[发明专利]基于branch矩阵的无环网无孤岛配电网络生成方法

权利要求书

1.基于branch矩阵的无环网无孤岛配电网络生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、输入配电网络生成所需的数据，并初始化所需矩阵；配电网络生成所需的数据包括新建园区的负荷点数量及其编号、新建园区的电源点数量及其编号、各电气节点之间的能否直接建立馈线连接关系；其中，所述各电气节点即负荷点与电源点，所有电气节点的编号从1开始，按照从负荷点再到电源点的顺序编号；

其中，各电气节点之间的能否直接建立馈线连接关系用branch矩阵表示；负荷点数量及其编号、电源点数量及其编号统一用bus矩阵表示；branch矩阵的每一行表示两个电气节点之间可以直接建立馈线连接关系，即可以建设配电网线路的馈线段；branch矩阵的第一列存放该馈线段的首节点，第二列存放该馈线段的末节点；首节点定义为该馈线段的两端节点中，编号较小的电气节点；末节点定义为该馈线段的两端节点中，编号较大的电气节点；bus矩阵的每一行存放一个电气节点的信息，第一列存放该电气节点的编号，第二列存放该电气节点的性质，用1表示该电气节点为负荷点，用2表示该电气节点为电源点；bus矩阵的行数即为新建园区内的电气节点数量，存放在变量num_node中；

在进入后续步骤之前，首先对branch矩阵的每一行按照第一列元素的大小进行从小到大的排序，以保证首节点一样的馈线段在相邻的行，方便后续步骤对branch矩阵的搜索；

S2、进行初步的配电网络生成决策；

S3、对所有节点检查是否孤立，并修正孤立节点；检查行向量node_notfirst中存放的节点是否为孤立节点，具体如下：

遍历行向量node_notfirst中存放的节点编号，对应查看net_cxd中的该节点编号所对应的节点的出线度，若出线度为0则证明该节点孤立，需要被修正；

对于孤立节点，把branch矩阵中末节点等于该孤立节点编号的馈线段都挑出来，随机指定其中一行的第三列元素设置为1；然后修改该孤立节点的出线度为1，修改该孤立节点的子网络号等于随机指定建设的馈线段的首节点的子网络号；

S4、对所有生成线路检查是否存在双电源供电情况，并修正双电源线路；通过两两对比net_num中所有电源点的子网络号，检查是否存在双电源对同一条线路供电情况，具体如下：

若存在两个电源点的子网络号一致，则表示存在这两个电源点有对同一条线路供电的情况；

若电源点a与电源点b的子网络号一致，则修正它们之间的双电源线路，以满足所有线路只由单个电源供电的配电网一次系统网架约束，具体如下：

采用深度优先搜索算法，以步骤S3中决策后的branch矩阵为搜索对象，找出所有从电源点a出线的完整馈线，以搜索到出线度为1的节点或搜索到另外一个电源点作为本次搜索的馈线已到尽头的结束搜索判据；从电源点a出线的所有完整馈线中，找到馈线尽头为电源点b的馈线；设该馈线包含n段馈线段，若n为奇数，则令第(n+1)/2段馈线段在branch矩阵中对应行的第三列元素为0，即不建设该馈线段；若n为偶数，则在第n/2段和第n/2+1段馈线段两者之中随机选一段，使其在branch矩阵中对应行的第三列元素为0，即不建设该馈线段；至此，已修复好同时由电源点a与电源点b供电的线路；

最后需要更新部分节点的出线度和子网络号，具体如下：

令修正双电源线路时设为不建设的馈线段的首节点和末节点的出线度减1，对应修改它们在向量net_cxd中的值；采用深度优先搜索算法，以取消了上述一段馈线段建设的步骤S3决策后的branch矩阵为搜索对象，再次找出所有从电源点a出线的所有完整馈线，也是以搜索到出线度为1的节点或搜索到另外一个电源点作为本次搜索的馈线已到尽头的结束搜索判据；对所有从电源点a出线的完整馈线涉及到的所有电气节点赋予新的子网络号，并对应修改它们在向量net_num中的值;

S5、对所有生成线路检查是否为孤链，并修正孤链；

S6、输出无环网无孤岛配电网络的branch矩阵和邻接矩阵，完成基于branch矩阵的无环网无孤岛配电网络的生成。