[發明專利]電力網絡拓撲動態著色算法

有效

• 申請號: 201110345453.4
• 申請日: 2011-11-04
• 公開（公告）號: CN102521478A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 顏儒彬;包德梅
• 申請（專利權）人: 國電南京自動化股份有限公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明涉及一種電力網絡拓撲動態著色算法，屬于電力技術領域。

背景技術

電力系統網絡拓撲動態著色是指確定網絡的帶電狀態，依據設備的實時運行狀態分析電網供電狀態,是電能量管理系統的一個重要功能。電力網絡拓撲動態著色的一個重要要求就是動態著色的實時性、快速性和準確性，在發電機的發電狀態、斷路器或刀閘的位置發生變化時，馬上給出電網的供電狀態，電網的網絡拓撲著色馬上改變。

計算機監控系統一般按功能劃分程序模塊，眾多功能模塊按其運行特點，又可粗略歸為實時監視控制部分與高級應用部分兩類。網絡拓撲動態著色功能應歸為實時監視控制部分。而網絡拓撲分析研究則是狀態分析、最優潮流、無功優化、穩定分析以及整定計算等高級應用部分的基礎。

由此可見，網絡拓撲動態著色功能本身是不適合基于網絡拓撲分析運行的。而且網絡拓撲分析本身采用各種復雜理論，如圖論、Petri網模型或GIS方法等，需要建立一些復雜的關聯表和關聯矩陣，而且在搜索過程中需要進行多次的遞歸和回溯，計算量大，擴展性差，不易理解。這樣會導致網絡拓撲動態著色實時響應性差。再者隨著網絡拓撲結構復雜度的增加，網絡拓撲分析對計算機資源的要求也越來越高，又極大降低了網絡拓撲動態著色的實時性能。而且往往隨著網絡拓撲結構復雜度的增加，網絡拓撲分析也無法快速地給出正確的結果。

現有的電力網絡拓撲動態著色大部分采用基于深度優先或廣度優先的拓撲分析方法，在拓撲分析的基礎上實現網絡拓撲動態著色。在網絡拓撲分析模塊失效的情況下，監控系統同時也會失去網絡拓撲動態著色功能。

發明內容

本發明的目的是使網絡拓撲動態著色功能與網絡拓撲分析功能解耦，減少系統程序模塊間的依賴，使網絡拓撲動態著色功能不會因網絡拓撲分析功能模塊故障而導致失效。并且提供簡單的算法，根據電力設備的固有運行特性與實時運行狀態快速準確地完成網絡拓撲動態著色功能，使調度員直觀地了解電力系統的狀態，輔助調度員進行分析和決策。

為解決上述技術問題，本發明提供一種電力網絡拓撲動態著色算法，其特征是，包含以下步驟：

步驟1：將自身可以發電的元件或設備定義為有源N口元件，自身不能發電的元件或設備定義為無源N口元件；有源N口元件與無源N口元件定義為具有是否帶電與是否顯示帶電顏色的電氣島；?

步驟2：將電力網絡抽象為有源N口元件和無源N口元件間通過開關設備進行的連接；

步驟3：啟動一計算服務進程，此進程啟動后根據電力網絡內電氣島數量維護相應數量的線程，每個線程負責對應的電氣島對象的帶電狀態計算；

當檢測到本電氣島自身發電狀態變化、與本電氣島相關的開關狀態發生變化或檢測到相鄰電氣島的帶電狀態發生變化，線程執行一次，得出本電氣島的帶電狀態。

所述電氣島包含有源電氣島和無源電氣島，所述有源電氣島的帶電狀態與自身是否處于發電狀態相關，所述無源電氣島的帶電狀態與相鄰電氣島的帶電狀態和相鄰的電氣島間的開關狀態相關。

所述有源電氣島網絡拓撲動態著色算法步驟為：

當自身發電的元件或設備啟動，計算服務進程檢測到狀態發生變化，執行帶電計算，得到本有源電氣島帶電。

所述無源電氣島網絡拓撲動態著色算法步驟為：

該無源電氣島相鄰電氣島的帶電狀態變化或與該無源電氣島相連的開關狀態變化時，計算服務進程檢測到狀態發生變化，執行帶電計算，

只有當與該無源電氣島相鄰的電氣島帶電且該無源電氣島與所述相鄰的電氣島之間的開關閉合時，該無源電氣島帶電。

所述有源N口元件、無源N口元件為一個端口或一個以上端口的電氣島。

按電流流向，將所述電氣島的端口分別定義為電源端端口與受電端端口，電流從電源端端口流向受電端端口。

所述無源電氣島網絡拓撲動態著色算法步驟為：

該無源電氣島電源端端口相鄰電氣島的帶電狀態變化或與該無源電氣島電源端端口相連的開關狀態變化時，計算服務進程檢測到狀態發生變化，執行帶電計算，

只有當與該無源電氣島電源端端口相鄰的電氣島帶電且該無源電氣島電源端端口與所述相鄰的電氣島之間的開關閉合時，該無源電氣島帶電。

本發明所達到的有益效果：

1.?本發明的網絡拓撲動態著色算法將網絡拓撲動態著色功能與網絡拓撲分析功能解耦。本算法在程序設計上實現與其他功能模塊分離運行，不基于網絡拓撲分析模塊等系統其他軟件模塊，不受其他模塊運行影響，也不會因其他軟件模塊故障而失效，運行安全可靠。