[发明专利]一种配电网动态拓扑分析方法

摘要

本发明涉及一种分析方法，具体涉及一种配电网动态拓扑分析方法。该方法为基于网络简化的动态拓扑分析方法，将拓扑分析作为独立的应用单元，综合考虑功能需求与运行方式的动态特性，建立能够按需定制的拓扑分析需求标准，进而依据相应的网络简化方式进行拓扑分析，以局部拓扑分析响应配网运行方式变化；在保证应用功能的实时性的基础上，同时满足系统的扩展性需求。

主权项

一种配电网动态拓扑分析方法，其特征在于，所述方法为基于网络简化的动态拓扑分析方法，所述网络简化包括下述步骤：步骤1：读入电源初始点及搜索方向；步骤2：开始遍历电源初始点，建立网络队列，所述电源初始点为其网络队列的第一个成员，为该电源初始点建立应用邻接树；步骤3：载入包含网络队列第一个节点的设备，建立设备队列，该设备为其设备队列的第一个成员；设备队列的第一个成员称为当前设备，搜索出该设备的节点称为父节点；为当前节点建立等效设备，当前节点为等效设备的边界节点；将网络队列第一个节点记为当前节点；步骤4：遍历设备队列，读取当前设备非父节点的所有节点作为本节点，沿搜索方向搜索出与本节点连接的所有节点作为子节点；步骤5：基于当前的应用需求，根据网络简化标准判断当前节点的设备是否满足简化条件；若满足简化条件，则转入步骤6；否则直接转入步骤12；步骤6：更新设备属性：将当前设备添加到等效设备中，更新等效设备的设备集合和等效参数；步骤7：将所有包含子节点的设备加入设备队列；步骤8：更新设备队列，从设备队列中删除当前设备；步骤9：若设备队列为空，转入步骤10；否则返回步骤4；步骤10：若当前节点的等效设备的设备集合只有一个成员，将该设备成员加入应用邻接树，否则将等效设备加入应用邻接树；从网络队列中删除当前节点，若网络队列为空，转入步骤11，否则返回步骤3；步骤11：若所有初始点搜索完毕，网络简化的拓扑分析完成；否则返回步骤2；步骤12：将设备队列第一个成员的设备节点的所有子节点加入网络队列；步骤13：将当前设备添加到等效设备中；将步骤12的所有子节点标记为设备集合的边界节点，返回步骤8；网络拓扑的应用层由数据成员和功能成员组成，数据成员服务于配电网自动化高级应用，配电网自动化高级应用包括潮流计算、状态估计、紧急控制、故障诊断与恢复、风险辨识与评估以及用户自定义查询，功能成员包括宽度优先搜索拓扑分析模块、设备邻接转应用数据结构模块、对象匹配模块、自定义查询支撑模块和运行方式跟踪模块；所述设备邻接转应用数据结构模块的工作方式包括：对于搜索树，首先创建一个新节点，然后将应用邻接树作为子树添加到新节点末端，添加时每个设备作为一个节点；节点电压与设备末端节点电压一一对应，支路参数等于设备等效参数；对于导纳矩阵，建立应用邻接树节点数量加一阶的导纳矩阵，第一行和第一列表示根节点和设备首节点；自根节点搜索整棵应用邻接树，对每个设备设置其首末节点之间的互导纳为阻抗导数的相反数；最后使用一行互导纳之和的相反数初始化本行对角线元素；转换过程中记录矩阵下标与节点编号之间的关联关系；所述自定义查询支撑模块的工作方式包括：搜索潮流计算应用邻接树，若目标设备直接存在于树中间，则根据潮流计算结果返回该设备电气量；若在等效设备中间，则获取设备首端电压、末端电压和支路电流，集合的根设备节点到目标设备以前为一部分，目标设备及以后为另一部分，分别求取两部分等效阻抗，根据串联分压原理计算目标设备首端电压，进而算出首端有功、无功和功率因数，损耗有功和无功，末端有功、无功、功率因数和电压，最终返回用户查询结果；所述运行方式跟踪模块，工作方式包括下述步骤：①通过拓扑对象、初始点、限制条件定义搜索对象：拓扑对象为组织层的设计连接关系；初始点为由开路到闭合的带电设备，搜索方向由操作人指定；限制条件指的是在原有对象基础上添加限制点，限制点是由闭合到开路的带电设备；对于除去通过拓扑对象、初始点、限制条件定义搜索对象以外其它的动作开关仅改变设备状态，不影响搜索对象的定义；②遍历初始点和限制点设备；③以散列寻址的方式在应用邻接树中搜索包含初始点和限制点设备的节点；④若节点设备为等效设备，则转入步骤⑤；否则转入步骤⑥；⑤重新等效：在等效设备集合中，以开关为界限将该集合等效为前部、自身、后部三部分，分别建立等效设备并在应用邻接树中连接起来；⑥判断开关类型，若为初始点，下转步骤⑦；否则转步骤⑩；⑦运用宽度优先搜索拓扑分析模块分析搜索对象，得出子邻接树；在应用邻接树中基于初始点根据搜索逆方向选择直接连接的树设备，删除其所有子节点；将子邻接树连接到该设备末端，组成新的应用邻接树；基于网络简化标准等效连接处两端的节点设备；⑧若遍历完初始点和限制点设备，开始步骤⑨；否则返回步骤②继续遍历；⑨基于新的应用邻接树，启动设备邻接转应用数据结构模块生成应用输入；⑩在应用邻接树中选择树根方向直接连接的树设备，删除其所有子节点，返回步骤⑧。