WO2014005405A1 - 一种适应于安全稳定控制装置的策略表搜索算法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适应于安全稳定控制装置的策略表搜索算法，属于电力系统及其自动化技术领域。本发明包括以下步骤：将稳定控制策略表策略划分为运行方式、故障元件、故障类型、潮流方式和控制措施五个基本策略元素；采用树结构描述和存储稳定控制策略表的五个基本策略元；依次赋予稳定控制策略表生成树的叶结点权值，然后计算除叶结点以外其他结点的权值；构造稳定控制策略表生成树的哈希表；利用哈希算法搜索稳定控制策略。本发明采用构造哈希函数的搜索算法，时间复杂度为O（1），能够大大提高搜索的效率，提高策略表搜索速度，能够提高装置的响应速度，提高控制效果。

Description

一种适应于安全稳定控制装置的策略表搜索算法 技术领域

本发明属于电力系统及其自动化技术领域， 更准确地说是涉及一种适应于安 全稳定控制装置的策略表搜索算法。

背景技术

说

安全稳定控制装置是保证电力系统安全稳定运行的第二和第三道防线的重 要设备， 采用控制策略表方式实现安全稳书定控制装置的功能是最常用的控制模 式， 控制策略表的格式参见图 1。 总策略表由若干张分策略表组成， 对应每一种 运行方式 (Yi)有一张分策略表 (Ti)， 分策略表按电网的故障元件（L)及该元件的 故障类型 （K) 划分为若干项， 每一项再按该故障元件对应的潮流方式 （Σ Ρ) 分为若干档，在各档内填上经分析计算应采取的措施措施（Z) , 即 Z=F (Y、 L、 K、 ∑ Ρ) ο

安全稳定控制装置检测到电网发生故障后， 通过搜索策略表来确定需要采取 的控制措施，因此，搜索算法的效率直接决定了安全稳定控制装置的控制速度。

传统的策略表搜索算法对每一个策略元循环搜索，其算法可表述成：

for(m = ml,m2,m3...)

for(e = el,e2,e3...)

for(f=fl,f2,fi...)

for(p=pl,p2,p3...) if(m,e,f,p完全匹配) }

由此可见， 传统的策略表搜索算法， 其时间复杂度为 0(n⁵)， 故而严重影响 了安全稳定控制装置的控制速度。

发表于《继电器》 2003年第 12期上的文献 "一种新的电力系统稳定控制策 略表表述及存储方式"公开了一种采用树结构存储控制策略表的适应于安全稳 定控制装置的策略表搜索算法。该算法将策略表分解成为接线方式、潮流方式、 故障信息、 保护动作信息及控制策略等五种基本策略元素， 采用逻辑表达式表 示策略元素之间的关系，这种方法所生成的控制策略表存储容量小、通用性强、 易于修改。 但是该方法在搜索策略表时采用右序遍历策略表生成树， 其时间复 杂度为 0(n)， 当策略表的数据量相当大， 每次査询匹配一条策略需要重新搜索 生成树， 尤其当控制策略靠近右序遍历树末端时， 浪费大量时间。

发明内容

本发明的目的是针对上述策略表搜索算法的缺陷， 提供一种快速有效的适 应于安全稳定控制装置的策略表搜索算法， 从而提高安全稳定控制装置的控制 速度。

为了实现上述目的， 本发明是采取以下的技术方案来实现的， 包括下列步 骤：

1 ) 将安全稳定控制装置的策略表划分为运行方式、 故障元件、 故障类型、 潮流方式和控制措施五个基本策略元， 采用树结构方式来存储和描述策略表的 五个基本策略元， 该树结构由根节点层及五个基本策略元层组成， 其中五个基 本策略元层由根节点层依次往下分别表示为运行方式层、 故障元件层、 故障类 型层、 潮流方式层、 控制措施层， 每层对应一个策略元。 2) 计算在步骤 1构造的树结构中的结点权值， 先将树结构中各层叶结点按 从左至右的次序从零开始依次递增赋予初始权值， 再由底向顶将具有共同父结 点的叶结点集合中的权值最大的叶结点权值赋值给该父结点， 得到带权值树。

3 ) 根据带权值树构造哈希函数， 先构造四元组变量函数， 其中四元组变量 分别是运行方式、 故障元件、 故障类型、 潮流方式分别对应的叶结点权值， 四 元组变量函数的值域是控制措施对应的叶结点权值， 然后分别将带权值树中的 每一条路径表示为该四元组变量函数的一个函数映射并生成映射表， 最后根据 映射表构造哈希函数。

4) 利用步骤 3中构造的哈希函数搜索控制策略， 对于给定的运行方式、 故 障元件、 故障类型、 潮流方式值， 从哈希函数中得到相应的控制措施。

本发明的有益效果是： 本发明采用构造哈希函数的搜索算法， 时间复杂度为 0(1)， 能够大大提高搜索的效率， 提高策略表搜索速度， 能够提高装置的响应速 度，提高控制效果。现在设备存储空间完全可以满足本算法空间复杂度的要求， 从而使得本发明具有很好的实用性。

