CN1372363A - 用于初始化和更新高压或中压电站的拓扑的处理 - Google Patents

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Abstract

本发明披露的方法旨在优化用于保护电站中的母线组的数字保护系统的操作,其中使用由关于在电站中使用的元件的类型以及关于可能的连接和对所述元件的访问的信息而获得的电站的电气结构的基本原理图。信息被分配给数字保护系统的管理单元,所述管理单元包括外围测量单元(DFU)和至少一个中央单元(CU)。执行拓扑编辑处理,从而提供编辑的原理图的拓扑,并提供电站中的元件及其和管理单元(CU,DFU)的连接的编辑的分配拓扑。对于每个外围单元(DFU),获得其结构依赖于搜索到的信息的类型和电站的每个元件的状态的局部图形。然后,在一个或几个中央单元(CU)中利用重叠局部图形的算法计算完整的图形。

Description

用于初始化和更新高压或 中压电站的拓扑的处理
技术领域
本发明涉及用于初始化和更新拓扑的处理，所述处理旨在优化用于保护在高压或中压电站中的母线组的数字保护系统的操作。所述保护系统旨在主要用于检测母线组中的短路和检测网络元件例如切断开关，电路断路器，变压器或母线组的整个原理图中的的任何其它元件的故障。还旨在用于确认例如影响元件状态的指令。
背景技术
一般地说，数字母线保护系统需要相应于由所述系统管理的电站中的母线组的结构的基本原理图作为输入信息。确认基本原理图显然需要知道网络的元件和在其结构和状态上可以利用的信息(例如是断开还是闭合)。在大多数常规的系统中，这种确认是操作员的任务，其掌握一个原理图库，所述原理图库包括有限数量的预定的电气结构，一般小于1000种结构。因而这些常规的系统不能识别所有可能的原理图或所有原理图的具体特征，因为实际的原理图的特征必须被分类，以便进行检索。此外，所述操作员的任务是费时的，因为操作员必须确认网络的基本原理图是否是其可得到的分类原理图中的一个。
发明内容
为了克服上述的缺点，本发明首先提出如此优化在电站中的数字母线保护系统的操作，使得所述系统可以进行原理图的自动识别。所述优化的系统从无限范围内的可能的原理图中系统地识别配电网的电站的任何基本原理图，因而大大简化了操作员的任务。操作员不再需要查阅预先确定的原理图的参考资料，并通过机器接口(MMI)输入由母线组的全部原理图及其元件构成的第一拓扑级。所述优化的系统从基本原理图产生所需的拓扑信息，所述信息包括对每个元件的可能的访问通路，和按照元件的状态在元件之间的连接。
注意到用于初始化和更新配电网络拓扑的处理可以从美国专利文件US5742795得知，所述的处理尤其适用于扩展的网络，并且能够使得拓扑在可接受的时间间隔内被初始化和更新。所述的处理使用矢量和矩阵的方法，测量的网络的拓扑数据呈最后的相邻矩阵的形式，把矩阵转换成上三角矩阵。
本申请人相信，在所述文件中所述的方法当其涉及处理配电网络的相当有限的子部分时，例如变压器站与/或配电站，没有特别的优点。
因而，本发明其次提出，用于保护电站中的母线组的保护系统的操作的优化利用主要基于拓扑编辑算法和图形处理算法。此外，操作者可以通过第二拓扑级的MMI进入下面要详细说明的保护系统的管理单元，所述第二拓扑级被称为分配的拓扑级，并且由关于元件分配的信息构成。原理图拓扑和分配拓扑的入口由分布式拓扑程序管理，所述分布式拓扑程序管理元件表和保护系统的每个管理单元的连接表的文件。在每个管理单元中，通过运算搜索程序使用拓扑编辑算法和用于图形处理的算法，以便计算实际的原理图的特性，例如电流节点或等电位点。
为此，本发明提供一种用于初始化和更新高压或中压电站的拓扑的处理，所述处理旨在优化用于保护在电站中的母线组的数字保护系统的操作，并使用由关于在电站中使用的元件的类型以及关于可能的对所述元件的连接和访问的信息获得的电站的电气结构的基本的原理图，所述信息由操作员通过人机接口提供，并被分配给所述数字保护系统的管理单元，所述管理单元包括被分布在电站上的外围测量单元，以及至少一个中央单元，所述处理的特征在于包括以下步骤：
