專利名稱：一種配電網(wǎng)站外電氣拓撲至潮流拓撲自動轉(zhuǎn)換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及配電網(wǎng)站外電氣拓撲至潮流拓撲自動轉(zhuǎn)換方法。
背景技術(shù)：
智能配電自動化以一次網(wǎng)架和設(shè)備為基礎(chǔ)，以配電自動化系統(tǒng)為核心，綜合應(yīng)用電力電子技術(shù)、通信技術(shù)、計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的監(jiān)測與控制，并通過相關(guān)系統(tǒng)的信息集成，實現(xiàn)配電自動化的科學(xué)管理。配電主站是配電自動化系統(tǒng)的核心部分，主要實現(xiàn)配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控等基本功能和電網(wǎng)分析應(yīng)用等擴展功能，實現(xiàn)信息傳輸?shù)耐ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)。IEC61968標(biāo)準(zhǔn)在配電自動化產(chǎn)品中的貫徹實施，推動了配電自動化的綜合應(yīng)用，為各種應(yīng)用之間的信息交互創(chuàng)造了條件。在配電網(wǎng)的調(diào)度分析方面，調(diào)度人員需要對配電網(wǎng)的運行情況進行分析與預(yù)測， 而分析的基礎(chǔ)是電網(wǎng)潮流計算功能。而現(xiàn)有的潮流計算算法主要針對一個完整的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，即全連通的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。然后，配電網(wǎng)站外電氣拓撲由于各種小型事故的發(fā)生、各類檢修工作的進行，所以結(jié)構(gòu)經(jīng)常發(fā)生變化，繼而導(dǎo)致調(diào)度人員必須經(jīng)常關(guān)注電氣拓撲變化，并且及時修改潮流拓撲來完成分析與計算工作。隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)有配電網(wǎng)SCADA(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng))能夠?qū)⑴潆娋W(wǎng)站外的自動化饋線的所有電氣元件的信息都進行分類與存儲，并且在其電網(wǎng)數(shù)據(jù)庫中維護了電氣拓撲結(jié)構(gòu)。因此，如何能夠提供一個全自動的方法，能夠自動根據(jù)SCADA系統(tǒng)所提供的配電網(wǎng)站外電氣拓撲的即時狀態(tài)來自動生成潮流拓撲，從而簡化調(diào)度員的工作壓力，提高分析和計算工作效率，減小理論潮流拓撲與實際電網(wǎng)差異的同步時間，就成為了非常重要的研究課題。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有配電網(wǎng)站外潮流分析中即時電氣拓撲與潮流拓撲更新時差的問題， 本發(fā)明旨在提出一種全自動的配電網(wǎng)站外電氣拓撲即時狀態(tài)自動生成潮流拓撲的方法，該方法能夠自動將電氣拓撲結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為潮流拓撲結(jié)構(gòu)，并且根據(jù)電氣元件類型(開關(guān)和閘刀)來簡化線路數(shù)量、合并線路數(shù)據(jù)，使得調(diào)度員實時得到最新的潮流拓撲，從而縮小更新時間，提高工作效率。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是配電網(wǎng)站外電氣拓撲至潮流拓撲自動轉(zhuǎn)換方法，所述的方法主要包括以下步驟(I)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取與準(zhǔn)備(I. I)從配網(wǎng)Scada系統(tǒng)獲取站外電氣拓撲(基于XML格式或者二進制格式)，包括節(jié)點集合N與線路集合L。(1.2)在內(nèi)存中創(chuàng)建潮流拓撲節(jié)點集合PFN和線路集合PFL，此時兩個集合均為空。
