一种适用于大电网在线的快速局部拓扑分析方法技术

本发明专利技术提供的一种适用于大电网在线的快速局部拓扑分析方法，包括：构建局部拓扑分析数据模型，定义数据结构；确定母线基本分析范围和母线局部分析范围；针对母线基本分析范围进行拓扑分析；针对母线局部分析范围进行拓扑分析；基于母线局部拓扑分析算法和结果，对系统局部拓扑进行分析。该方法实用化程度高，能够解决电网遥信变位情况下，大电网拓扑快速分析计算问题，实时跟踪更新拓扑结果，能够灵活定义局部拓扑分析范围，实现自定义范围电网的快速拓扑分析，为调度自动化系统中的各高级应用提供计算分析基础，进一步提高在线分析应用实用化水平。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及分析，具体设及一种适用于大电网的在线局部拓扑分析方法。
技术介绍
网络拓扑分析通过拓扑分析将电力系统物理模型转化为计算模型，目前拓扑分析 的研究多数是捜索法和矩阵法运两大类拓扑分析方法。[000引（1)捜索法。在目前的网络拓扑分析算法中，最容易想到的也是应用最广泛的一 种是捜索法及其各种变形。它主要通过捜索某一个节点与其相邻节点之间的连接关系进行 分析的。根据捜索原理的不同，分为深度优先捜索法和广度优先捜索法，它是按层捜索，逐 层进行，捜索网络中每个顶点的相邻顶点的次数只有一次，所W捜索过程中不存在对节点 的重复访问，捜索效率要高于深度优先捜索法。但是不管是哪种方法，都需要建立关联表来 反映节点支路之间的关联关系。广度捜索法只对每个节点访问一次，有效提高捜索速度。利 用堆找技术进行捜索，速度较慢，因为需要对某些节点进行回溯。还可W根据一个开关不可 能属于不同电压等级的原理，将节点的捜索范围缩小到厂站内，一定程度上可W提高拓扑 的效率。有文献针对局部拓扑修正导致母线编号不连续的问题，提出后期母线次序优化的 方法。 (2)矩阵法。由图论的相关理论可知，图既由关联矩阵唯一确定，也可由邻接矩阵 唯一确定，因此，矩阵法有关联矩阵法和邻接矩阵法。关联矩阵是表示节点与边关联关系的 矩阵，关联时为1，不关联时为0。根据网络结构生成节点-支路关联矩阵，再求其转置矩 阵一支路-节点关联矩阵，两者进行矩阵乘法运算得到邻接矩阵，接着对邻接矩阵进行运 算得到全接通矩阵，它反映了网络中任两个节点之间的连通关系，最后用一定的方法对全 接通矩阵进行分析得到拓扑结果。运是关联矩阵法。邻接矩阵是表示节点之间邻接关系的 矩阵，节点之间有边连接时为1，无边连接时为0。因此，它可直观反映网络结构。通过对邻 接矩阵进行运算得到全接通矩阵，再对其分析得到拓扑结果。运是邻接矩阵法。从上述描 述可W看出，运两种方法的出发点稍微不同，但后面的分析过程大致相同，都是对邻接矩阵 进行矩阵乘法运算得到全接通矩阵。矩阵法通过定义矩阵乘法运算，再利用连通性的传递 性质及对称性质，得出表示节点间关联关系的矩阵，运种方法较为直观，分析过程清晰，数 据组织简单，可节省CPU时间，因此适用于电网任何接线方式的拓扑分析。 随着我国电网的快速发展，网络规模越来越大，典型网络的计算节点规模已经达 到万数量级，而大电网调度对在线分析软件的计算速度要求越来越高。作为在线分析应用 中的基础模块，网络拓扑分析承担着为智能电网调度技术支持系统中其它在线分析模块提 供计算模型的任务，其计算性能直接制约着在线分析模块性能的发挥。因此，必须进一步提 升网络拓扑分析模块的计算速度，需要针对大电网特点，开发大电网局部拓扑快速分析方 法，研究大电网局部遥信变位的快速拓扑状态修正技术，提高大电网拓扑分析软件的运行 速度，从而进一步提高大电网在线分析软件的实用化水平。
技术实现思路
为了实现上述目的，本专利技术提供一种适用于大电网的在线局部拓扑分析方法，能 够在电网遥信变位情况下，实现大电网拓扑快速分析计算，从而大大提高在线分析计算功 能应用的计算性能。 为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取如下技术方案： -种适用于大电网在线的快速局部拓扑分析方法，所述方法包括下述步骤： (1)构建局部拓扑分析数据模型，定义数据结构； (2)确定母线基本分析范围和母线局部分析范围； (3)针对母线基本分析范围进行拓扑分析； (4)针对母线局部分析范围进行拓扑分析； (5)基于母线局部拓扑分析算法和结果，对系统局部拓扑进行分析。 