的预警预测和任务调度，从而增强系统的预见性维护能力，降低故障对电网运行的影响。

实施例二

基于与前述实施例中基于图计算的配电网全景动态拓扑监测控制方法相同的发明构思，如图3所示，本申请实施例提供了基于图计算的配电网全景动态拓扑监测控制系统，其中，所述系统包括：

通信建立模块M100，用于建立配电网的配电通信，并根据配电通信结果建立数字孪生模型，在所述数字孪生模型中提取配电网拓扑结构，并建立虚拟配电网拓扑节点与配电监测点的数字通信；

实时更新模块M200，用于在所述数字孪生模型中执行虚拟配电网拓扑节点的启停分类，根据启停分类结果生成启停基础等级，并通过数字通信实时获取配电监测点的传输数据，通过图计算实时更新由虚拟配电网拓扑节点构建的拓扑图；

任务读取模块M300，用于读取配电网的实时配电任务，并以所述实时配电任务进行所述启停基础等级更新，生成虚拟配电网拓扑节点的通信状态关联系数；

任务验证模块M400，用于以所述拓扑图执行所述实时配电任务的任务验证，并通过所述通信状态关联系数生成节点预警；

预警显示模块M500，用于根据任务验证结果和节点预警在数字孪生模型进行关联任务的预警显示，并报出运行异常。

进一步地，所述任务验证模块M400用于执行如下方法：

基于虚拟配电网拓扑节点的监测数据执行实时配电任务的任务实现评价，根据实现程度生成第一任务验证结果；

对所述虚拟配电网拓扑节点进行稳态评价，基于稳态评价结果生成第二任务验证结果；

以所述实时配电任务进行配电网拓扑结构下的任务执行寻优，基于任务执行寻优结果和拓扑图进行寻优验证，生成第三任务验证结果；

根据所述第一任务验证结果、所述第二任务验证结果和所述第三任务验证结果完成任务验证。

进一步地，所述任务验证模块M400还用于执行如下方法：

以所述通信状态关联系数建立运行成本和设备连续运行损伤的平衡评价函数；

将所述实时配电任务作为任务需求，输入至存储有配电网拓扑结构的执行网络，建立满足所述任务需求的任务路径集；

以所述平衡评价函数进行所述任务路径集中路径评价，根据路径评价结果完成任务执行寻优。

进一步地，所述任务验证模块M400用于执行如下方法：

基于虚拟配电网拓扑节点的监测数据进行节点通信验证，所述节点通信验证包括节点通信数据负荷验证、节点通信数据稳态验证；

对所述节点通信验证进行归一化处理，并以所述通信状态关联系数进行归一化处理结果加权计算，根据计算结果生成节点预警。

进一步地，所述任务验证模块M400用于执行如下方法：

建立虚拟配电网拓扑节点的节点故障数据库，并以节点故障数据库配置节点故障检出网络；

以所述节点故障检出网络进行对应虚拟配电网拓扑节点的故障实时监测；

获取实时故障检测结果，并根据实时拓扑图和实时故障检测结果生成区域故障隔离，根据所述区域故障隔离和实时故障检测结果和所述通信状态关联系数生成节点预警。

进一步地，所述任务验证模块M400还用于执行如下方法：

将所述实时故障检测结果进行故障累计，并根据累计结果建立节点故障敏感映射，所述节点故障敏感映射为故障诱因和故障结果的映射集合，且所述节点故障敏感映射设定有敏感因子；

通过所述节点故障敏感映射进行虚拟配电网拓扑节点的敏感触发监督，根据敏感触发监督结果生成预测预警，通过所述预测预警进行任务执行提示。

进一步地，所述基于图计算的配电网全景动态拓扑监测控制系统还用于执行如下方法：

设置虚拟配电网拓扑节点的节点负荷阈值；

通过所述负荷阈值进行各个虚拟配电网拓扑节点的触发检测；

根据触发检测结果进行虚拟配电网拓扑节点的连通自适应调整。

综上所述，任意步骤都可作为计算机指令或者程序存储在不设限制的计算机存储器中，并可以被不设限制的计算机处理器调用识别用，在此不做多余限制。

进一步的，上述技术方案仅体现了本申请实施例技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本申请实施例新型的原理，显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的范围。

Claims (8)

