基于面向对象技术的电力网络拓扑分析新方法

北极星电力网技术频道作者:佚名 2007/12/27 18:57:43

关键词: 变压器电力网络电力网

基于面向对象技术的电力网络拓扑分析新方法龙启峰1,陈　岗2,丁晓群1,丁　颖3,马春生3,黄文英4(1.河海大学电气工程学院,南京210098;
2.江苏省电力公司扬州供电公司,扬州225009；
3.南京河海电力软件公司,南京210098;
4.福建电力调度通信中心,福州350000)　　摘　要:网络拓扑是状态估计的基础，同时也是能量管理系统(EMS)的核心。提出一种面向对象技术的基于节点融合和分级搜索相结合的网络拓扑分析的方法，并重点介绍基于面向对象技术的拓扑描述和分级搜索法在这种网络拓扑方法中的应用。根据这种面向对象技术的拓扑描述应用范围界定的分级搜索,可以根据节点融合法形成的原始拓扑网络的结果，由变化的开关信息情况重新确定网络拓扑结构。
　　关键词:网络拓扑;节点融合;分级搜索NewMethodofPowerNetworkTopologyAnalysisBasedonObjectOrientedTechnologyLONGQifeng1,CHENGang2,DINGXiaoqun2,DINGYing3，MAChunsheng3,HUANGWenying4(1.SchoolofElectricalEngineering,HehaiUniversity,Nanjing210098,China;
2.YangzhouElectricPowerBureauofJiangsuProvinceElectricPowerCompany,
Yangzhou225009,China;
3.NanjingHehaiElectricSofewareCo.Ltd.,Nanjing210098,China;
4.FujianElectricPowerDispatchandCommunicationCenter,Fuzhou350000,China)　　Abstract:PowernetworktopologyisthebasisofthestateestimationandthecoreoftheEnergyManagementSystem(EMS).Inthispaper,anewobjectorientedmethodbasedonnodemergingandindividualsearchingisputforward.Theapplicationoftheindividualsearchinginthepowernetworktopology.Throughtheareaconfinedindividualsearching,thenewnetworktopolotystructurebasedontheinformationoftheswitchcanbeobtainedwiththehelpoftheinitialnetworktopologyresultformedbythemethodofnodemerging.
　　Keywords:networktopology;nodemerging;individualsearching
1前言
　　早期的电网拓扑分析大部分采用基于深度优先［1］（堆栈法）的网络拓扑分析方法，但这种方法需要建立一些繁杂的关联表和关联矩阵，而且在搜索过程中需要进行多次的递归和回溯，因此，其运算量比较大，同时这种方法也没有很好的扩展性。对于一个较好的网络拓扑软件，它必须具备很好的实用性、很强的扩展性以及形成网络的快速性。为此，笔者提出了一种基于面向对象技术的网络拓扑分析的方法，该方法利用比较成熟的节点融合法和分级搜索法，快速地形成开关信息变化后的网络拓扑结构。
　　电力系统设备的连接关系（原始拓扑）的建立，已经从原始的手工编号形式发展到基于面向对象技术模型的矢量图坐标关系自动编号,即软件作图结束后根据计算机自动编号和矢量图坐标的位置关系生成原始网络拓扑。这种拓扑方法的主旨是：根据节点融合法形成最初的拓扑结构，然后根据开关信息的变化运用分级搜索法对拓扑结构进行修正。2形成初始网络拓扑的节点融合法
　　一般形成网络拓扑大体可以分为两个步骤：首先在厂站内根据闭合的开关及其所连接的所有支路形成母线（厂站结线分析）；然后根据厂站间联络线的连接关系把形成的母线连接成电气岛（系统结线分析）。这里所应用的节点融合法是根据支路开关的连接情况把节点用母线按一定的编号方法表示出来［2］。
　　由于根据矢量图坐标关系自动编号，即软件作图结束后根据计算机自动编号和矢量图坐标的位置关系生成原始网络拓扑。所以可以在这步也同时得到所有开关（或刀闸）和首末节点的关系。以下以形成厂站结线分析中母线的过程简述节点融合法的原理。
　　1)遍历厂站内所有闭合的开关（或刀闸），对母线编号按如下规则：
　　①如果首末端口都不属于任何的母线，则对这两个端口分配相同的母线号，同时为母线集中添加一个母线号。
　　②如果首末端口有一个端口不属于任何母线，则置这个端口号与另一个已编母线号相同。
　　③如果首末端口属于不同母线号，需置这两个母线号等价。
　　④如果首末端口属于相同的母线号，不作任何处理。
　　2)由以上分析的结果，归并等值母线号形成后的母线集。在第①步形成的母线号中肯定有好多是等价的。因此需对一些母线号进行归并，其归并步骤为：
　　①遍历所有的母线集，归并由上面1)中③形成的等价母线集，采用将等价的母线集中编号小的归并到编号大的规则，如此形成了归并后母线编号的不连续性。
　　②由上一步结果，由于归并后母线号的不联系性，需要对它们进行重新编号。具体做法是遍历所有已归并的母线集，对保留下来的母线号按顺序编号。
　　网络拓扑分析的第二个步骤是系统结线分析（形成电气岛），同样采用上面形成母线的算法，只是把系统结线分析形成的母线作为厂站结线分析中的端口，把线路、变压器作为闭合的开关支路来处理。
　　由此可见，节点融合法在形成初始拓扑结构的整个过程只需要经过一次开关遍历和两次母线集的遍历，相比深度优先法，它能够较快地得到网络的拓扑结构。因此这种方法具有很大的优越性。3关于面向对象技术的网络拓扑描述
　　电力网络的拓扑可用有向图描述，即G=(V,E(S))。其中V表示节点的集合，E为有向边集合，S为有向边设备开关状态(开断或闭合)。所谓的节点指电网中设备之间的连接点，同时也包括母线与设备之间的连接点。有向边指电网中的一次设备线路、开关（或刀闸）、发电机、负荷及线路等。
　　电网中每个拓扑单元［3］的连接关系是随着电力系统动态而变化的，而这也是网络拓扑的核心。在此根据电网中的所有电气设备的电气特性，摈弃了前人把整个网络简单分为支路类、节点类、馈线类和节点类［4］的方法，得出它们面向对象技术的结构模型和属性，其分类如下：
　　1)节点类(TNode)
　　由这种节点类属性，派生出两[1][2][3]下一页

来源：中国电力资料网

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