一种基于广度优先搜索生成树的负荷供电路径追踪方法技术

本发明专利技术公开了一种基于广度优先搜索生成树的负荷供电路径追踪方法

【技术实现步骤摘要】
一种基于广度优先搜索生成树的负荷供电路径追踪方法


[0001]本专利技术涉及电力系统
，尤其涉及一种基于广度优先搜索生成树的负荷供电路径追踪方法
。

技术介绍

[0002]新型电力系统持续发展，风电
、
光伏等新能源在电网中占比逐渐增大，增加了电网的规模和复杂性
。
随着电网规模越来越大，电网中的节点数量逐渐增多，负荷的供电路径也日益复杂，因此采用高效的路径搜索方法来追踪电源供电路径势在必行
。
电力网络和图论中的抽象网络具有相似的性质，因此可以将图论中拓扑搜索的方法运用到电网的运行分析
。
针对上述情形，现有追踪方法大多采用矩阵计算方法或树搜索方法中的深度优先算法
。
然而矩阵计算方法在求取拓扑的全连通矩阵时因为矩阵阶数太大而导致耗时较多；深度优先搜索算法从某一个节点出发，沿着和该节点相邻节点间的支路一直搜索，直到搜索到末端节点，然后再回溯该搜索路径，再搜索新的分支，某些节点可能会被访问多次，增加了算法的开销
。
[0003]例如，一种在中国专利文献上公开的“基于供电路径逻辑搜索的高压配电网负荷转供方法”，其公告号
CN105071395B
，包括：获取当前配电网的拓扑图；判断当前配电网中的电源点是否存在负荷过载：通过深度搜索获取由所有电源点闭环路径形成的方向约束集
、
互斥约束集和顺序约束集；对转供路径上负荷过载的电源点进行负荷转供操作时需同时满足该闭环路径上的方向约束集<br/>、
互斥约束集和顺序约束集；判断负荷过载的电源点在预先转供操作次数内是否完成负荷转供：若未完成负荷转供目标，对负荷过载的电源点进行负荷减载操作
。
此方案能够对电源点闭环路径形成约束并实现搜索，但其主要采用的深度优先算法，易产生单个节点多次访问的情况，可能会增加计算开销，因此存在不足
。

