[发明专利]一种配电网动态拓扑分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种分析方法，具体涉及一种配电网动态拓扑分析方法。

背景技术

高级应用一般将配电网拓扑分析作为内嵌模块，拓扑分析模块作为内部成员向所属应用提供专用的数据支持，不能被其它应用访问。这种模式能够满足顶层应用在功能和性能上的需求，但动态来看存在可扩展性与可重用性的不足。首先，拓扑分析模块与所属应用严重耦合，一些拓扑分析的特殊需求依靠外部程序流程实现，当工况变化引起应用需求变化时，需要对该应用模块进行全面修改；其次，开发及扩展期间不能跨越应用重用拓扑分析模块，需要基于应用需求对拓扑分析模块进行新的设计与实现，设计过程复杂，实现工作量浩大。综上所述，传统模式不利于系统的修正、优化与更新换代。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种配电网动态拓扑分析方法，本发明的方法以增强扩展性与适应性为目标，将拓扑分析作为独立的应用单元，综合考虑功能需求与运行方式的动态特性，建立能够按需定制的拓扑分析需求标准，进而依据相应的网络简化方式进行拓扑分析，以局部拓扑分析响应配网运行方式变化；在保证应用功能的实时性的基础上，同时满足系统的扩展性需求。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种配电网动态拓扑分析方法，其改进之处在于，所述方法为基于网络简化的动态拓扑分析方法，所述网络简化包括下述步骤：

步骤1：读入电源初始点及搜索方向；

步骤2：开始遍历电源初始点，建立网络队列，所述电源初始点为其网络队列的第一个成员，为该电源初始点建立应用邻接树；

步骤3：载入包含网络队列第一个节点的设备，建立设备队列，该设备为其设备队列的第一个成员；设备队列的第一个成员称为当前设备，搜索出该设备的节点称为父节点；为当前节点建立等效设备，当前节点为等效设备的边界节点；将网络队列第一个节点记为当前节点；

步骤4：遍历设备队列，读取当前设备非父节点的所有节点作为本节点，沿搜索方向搜索出与本节点连接的所有节点作为子节点；

步骤5：基于当前的应用需求，根据网络简化标准判断当前节点的设备是否满足简化条件；若满足简化条件，则转入步骤6；否则直接转入步骤12；

步骤6：更新设备属性：将当前设备添加到等效设备中，更新等效设备的设备集合和等效参数；

步骤7：将所有包含子节点的设备加入设备队列；

步骤8：更新设备队列，从设备队列中删除当前设备；

步骤9：若设备队列为空，转入步骤10；否则返回步骤4；

步骤10：若当前节点的等效设备的设备集合只有一个成员，将该设备成员加入应用邻接树，否则将等效设备加入应用邻接树；从网络队列中删除当前节点，若网络队列为空，转入步骤11，否则返回步骤3；

步骤11：若所有初始点搜索完毕，网络简化的拓扑分析完成；否则返回步骤2；

步骤12：将设备队列第一个成员的设备节点的所有子节点加入网络队列；

步骤13：将当前设备添加到等效设备中；将步骤12的所有子节点标记为设备集合的边界节点，返回步骤8。

进一步地，网络拓扑的应用层由数据成员和功能成员组成，数据成员服务于配电网自动化高级应用，配电网自动化高级应用包括潮流计算、状态估计、紧急控制、故障诊断与恢复、风险辨识与评估以及用户自定义查询，功能成员包括宽度优先搜索拓扑分析模块、设备邻接转应用数据结构模块、对象匹配模块、自定义查询支撑模块和运行方式跟踪模块。

进一步地，以设备邻接树（设备邻接树是描述设备连接关系的数据结构，由基本的拓扑分析得出）为中间数据结构，设备邻接树为树结构，等效设备为树节点，树节点获得自己的父节点和子节点，父节点为一个，子节点的数量依赖于拓扑结构；

等效设备为网络简化产生的设备集合表示被等效的设备集合，其数据结构为树，树节点为基本设备对象，其中边界节点作为与本集合外设备连接的节点被特别标出；等效参数与基本设备属性相桶，包括阻抗和最大允许电流；电气量成员包括节点电压、支路电流、拓扑方向、注入有功和注入无功；基本设备ID与等效设备作为键值对建立哈希查询表。

进一步地，所述宽度优先搜索拓扑分析模块由拓扑对象、初始点和限制条件定义；拓扑对象为组织层设计网络拓扑结构；初始点指电源初始点及其搜索方向；限制条件表示该节点为叶节点，对本分支不再继续往下搜索，叶节点包括开路开关节点、损坏线路节点和等效设备中的边界节点。

进一步地，所述设备邻接转应用数据结构模块的工作方式包括：