1.基于图计算的配电网全景动态拓扑监测控制方法，其特征在于，所述方法包括：

建立配电网的配电通信，并根据配电通信结果建立数字孪生模型，在所述数字孪生模型中提取配电网拓扑结构，并建立虚拟配电网拓扑节点与配电监测点的数字通信；

在所述数字孪生模型中执行虚拟配电网拓扑节点的启停分类，根据启停分类结果生成启停基础等级，并通过数字通信实时获取配电监测点的传输数据，通过图计算实时更新由虚拟配电网拓扑节点构建的拓扑图；

读取配电网的实时配电任务，并以所述实时配电任务进行所述启停基础等级更新，生成虚拟配电网拓扑节点的通信状态关联系数；

以所述拓扑图执行所述实时配电任务的任务验证，并通过所述通信状态关联系数生成节点预警；

根据任务验证结果和节点预警在数字孪生模型进行关联任务的预警显示，并报出运行异常。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以所述拓扑图执行所述实时配电任务的任务验证，包括：

基于虚拟配电网拓扑节点的监测数据执行实时配电任务的任务实现评价，根据实现程度生成第一任务验证结果；

对所述虚拟配电网拓扑节点进行稳态评价，基于稳态评价结果生成第二任务验证结果；

以所述实时配电任务进行配电网拓扑结构下的任务执行寻优，基于任务执行寻优结果和拓扑图进行寻优验证，生成第三任务验证结果；

根据所述第一任务验证结果、所述第二任务验证结果和所述第三任务验证结果完成任务验证。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

以所述通信状态关联系数建立运行成本和设备连续运行损伤的平衡评价函数；

将所述实时配电任务作为任务需求，输入至存储有配电网拓扑结构的执行网络，建立满足所述任务需求的任务路径集；

以所述平衡评价函数进行所述任务路径集中路径评价，根据路径评价结果完成任务执行寻优。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述通信状态关联系数生成节点预警，包括：

基于虚拟配电网拓扑节点的监测数据进行节点通信验证，所述节点通信验证包括节点通信数据负荷验证、节点通信数据稳态验证；

对所述节点通信验证进行归一化处理，并以所述通信状态关联系数进行归一化处理结果加权计算，根据计算结果生成节点预警。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述通信状态关联系数生成节点预警，包括：

建立虚拟配电网拓扑节点的节点故障数据库，并以节点故障数据库配置节点故障检出网络；

以所述节点故障检出网络进行对应虚拟配电网拓扑节点的故障实时监测；

获取实时故障检测结果，并根据实时拓扑图和实时故障检测结果生成区域故障隔离，根据所述区域故障隔离和实时故障检测结果和所述通信状态关联系数生成节点预警。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述实时故障检测结果进行故障累计，并根据累计结果建立节点故障敏感映射，所述节点故障敏感映射为故障诱因和故障结果的映射集合，且所述节点故障敏感映射设定有敏感因子；

通过所述节点故障敏感映射进行虚拟配电网拓扑节点的敏感触发监督，根据敏感触发监督结果生成预测预警，通过所述预测预警进行任务执行提示。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

设置虚拟配电网拓扑节点的节点负荷阈值；

通过所述负荷阈值进行各个虚拟配电网拓扑节点的触发检测；

根据触发检测结果进行虚拟配电网拓扑节点的连通自适应调整。

8.基于图计算的配电网全景动态拓扑监测控制系统，其特征在于，用于实施权利要求1-7任意一项所述的基于图计算的配电网全景动态拓扑监测控制方法，所述系统包括：

通信建立模块，用于建立配电网的配电通信，并根据配电通信结果建立数字孪生模型，在所述数字孪生模型中提取配电网拓扑结构，并建立虚拟配电网拓扑节点与配电监测点的数字通信；

实时更新模块，用于在所述数字孪生模型中执行虚拟配电网拓扑节点的启停分类，根据启停分类结果生成启停基础等级，并通过数字通信实时获取配电监测点的传输数据，通过图计算实时更新由虚拟配电网拓扑节点构建的拓扑图；

任务读取模块，用于读取配电网的实时配电任务，并以所述实时配电任务进行所述启停基础等级更新，生成虚拟配电网拓扑节点的通信状态关联系数；

任务验证模块，用于以所述拓扑图执行所述实时配电任务的任务验证，并通过所述通信状态关联系数生成节点预警；

预警显示模块，用于根据任务验证结果和节点预警在数字孪生模型进行关联任务的预警显示，并报出运行异常。