执行拓扑编辑处理，从而从基本的原理图提供编辑的原理图拓扑，并提供在电站中的元件的以及所述元件对所述管理单元的连接的编辑的分配拓扑；
从编辑的原理图和分配拓扑并从由所述单元采集的关于对其分配的元件的状态的信息，获得每个外围测量单元的局部图形，执行运算搜索处理，从而产生其结构取决于搜索的信息的类型和电站的每个元件的状态的局部图形；以及
在一个或几个中央单元中利用按照图形理论叠加部分图形的算法计算完整的图形。
为了产生表征网络的图形而搜索的信息的类型主要是：
在电站中提供的电路的电流节点，
等位点，
连接的区域，
和电路的任何一点相邻的电路断路器，以及
从任何这种元件看的电路的状态。
这个信息能够直接地定位在母线组中的故障，能够检测网络的元件的故障，能够找到最佳的跳闸方案，能够改善母线组的灵敏度，能够自动地检测死区故障，或者能够在特定环境中批准或禁止某个指令(例如打开或闭合切断开关)。
为了帮助理解所发生的情况，需要更精确地定义上述的信息的类型。参见图2-6，这些图用于说明对于搜索的信息的每种类型由图1所示的简单的基本原理图产生的图形。
由电路断路器，切断开关和电站的电流互感器的状态确定电站的常规电路的电流节点。节点是一组邻接的连接，并且电路元件的闭合在所述元件的极之间形成一个连接，所述连接至少合并和所述的极相连的两个节点成为一个节点。使用由按照本发明的方法建立的电流节点的图形，运算搜索算法确定电路的各个连接之间的所有的邻接关系，并每次建立一个电路断路器或切断开关闭合或处于未知状态的连接。只要电流互感器失效也可以建立一个连接：因而测量通过缺省被假定为不正确的，需要从由相邻互感器测量的电流的和测量流过互感器的电流。相反地，如果电路断路器或切断开关是打开的，例如，或者如果电流互感器被正确地操作，则电路在元件级被断开，这是因为测量使得能够隔离所述节点。所得的图形识别确定电路的电流节点的每个独立节点的内容。
只利用电路断路器的状态和切断开关的状态确定等位点，因为电流互感器都被认为是闭合的，而不论其状态如何。在更新电站的拓扑时产生的等位点的拓扑中，一种运算搜索算法确定电路的各个连接之间的所有的邻接关系，从而每当电路断路器或切断开关闭合时，建立连接。所得的图形识别其每个独立节点的内容，并因此确定等位点。
电站的区一般地相应于电站的母线或母线组。被称为连接区的区事实上是区之间的等位点。由该系统使用的运算搜索处理确定被连附于相同的等位节点的区。
被称为相邻的电路断路器由电路断路器和电路的切断开关的状态被唯一地确定。为了获得相邻的电路断路器的图形，运算搜索处理确定电路的各个连接之间的所有的邻接关系，并每当切断开关闭合或处于不确定的状态或者闭合的电路断路器失效时，建立连接。所有闭合的并且可使用的电路断路器按照和打开的电路断路器完全相同的术语被认为是开路。这似乎是不合逻辑的，但是由于以下的事实，这是合理的：所得的图形识别在其每个独立的节点的可用的电路断路器，并因而对于电路的给定点(属于独立节点的电路的任何点)确定相邻的电路断路器。为了确定从任何元件看的电路的状态，需要认为相关的元件处于开路。根据实现的搜索所类型，按照它们的状态认为电路是开路或闭路，不论它们是切断开关，电路断路器，电流互感器或任何其它元件。
附图说明
下面结合附图说明本发明的特征和优点，其中：
图1表示包括三组母线的电站的电路的一个例子的基本原理图；
图2表示图1所示的电路的电流节点图形；
图3表示在图1中确定的电路的等电位图形；
图4表示在图1中确定的电路的连接区域的图形；
图5表示在图1中确定的电路中的一点的相邻的电路断路器的图形；
图6表示从一个元件看的在图1中确定的电路的图形；
图7表示已在图1中表示过的基本原理图，现在具有电站的元件的标号；
图8和图7相同，具有用于在基本原理图中对象的所有连接的附加的暂时的标号；
图9以图形的形式表示具有标号的连接的基本原理图；
图10表示被简化为基本原理图的对象的连接的接点的图形；
图11表示在代表对象的端口的端接元件之间的所有连接的图形；
图12表示用于数字保护系统每个测量单元或中央单元的电站的元件的分布；
图13表示用于在系统的单元之间进行通信的拓扑；
图14是表示一种两个字节的位串，其中每位代表在分配时识别的元件的端口；
