一种配电网中关联信息拓扑分析的建模方法与系统技术方案

本发明专利技术涉及一种配电网中关联信息拓扑分析的建模方法与系统，该方法包括：1)获取配电网中的一次设备和二次系统信息；2)根据一次设备信息，建立电网拓扑网络模型，网络模型的节点元素包括发电机、母线、线路和变压器，分支元素为开关设备；3)根据二次系统信息，结合所述一次设备信息，建立关联信息拓扑网络模型，网络模型的节点元素为二次系统逻辑设备，分支元素为一次设备和二次系统逻辑设备之间的关系。本发明专利技术的方法能够简化复杂的配电网系统信息，依据关联信息拓扑网络快速有效地分析故障信息，保证电力系统稳定运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统
，特别是涉及一种配电网中关联信息拓扑分析的建模方法与系统。
技术介绍
现代配电系统不断向高度灵活性、高源荷友好性、高智能数字化的方向发展，可再生能源等分布式电源和电动车的广泛接入，分布式电源运行方式切换灵活，同时微电网和直流配电网应用引起的交直流配电网深度耦合，使得配电网拓扑结构越来越复杂化。传统单一电源供电的配电网保护无法解决故障识别方面出现的新问题，且网络潮流方向不再单一，故障短路电流的方向也不能预先确定。传统继电保护采用离线整定方式确定定值，难以兼顾灵敏性和选择性的要求，无法保证定值始终处于最佳状态。这有可能波及电力系统的稳定，影响电网的可靠供，尤其是对配电网的运行带来诸多限制。目前，智能电网实现智能化的关键是实现数据统一建模，实现站内二次装置和一次设备属性、能力及行为的统一描述，这样才能使不同智能电气设备之间的信息共享和互操作成为可能，实现真正意义上的智能化。而现有的广域保护控制(Integrated Wide Area Protection and Control IWAPC)系统仅是结合一次设备和二次系统分析电力系统中出现的安全问题，系统处理的数据信息还是过多，拓扑结构过于复杂。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种配电网中关联信息拓扑分析的建模方法，用于解决电力系统网络拓扑模型分析能力弱的问题。同时，本专利技术还提供了一种配电网中关联信息拓扑分析的建模系统。为解决上述问题，本专利技术提供一种配电网中关联信息拓扑分析的建模方法，包括：1)获取配电网中的一次设备和二次系统信息；2)根据一次设备信息，建立电网拓扑网络模型，电网拓扑网络模型的节点元素包括发电机、母线、线路和变压器，电网拓扑网络模型的分支元素为开关设备，电网拓扑网络模型的分支元素的值表示开关设备状态；3)根据二次系统信息，结合所述一次设备信息，建立关联信息拓扑网络模型，关联信息拓扑网络模型的节点元素为二次系统逻辑设备，关联信息拓扑网络模型的分支元素为一次设备和二次系统逻辑设备之间的关系，关联信息拓扑网络模型的分支元素的值表示一次设备和二次系统逻辑设备之间的连接状态。进一步的，步骤1)中从配电系统的配置文件SCD中获取配电网中的一次设备和二次系统信息。进一步的，步骤2)中电网拓扑网络模型节点元素具备两个属性：Type和ID，步骤3)中关联信息拓扑网络模型节点元素具有三个属性：Type、ID和二次设备类型属性；Type属性中包含电压等级信息。进一步的，步骤2)中电网拓扑网络模型的分支元素的值表示的开关设备状态为：1是物理合，0是物理分；步骤3)中关联信息拓扑网络模型的分支元素的值表示一次设备和二次系统逻辑设备之间的连接状态为：1是有效关联，0是无效关联。本专利技术还提供一种配电网中关联信息拓扑分析的建模系统，该系统包括：1)用于获取配电网中的一次设备和二次系统信息的模块；2)用于根据一次设备信息，建立电网拓扑网络模型，电网拓扑网络模型的节点元素包括发电机、母线、线路和变压器，电网拓扑网络模型的分支元素为开关设备，电网拓扑网络模型的分支元素的值表示开关设备状态的模块；3)用于根据二次系统信息，结合所述一次设备信息，建立关联信息拓扑网络模型，关联信息拓扑网络模型的节点元素为二次系统逻辑设备，关联信息拓扑网络模型的分支元素为一次设备和二次系统逻辑设备之间的关系，关联信息拓扑网络模型的分支元素的值表示一次设备和二次系统逻辑设备之间的连接状态的模块。进一步的，模块1)中从配电系统的配置文件SCD中获取配电网中的一次设备和二次系统信息。进一步的，模块2)中电网拓扑网络模型节点元素具备两个属性：Type和ID，模块3)中关联信息拓扑网络模型节点元素具有三个属性：Type、ID和二次设备类型属性；Type属性中包含电压等级信息。进一步的，模块2)中电网拓扑网络模型的分支元素的值表示的开关设备状态为：1是物理合，0是物理分；模块3)中关联信息拓扑网络模型的分支元素的值表示一次设备和二次系统逻辑设备之间的连接状态为：1是有效关联，0是无效关联。本专利技术提出的一种配电网中关联信息拓扑分析的建模方法，该方法在广域保护控制系统配置过程中，基于IEC61850信息建模技术将参与信息融合计算的二次系统信息与一次设备信息的模型关联，从而得到关联信息，通过该拓扑建模方法得到两个拓扑网络：电网拓扑网络和关联信息拓扑网络。采用节点类建模方法能够确保在拓扑网络模型中依据设备属性信息唯一的确定设备状态，采用分支类建模方法使得分析过程中二次设备与一次设备之间具有一一对应关系。