(2)節(jié)點直接轉(zhuǎn)換(2. I)判斷集合L是否為空，即配網(wǎng)站外電氣拓撲中是否存在線路信息。如果不存在，則轉(zhuǎn)換結(jié)束。(2. 2)從集合L中的提取末端線路表示為Lk，并獲取Lk所連接的兩端節(jié)點，記做 Ni 和 Nj。(2.3)檢查集合PFN中是否包含Ni和Nj。若不存在則將Ni和Nj分別添加進PFN 集合。分別設(shè)定Ni和Nj附加數(shù)據(jù)，附加數(shù)據(jù)包括節(jié)點的連線數(shù)目、節(jié)點的類型。(2. 4)將線路Lk添加至PFL，從集合L中刪除線路Lk。(3)線路自動合并(3. I)遍歷集合PFNJf PFN中的所有類型為開關(guān)和閘刀的節(jié)點加入到新的集合B中。(3. 2)遍歷集合B中的每個節(jié)點，提取末端節(jié)點記做Bi，并獲取與Bi相連的兩個節(jié)點PFNj和PFNk。(3. 3)檢查節(jié)點PFNj和PFNk的類型，如果都是開關(guān)或閘刀，則合并連接PFNj、Bi 的線路PFLm與連接PFNk、Bi的線路PFLn，向集合PFL加入新線路PFLx。并根據(jù)線路PFLm 與線路PFLn的參數(shù)設(shè)定新線路PFLx的數(shù)據(jù)，合并規(guī)則為基礎(chǔ)參數(shù)均沿用線路PFLm的基礎(chǔ)參數(shù)，線路長度為PFLm和PFLn線路長度之和，電阻為PFLm和PFLn電阻值之和，電抗為 PFLm和PFLn電抗值之和。從PFL中刪除兩條舊線路PFLm和PFLn。(4)轉(zhuǎn)換完畢，輸出集合PFN和集合PFL。本發(fā)明的工作原理是為了克服現(xiàn)有配電網(wǎng)站外潮流分析中即時電氣拓撲與潮流拓撲更新時差的問題，本發(fā)明旨在提出一種全自動的配電網(wǎng)站外電氣拓撲即時狀態(tài)自動生成潮流拓撲的方法，該方法能夠自動將電氣拓撲結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為潮流拓撲結(jié)構(gòu)，并且根據(jù)元件類型(開關(guān)和閘刀)來簡化線路數(shù)量、合并線路數(shù)據(jù)，使得調(diào)度員實時得到最新的潮流拓撲，從而縮小更新時間，提高工作效率。本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在1、配電網(wǎng)站外潮流拓撲自動生成；2、根據(jù)元件類型簡化線路；3、支持各種站外電氣拓撲結(jié)構(gòu)。


圖I是配電網(wǎng)站外電氣拓撲至潮流拓撲自動轉(zhuǎn)換方法的流程圖。圖2是配電網(wǎng)站外電氣拓撲至潮流拓撲自動轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。參照圖1，配電網(wǎng)站外電氣拓撲至潮流拓撲自動轉(zhuǎn)換方法，包括以下步驟第一步從配網(wǎng)Scada系統(tǒng)獲取站外電氣拓撲，包括節(jié)點集合N與線路集合L。第二步創(chuàng)建潮流拓撲節(jié)點集合PFN和線路集合PFL。第三步檢查L是否為空？如果為空則跳轉(zhuǎn)至第八步。第四步提取L中的末端線路Lk。第五步獲取Lk的兩端節(jié)點Ni和Nj。
第六步檢查PFN中是否包含Ni和Nj。若不存在則添加進PFN集合，并設(shè)定附加數(shù)據(jù)。附加數(shù)據(jù)包括節(jié)點的連線數(shù)目、節(jié)點的類型。第七步添加線路Lk至集合PFL。第八步提取PFN中開關(guān)/閘刀節(jié)點為集合B。第九步檢查集合B是否為空，如果為空，則跳轉(zhuǎn)至第十四步。第十步提取集合B的末端節(jié)點Bi。第^^一步獲取與Bi相連的兩個節(jié)點PFNj和PFNk。第十二步檢查PFNj和PFNk是否都是開關(guān)或閘刀節(jié)點，如果不是則跳轉(zhuǎn)至第九
止 /J/ o第十三步合并連接PFNj、Bi的線路PFLm與連接PFNk、Bi的線路PFLn，加入新線路PFLx，合并參數(shù)數(shù)據(jù)，跳轉(zhuǎn)至第九步。第十四步轉(zhuǎn)換完畢，輸出集合PFN和集合PFL。參照圖2，應(yīng)用本方法實現(xiàn)的配電網(wǎng)站外電氣拓撲至潮流拓撲自動轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，主要包括現(xiàn)有系統(tǒng)接口和優(yōu)化子系統(tǒng)。所述的現(xiàn)有系統(tǒng)接口包括(I)潮流拓撲接口模塊該模塊可將自動生成好的即時潮流拓撲結(jié)構(gòu)導(dǎo)回至 SCADA系統(tǒng)。(2) SCADA電網(wǎng)拓撲接口模塊該模塊用于與現(xiàn)有配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)對接，獲取完整的站外電氣拓撲結(jié)構(gòu)。所述的優(yōu)化子系統(tǒng)包括(I)站外電氣拓撲管理模塊對電氣元件與電氣線路進行管理，包括增加、刪除、 修改、合并和導(dǎo)入/導(dǎo)出功能。