图15是图12所示的测量单元DFU1的概略的流向图。
具体实施方式
图1表示具有三个母线组100的电站的电路的一个例子的基本原理图。换句话说，所述电站确定了图7所示的3个区。所述电站包括9个切断开关101，3个电路断路器102，3个电流互感器103。5个切断开关和一个电路断路器是断开的。点P1代表电路中任何一点，并作为图6中的相邻电路断路器的图形的参考点。
在图2中，电路的电流节点的图形包括6个节点K1-K6。节点K4-K6是电流互感器的二次绕组，节点K3是由断开的电路断路器与电路的其它部分隔离的导体。节点K1是最广泛的，因为其包括互连的两组母线。
在图3中，等位图包括相应于图2的节点K1-K3的三个等位点U1，U2和U3。必须记住，在确定等位点时，只考虑电路断路器和切断开关的状态。
在图4中，连接的区图形示出母线组的区之间的等位点。
在图5中，所示的图形示出和电路的点P1相连的所有的电路断路器。
在图6中，所示的图形示出和一个元件相连的所有的电路。
在图7中示出了电路的所有的元件，并加以编号。因此，获得以下的元件表{区1，区2，区3，S1，S2，S3，S4，S5，S6，S7，S8，S9，D1，D2，D3，TC1，TC2，TC3}。每个区表示一组母线。切断开关用Si＝1....9表示，电路断路器用Di＝j...3表示，电流互感器用TCi＝1...3表示。
注意除去区之外所有这些对象都具有两个端口，区具有可变的端口数。在这一级的分析中，元件的状态不是重要的。不论断开或者闭合，都不提供任何附加的信息。在系统的人机接口(MMI)部分，原理图以标准的方式表示元件，即不考虑其状态。以后，电路的这些元件被称为基本原理图的对象。
在图8中，在基本原理图的对象之间的所有的连接被暂时编号。这产生了24个暂时的连接。
在图9中，以具有编号的连接的图形的形式表示基本原理图。
在图10中，把连接简化为节点需要对所有邻接的连接编以相同的编号。在本例中采用的惯例包括对每个节点分配最低的连接号。
在图11中，对象的端口被识别，并由端接元件表示，从而形成简化的连接图，每个连接代表两个端口之间的连接。除去区之外，每个对象具有两个端口，因此被分成两个端接元件。在图10的图形中编号节点和处理的其余部分无关，因为它们对于连接只有联合的作用。因此在简化的连接图中不再需要保留节点的编号。在处理的这个阶段，可以通过互连的端接元件的子组描述基本原理图，每个子组由一对圆括号表示，括号内含有由图中的连接相连的元件。
因此对于所示的图形获得下面的拓扑：
(TC11，D12)  (TC21，D22)  (TC31，D32)  (TC12)(TC22)  (TC32)(D11，S12，S22，S32)  (D21，S42，S52，S62)  (D31，S72，S82，S92)  (区1，S31，S61，S91)  (区2，S21，S51，S81)  (区3，S11，S41，S71)
因此所述的组表示端接元件之间的所有的连接。注意，按照定义，这些子组中的每一个表示基本原理图的节点，因为所有相同子组的元件之间的连接是邻接的。
图12表示电站的元件的分布的一个例子，其中包括由“Distant Feeder Unit”的缩写DFU表示的外围测量单元构成的保护系统的管理单元，或由“CentralUnit”的缩写CU表示中央单元。图13表示这些单元的详细结构。操作员的责任是把每个元件组分配给保护系统的管理单元，其不需要提出任何特定的问题，假定外围测量单元一般被安装在每个单独的组的附近。
借助于默认，区被分配给具有联合作用的一个或几个中央单元(CU)。假定具有3个测量单元DFU1，DFU2和DFU3，下列的分配是合乎逻辑的：把元件S1，S2，S3，D1和TC1分配给单元DFU1，类似地，把元件S4，S5，S6，D2和TC2分配给单元DFU2，并且最后把元件S7，S8，S9，D3，TC3分配给单元DFU3。所有元件，并因此所有端接元件都被分配。然后可以分配每个测量单元的任务。
每个DFU可以处理和其相关的所有端接元件，即所有和对其分配的元件相关的连接。这些连接如下：
