基于关联矩阵与回路矩阵的电网拓扑分析系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了电力系统的电网拓扑分析技术领域中的一种基于关联矩阵与回路矩阵的电网拓扑分析系统及其方法。系统包括数据读入模块、拓扑分析模块、拓扑更新模块和结果输出模块；方法包括：采集电网的节点、支路和断路器状态信息；根据电网的节点、支路和断路器状态信息生成关联矩阵；对生成的关联矩阵进行分析，得到电网拓扑结构数据；根据电网拓扑结构数据生成回路矩阵；借助回路矩阵更新电网拓扑结构数据。本发明专利技术实现了电网拓扑结构数据的动态实时分析以及电网拓扑结构数据的离线更新，且本发明专利技术计算量小，更新速度快，可适用于多种网络变结构的情况。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统的电网拓扑分析
，尤其涉及一种。
技术介绍
电网拓扑分析能够根据开关状态对电气岛进行划分，为潮流计算、状态估计、安全分析等提供网络结构数据。因此，复杂程度日益加深的现代电力系统亟需更为快速和准确的电力系统网络拓扑分析算法。电网拓扑分析的实质是电网连通性的判断。目前，电网拓扑分析主要包括矩阵法和搜索法两类。矩阵法在邻接矩阵的基础上，通过不同的计算方式获取表征系统全局连通性的全连通矩阵。而搜索法则由某一节点出发，按一定路径搜索相关母线及支路，进行连通片的划分，主要分为深度优先搜索法(D印th First Search, DFS)和广度优先搜索法(Breadth First Search,BFS)。但是,上述两种方法主要应用于静态网络拓扑分析,在适应网络变结构的拓扑快速更新方面的研究则相对较少。随着智能电网的建设和发展，迫切需要从根本上改善电网拓扑适应系统结构非预设性变化的水平。这就要求当电网结构发生变化时，拓扑能够进行快速更新，以适应当前的运行方式。基于此，本专利技术提出一种基于关联矩阵标记法和回路矩阵的网络拓扑分析系统及其方法。该方法在系统正常本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于关联矩阵与回路矩阵的电网拓扑分析系统，其特征是所述系统包括数据读入模块、拓扑分析模块、拓扑更新模块和结果输出模块；所述数据读入模块与拓扑分析模块相连；所述拓扑分析模块分别与数据读入模块、拓扑更新模块和结果输出模块相连；所述拓扑更新模块分别与数据读入模块、拓扑分析模块和结果输出模块相连；所述结果输出模块分别与拓扑分析模块和拓扑更新模块相连；所述数据读入模块用于采集电网的节点、支路和断路器状态信息，并将采集的信息发送至拓扑分析模块和拓扑更新模块；所述拓扑分析模块用于根据采集的信息生成关联矩阵，并对生成的关联矩阵进行分析，得到电网拓扑结构数据，再将所述电网拓扑结构数据发送至拓扑更新模块和结果...

【技术特征摘要】
1.一种基于关联矩阵与回路矩阵的电网拓扑分析系统，其特征是所述系统包括数据读入模块、拓扑分析模块、拓扑更新模块和结果输出模块； 所述数据读入模块与拓扑分析模块相连； 所述拓扑分析模块分别与数据读入模块、拓扑更新模块和结果输出模块相连； 所述拓扑更新模块分别与数据读入模块、拓扑分析模块和结果输出模块相连； 所述结果输出模块分别与拓扑分析模块和拓扑更新模块相连； 所述数据读入模块用于采集电网的节点、支路和断路器状态信息，并将采集的信息发送至拓扑分析模块和拓扑更新模块； 所述拓扑分析模块用于根据采集的信息生成关联矩阵，并对生成的关联矩阵进行分析，得到电网拓扑结构数据，再将所述电网拓扑结构数据发送至拓扑更新模块和结果输出模块； 所述拓扑更新模块用于根据电网拓扑结构数据生成回路矩阵，并在断路器状态发生变化时，借助回路矩阵更新电网拓扑结构数据，再将更新后的电网拓扑结构数据发送至输出模块； 所述输出模块用于输出更新后的电网拓扑结构数据。2.根据权利要求1所述的系统，其特征是所述断路器状态包括断路器断开和断路器闭口 ο3.根据权利要求2所述的系统，其特征是所述拓扑更新模块包括支路断开子模块和支路闭合子模块；` 所述支路断开子模块分别与数据读入模块、拓扑分析模块和输出模块相连； 所述支路闭合子模块分别与数据读入模块、拓扑分析模块和输出模块相连； 所述支路断开子模块在断路器断开时，借助回路矩阵判断断开支路的类型，并根据断开支路的类型更新电网拓扑结构数据，再将更新后的电网拓扑结构数据发送至输出模块；所述支路闭合子模块在断路器闭合时，根据闭合支路的类型更新电网拓扑结构数据，再将更新后的电网拓扑结构数据发送至输出模块。4.根据权利要求1、2或3所述的系统，其特征是所述电网拓扑结构数据包括电网的电气岛集合、树支集合和连支集合。5.一种基于关联矩阵与回路矩阵的电网拓扑分析方法，其特征是所述方法包括: 步骤1:采集电网的节点、支路和断路器状态信息； 步骤2:根据电网的节点、支路和断路器状态信息生成关联矩阵； 步骤3:对生成的关联矩阵进行分析，得到电网拓扑结构数据； 步骤4:根据电网拓扑结构数据生成回路矩阵； 步骤5:借助回路矩阵更新电网拓扑结构数据。6.根据权利要求5所述的方法，其特征是所述断路器状态包括断路器断开和断路器闭口 ο7.根据权利要求6所述的方法，其特征是所述步骤2包括: 子步骤101:如果支路上的断路器处于闭合状态，则将所述支路作为边； 子步骤102:利用节点和边生成关联矩阵； 所述关联矩阵B中的元素bu表示电网中第i个节点Vi与第j条边&的关联值。8.根据权利要求7所述的方法，其特征是所述步骤3包括: 子步骤201:设定电气岛集合I1、树支集合S1和连支集合A1为空集； 子步骤202:将关联矩阵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作为根节点，将根节点Vi加入电气岛集合I1中； 子步骤203:搜索关联矩阵B中第i行全部非零元素bu所在j列中的其余非零元素 bkj ; 子步骤204:如果第j列未标记过，且非零元素bw所在行对应的节点Vk不在电气岛集合I1内，则将Vk加入电气岛集合I1，并将非零元素bw所在列对应的边&加入树支集合S1,同时标记第j列； 子步骤205:如果第j列未标记过，且非零元素bw所在行对应的节点Vk在电气岛集合I1中，则将非零元素bw所在列对应的边&加入连支集合A1,同时标记第j列； 子步骤206:判断电气岛集合I1中除根节点外的节点是否都已经被取用过，如果电气岛集合I1中除根节点外的节点都已经被取用过，则执行子步骤207 ;否则，取用电气岛集合I1中的下一个节点vn,并令i=n,返回子步骤203 ； 子步骤207:判断电网中的所有节点是否都已经加入到电气岛集合I1中，如果电网中的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：马静，张俣妤，马伟，王增平，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11