(2)潮流拓撲節(jié)點與線路管理模塊管理潮流拓撲的結(jié)構(gòu)，包括潮流拓撲關(guān)系、潮流節(jié)點和潮流線路數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。(3)集合轉(zhuǎn)換與合并模塊針對電氣拓撲與潮流拓撲集合兩種集合類型之間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的異構(gòu)性，完成數(shù)據(jù)互通的功能。(4)內(nèi)存數(shù)據(jù)自動管理模塊將所有模塊在內(nèi)存中所建立的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行統(tǒng)一管理，防止出現(xiàn)內(nèi)存泄露等情況，提高可靠性。
權(quán)利要求
1.一種配電網(wǎng)站外電氣拓撲至潮流拓撲自動轉(zhuǎn)換方法，其特征在于所述的方法包括以下步驟(1)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取與準(zhǔn)備，具體過程如下(I. D從配網(wǎng)Scada系統(tǒng)獲取站外電氣拓撲數(shù)據(jù)，所述站外電氣拓撲數(shù)據(jù)包括節(jié)點集合N與線路集合L ；(1.2)在內(nèi)存中創(chuàng)建潮流拓撲節(jié)點集合PFN和線路集合PFL，此時兩個集合均為空；(2)節(jié)點直接轉(zhuǎn)換，具體過程如下(2. I)判斷集合L是否為空，即配網(wǎng)站外電氣拓撲中是否存在線路信息；如果不存在， 則轉(zhuǎn)換結(jié)束；(2. 2)從集合L中的提取末端線路表示為Lk，并獲取Lk所連接的兩端節(jié)點，記做Ni和Nj ；(2. 3)檢查集合PFN中是否包含Ni和Nj。若不存在則將Ni和Nj分別添加進PFN集合；分別設(shè)定Ni和Nj附加數(shù)據(jù)，附加數(shù)據(jù)包括節(jié)點的連線數(shù)目、節(jié)點的類型；(2. 4)將線路Lk添加至PFL，從集合L中刪除線路Lk ；(3)線路自動合并，具體過程如下(3. I)遍歷集合PFN，將PFN中的所有類型為開關(guān)和閘刀的節(jié)點加入到新的集合B中； (3. 2)遍歷集合B中的每個節(jié)點，提取末端節(jié)點記做Bi，并獲取與Bi相連的兩個節(jié)點 PFNj 和 PFNk ；(3. 3)檢查節(jié)點PFNj和PFNk的類型，如果都是開關(guān)或閘刀，則合并連接PFNj、Bi的線路PFLm與連接PFNk、Bi的線路PFLn，向集合PFL加入新線路PFLx ;并根據(jù)線路PFLm與線路PFLn的參數(shù)設(shè)定新線路PFLx的數(shù)據(jù)，合并規(guī)則為基礎(chǔ)參數(shù)均沿用線路PFLm的基礎(chǔ)參數(shù)，線路長度為PFLm和PFLn線路長度之和，電阻為PFLm和PFLn電阻值之和，電抗為PFLm 和PFLn電抗值之和。從PFL中刪除兩條舊線路PFLm和PFLn ；(4)轉(zhuǎn)換完畢，輸出集合PFN和集合PFL。
2.如權(quán)利要求I所述的一種配電網(wǎng)站外電氣拓撲至潮流拓撲自動轉(zhuǎn)換方法，其特征在于所述步驟(I. D中，所述站外電氣拓撲數(shù)據(jù)采用XML格式或者二進制格式。
全文摘要
一種配電網(wǎng)站外電氣拓撲至潮流拓撲自動轉(zhuǎn)換方法，包括以下步驟(1)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取與準(zhǔn)備從配網(wǎng)Scada系統(tǒng)獲取站外電氣拓撲數(shù)據(jù)，包括節(jié)點集合N與線路集合L；在內(nèi)存中創(chuàng)建潮流拓撲節(jié)點集合PFN和線路集合PFL，此時兩個集合均為空；(2)節(jié)點直接轉(zhuǎn)換；(3)線路自動合并)遍歷集合PFN，將PFN中的所有類型為開關(guān)和閘刀的節(jié)點加入到新的集合B中；遍歷集合B中的每個節(jié)點，提取末端節(jié)點記做Bi，并獲取與Bi相連的兩個節(jié)點PFNj和PFNk；(4)轉(zhuǎn)換完畢，輸出集合PFN和集合PFL。本發(fā)明縮小更新時間，提高工作效率。
文檔編號H02J3/00GK102611103SQ201210066419
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月14日
發(fā)明者王萬良, 王雨晨, 蔣一波, 鄭建煒 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)