[發明專利]一種電力系統全接線計算拓撲分析方法及系統

在審

• 申請號: 201711203596.5
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN107992541A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 雷淇;李本瑜;石恒初;游昊;陳劍平;羅吉;方毅;陳金富
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;云南電網有限責任公司
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 華中科技大學專利中心42201
• 代理人: 廖盈春,李智

1.一種電力系統全接線計算拓撲分析方法，其特征在于，包括：

根據網絡拓撲圖中的網絡結構與開關狀態，設置表示節點的節點矩陣和表示支路的支路矩陣，由所述節點矩陣與所述支路矩陣相乘得到節點與支路作用而成的關聯矩陣；

將支路狀態向量與所述關聯矩陣的每一行元素分別進行邏輯與運算得到包含當前支路狀態的電氣關聯矩陣，并由所述電氣關聯矩陣與單位布爾矩陣得到鄰接矩陣，其中，所述支路狀態向量表示開關設備的開合狀態；

對所述鄰接矩陣進行n-1次自乘運算得到包含網絡連通信息的全連通矩陣，其中，n表示節點數；

由所述全連通矩陣進行電力系統全接線網絡拓撲分析。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述關聯矩陣為n×m階的矩陣A，其中，n為節點數，m為支路數，所述矩陣A的行號對應于拓撲節點號，所述矩陣A的列號對應于支路號，A中元素a_pq表示支路q是否連接于節點p的邏輯值，1表示支路與兩端節點的導通狀態，0表示支路與兩端節點的斷開狀態。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述鄰接矩陣表示為：其中，B為所述電氣關聯矩陣，I為所述單位布爾矩陣。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述鄰接矩陣具有如下性質：

若從節點j到節點i有長度為k的通路，則C^k的元素為1，否則為0，其中，C^k的對角線元素表示是否有長度為k的回路存在；

表示網絡拓撲圖上是否有長度為L或小于L的通路存在，且有

若沒有回路，則存在l,l≤n，使得當k≥l時，C^k＝0；

若有回路，則對于任意的L≥n，收斂于布爾矩陣，將所述布爾矩陣作為所述全連通矩陣，其中，所述全連通矩陣中的元素t_ij＝1表示從節點j出發能夠沿著若干條支路到達節點i，t_ij＝0表示從節點j始終不可能到達節點i。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述全連通矩陣表示為：T＝(C+I)^n-1，其中，所述全連通矩陣是對稱矩陣，包含了網絡拓撲圖中任意兩個節點間的連通性信息，電氣上相連的節點對應于全連通矩陣T中線性相關的行或列向量，電氣上不相連的節點所對應的行或列向量線性無關。

6.一種電力系統全接線計算拓撲分析系統，其特征在于，包括：

第一計算模塊，用于根據網絡拓撲圖中的網絡結構與開關狀態，設置表示節點的節點矩陣和表示支路的支路矩陣，由所述節點矩陣與所述支路矩陣相乘得到節點與支路作用而成的關聯矩陣；

第二計算模塊，用于將支路狀態向量與所述關聯矩陣的每一行元素分別進行邏輯與運算得到包含當前支路狀態的電氣關聯矩陣，并由所述電氣關聯矩陣與單位布爾矩陣得到鄰接矩陣，其中，所述支路狀態向量表示開關設備的開合狀態；

第三計算模塊，用于對所述鄰接矩陣進行n-1次自乘運算得到包含網絡連通信息的全連通矩陣，其中，n表示節點數；

拓撲分析模塊，用于由所述全連通矩陣進行電力系統全接線網絡拓撲分析。

7.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述關聯矩陣為n×m階的矩陣A，其中，n為節點數，m為支路數，所述矩陣A的行號對應于拓撲節點號，所述矩陣A的列號對應于支路號，A中元素a_pq表示支路q是否連接于節點p的邏輯值，1表示支路與兩端節點的導通狀態，0表示支路與兩端節點的斷開狀態。

8.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述鄰接矩陣表示為：其中，B為所述電氣關聯矩陣，I為所述單位布爾矩陣。