[发明专利]一种基于矩阵的配电线路实时拓扑分析方法

说明书

一种基于矩阵的配电线路实时拓扑分析方法，属于电气网络技术领域，涉及配电线路的实时拓扑分析，尤其是使用矩阵进行拓扑分析的方法。该方法将配电线路中的元素分为线路、开关、电源3类，建立各线路与电源连接的数组A0，生成线路连接关系矩阵R和线路开关矩阵T，通过采集开关状态获得线路开关矩阵T的实时状态矩阵C，通过多次计算A1=A0*C获得当前线路的带电状态。本发明披露的方法，将开关的状态和线路的连接关系整合到一个数组中，对网络结构描述要求简单，容易实现。

技术领域

本发明属于电气网络技术领域，涉及配电线路的实时拓扑分析，尤其是使用矩阵进行拓扑分析的方法。

背景技术

网络拓扑是电力系统仿真和分析的基础。在各级配网自动化监控系统的监控端后台系统所执行的功能中，无论是馈线自动化、配电网优化运行、配网负荷优化、配电图资系统还是自动/人工线路故障分析，都对配电线路的实时可视化显示提出了越来越高的要求。可视化的配电线路可直观反应元件状态标识，有助于运维人员快速准确的做出决策，其研究具有重要的理论和应用价值，是实现电力系统调度自动化过程中基础而关键的工作。

在上述应用中，对于配网线路的拓扑分析及实时状态刷新(不同区域着色)是基础。

当前最主要的拓扑分析方法主要有邻接矩阵法和树搜索法两种。邻接矩阵法利用的是节点和所连开关的关系进行分析，缺点是节点数太多，拓扑分析较为复杂。

中国专利申请《基于广度优先遍历的配网带电状态计算方法》（201110295318.3）从电源出发，遍历所有与电源连通的区域，从而得到所有的带电区域。该方法求分别从不同的电源区域分别遍历，每次开关动作都要遍历一次。

另一份中国专利申请《一种高性能电气网络实时拓扑分析方法》（201510647006.2）提出了一种创建关联矩阵S、邻接矩阵C及全连通矩阵L，通过矩阵计算得出实时拓扑的方法。该方法需要创建多个两维矩阵，且开关闭合和断开需要分别进行处理。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于矩阵的更加简便的新方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于矩阵的配电线路实时拓扑分析方法，基于配电网络的拓扑图完成，包括以下步骤：

步骤A、将配电线路中的元素分为3类，分别为线路、开关、电源；

假设配电线路中有n条线路，m个开关，k个电源，线路标记为L1，L2，L3，... ... ，Ln，开关标记为B1，B2，B3，... ... ，Bm，电源标记为S1，S2，S3，... ... ，Sk。

步骤B、判断各线路是否与电源连接，生成数组A0{a1，a2，... ... ，an}，其中，如果线路Li与电源S1-Sk任一个直接连通，ai=1，否则，ai=0；1≦i≦n。

步骤C、判断各线路之间的连接关系，生成线路连接关系矩阵R：

其中，r_ii=1；如果Li与Lj直接连通，则r_ij=1，r_ji=1，其它情况，矩阵中对应位置的元素为0；1≦i≦n，1≦j≦n。

步骤D、通过线路连接关系矩阵R生成线路开关矩阵T：判断各线路之间通过开关的连接关系，如果Li与Lj通过开关Bp连接，则在线路连接关系矩阵R中，r_ij=r_ji=Bp；1≦i≦n，1≦j≦n；1≦p≦m；

矩阵T是改变后的矩阵R。

步骤E、采集开关的状态，将开关状态转化为数值：如果开关Bp闭合，Bp=1，否则，Bp=0，1≦p≦m。

将转化后的数值赋值到线路开关矩阵T中，生成矩阵C。