[发明专利]一种跨电压等级配电网的拓扑分析方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种拓扑分析方法，更具体涉及一种跨电压等级配电网的拓扑分析方法。

背景技术：

受计算资源的限制，传统配电网分析一般以单一馈线为基本单位，对馈线及其包含设备进行计算和分析；随着计算机技术的进步，计算机集群的建设成本不断降低，日益丰富的计算资源使得面向全网的科学计算变得可能，为更加全面、精确、快速的配电网计算分析及应用实践开辟了道路。拓扑分析为各种配网自动化高级应用建立数据结构，是各种科学计算的基础，对算法的功能、性能实现均有直接的影响。三相平衡网络的拓扑分析是经典成熟的技术，但跨越多个电压等级的配电网接线方式多样、线路不对称、结构形式随意，经典的拓扑分析方法不能完全适用。因此，本发明提出一种面向跨电压等级配电网工程应用的拓扑分析方法，以为科学计算及应用实践建立数据基础。

发明内容：

本发明的目的是提供一种跨电压等级配电网的拓扑分析方法，该方法能够处理环网、多相线路、动态拓扑的配电网网络拓扑，解决跨电压等级配电网拓扑分析面临的困难。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种跨电压等级配电网的拓扑分析方法，所述拓扑方法包括基于数据结构进行的母线拓扑、节点拓扑和动态拓扑三个过程；

所述母线拓扑过程为：对母线进行编号并建立区段连接数组，基于输入数据以平衡母线为始点对配电网网络展开深度优先搜索；

所述节点拓扑过程为：对节点进行编号并建立网络节点导纳矩阵；

所述动态拓扑过程为：使所述节点导纳矩阵跟踪电力系统的变更。

本发明提供的一种跨电压等级配电网的拓扑分析方法，所述对母线进行编号的步骤为：

从搜索队列中读取当前母线，判断当前母线是否已编号；

如若母线未编号，将临时区段存储到区段连接数组中，之后清空临时区段，接着编号该母线并作存储；

所述母线已编号后，在搜索空间中搜索新的连接设备。

本发明提供的一种跨电压等级配电网的拓扑分析方法，对于新搜索到的连接设备，根据所述设备的相数修正当前母线的节点信息；

判断所述设备的类型，若为区段边界设备，将当前母线记录到临时区段中并判断连接母线是否为新母线，如果是新母线则添加到搜索队列末端下并存储该设备的母线编号，并根据设备数学模型建立其节点导纳矩阵；如果不是新母线，根据该设备的相数修正连接母线的节点信息使之成为新母线并添加到搜索队列末端下并存储所述设备的母线编号，根据所述设备数学模型建立其节点导纳矩阵；

若所述设备的类型为非区段边界设备，判断连接母线是否为新母线，如果是新母线则编号连接母线并添加到搜索队列首端下并存储该设备的母线编号，并根据设备数学模型建立其节点导纳矩阵；如果不是新母线，根据该设备的相数修正连接母线的节点信息使之成为新母线并添加到搜索队列末端下并存储所述设备的母线编号，根据所述设备数学模型建立其节点导纳矩阵。

本发明提供的另一优选的一种跨电压等级配电网的拓扑分析方法，在存储所述设备的母线编号，根据所述设备数学模型建立其节点导纳矩阵后，更新搜索队列和搜索空间并重新进行母线拓扑过程；当搜索队列为空时，所述母线拓扑完成。

本发明提供的再一优选的一种跨电压等级配电网的拓扑分析方法，所述节点拓扑中过程为：

对每一个区段的节点进行编号并依次添加支路、建立区段的节点导纳矩阵；

以平衡母线为始点，以连接的区段边界支路为通道对区段连接数组进行深度优先搜索，确定带电区段并记录搜索区段的次序；

根据搜索区段的次序，以区段节点导纳矩阵为对角线元素初始化全网节点导纳矩阵，进行全网的节点编号，将区段边界支路的节点导纳矩阵添加到全网节点导纳矩阵中。

本发明提供的又一优选的一种跨电压等级配电网的拓扑分析方法，所述对每一个区段的节点进行编号为遍历每一个母线，依次对每一个节点进行编号。

本发明提供的又一优选的一种跨电压等级配电网的拓扑分析方法，所述建立区段的节点导纳矩阵为：建立区段节点维数的节点导纳零矩阵，接着遍历每一条支路和匹配母线并根据相信息找出对应的节点编号以确定在区段节点导纳矩阵中的位置，将支路节点导纳矩阵叠加到区段节点导纳矩阵的相应位置。

本发明提供的又一优选的一种跨电压等级配电网的拓扑分析方法，所述动态拓扑过程为：

根据所述电力系统变更的类型，修改或新建区段的节点导纳矩阵，更新需要的修改的母线与支路；