附图说明

图 1为控制策略表的常规格式示意图。

图 2为本发明的树结构示意图。

图 3为本发明的带权值树结构示意图。

图 4为本发明的具体流程图。

具体实施方式

下面参照附图并结合实例对本发明作进一步详细描述。

图 4给出了本发明的具体流程图， 其中首先将安全稳定控制装置的策略表划 分为运行方式、 故障元件、 故障类型、 潮流方式和控制措施五个基本策略元， 采用树结构方式来存储和描述策略表的五个基本策略元， 该树结构由根节点层 及五个基本策略元层组成， 其中五个基本策略元层由根节点层依次往下分别表 示为运行方式层、 故障元件层、 故障类型层、 潮流方式层、 控制措施层， 每层 对应一个策略元。则该策略表树结构五层结构可以分别表示为 L_n( n e [1,5] )， 如 图 2所示。

接着， 计算构造的树结构中的结点权值， 先将树结构中各层叶结点按从左至 右的次序从零开始依次递增赋予初始权值， 再由底向顶将具有共同父结点的叶 结点集合中的权值最大的叶结点权值赋值给该父结点， 得到带权值树。 则该带 权值树的每个结点可表示成 L_nm (η θ [1,5], m=l,2,3,...m表示结点的权值）。

例如， 一个稳定控制系统的策略表， 具体如表 1所示， 其中 m为运行方式、 e为故障元件、 f为故障类型、 p为潮流方式、 c为控制措施：

表 1

则该策略表的带权值树如图 3所示。

然后， 根据带权值树构造哈希函数， 先构造四元组变量函数 f， 其中四元组 量分别是运行方式 x、 故障元件 、 故障类型2、 潮流方式 k分别对应的叶结 点权值， 四元组变量函数 f的值域是控制措施 C对应的叶结点权值， 然后分别将 带权值树中的每一条路径表示为该四元组变量函数的一个函数映射并生成映射 表，最后根据映射表构造哈希函数 f(x,y,z,k) = {L_lX,L₂y,L₃z,L₄k,L₅c}，其中 x、 y、 z、 k表示权值变量， c表示值域。 当各变量值为零时， 表示这条控制策略中的相 应策略元不存在。

如， 根据图 3所示的带权值树， 可以构造出如表 2所示的哈希函数 f(x,y,z,k) 的映射表：

表 2

最后， 根据构造的哈希函数 f(x,y,z,k) 搜索控制策略 (L_lX, L₂y, L₃z, L₄k, L₅c)。 当哈希函数 f(x,y,z,k)中给定 x,y,z,k的值， 立即得出相应的控制措施 L₅c， 其时间 复杂度为 0(1)。

例如， 当给出 (6,6,6,6)时， 根据表 2所示的哈希函数 f(x,y,z,k)， 就可以立刻 得到对应的控制措施 L₅6， 从而得到相对应的表 1中的控制措施 c6。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上， 但实施例并不是用来限定本发明的。 在不脱离本发明之精神和范围内， 所做的任何等效变化或润饰， 同样属于本发 明之保护范围。 因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容 为标准。

Claims

权 利 要 求 书

1. 一种适应于安全稳定控制装置的策略表搜索算法， 其特征在于， 包括如下步骤：

1 ) 将安全稳定控制装置的策略表划分为运行方式、 故障元件、 故障类型、 潮流方式和控制 措施五个基本策略元， 采用树结构方式来存储和描述策略表的五个基本策略元， 该树结构由 根节点层及五个基本策略元层组成， 其中五个基本策略元层由根节点层依次往下分别表示为 运行方式层、 故障元件层、 故障类型层、 潮流方式层、 控制措施层， 每层对应一个策略元；

2) 计算在步骤 1 构造的树结构中的结点权值， 先将树结构中各层叶结点按从左至右的次序 从零开始依次递增赋予初始权值， 再由底向顶将具有共同父结点的叶结点集合中的权值最大 的叶结点权值赋值给该父结点， 得到带权值树；

3 ) 根据带权值树构造哈希函数， 先构造四元组变量函数， 其中四元组变量分别是运行方 式、 故障元件、 故障类型、 潮流方式分别对应的叶结点权值， 四元组变量函数的值域是控制 措施对应的叶结点权值， 然后分别将带权值树中的每一条路径表示为该四元组变量函数的一 个函数映射并生成映射表， 最后根据映射表构造哈希函数；

4) 利用步骤 3 中构造的哈希函数搜索控制策略， 对于给定的运行方式、 故障元件、 故障类 型、 潮流方式值， 从哈希函数中得到相应的控制措施。

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