技术实现思路

[0004]本专利技术主要解决现有负荷供电路径追踪方法计算较复杂致使非必要运行时间增多的问题；提供一种基于广度优先搜索生成树的负荷供电路径追踪方法，对电网进行拓扑处理后，采用广度优先搜索方法生成树，在该生成树的基础上，从制定负荷节点沿着该树搜索该负荷的电源供电路径；经过对标准配电网测试节点
、
标准输电网测试节点以及某实际电网进行测试，算例结果表明耗时极少，能为电网运行人员提供负荷电源供电路径的辅助信息，并显著降低运行人员工作量
。
[0005]本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本专利技术包括：采集数据并对电网的节点和支路做抽象预处理，形成拓扑图；在拓扑图中追踪所需供电路径涵盖的节点，利用广度优先方法生成树；输出树后，从预设追踪节点触发，沿着树中节点进行遍历，直至追踪到位于首层的平衡节点后结束追踪，输出搜索到信息生成供电路径
。
本方法通过广度优先搜索算法，对每个节点有且仅访问一次，进行高效地电源追踪，快速找出负荷供电路径，进而提高电力系统的供电可靠性
。
[0006]作为优选，所述的采集数据过程包括但不限于收集生成拓扑图所需的电网节点和支路数据；所述抽象预处理过程包括关联电网节点与支路数据的信息，并将其均生成于同一拓扑图内
。
电网通过预设连接方式将发电机
、
变压器
、
电力线路与负荷共同组成网络体系，通过图论方法将电网中的设备抽象成图论中的节点和支路，并在忽略设备其他属性的情况下，单独分析电网的拓扑结构
。
本专利技术将电网中的设备处理为节点类和支路类两种抽象模型，显著提高了电网中各设备的分析效率，节省了计算时间
。
[0007]作为优选，所述的用于生成树的广度优先方法包括：设开始搜索的初始节点为
fNode
，其所在层号设为
frLayer
；访问初始节点
fNode
的邻接节点队列的第一个节点
tNode
，并将
tNode
压入待访问队列
queue
；判断
tNode
所在层号是否为空，若为空则持续重新判断，不为空则计算
tNode
所在层号；将
fNode
至
tNode
的支路属性设为辐射状树支，得到
tNode
所在层号
toLayer
＝
frLayer+1。
上述过程中使用队列
queue
的好处在于有效避免单个节点或单条支路被重复访问，显著提高访问效率；此外队列
queue
还能够存放已经访问过的各个邻接顶点，增加了访问记录可查性，能够在访问出错时进行及时审查和订正，提高了寻路准确性
。
[0008]作为优选，所述的用于生成树的广度优先方法还包括：判断若
fNode
至
tNode
的支路属性为树支，则不改变其属性；否则设为连支；从
fNode
的邻接节点中队列中删除
tNode
，判断
fNode
邻接节点是否访问完毕；未访问完毕则重复访问
tNode
，并以此完成后续循环，直至所有邻接节点访问完毕，后进行队列空判断
。
对于不同支路进行分类设置，便于确定下一步访问路径，并且在形成搜索路径时对形成的路径进行正确的判断
。
[0009]作为优选，所述的用于生成树的广度优先方法还包括：队列空判断为访问队列
queue
的空判断，若
queue
不为空则将
queue
中第一个节点设置为初始节点
fNode
，并在
queue
中删除
fNode
；直至
queue
为空，输出搜索到的树
。
进行队列空判断之后能够有效确保所有相关节点均访问完毕，能够避免节点和支路的错漏访问，从而提高搜索精确度
。
[0010]作为优选，所述的方法还包括：基于链式存储方式，设置
n
个带有头结点的单链表代替邻接矩阵的
n
行，形成邻接表，并对拓扑图中的每个顶点
v
建立一个带头结点的单链表，将顶点
v
的相关信息存放在表头，单链表中的其余顶点用来存放与顶点
v
相关边的信息，包括但不限于其邻接点的编号
、
相应的边的权值
。
考虑实际电网形成的网络拓扑中，边的数量远远少于顶点数量的平方，因此该网络拓扑是一个稀疏图结构；而选取邻接表来存储图能够显著加快求解速度和提高图存储的效率
。
[0011]作为优选，所述的单链表表头节点包含数据域
data
以及指针域
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于广度优先搜索生成树的负荷供电路径追踪方法，其特征在于，包括：采集数据并对电网的节点和支路做抽象预处理，形成拓扑图；在拓扑图中追踪所需供电路径涵盖的节点，利用广度优先方法生成树；输出树后，从预设追踪节点触发，沿着树中节点进行遍历，直至追踪到位于首层的平衡节点后结束追踪，输出搜索到信息生成供电路径
。2.
根据权利要求1所述的一种基于广度优先搜索生成树的负荷供电路径追踪方法，其特征在于，所述采集数据过程包括但不限于收集生成拓扑图所需的电网节点和支路数据；所述抽象预处理过程包括关联电网节点与支路数据的信息，并将其均生成于同一拓扑图内
。3.
根据权利要求1所述的一种基于广度优先搜索生成树的负荷供电路径追踪方法，其特征在于，所述用于生成树的广度优先方法包括：设开始搜索的初始节点为
fNode
，其所在层号设为
frLayer
；访问初始节点
fNode
的邻接节点队列的第一个节点
tNode
，并将
tNode
压入待访问队列
queue
；判断
tNode
所在层号是否为空，若为空则持续重新判断，不为空则计算
tNode
所在层号；将
fNode
至
tNode
的支路属性设为辐射状树支，得到
tNode
所在层号
toLayer
＝
frLayer+1。4.
根据权利要求3所述的一种基于广度优先搜索生成树的负荷供电路径追踪方法，其特征在于，所述用于生成树的广度优先方法还包括：判断若
fNode
至
tNode
的支路属性为树支，则不改变其属性；否则设为连支；从
fNode
的邻接节点中队列中删除
tNode
，判断
fNode
邻接节点是否访问完毕；未访问完毕则重复访问
tNode
，并以此完成后续循环，直至所有邻接节点访问完毕，后进行队列空判断
。5.
根据权利要求4所述的一种基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨帅，黄宏盛，袁均祥，马杏可，戴振达，刘晓博，周万鹏，李习华，钟宏伟，陈炜强，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司，
类型：发明
国别省市：