对于DFU1：(TC11，D12)  (TC12)  (D11，S12，S22，S32)  (区1，S31，S61，S91)  (区2，S21，S51，S81)  (区3，S11，S41，S71)；
对于DFU2：(TC21，D22)  (TC22)  (D21，S42，S52，S62)  (区1，S31，S61，S91)  (区2，S21，S51，S81)  (区3，S11，S41，S71)；
对于DFU3：(TC31，D32)  (TC32)  (D31，S72，S82，S92)  (区1，S31，S61，S91)  (区2，S21，S51，S81)  (区3，S11，S41，S71)；
对于CU：
(区1，S31，S61，S91)  (区2，S21，S51，S81)  (区3，S11，S41，S71)。
因为每个DFU是独立的，其不能处理表示未被分配到那个单元的元件的端口的端接元件。因此每当表示所述节点的子组包括未被分配给DFU的对象的端接元件时，所述DFU便把节点识别为外部节点。外部节点可以只由联合单元即中央单元CU处理，所述中央单元单独地便能够将它们合成。与此相反，如果代表一个节点的子组只包括都被分配给同一个DFU的对象的端接元件，则该节点被DFU识别为内部节点。
在所讨论的例子中，因为TC1，D1，S1，S2和S3都被分配给DFU1，因此对于DFU1的内部节点是：(TC11，D12)  (TC12)  (D11，S12，S22，S32)。
DFU1的外部节点是：
(区1，S31，S61，S91)  (区2，S21，S51，S81)  (区3，S11，S41，S71)。
因而DFU1有3个外部节点，在图中分别由在本地节点N1，N2和N3的一组邻接的连接表示。这3个节点在单元CU和DFU1的级被识别。单元DFU2和DFU3实现和上述相同的识别内部和外部节点的步聚。在图中，本地节点N4，N5和N6表示DFU2的3个外部节点，N7，N8和N9表示DFU3的3个外部节点。DFU2的外部节点是：
(区1，S6，S31，S91)  (区2，S51，S21，D81)  (区3，S41，S11，S71)。
DFU3的外部节点是：
(区1，S91，S61，S31)  (区2，S81，S51，D21)  (区3，S71，S41，S11)。
下一步列举对于每个DFU指定的新的外部节点，也叫做简化的外部节点，它们没有DFU未知的对象，并且代替以前确定的外部节点。
对于DFU1，由N1表示的外部节点没有元件S61和S91，以及区1，它们不被分配给DFU1。对于由N1表示的这个外部节点，剩下的只有被分配给DFU1的S31。对于由N2和N3表示的节点，进行相同的处理，并且然后获得DFU1的以下的简化的外部节点：(S31，N1)，(S21，N2)和(S11，N3)。对于所有的DFU进行相同的操作。
最后，对于所有的基本节点，即DFU的所有的简化的外部和内部节点，获得以下的编辑拓扑：
对于DFU1：
内部节点是(TC11，D12)  (TC12)  (D11，S12，S22，S32)，简化的外部节点是(S31，N1)  (S21，N2)  (S11，N3)。
对于DFU2：
内部节点是(TC21，D22)  (TC22)  (D21，S42，S52，S62)，简化的外部节点是(S61，N4)  (S51，N5)  (S41，N6)。
对于DFU3：
内部节点是(TC31，D32)  (TC32)  (D31，S72，S82，S92)，简化的外部节点是(S91，N7)  (S81，N8)  (S71，N9)。
以下的节点从被分配给那些DFU的元件的被清除的DFU的外部节点被分配给中央单元(CU)：(区1，N1，N4，N7)  (区2，N2，N5，N8)  (区3，N3，N6，N9)。
此时，编辑的分配拓扑被完成。
因而，DFU不需要知道除去被分配给它的任何对象。因此，各个外围单元DFU不必在其间交换连接数据，这个数据在被分配给中央单元CU的节点级产生。
