電網自動化智能分區(qū)方法
【專利摘要】一種電網自動化智能分區(qū)方法，首先構建電網模型，將電網抽象成由頂點集和邊集組成的數(shù)據(jù)結構，然后根據(jù)電網拓撲結構定義分區(qū)邊界信息，再判斷電網拓撲連接發(fā)生變化后，對電網模型進行拓撲搜索，獲得分區(qū)信息，在顯示設備上顯示分區(qū)信息。本發(fā)明能夠快速識別出電網內各設備的分區(qū)信息，迅速地發(fā)現(xiàn)分區(qū)的合并與解列情況，在保證實時性的情況下，減少拓撲計算的次數(shù)。
【專利說明】電網自動化智能分區(qū)方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電網自動化智能分區(qū)方法。

【背景技術】
[0002] 電網調度系統(tǒng)已經運行了多年，較為成熟穩(wěn)定，但隨著電網規(guī)模逐漸擴大，一些基 本功能也漸漸增加了維護工作與監(jiān)控難度。
[0003] 電網調度系統(tǒng)的分區(qū)功能中，調度員需要快速地獲取設備所屬分區(qū)，而在電網調 度系統(tǒng)連接方式改變引起分區(qū)合并或解列時，不能直觀地從現(xiàn)有電網調度系統(tǒng)中得到信 息，目前的做法還是基于人工判斷，工作繁瑣且難以保證信息準確度。
[0004] 這不僅限制了技術支持系統(tǒng)運行的實際效果與技術發(fā)展，而且對于滿足電網進一 步發(fā)展的需要存在一定的差距，降低了智能電網的智能化、先進性、安全可靠性。


【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明提供一種電網自動化智能分區(qū)方法，能夠快速識別出電網內各設備的分區(qū) 信息，迅速地發(fā)現(xiàn)分區(qū)的合并與解列情況，在保證實時性的情況下，減少拓撲計算的次數(shù)。
[0006] 為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種電網自動化智能分區(qū)方法，該方法包含以下 步驟： 步驟S1、構建電網模型，將電網抽象成由頂點集和邊集組成的數(shù)據(jù)結構； 步驟S2、根據(jù)電網拓撲結構定義分區(qū)邊界信息； 步驟S3、判斷電網拓撲連接是否發(fā)生變化，如果是，進行步驟S4 ; 步驟S4、對電網模型進行拓撲搜索，獲得分區(qū)信息，進行步驟S5 ; 步驟S5、在顯示設備上顯示分區(qū)信息，返回步驟S2。
[0007] 所述的步驟S1包含以下步驟： 步驟S1. 1、將電網中的設備抽象為節(jié)點和邊； 開斷設備存在兩個節(jié)點號，交流線段屬于雙節(jié)點設備，母線、終端設備屬于單節(jié)點設 備，三卷變壓器屬于三節(jié)點設備，每個節(jié)點即是一個頂點，雙節(jié)點設備包含一條邊，三節(jié)點 設備包含兩條邊； 步驟S1. 2、對頂點集和邊集及進行整體建模，實現(xiàn)電網設備間連接關系的生成。
[0008] 所述的步驟S1. 2中，整體建模的方法采用有向圖。
[0009] 所述的步驟S2中，所述的電網拓撲結構包含若干分區(qū)、分區(qū)之間的邊界線路、以 及分區(qū)之間的聯(lián)絡線；每個分區(qū)包含500kV廠站和連接500kV廠站的若干220kV廠站。 [0010] 所述的步驟S2中，采用分區(qū)信息表來定義分區(qū)邊界信息， 分區(qū)信息表的結構包含：中文名稱、英文名稱、合并標識、合并分區(qū)ID、母線ID和邊界 線路ID ; 所述的分區(qū)信息表中，"中文名稱"一欄中填入分區(qū)的中文名稱，"英文名稱"一欄中填 入分區(qū)的英文名稱，"中文名稱"和"英文名稱"與該分區(qū)中的交流線段設備具有一一對應關 系，如果分區(qū)之間的聯(lián)絡線為運行狀態(tài)，則認為分區(qū)是合并的，則在"合并標識"一欄中填入 "是"，"合并分區(qū)ID" 一欄中填入合并的多個分區(qū)中第一個分區(qū)的ID，"母線ID" 一欄中填 入所有的母線，"邊界線路ID" 一欄中填入所有的邊界線路的ID。
[0011] 所述的步驟S3中，通過不同分區(qū)的分區(qū)信息表中的合并標識的變化來判斷電網 拓撲連接是否發(fā)生變化。
[0012] 所述的步驟S4包含以下步驟： 步驟S4. 1、采用拓撲搜索方法依次遍歷電網模型數(shù)據(jù)結構中的每一個節(jié)點，在開關斷 開處或分界線路處停止搜索； 步驟S4. 2、搜索路徑上的所有節(jié)點都屬于同一個分區(qū)，為該分區(qū)內的每個設備編上分 區(qū)號； 步驟S4. 3、根據(jù)該分區(qū)內的交流線段設備，在分區(qū)信息表中查找到分區(qū)名稱，建立分區(qū) 號與分區(qū)名稱的對應關系。
