[发明专利]基于Petri网的矿井高压电网漏电保护整定计算方法

说明书

技术领域

本发明公开了基于Petri网的矿井高压电网漏电保护整定计算方法，属于煤矿高压供电网络漏电保护整定计算领域。

背景技术

Petri网是对于离散事件动态系统非常好的建模工具，可以很有效地描述网络拓扑结构和系统中的同步，并发等行为，已经很好的应用于电力系统故障诊断等电力领域。有色Petri网作为高级Petri网的一种，用颜色表示具有相同特性的资源，通过不同颜色的托肯加以区别，能够很大程度上简化Petri网的结构，增强模型的通用性。在对矿井高压电网进行拓扑分析时，当前主要是采用搜索遍历算法和基于关联矩阵的分析方法，它们均可以有效地对矿井高压电网进行拓扑分析以及对节点编号，但分析过程相对较为繁琐且计算量较大。

本发明公开了基于Petri网的矿井高压电网漏电保护整定计算方法，其利用Petri网精确的数学定义进行建模，利用颜色工具表示同类属性的资源，有效克服了一般Petri网在针对复杂系统时容错性差等问题，能够对矿井高压供电系统漏电保护整定计算过程进行建模分析。在对矿井高压电网进行拓扑分析时，构建了基于有色Petri网的网络拓扑分析模型，对矿井高压电网完成网络拓扑分析；然后以获取的网络拓扑分析模型为基础，针对不同电压等级的中性点不接地矿井高压电网，构建基于有色Petri网的漏电保护整定计算模型，实现漏电保护整定计算功能。

发明内容

根据矿井高压供电系统图，建立基于有色Petri网的网络拓扑分析模型，模型结构如附图1所示，该模型中包含8个库所，5个变迁；模型中所述的有色Petri网是一个七元组，其中为库所的有限集合，库所中存放相应的初始状态信息和中间状态信息；为变迁的有限集合，变迁的作用是发生事件利用托肯产生新的托肯，在Petri网中发生事件称为点火；表示托肯移动的流关系，通过有向弧来表示；表示库所上可存放的托肯的所有颜色的集合；和分别是上的负函数和正函数，对所有有且的充分必要条件是，且的充分必要条件是；表示有色Petri网的初始标识；其中有色Petri网中的库所用圆圈表示，变迁用矩形来表示，库所中的托肯用小黑点来表示。

根据网络拓扑分析模型，针对网络拓扑分析有色Petri网中的单色和复合色进行定义，并且定义了开关相邻规则和编码规则，依据矿井高压供电系统图对库所、和初始标识进行设置；具体步骤如下：

步骤1、在网络拓扑分析有色Petri网模型中，开关类型色为单色，用表示，其中表示电源进线开关，表示出线开关，表示联络开关，表示一般进线开关；电源进线开关和一般进线开关均属于进线开关；开关位置色为复合色，若一个基本单元有个节点、、、…、和个开关、、、…、，则开关位置复合色表示为；开关编码色为复合色，用表示，其中为正整数，；开关复合色表示为，即；

步骤2、定义开关相邻规则；针对两个开关和；如果，其中,，那么开关和开关是相邻的；其中表示提取复合色或集合中的第个颜色或元素，表示提取复合色或集合中的第个颜色或元素；

步骤3、定义编码规则；针对存在直接供电关系的进线开关和出线开关，如果某一进线开关（或出线开关）的编码为，则与此相邻的下一级出线开关（或进线开关）的编码为且；如果某出线开关A与出现开关B相邻，出线开关A的编码为，则出线开关B的编码为；

步骤4、依据矿井高压供电系统图对库所、和初始标识进行设置。

依据网络拓扑分析模型定义的变迁点火规则，对矿井高压供电系统图进行拓扑分析，针对每个高压开关完成拓扑编码；在拓扑分析模型中，库所存放编码后的所有电源进线开关信息；存放所有的未编码的出线开关信息；存放与进线开关相邻的编码后的出线开关信息；存放与相邻的编码后的出线开关信息；存放已经完成编码的出线开关信息；存放未编码的一般进线开关信息；存放编码完成的进线开关和出线开关信息；存放编码后的进线开关信息；具体步骤如下：

步骤1、如果库所中存在托肯，则变迁点火，点火后库所中消耗一个托肯，将库所中消耗的一个编码的电源进线开关托肯分别加入到库所和库所中；假设中的开关复合色为，中的开关复合色为，中的开关复合色为，则，，；

步骤2、如果库所和库所中存在托肯，假设中的开关复合色为，中的开关复合色为，、和中的开关复合色为，若，或者，或者，或者，则库所和中对应的两个开关相邻，变迁点火，点火后库所和各消耗一个托肯，针对中消耗的托肯按照编码规则进行编码，编码生成的托肯分别加入到库所、和中，假设，则，，且；