一种基于电力载波的简易电力拓扑识别方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种基于电力载波的简易电力拓扑识别方法，包括以下步骤：S01、根据电力主线特征，初步分析配网站内电气岛，即对配网站内各节点、断路器进行命名，并将节点写入相应配网站集合Z中；S02、利用关联矩阵标记法，判断配网站集合Z中电网图的连通性，同时标记网络的树支与连支，对电网静态电气岛进行分析；S03、当标记网络的树支与连支结构发生变化时，通过回路矩阵判断变化支路的类别，并利用破圈法和半径搜索法修改局部网络拓扑结构并更新回路矩阵，将电力状态信息以及同步电气相量信息等数据应用到电力系统网络拓扑分析中，使拓扑识别不受拓扑错误与不良数据双重因素的影响，能够有效的提高辨识结果的准确性及可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电力载波的简易电力拓扑识别方法
本专利技术实施例涉及电力拓扑识别
，具体涉及一种基于电力载波的简易电力拓扑识别方法。
技术介绍
目前供电企业站线网络拓扑分析主要注重于根据电网开关状态进行母线划分和电气岛的划分，是电网调度自动化、能量管理系统，和配电管理系统的非常重要的基础模块，对于配网电站，其拓扑分析主要应用于变户关系的现场巡检以及负荷割接等操作，便于供电企业内部系统数据计算，但是由于电力网络拓扑机构的动态实时变化，导致供电企业的系统数据与现场数据难以保持一致，目前的基于电力载波的电力拓扑识别方法还存在以下缺陷：(1)目前供电企业的电力拓扑识别方法在开关变位后拓扑需要重新分析，不利于拓扑的快速更新，导致效率较低、计算量大、数据占用空间较大等问题；(2)电力系统拓扑分析数据主要由开关量组成，然而在开关量采集的过程中，由于设备或网络等原因，难免造成信息的损坏或偏差，从而致使拓扑信息出现错误。
技术实现思路
为此，本专利技术实施例提供一种基于电力载波的简易电力拓扑识别方法，将配网系统提供的电力状态信息以及同步电气相量信息等数据应用到电力系统网络拓扑分析中来，使得拓扑识别不受拓扑错误与不良数据双重因素的影响，能够有效的提高辨识结果的准确性及可靠性，以解决现有技术中拓扑更新慢以及由于设备或网络等原因，造成信息的损坏或偏差，导致的拓扑信息出现错误的问题。为了实现上述目的，本专利技术的实施方式提供如下技术方案：一种基于电力载波的简易电力拓扑识别方法，包括以下步骤：<br>S01、根据电力主线特征，初步分析配网站内电气岛，即对配网站内各节点、断路器进行命名，并将节点写入相应配网站集合Z中；S02、利用关联矩阵标记法，判断配网站集合Z中电网图的连通性，同时标记网络的树支与连支，对电网静态电气岛进行分析；S03、当标记网络的树支与连支结构发生变化时，通过回路矩阵判断变化支路的类别，并利用破圈法和半径搜索法修改局部网络拓扑结构并更新回路矩阵。作为本专利技术的一种优选方案，所述步骤S01中，读取配网站集合Z中的站内节点信息，并根据主接线形式结构，判断读取站的信息是否是同一个电气岛。作为本专利技术的一种优选方案，步骤S02中所述关联矩阵标记法将关联矩阵的物理意义及BFS的搜索原则相结合，判断电网拓扑连通性。作为本专利技术的一种优选方案，所述关联矩阵标记法判断电网拓扑连通性的步骤如下：首先、设关联矩阵B的第一个非零元素为bij，则电气岛I的第一个元素为vi，以vi为根，搜索B中第i个所有非零元素，并将这些非零元素对应的边标记为树支，将树支另一端节点加入电气岛内，作为系统生成树的一层顶点；其次、由电气岛I内第二个元素开始，逐个搜索与其相关的边与节点，若节点vm为被访节点，则搜索B中第m行的非零元素，若非零元素对应列未标记过，且其另一端节点不在电气岛内，则将该列对应边标记为树支，并将节点加入电气岛；反之，若非零元素对应列未标记过，且其另一端节点己在I内，则将该列对应边标记为连支。最后、当搜索节点数与网络节点数相同，或所有边都被标记过，则分析结束。作为本专利技术的一种优选方案，根据所述图的连通性以及标记的网络树支与连支，对静态电气岛进行分析，其步骤如下：首先、利用配电网电力系统内部的开关状态，形成电力电网关联矩阵B；其次、将B中未被标记的第一列中第一个非零元素bim所在行对应的节点vi作为根，即节点vi为本电气岛的第一个元素，初始时bim中m值设置为1；再者、搜索i行中全部非零元素bij所在j列中的其余非零元素bkj，若第i列未标记过，且节点vk不在电气岛内，则将vk加入电气岛I，并标记ej为树支，即加入树支集合S中，若电网节点都己形成电气岛，则进行下一步；若再无新节点并入电气岛内，则转入上一步；若前两个条件均不符合，则取电气岛内下一个元素vn，令i＝n，重复执行该步骤；最后、当所有电网节点均已形成电气岛，则判断电网静态拓扑分析结束，并将未标记的边作为连支，加入连支集合A中。作为本专利技术的一种优选方案，依据所述静态电气岛标记的电力网络结构的动态变化，将电网拓扑结构分为支路断开以及支路闭合两种，利用破圈法更新电网拓扑结构支路断开情况形成的回路矩阵。作为本专利技术的一种优选方案，所述破圈法更新回路矩阵的流程为：首先、根据静态电气岛网络拓扑结构生成的连通图，判断支路断开前连通图中树的半径，作为搜索半径；其次、将搜索半径作为新的搜索路径将新的电气导的树支从原拓扑结构中分离；再者、将含新电气岛树支的回路存入新的回路矩阵；最后、再将新回路矩阵中的连支从原拓扑中分离，形成由各个节点组成的新的电气岛，完成拓扑结构更新。作为本专利技术的一种优选方案，所述支路闭合时更新回路矩阵时，利用半径搜索法由断幵节点，同时分别向下搜索树支，搜索一级相关树支后，形成由新节点组成的新电气岛。作为本专利技术的一种优选方案，所述更新回路矩阵后通过回程方程对拓扑信息进行错误辨识，再修正不良数据。作为本专利技术的一种优选方案，通过所述回程方程辨识拓扑结构的步骤如下：首先、根据电力网络形成道路矩阵T、回-支关联矩阵B、节点注入电流为I′N以及连支电流为I′L，利用回路方程求取支路电流I′b，判断所有支路电流I′b是否均满足阈值条件；其次、若出现差值需判断是否有拓扑错误；再者、若无拓扑错误或拓扑错误己修正后，判断是否存在不良数据，完成拓扑错误的辨识与不良数据的修正。本专利技术的实施方式具有如下优点：本专利技术实质上是基于电力载波的简易电力拓扑识别方法，利用关联矩阵标记法，完成电网静态网络拓扑分析，当网络拓扑发生变化后，借助回路矩阵，判断变化支路的类型，在此基础上，利用破圈法和半径搜索法，更新局部网络拓扑及回路矩阵，该方法计算量小，更新结果快速准确，适用于多种网络变结构情况，将配网系统提供的电力状态信息以及同步电气相量信息等数据应用到电力系统网络拓扑分析中来，通过开关量与电气量相互校核的方式来提高拓扑分析的可靠性，能够在考虑多种拓扑错误及不良数据的情况下，根据计算值与量测值间的差值对拓扑信息及支路电流量测值进行校验并修正，该方法不受拓扑错误与不良数据双重因素的影响，能够有效的提高辨识结果的准确性及可靠性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电力载波的简易电力拓扑识别方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS01、根据电力主线特征，初步分析配网站内电气岛，即对配网站内各节点、断路器进行命名，并将节点写入相应配网站集合Z中；/nS02、利用关联矩阵标记法，判断配网站集合Z中电网图的连通性，同时标记网络的树支与连支，对电网静态电气岛进行分析；/nS03、当标记网络的树支与连支结构发生变化时，通过回路矩阵判断变化支路的类别，并利用破圈法和半径搜索法修改局部网络拓扑结构并更新回路矩阵。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于电力载波的简易电力拓扑识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
S01、根据电力主线特征，初步分析配网站内电气岛，即对配网站内各节点、断路器进行命名，并将节点写入相应配网站集合Z中；
S02、利用关联矩阵标记法，判断配网站集合Z中电网图的连通性，同时标记网络的树支与连支，对电网静态电气岛进行分析；
S03、当标记网络的树支与连支结构发生变化时，通过回路矩阵判断变化支路的类别，并利用破圈法和半径搜索法修改局部网络拓扑结构并更新回路矩阵。