图13表示在前述的例子中在系统的测量单元和中央单元之间的通信拓扑的产生。其中示出了多个中央单元(CU1，CU2，CU3)，其中包括具有拓扑编辑模块和运算搜索算法模块的数字处理器单元。中央单元由独立于系统的其余部分尤其是独立于通信网络60的专用通信网络50互连，所述通信网络60和至少一个中央单元(CU)以及用于提供操作员接口(MMI)功能的计算机相连。操作员接口传送由操作员向保护系统的管理单元(DFU，CU)输入的信息，并且还从所述单元(DFU，CU)恢复来自母线组的信息，以便在模拟图形上显示所述信息。外围测量单元(DFU)彼此独立地和中央单元相连。
一旦分配拓扑被完成，测量单元和中央单元便分担任务，以便进行旨在使用编辑的原理图的运算搜索处理分配拓扑，从而产生图形，所述图形的结构取决于由搜索的信息的类型(电流节点，等位点等)和网络的每个元件的状态(打开，闭合，中间等)确定的函数。为了进行所述的运算搜索，每个测量单元(DFU)的任务是对于搜索的函数，尤其根据由其采集的关于被分配给它的元件的状态的信息计算其自身的局部图形。此时，每个中央单元(CU)的任务是对于由每个由所述CU管理的DFU提供的局部图形计算最终的图形。最后，各个CU彼此协同操作，对于所需的整个基本原理图的功能计算完整的图形。
每个DFU接收关于其管理的元件的状态的信息，除去内部节点和从原理图和由拓扑编辑处理获得的分配拓扑得到的简化的外部节点之外，使新的节点被分配给DFU。这个运算搜索步骤通过关于等位函数的例子说明如下：
为了搜索等位点，对于电路的元件必须考虑以下的状态规则：
-电流互感器在其两个端口之间产生等位连接，而和其状态无关，因此总是闭合一个等电位的图形。此时，DFU只要被分配电流互感器TCx，其便产生节点(TCx1，TCx2)。
-切断开关或电路断路器闭合时，便闭合一个等位图形，当其断开或者其状态未知时，便断开一个等位图形。因此，只要被分配给那个DFU的相同的切断开关Sx或电路断路器Dx对象的端口互连时，便产生一个新的节点(Sx1，Sx2)或(Dx1，Dx2)。
返回由图12说明的分配拓扑编辑的例子，由上面说明的情况可以产生以下的新的节点：
(TC11，TC12)  (TC21，TC22)  (TC31，TC32)  (S31，S32)  (S51，S52)  (S61，S62)  (S91，S92)  (D11，D12)  (D21，D22)。这些新节点在其根据对象代表的元件的状态表示对象的端口之间的连接的意义上被称为状态连接。
编辑的原理图和先前获得的分配的拓扑识别每个DFU的内部节点和外部节点，现在这可以通过状态连接实现。对于DFU1，已经说明，内部节点是(TC11，D12)(TC12)  (D11，S12，S22，S32)，外部节点是(S31，N1)  (S21，N2)  (S11，N3)。然后选择相应于被分配给DFU1的对象的状态连接，即(TC11，TC12)  (S31，S32)  (D11，D12)，从而获得由DFU1管理的节点组的局部图形。
类似地，对于DFU2获得以下的节点组的局部图形：
(TC21，D22)  (TC22)  (D21，S42，S52，S62)  (S61，N4，)  (S51，N5)  (S41，N6)  (TC21，TC22)  (S51，S52)  (S61，S62)  (D21，D22)
类似地，对于DFU3：
(TC31，D32)  (TC32)  (D31，S72，S82，S92)  (S91，N7，)  (S81，N8)  (S71，N9)  (TC31，TC32)  (S91，S92)
对于CU，如上所述，在分配拓扑处理期间只有外部节点和区被管理。因此再次取前述的节点：
(区1，N1，N4，N7)  (区2，N2，N5，N8)  (区3，N3，N6，N9)。
现在每个外围单元DFU可以通过使节点相互比较实现其管理的局部图形中的节点简化步骤。因而，局部图形的每个节点和该图形的其它节点逐一比较，以便确定是否两个节点具有公共的端接元件。如果是，这意味着两个节点被直接互连，因此可以通过组合其端接元件被简化为一个节点。所获得的简化的节点和图形的其它节点比较，这可以再次把两个节点简化为一个节点，如此一直进行下去。注意通过在表示节点的子组之间连续应用AND逻辑运算符，并在由AND逻辑运算符给出的非0结果的子组之间应用OR运算符，可以利用数学方法模拟节点的简化。在局部图形级，这个步骤最后包括对多个互连的本地节点分组，从而形成一个较大的节点。