[0013] 所述的步驟S4. 1中，所述的拓撲搜索方法包含深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索。
[0014] 本發(fā)明具有以下優(yōu)點： 1、利用已定義模型節(jié)點連接關系，構建電網模型，定義合適的數(shù)據(jù)結構，保證各種資源 統(tǒng)一性。
[0015] 2、遍歷電網內每一個節(jié)點，在較短時間內計算出全網設備的分區(qū)信息，可以在保 證實時性的情況下，減少拓撲計算的次數(shù)。
[0016] 3、利用可視化技術，將分區(qū)信息轉換為文字，直觀的顯示在圖形界面上，方便查 看。
[0017] 4、智能地識別電網內各設備所屬分區(qū)，并在拓撲連接發(fā)生變化時，自動觸發(fā)分區(qū) 重新識別，迅速地發(fā)現(xiàn)分區(qū)的合并與解列情況，同時更新設備所屬分區(qū)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明的流程圖。
[0019] 圖2是電網拓撲圖。
[0020] 圖3是無向圖。
[0021] 圖4是無向圖的邊數(shù)組。
[0022] 圖5是有向網圖。
[0023] 圖6就是有向網圖的鄰接矩陣。
[0024] 圖7是無向圖的鄰接表。
[0025] 圖8和圖9是帶權值的有向網圖的鄰接表。

【具體實施方式】
[0026] 以下根據(jù)圖1?圖9具體說明本發(fā)明的較佳實施例。
[0027] 如圖1所示，本發(fā)明提供一種電網自動化智能分區(qū)方法，該方法包含以下步驟： 步驟S1、構建電網模型，將電網抽象成由頂點集和邊集組成的數(shù)據(jù)結構； 步驟S2、根據(jù)電網拓撲結構定義分區(qū)邊界信息； 步驟S3、判斷電網拓撲連接是否發(fā)生變化，如果是，進行步驟S4 ; 步驟S4、對電網模型進行拓撲搜索，獲得分區(qū)信息，進行步驟S5 ; 步驟S5、在顯示設備上顯示分區(qū)信息，返回步驟S2。
[0028] 所述的步驟S1包含以下步驟： 步驟S1. 1、將電網中的設備抽象為節(jié)點和邊； 構建電網模型時，電網建模的各設備均會分配各自的節(jié)點號，并由自身性質決定一個 設備的節(jié)點號個數(shù)，開斷設備(開關、刀閘）等存在兩個節(jié)點號，交流線段也屬于雙節(jié)點設 備，母線、終端設備等屬于單節(jié)點設備，三卷變壓器屬于三節(jié)點設備，直聯(lián)的兩個設備，各自 的節(jié)點號中須有一個相同，以此來構成整個電網的設備連接關系，從數(shù)據(jù)結構角度來說，每 個節(jié)點即是一個頂點，雙節(jié)點設備包含一條邊，三節(jié)點設備包含兩條邊。
[0029] 步驟S1. 2、對頂點集和邊集及進行整體建模，實現(xiàn)電網設備間連接關系的生成； 所述的步驟S1. 2中，整體建模的方法可采用有向圖。
[0030] 電網系統(tǒng)中各類設備可抽象為頂點與邊的集合，每一個頂點即是一個設備節(jié)點， 每條邊可代表一個雙端設備，整個電網由無數(shù)個頂點與邊組成一張無向圖，通過數(shù)據(jù)結構 與算法可對電網設備進行整體建模，并發(fā)掘其中的連接關系，在關系網絡中完成電力系統(tǒng) 應用、例如拓撲防誤、旁路代自動識別、電氣島分析等等。
[0031] 圖（Graph)是一種較線性表和樹更為復雜的非線性結構。在線性結構中，結點之 間的關系是線性關系，除開始結點和終端結點外，每個結點只有一個直接前趨和直接后繼。 在樹形結構中，結點之間的關系實質上是層次關系，同層上的每個結點可以和下一層的零 個或多個結點（即孩子）相關，但只能和上一層的一個結點（即雙親）相關(根結點除外)。然 而在圖結構中，對結點（圖中常稱為頂點）的前趨和后繼個數(shù)都是不加限制的，即結點之間 的關系是任意的。圖中任意兩個結點之間都可能相關。由此，圖的應用極為廣泛，特別是近 年來的迅速發(fā)展，已滲透到諸如語言學、邏輯學、物理、化學、通信工程、計算機科學以及數(shù) 學的其它分支中。
[0032] 若圖G中的每條邊都是有方向的，則稱G為有向圖（Digraph)。在有向圖中，一條 有向邊是由兩個頂點組成的有序對，有序對通常用尖括號表示。例如，< vi，vj >表示一條 有向邊，vi是邊的始點(起點)，vj是邊的終點。因此,< vi, vj >和< vj, vi >是兩條不 同的有向邊。有向邊也稱為?。ˋrc),邊的始點稱為弧尾（Tail),終點稱為弧頭（Head)。