通过分析建立的关联信息拓扑网络能够确定信息融合的计算范围，从而在复杂的配电网络拓扑结构中依据关联信息得出合适的分析区域信息，实现在线自适应的区域保护控制系统信息融合应用，使得系统保护控制不仅具有灵敏性还具备了选择性。附图说明图1为信息模型关联关系图；图2为电网一次接线图；图3为电网拓扑基础网络图；图4为电网拓扑连接状态表；图5为关联信息与一次设备关系表。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案进行详细说明。该技术方案的基本方法步骤为：步骤一、获取配电网中的一次设备和二次系统信息；步骤二、根据一次设备信息，建立电网拓扑网络模型，电网拓扑网络模型的节点元素包括发电机、母线、线路和变压器，电网拓扑网络模型的分支元素为开关设备，电网拓扑网络模型的分支元素的值表示开关设备状态；步骤三、根据二次系统信息，结合所述一次设备信息，建立关联信息拓扑网络模型，关联信息拓扑网络模型的节点元素为二次系统逻辑设备，关联信息拓扑网络模型的分支元素为一次设备和二次系统逻辑设备之间的关系，关联信息拓扑网络模型的分支元素的值表示一次设备和二次系统逻辑设备之间的连接状态。上述各步骤的详细过程介绍如下：步骤一、获取配电网中的一次设备和二次系统信息。配电网中一次设备和二次系统信息模型的工程集成配置过程如图1所示，广域保护控制系统作为一个覆盖多个变电站的跨站系统，需要进一步支持站间通信应用和系统间信息交互的建模技术。IEC 61850标准第二版中提出，在广域保护控制信息模型进行系统集成时需要采用IEC 61850-90-1规范实现站间通信应用。因此，基于IEC 61850标准的信息模型工程应用方法，将分别包含一次设备和二次系统的信息模型的系统规范描述SSD文件和能力描述ICD文件导入到系统，集成配置的过程中形成SCD文件，因此在后续建模过程中需要从SCD文件中提取配电网中的一次设备和二次系统信息。步骤二、为得到关联信息拓扑网络模型首先需要分析一次设备的在线运行状态，这里从配电系统的配置文件SCD中获取配电网中的一次设备，根据一次设备信息，建立电网拓扑网络模型。电网拓扑网络模型的节点元素包括发电机、母线、线路和变压器，电网拓扑网络模型的分支元素为开关设备，电网拓扑网络模型的分支元素的值表示开关设备状态。电网拓扑网络模型建立的初始化过程首先是分析图2所示的电网一次接线图，考虑到应用的可行性和易用性，采用节点类和分支类的基本抽象模型建立电网拓扑网络模型。电网拓扑网络节点类建模方法如下：节点元素主要包括发电机、母线、线路和变压器等一次设备。每个节点元素可以从IWAPC系统的IEC 61850信息模型文件SCD中提取两个用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配电网中关联信息拓扑分析的建模方法，其特征在于，该方法包括：1)获取配电网中的一次设备和二次系统信息；2)根据一次设备信息，建立电网拓扑网络模型，电网拓扑网络模型的节点元素包括发电机、母线、线路和变压器，电网拓扑网络模型的分支元素为开关设备，电网拓扑网络模型的分支元素的值表示开关设备状态；3)根据二次系统信息，结合所述一次设备信息，建立关联信息拓扑网络模型，关联信息拓扑网络模型的节点元素为二次系统逻辑设备，关联信息拓扑网络模型的分支元素为一次设备和二次系统逻辑设备之间的关系，关联信息拓扑网络模型的分支元素的值表示一次设备和二次系统逻辑设备之间的连接状态。

【技术特征摘要】
1.一种配电网中关联信息拓扑分析的建模方法，其特征在于，该方法包括：1)获取配电网中的一次设备和二次系统信息；2)根据一次设备信息，建立电网拓扑网络模型，电网拓扑网络模型的节点元素包括发电机、母线、线路和变压器，电网拓扑网络模型的分支元素为开关设备，电网拓扑网络模型的分支元素的值表示开关设备状态；3)根据二次系统信息，结合所述一次设备信息，建立关联信息拓扑网络模型，关联信息拓扑网络模型的节点元素为二次系统逻辑设备，关联信息拓扑网络模型的分支元素为一次设备和二次系统逻辑设备之间的关系，关联信息拓扑网络模型的分支元素的值表示一次设备和二次系统逻辑设备之间的连接状态。2.根据权利要求1所述的一种配电网中关联信息拓扑分析的建模方法，其特征在于，步骤1)中从配电系统的配置文件SCD中获取配电网中的一次设备和二次系统信息。3.根据权利要求1所述的一种配电网中关联信息拓扑分析的建模方法，其特征在于，步骤2)中电网拓扑网络模型节点元素具备两个属性：Type和ID，步骤3)中关联信息拓扑网络模型节点元素具有三个属性：Type、ID和二次设备类型属性；Type属性中包含电压等级信息。4.根据权利要求1所述的一种配电网中关联信息拓扑分析的建模方法，其特征在于，步骤2)中电网拓扑网络模型的分支元素的值表示的开关设备状态为：1是物理合，0是物理分；步骤3)中关联信息拓扑网络模型的分支元素的值表示一次设备和二次系统逻辑设备之间的连接状态为：1是有效关联，0是无效关联。5.一种配电网...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵颖科，薄志谦，王庆平，郑灏，张明，马晓伟，杨滢旋，杨璐羽，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，许昌许继软件技术有限公司，国家电网公司，国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：河南;41