例如，对于DFU1，(TC11，D12)AND(TC11，TC12)＝(TC11，D12，TC12)，其可以利用(TC12)和(D11，D12)被分组，从而给出(TC11，D12，TC12，D11)。此外注意(D11，S12，S22，S32)AND(S31，S32)AND(S31，N1)给出(D11，S12，S22，S32，S31，N1)，其和前面的中间节点共用元件D11，使得能够产生较大的节点(TC11，D12，TC12，D11，S12，S22，S32，S31，N1)。节点(S21，N2)和(S11，N3)不能利用其它的节点分组。
因此，对于DFU1，简化处理给出以下的简化的局部图形：
(TC11，D12，TC12，D11，S12，S22，S32，S31，N1)  (S21，N2) (S11，N3)
类似地，对于DFU2：
(TC21，D22，TC22，D21，S42，S51，S52，S62，S61，N4，N5)  (S41，N6)，
对于DFU3：
(TC31，D32，TC32)，(D31，S72，S82，S92，S91，N7)  (S81，N8) (S71，N9)。
这个信息由DFU传递给管理该DFU的中央单元(CU)。此处假定对于所有3个DFU使用同一个CU，不过，如果多于一个的CU管理所述DFU，其操作原理是相同的，因为在这种情况下，各个CU通过类似于图13所示的通信网络相互通信。
因而，CU可以处理以下完整图形的所有节点：
(区1，N1，N4，N7)  (区2，N2，N5，N8)  (区3，N3，N6，N9)
(TC11，D12，TC12，D11，S12，S22，S32，S31，N1)  (S21，N2) (S11，N3)
(TC21，D22，TC22，D21，S42，S51，S52，S62，S61，N4，N5)(S41，N6)
(TC31，D32，TC32)(D31，S72，S82，S92，S91，N7)(S81，N8)(S71，N9)。
使用和局部图形的节点相同的分组方法，可以减少节点组，从而获得：
(区1，区2，N1，N4，N7，N2，N5，N8，TC11，TC12，D11，D12，S12，S21，S22，S31，S32，S72，S81，S82，S91，S92，TC21，TC22，D21，D22，S42，D51，S52，S61，S62，D31)(区3，N3，N6，N9，S11，S71，S41)(TC31，D32，TC32)
外部节点的表示N1到N9在这一阶段对于表示相应于获得的3个简化的节点的3个等位点的完整的图形不再有用。因此，这些节点N1到N9可以删除，以便简化构成3个单独的等位点的元件的子组。可以证明，对于其中绘有3个等位点U1，U2和U3的相同的例子，所获得的完整的图形很好地相应于图3所示的图形。
等位图形尤其确保切断开关可以带负载闭合，只要表示所述切断开关的两个端口的端接元件属于同一个等位节点即可。
例如，S8和S2可以闭合而S1或S7或S4则不能闭合
为了知道切断开关是否可以断开，应用相同类型的运算搜索处理，但是要求断开的切断开关被认为是断开的，因为需要知道切断开关的两个端口当一旦断开时是否处于相同的电位上。在所讨论的例子中，S3，S5，S6和S9可以断开。等电位也提供区组信息。在讨论的例子中，具有两个组：(区1，区2)和(区3)。
为了改善用于实施本发明的运算搜索处理的速度，分配拓扑之后进行在每个DFU在拓扑库文件中输入的分配信息的预先格式化。这些文件使用一个或几个字节串。字节的每位表示在分配时识别的元件的端口，或者可以代表被分配给系统的测量单元的外部节点(例如在前述的例子中的节点N1到N9)。
图14表示这类预格式化文件，其由13位构成(因此所述文件需要两个字节)，并且其中所有的位表示被分配给DFU1的端接元件和DFU1的所有外部节点。因而，由DFU1管理的局部图形的所有基本节点(内部节点和简化的外部节点)可以用以下的二进制文件描述，如果位表示的端口是节点的端口，则把每位设置为逻辑1：
(TC11，D12)         ＝0001001000000