[0033] 圖G由兩個集合V和E組成，記為G = (V，E)，其中v是頂點的有窮非空集合，E是 V中頂點偶對(稱為邊)的有窮集。通常，也將圖G的頂點集和邊集分別記為V (G)和E (G)。 E (G)可以是空集，若E (G)為空，則圖G只有頂點而沒有邊，稱為空圖。
[0034] 圖的鄰接矩陣存儲方式是用兩個數(shù)組來表示圖。一個一維數(shù)組存儲圖中頂點信 息，一個二維數(shù)組(鄰接矩陣）存儲圖中的邊或弧的信息。
[0035] 設圖G有η個頂點，則鄰接矩陣是一個n*n的方陣，定義為：

【權利要求】
1. 一種電網自動化智能分區(qū)方法，其特征在于，該方法包含以下步驟： 步驟S1、構建電網模型，將電網抽象成由頂點集和邊集組成的數(shù)據(jù)結構； 步驟S2、根據(jù)電網拓撲結構定義分區(qū)邊界信息； 步驟S3、判斷電網拓撲連接是否發(fā)生變化，如果是，進行步驟S4 ; 步驟S4、對電網模型進行拓撲搜索，獲得分區(qū)信息，進行步驟S5 ; 步驟S5、在顯示設備上顯示分區(qū)信息，返回步驟S2。
2. 如權利要求1所述的電網自動化智能分區(qū)方法，其特征在于，所述的步驟S1包含以 下步驟： 步驟S1. 1、將電網中的設備抽象為節(jié)點和邊； 開斷設備存在兩個節(jié)點號，交流線段屬于雙節(jié)點設備，母線、終端設備屬于單節(jié)點設 備，三卷變壓器屬于三節(jié)點設備，每個節(jié)點即是一個頂點，雙節(jié)點設備包含一條邊，三節(jié)點 設備包含兩條邊； 步驟S1. 2、對頂點集和邊集及進行整體建模，實現(xiàn)電網設備間連接關系的生成。
3. 如權利要求2所述的電網自動化智能分區(qū)方法，其特征在于，所述的步驟S1. 2中，整 體建模的方法采用有向圖。
4. 如權利要求2所述的電網自動化智能分區(qū)方法，其特征在于，所述的步驟S2中，所述 的電網拓撲結構包含若干分區(qū)、分區(qū)之間的邊界線路、以及分區(qū)之間的聯(lián)絡線；每個分區(qū)包 含500kV廠站和連接500kV廠站的若干220kV廠站。
5. 如權利要求4所述的電網自動化智能分區(qū)方法，其特征在于，所述的步驟S2中，采用 分區(qū)信息表來定義分區(qū)邊界信息， 分區(qū)信息表的結構包含：中文名稱、英文名稱、合并標識、合并分區(qū)ID、母線ID和邊界 線路ID ; 所述的分區(qū)信息表中，"中文名稱"一欄中填入分區(qū)的中文名稱，"英文名稱"一欄中填 入分區(qū)的英文名稱，"中文名稱"和"英文名稱"與該分區(qū)中的交流線段設備具有一一對應關 系，如果分區(qū)之間的聯(lián)絡線為運行狀態(tài)，則認為分區(qū)是合并的，則在"合并標識"一欄中填入 "是"，"合并分區(qū)ID" 一欄中填入合并的多個分區(qū)中第一個分區(qū)的ID，"母線ID" 一欄中填 入所有的母線，"邊界線路ID" 一欄中填入所有的邊界線路的ID。
6. 如權利要求5所述的電網自動化智能分區(qū)方法，其特征在于，所述的步驟S3中，通過 不同分區(qū)的分區(qū)信息表中的合并標識的變化來判斷電網拓撲連接是否發(fā)生變化。
7. 如權利要求6所述的電網自動化智能分區(qū)方法，其特征在于，所述的步驟S4包含以 下步驟： 步驟S4. 1、采用拓撲搜索方法依次遍歷電網模型數(shù)據(jù)結構中的每一個節(jié)點，在開關斷 開處或分界線路處停止搜索； 步驟S4. 2、搜索路徑上的所有節(jié)點都屬于同一個分區(qū)，為該分區(qū)內的每個設備編上分 區(qū)號； 步驟S4. 3、根據(jù)該分區(qū)內的交流線段設備，在分區(qū)信息表中查找到分區(qū)名稱，建立分區(qū) 號與分區(qū)名稱的對應關系。
8. 如權利要求7所述的電網自動化智能分區(qū)方法，其特征在于，所述的步驟S4. 1中，所 述的拓撲搜索方法包含深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索。
【文檔編號】H02J13/00GK104218673SQ201410382993
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月6日 優(yōu)先權日:2014年8月6日
【發(fā)明者】吳世敏, 徐芳敏, 衛(wèi)忠, 張麟, 夏威, 張晉, 朱齊, 解翔, 王偉, 陳國新, 陳志樑, 奚曹明 申請人:國網上海市電力公司, 國電南瑞科技股份有限公司