优选的，所述步骤（1)中的局部拓扑分析数据模型适用于自定义局部拓扑分析和 事件触发的局部拓扑分析，包括厂站数据模型、电压等级数据模型和母线局部拓扑分析数 据模型；其中， 所述厂站数据模型，包括厂站名、电压等级入口、电压等级出口； 所述电压等级数据模型，包括所属厂站的逻辑号、母线入口和母线出口； 所述母线局部拓扑分析数据模型，包括母线、开关、结点、单端设备和支路。[001引进一步地，所述步骤（1)中的定义数据结构包括：对母线、开关、开关端、结点、支 路、支路端和单端设备的数据结构进行定义；并拆分开关端和支路端，定义拆分的开关端和 支路端的数据结构；其中， 母线数据结构，包括前向指针、后向指针、扫描标志位、设备链表入口和所属电气 岛号； 开关数据结构，包括开关名称、首端结点号和末端结点号； 拆分的开关端数据结构，包括开关端名称、关联结点号和所属开关的逻辑号； 结点数据结构，包括所属母线逻辑号、关联机组逻辑号、关联负荷逻辑号、关联电 抗逻辑号、关联开关端逻辑号、关联支路端逻辑号和扫描标志位； 支路数据结构，包括支路名称、首端结点号、末端结点号、首端支路端逻辑号和末 端支路端逻辑号； 拆分的支路端数据结构，包括关联结点逻辑号和所属支路逻辑号；单端设备数据结构，包括设备类型和设备逻辑号。 优选的，所述步骤（2)确定母线基本分析范围和母线局部分析范围包括： 不考虑开关的开合状态，将开关W及开关相关联的结点和单端设备作为母线基本 分析范围；所述母线基本分析范围的边界为支路； 采集历史记录的全网拓扑分析结果，将变位开关首末端结点所属母线所设及的开 关、结点和单端设备作为母线局部分析范围；母线基本分析范围包含母线局部分析范围。 优选的，所述步骤（3)中，母线基本分析范围的拓扑分析适用于初次或者全网拓 扑分析，W及在基本分析范围内开关动作较多的情况。 进一步地，所述针对母线基本分析范围进行拓扑分析具体包括：初始化nd数组； 在母线基本拓扑分析范围内任选一个结点为起始结点；闭合开关，使得开关相关联的结点 形成一个链表，直到所有结点全部加入链表为止；为保存在同一个链表中的结点分配相同 的BS。 优选的，所述步骤（4)中，母线局部分析范围的拓扑分析适用于母线基本分析范 围内开关动作较少的情况； 针对母线局部分析范围进行拓扑分析包括：仅需要对母线基本分析范围内相关母 线进行修正式分析；具体为： 针对单个开关动作，当开关开断时，开关两端结点所属bs号相等，判断通过闭合 开关一端的任一结点是否可W捜到对端结点；如果可W，则拓扑分析bs号保持不变，如果 不能则将当前BS分裂为两个； 当开关闭合时，判断开关两端的结点所属BS是否相等，如果相等，则BS保持不变， 如果不等，则两个BS合并为1个； 针对多个开关动作，循环执行单个开关动作的分析方法，直到所有动作开关分析 完毕为止；若情况复杂，采用母线基本范围的拓扑分析。 优选的，所述步骤巧）中，系统局部拓扑进行分析包括，利用母线局部拓扑分析的 结果，通过少量修正的分析方式重新划分电气岛； 针对单个开关闭合，分析系统局部拓扑包括： 若开关闭合未引起BS合并，系统拓扑分析结果保持不变； 若开关闭合引起不同BS合并，判断不同BS所属岛号是否相等；如果是，系统拓扑 分析结果保持不变；如果否，则将两个电气岛合二为一，较小岛号对应的电气岛保持不变， 较大岛号的电气岛的所有BS[]. island赋值较小岛号； 针对单个开关开断，分析系统局部拓扑包括： 若开关开断引起BS分裂，则根据母线和支路的关联关系，采用广域优先捜索算法 捜索分裂的两个BS是否存在连通的路径，即本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于大电网在线的快速局部拓扑分析方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：(1)构建局部拓扑分析数据模型，定义数据结构；(2)确定母线基本分析范围和母线局部分析范围；(3)针对母线基本分析范围进行拓扑分析；(4)针对母线局部分析范围进行拓扑分析；(5)基于母线局部拓扑分析算法和结果，对系统局部拓扑进行分析。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵昆，郎燕生，邹昱，窦成龙，李理，马晓忱，韩锋，林静怀，陈郑平，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国网福建省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11