(TC12)              ＝0000100000000
(D11，S12，S22，S32)＝0000010010101
(S31，N1)           ＝1000000000010
(S21，N2)           ＝0100000001000
(S11，N3)           ＝0010000100000
为了求得两个节点是否直接互连，运算搜索算法简单地对文件应用AND逻辑运算符，以便搜索任何二进制的一致性。如果结果是0结果，则没有连接。否则则有一个或几个连接(和为1的公共的二进制位置一样多)，并且然后可以通过对节点应用OR逻辑运算符对节点进行分组。
注意局部图形的每个基本节点不依赖于其它的基本节点，即在描述图形的所有节点的文件之间不存在为同一位置共有的逻辑1。这是十分正常的，因为在拓扑编辑处理期间，基本节点已经被分组，即已经被尽可能的简化。
此时运算搜索算法要求以二进制文件的形式描述连接的状态，对于DFU1，结果如下：
(TC11，TC12)           ＝0001100000000
(S31，S32)             ＝0000000000011
(D11，D12)             ＝0000011000000
然后，局部图形的所有的节点可以通过从每个状态连接搜索利用图形的基本节点进行的可能的分组被简化。当AND逻辑运算符被应用于第一个状态连接(TC11，TC21)和图形的基本节点(TC11，D12)以及(TC12)时，第一个状态连接(TC11，TC21)给出非0的结果，并且利用其它的基本节点给出0的结果。
的确：
(TC11，D12)           ＝0001001000000
以及(TC11，TC12)      ＝0001100000000
类似地，(TC12)        ＝0000100000000
以及(TC11，TC12)      ＝0001100000000
然后，搜索处理使用OR逻辑运算符对前面的节点分组：
(TC11，D12)OR(TC11，TC12)＝(TC11，TC12，D12)＝0001101000000，以及(TC12)OR(TC11，TC12)＝(TC11，TC12)＝0001100000000。
然后，获得的两个节点可被分组，因为它们共用被搜索的状态连接。最后，处理只保持第一个状态连接的全局节点(TC11，TC12，D12)。然后，对于每个剩余的状态连接进行新的搜索，并且获得的所有的全局节点被分组，从而获得DFU1的局部图形的不能减少的节点(TC11，D12，TC12，D11，S12，S22，S32，S31，N1)。此外，运算搜索处理已经确定，所有的状态连接在对基本节点(S21，N2)和(S11，N3)应用AND逻辑运算符时，都给出0的结果，因此，其是DFU1的局部图形的不能减少的节点。因此，DFU1的简化的局部图形是：
(TC11，D12，TC12，D11，S12，S22，S32，，S31，N1)(S21，N2)(S11，N3)。
为了加速运算搜索算法，可以认为，对每个状态连接和DFU的局部图形的基本节点应用AND逻辑运算符并非是绝对需要的。对于每个DFU，可以使用一个被称为该DFU的“流”图形的图形，所述的图形是根据通过操作员接口输入的元件的基本原理确定的，即不考虑对象的状态。
图15表示DFU1的流图形。注意，例如，电流互感器TC1可以只和节点F1以及电路断路器D1相连(通过其端口D12)。因此根据含有端口D12或节点F1的DFU1的局部图形的节点之外的基本节点求得状态连接流(TC11，，TC12)是无用的。通过使用来自流图形的信息，最后可以用预定的最佳指令进行运算，以便减少重复，并使得每个中间结果导致一个孤立的基本节点或利用状态连接的方式进行分组。
为了确定最佳指令，运算搜索算法使用对象之间的每个连接的流值。所述流值是一个表示对状态连接的连接端口的数量的整数值。在图15所示的例子中，在节点(N1，N2或N3)和切断开关之间的连接只具有到一个状态连接，在本例中为连接(SX1，SX2)的一个端口。因此，三个连接的每个的流值等于1，如图所示。注意，节点(N1，N2，N3或F1)不代表任何的状态连接，因为其被系统地和完整图形的区或者和图形外部的区相连。在切断开关(S1，S2，S3)和电路断路器(D1)之间的连接具有对于状态连接的4个端口，因为其被连接到4个对象(S1，S2，S3，D1)上，根据其状态，其中的每一个可以产生一个连接。例如，切断开关Sx允许状态连接Sx1或Sx2，因为其可以断开或闭合。相同的理由也适用于流图形的其它连接，从而获得图中所示的值。
