[发明专利]基于广度优先遍历的配网带电状态计算方法

说明书

技术领域

数据监控与采集系统(SCADA)是构建众多供电、配网自动化应用系统的基础，作为SCADA系统功能的重要组成部分，受控电气网络中各母线、设备、元件的实时带电状态的计算及显示为各级调度、决策功能的实现提供了重要的参考信息。随着计算机软硬件系统性能的提高，用户对于系统功能可视化提出了越来越高的要求，配网带电状态计算方法的效率及有效性也成为评价SCADA系统性能的重要技术指标。 

背景技术

电气网络中各母线、设备、元件的实时带电状态是受控系统运行状态的重要指针，实时、正确地对其进行计算和显示是SCADA系统功能的重要组成部分，也是各级调度人员做出各种诊断、决策的重要依据。计算机软/硬件技术的发展及SCADA系统的演进对于配网带电状态计算方法的正确性、效率、可靠性、可配置性都提出了更高的要求。

传统的配网带电状态计算方法主要依据如下几种技术路线进行设计：(1)人工置位方式，即由系统配置人员或调度人员根据系统中各母线、开关、刀闸的实时状态，手动对相关元件、设备的带电状态进行设置，该方法工作量大且效率低下；(2)全局编程方式，由系统配置人员依据受控电气网络中各进线、元件、设备的连接关系对其进行描述性编程，即为SCADA系统中的每一幅接线图提供一个带电状态计算程序/脚本，这些程序/脚本运行在后台并依据从现场采集的开关、断路器实时状态等信息，即时地对配网带电状态进行计算和刷新，该方法虽较前一种方法具有较好的性能及自动化程度，但同样具有配置工作量较大的缺点；(3)局部编程方式，该方法通过将电气网络进行区域分割，简化了电路带电计算逻辑的编程，不必为每幅接线图提供一个复杂的计算程序而只需为电气网络的各个子区域提供负责计算局部设备、元件带电状态的逻辑，该方法在一定程序上简化了配置工作量，但却对运行系统的容量及可靠性提出了更高的要求。在电路中的某个节点带电状态变化时，依照方案2、3设计的配网带电状态计算系统/程序通常都会主动或被动地对整个接线图中的所有设备、节点进行扫描，从而导致大量的重复计算，也在一定程度上降低了整个系统的执行效率。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提出了一种基于广度优先遍历的配网带电状态计算方法，相对传统带电计算方法，该方法具有更好的灵活性、可配置性和执行效率，通过对问题域对象的高度抽象，将通用的计算逻辑隐藏在带电计算服务进程内部，工程人员仅需通过配置给出电气网络的设备及其连接关系而不必给出任何计算逻辑，带电计算服务进程将自动对分析梳理电气网络的结构，各种链状、分支、环路、旁路的电路连接方式均可按照统一的描述方式进行定义。基于广度优先遍历的配网带电状态计算方法能够做到在电路中设备/元件实时带电状态发生改变时，仅对与于其相关的电路组件的带电状态进行处理，从而提高配网带电状态计算的效率。

基于广度优先遍历的配网带电状态计算方法的程序实现基于申请人先期研发的高性能面向对象实时数据库ChRDB。实时数据库是SCADA系统中各子系统、模块进行数据交换的中介,工程项目配置中的数据以面向对象的方式保存在内存实时数据库中，实时数据库为SCADA系统中的各功能模块、子进程提供高速、实时的数据操作和访问支持。

本发明的技术方案为：一种基于广度优先遍历的配网带电状态计算方法，它包括电气网络，其特征在于：所述电气网络为通过链接相连的一组带电区域的集合，所述电气网络的进线作为电源、通过层层链接及其通断状态决定其余各带电区域是否带电。

上述的基于广度优先遍历的配网带电状态计算方法，其进一步特征在于：所述带电区域指直接相连或通过其他设备相连的一组电气元件的集合；所述链接指带电区域之间的通路，通常用来表示电气接线图中的断路器、开关、刀闸等能起到影响电路通断作用的设备或元件在带电区域之间构成的连接。

带电计算功能初始化时，通过对所有链接执行相关电源区域扫描，建立各链接的关联电源区域列表，使得当某个链接状态发生变化时，带电计算功能模块可以快速查询到与之相关联的电源区域，从而可以通过执行电路通断状态变化时的带电状态更新对以之出发的支路上所有电源区域的带电状态进行更新。

当电气网络中的某个电路通断元件实时状态发生变化时，带电计算功能模块将找出与之具有通路的所有电源带电区域，并对其逐一执行从带电区域出发的带电状态更新以更新相应支路上各电源区域的带电状态。