[发明专利]一种基于路径可达性的配电网树状拓扑约束判断方法

说明书

技术领域

本发明专利是一种基于路径可达性的配电网树状拓扑约束判断方法，属于配电网 结构领域。

背景技术

第三次工业革命将是互联网对能源行业带来的冲击，能源互联网是以电力系统为 核心，以互联网及其它前沿信息技术为基础，以分布式可再生能源为主要一次能源，与天 然气网络、交通网络等其它系统深入结合而形成的新的能源利用体系。随着经济、社会和文 化的不断发展，负荷接入逐年增加，以及能源互联网形势下分布式电源的接入，导致配电网 的网络结构日趋复杂，2015年的新一轮电力体制改革方案重视配电侧的改革，而配电网拓 扑结构的分析是配网可靠性、安全性和稳定性分析以及配电网改造的基础，配电网具有特 殊的结构和运行方式，闭环连接和开环运行。配电网是辐射运行，即配网运行时，每条馈线 都可被抽象成一个树状网络。树状拓扑具有特定性质，即树状拓扑的充分必要条件为节点 数比支路数多1的连通图。配电网中馈线数目多且连接复杂，存在不联络馈线、手拉手接线、 N供一备接线和馈线间互联络的节点过多的非典型接线等多种接线情况，当发生故障时配 网结构需要重构，并且有可能出现一个甚至多个被隔离的停电区域，仅仅用该特定性质，不 便于描述配电网运行时的树状拓扑结构。本发明提供一种适用于复杂接线配电网和故障重 构过程的树状拓扑约束实现方法。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种基于路径可达性的配电网树状拓扑约束判断方 法，该方法适用于典型接线、非典型接线和含分布式电源以及故障重构的配电网；

（1）一种基于路径可达性的配电网树状拓扑约束判断方法，主要包括以下步骤：

（2）获取配电网中各馈线电源节点间的路径；

（3）获取配电网中的回路；

（4）列写各馈线电源节点在可达矩阵中对应元素的计算表达式，令表达式的值为0；

（5）列写各回路的支路开关状态变量“与”运算的表达式，令该表达式的值为0；

（6）本发明的基于路径可达性的配电网树状拓扑约束编程实现方法，将配电网中支路 开关开合状态赋以0/1值，获取配电网中各条馈线的电源节点间的路径，电源节点之间应不 可达，对应的计算表达式应为0；获取配电网中的所有可能形成的回路，得到各回路上的支 路开关状态的“与”运算的计算表达式，该表达式的计算结果应为0。

附图说明

图1为一个实施例的两条馈线经两条联络线在不同节点联络的且同一馈线内部存 在联络支路的配网拓扑结构连接图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图以及具体的实 施例，对本发明的技术方案作进一步地描述；

基于路径可达性的配电网树状拓扑约束判断方法，具体包括如下内容：

（1）将配网中所有支路的开关开合状态赋值0/1，值存储在支路状态矩阵X中，X是以支 路状态为对角线元素所构成的对角线矩阵，对角线元素为其x_k，k=1,2,…,l；l为网络中支 路总数，当支路运行时x_k=1，支路断开时x_k=0；

（2）获取配电网中任两条馈线电源节点S_i和S_j之间的路径集合p_Si-Sj，p_Si-Sj由电源节点 S_i和S_j之间可能的各条路径path_Si-Sjm组成，path_Si-Sjm表达式为：

path_Si-Sjm={L_k|L_k是电源节点S_i和S_j之间第m条路径上的支路}；

p_Si-Sj的表达式为：

p_Si-Sj={path_Si-Sjm|path_Si-Sjm是电源节点之间的第m条路径}；

通过路径上支路开关状态值的“与”运算，当两节点间的路径不止一条时，将各条路径 “与”运算得到的结果进行“或”运算，最终计算得到两节点是否可达，0表示两节点不可达，1 表示两节点可达，计算结果可存储在可达矩阵中；

可达矩阵是一个n阶方阵（n为节点数），其表达式为：