然后，通过使每个流值减去一个单位并使获得的值相加计算运算的最大次数。因此，流值使得运算搜索算法能够确定比较的次数和要进行的节点的分组的数量。

Claims (7)

1.一种用于初始化和更新高压或中压电站的拓扑的方法，所述方法旨在优化用于保护在电站中的母线组的数字保护系统的操作，并使用由关于在电站中使用的元件的类型以及关于可能的对所述元件的连接和访问的信息获得的电站的电气结构的基本的原理图，所述信息由操作员通过人机接口(MMI)提供，并被分配给所述数字保护系统的管理单元，所述管理单元包括分布在电站上的外围测量单元(DFU)，以及至少一个中央单元(CU)，所述处理的特征在于包括以下步骤：
执行拓扑编辑处理，从而从基本的原理图提供编辑的原理图拓扑，并提供在电站中的元件的以及所述元件对所述管理单元(CU，DFU)的连接的编辑的分配拓扑；
从编辑的原理图和分配拓扑并从由所述单元采集的关于对其分配的元件的状态的信息，获得每个外围测量单元(DFU)的局部图形，执行运算搜索处理，从而产生其结构取决于搜索的信息的类型和电站的每个元件的状态的局部图形；以及
在一个或几个中央单元(CU)中利用按照图形理论叠加部分图形的算法计算完整的图形。
2.如权利要求1所述的用于执行拓扑更新方法的原理图拓扑编辑处理和分配拓扑编辑方法，其特征在于，其包括以下步骤：
对基本原理图的所有连接临时编号；
通过利用相同的编号对在对象之间的所有的邻接的连接重新编号，把表示网络的元件的编号的对象之间的连接简化为节点，
把每个对象分成许多端接元件，被分成的端接元件的数量等于其表示的元件的可能的端口的数量，
通过以简化的连接图形的形式确定所有对象的端接元件的表，构成对象之间的所有的连接，
把端接元件表分成子组，每个子组由互连的端接元件构成。
只要所述子组的至少一个端接元件代表关于由那个单元管理的元件的连接，就把端接元件的每个子组分配给一个管理单元(CU，DFU)，
把分配给每个外围测量单元(DFU)的端接元件的子组识别为所述单元的内部节点或外部节点，如果子组的所有的端接元件都被所述单元管理，则该子细被规定为内部节点，如果至少一个端接元件涉及尚未被分配给该单元的元件，则被规定为外部节点，
对于每个外围测量单元(DFU)，构成简化的外部节点，其中清除该单元未知的对象，并取代在前一步骤中识别的旧的外部节点，并且
识别由所述保护系统的中央单元(CU)处理的节点。
3.如权利要求1所述的用于执行拓扑更新方法的运算搜索方法，其特征在于，其使用由外围测量单元(DFU)采集的关于对其分配的元件的状态的信息，从而获得节点形式的或者在每个对象的端口之间的打开的图形形式的拓扑，并且多个在局部图形中的互连的节点在节点简化步骤期间通过相互比较被归类为一个节点。
4.如权利要求3所述的运算搜索方法，其特征在于，属于外围测量单元(DFU)的分配信息被格式化而成为使用一个或几个字节串的拓扑二进制文件，并且所述字节的每一位表示在分配时被识别的元件的端口，或者表示被分配给所述单元的外部节点。
5.如权利要求4所述的运算搜索方法，其特征在于，局部组的节点用二进制文件描述，其中位表示的端口是节点的端口，则每一位成为逻辑1。
6 如权利要求5所述的运算搜索方法，其特征在于，局部图形的节点根据描述基本节点的二进制文件和图形的状态连接通过对所述二进制文件应用AND和OR运算被简化。
7.如权利要求6所述的运算搜索方法，其特征在于，被分配给外围测量单元(DFU)的基本原理图的部分的流图形由被操作员输入的分布的基本原理图确定，并且所述流图形由所述单元处理，从而优化其必须对节点简化步骤的二进制文件进行的逻辑运算的次数。
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