2.根据权利要求1所述的一种基于电力载波的简易电力拓扑识别方法，其特征在于，所述步骤S01中，读取配网站集合Z中的站内节点信息，并根据主接线形式结构，判断读取站的信息是否是同一个电气岛。


3.根据权利要求1所述的一种基于电力载波的简易电力拓扑识别方法，其特征在于，步骤S02中所述关联矩阵标记法将关联矩阵的物理意义及BFS的搜索原则相结合，判断电网拓扑连通性。


4.根据权利要求3所述的一种基于电力载波的简易电力拓扑识别方法，其特征在于，所述关联矩阵标记法判断电网拓扑连通性的步骤如下：
首先、设关联矩阵B的第一个非零元素为bij，则电气岛I的第一个元素为vi，以vi为根，搜索B中第i个所有非零元素，并将这些非零元素对应的边标记为树支，将树支另一端节点加入电气岛内，作为系统生成树的一层顶点；
其次、由电气岛I内第二个元素开始，逐个搜索与其相关的边与节点，若节点vm为被访节点，则搜索B中第m行的非零元素，若非零元素对应列未标记过，且其另一端节点不在电气岛内，则将该列对应边标记为树支，并将节点加入电气岛；反之，若非零元素对应列未标记过，且其另一端节点己在I内，则将该列对应边标记为连支；
最后、当搜索节点数与网络节点数相同，或所有边都被标记过，则分析结束。


5.根据权利要求3所述的一种基于电力载波的简易电力拓扑识别方法，其特征在于，根据所述电网图的连通性以及标记的网络树支与连支，对静态电气岛进行分析，其步骤如下：
首先、利用配电网电力系统内部的开关状态，形成电力电网关联矩阵B；
其次、将B中未被标记的第一列中第一个非零元素bim所在行对应的节点vi作为根，即节点vi为本电气岛的第一个元素，初始时bim中m值设置为1；

【专利技术属性】
技术研发人员：李沛芬，王永光，古晓威，刘汉伦，许诺，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，广东电网有限责任公司东莞供电局，
类型：发明
国别省市：广东;44