[發明專利]基于拓撲編碼的T型礦井高壓電網自動短路計算方法

有效

• 申請號: 201810328589.6
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108448578B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 王立國;鄒家寧;尹新曉;羅強;王新良;王紅星;楊芃;周巧喜;黃昕昕;楊順策
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于拓撲編碼的T型礦井高壓電網自動短路計算方法，其特征在于，所描述的短路計算方法包括如下步驟：

步驟11，對礦井高壓供電系統圖各種電氣設備所包含的參數信息進行詳細定義，并對礦井高壓供電系統圖的各種電氣設備的屬性信息進行初始化設置；

步驟12，針對礦井高壓電網的網絡結構特點，依據礦井高壓供電系統圖中電氣設備之間的連接關系，基于設備類型和拓撲結構搜索針對每個設備進行拓撲編碼，提出一種基于拓撲編碼的T型礦井高壓電網網絡拓撲模型，能夠實現礦井高壓電網供電網絡的拓撲辨識；

步驟13， 基于拓撲結構編碼獲取的開關集合Q_E，實現了T型礦井高壓電網供電網絡的拓撲辨識；并在此基礎上針對某個出線開關S控制的線路計算三相短路電流和兩相短路電流；

在步驟12中，包括如下步驟：

步驟12A、以電源進線開關作為起點開始對礦井高壓供電系統圖的網絡拓撲結構進行學習，依據電氣設備類型字段在供電系統圖所有開關中將所有電源進線開關對象加入到集合Q_A中，同時建立一個鏈接表PT，在鏈接表PT中保存了每個電源進線開關對應的最大運行方式下的系統電抗和最小運行方式下的系統電抗；假定i=0，字符M=“.”；從集合Q_A中取出一個開關，執行步驟12B；

步驟12B、將p的數值設置為i+1，然后將i的數值設置為p；將i轉換成字符Y，檢測取出的開關對應的狀態Status參數，如果該開關狀態為分閘，執行步驟12C；如果該開關狀態為合閘，則將其拓撲編碼Code設置為Y，將編碼后的開關對象加入到進線開關集合Q_D和拓撲開關集合Q_E中，Q_E用于保存已完成拓撲結構編碼的所有開關對象，執行步驟12C；

步驟12C、如果集合Q_A中還有元素未被遍歷，從集合Q_A中取出下一個開關，重復執行步驟12B；如果集合Q_A中已經沒有元素，從集合Q_D中取出一個開關，執行步驟12D；

步驟12D、假定取出的進線開關用A表示，如果該進線開關的狀態為合閘，在礦井高壓供電系統圖中查找與進線開關A相鄰的BoolProcessed參數為0的出線開關，如果出線開關S1存在，將出線開關S1的BoolProcessed參數設置為1，將出線開關S1的拓撲編碼設置為與進線開關A的拓撲編碼一致，將出線開關S1加入到集合TEMPS1中，同時，將出線開關S1加入到集合OutSwitchQueue中，執行步驟12E；如果S1不存在，執行步驟12F；

步驟12E、從集合TEMPS1中取出一個出線開關，用S3表示，查找與出線開關S3相鄰的且BoolProcessed參數為0的出線開關S2，如果開關S2存在，將出線開關S2的BoolProcessed參數設置為1，將出線開關S2的拓撲編碼設置為與出線開關S3的拓撲編碼一致，將出線開關S2加入到集合TEMPS1中，并將出線開關S2加入到出線開關集合OutSwitchQueue中，重復執行步驟12E；如果開關S2不存在，執行步驟12F；

步驟12F、在礦井高壓供電系統圖中查找與進線開關A相鄰的BoolProcessed參數為0的線路L1，如果線路L1不存在，執行步驟12G；如果線路L1存在，將線路L1的BoolProcessed參數設置為1，查找與線路L1相鄰的BoolProcessed參數為0的進線開關，該進線開關用A1表示，并將A1的BoolProcessed參數設置為1，假定進線開關A的拓撲編碼用CodeA表示，從CodeA中提取出最后一個字符，用FIA表示，將字符FIA轉化為整數，用IFIA表示；假定CodeA的字符個數為LENCodeA，則從CodeA中提取出其前LENCodeA-2個字符，得到一個新的字符串，表示為NewCodeA；將IFIA的數值加1，并將得到的IFIA的數值轉換為字符CIFIA，將字符串NewCodeA、“.”、CIFIA三個字符串合并后得到一個新的字符串NEWCodeA1，將進線開關A1的拓撲編碼設置為與字符串NEWCodeA1一致，將線路L1的拓撲編碼設置為與字符串NEWCodeA1一致，將編碼后的開關A1加入到進線開關集合Q_D和拓撲開關集合Q_E中；

步驟12G、假定j=0，從集合OutSwitchQueue中取出一個開關，執行步驟12H；

步驟12H、假定取出的出線開關用B表示，如果該出線開關狀態為合閘，則將q的數值設置為j+1，然后將j的數值設置為q；將j轉換成相應的字符Z₁，開關B原有的拓撲編碼用Y₁表示，將Y₁、M、Z₁三個字符串從左往右合并得到的字符串就是開關B最終的拓撲編碼Code；將拓撲編碼后的出線開關B加入到集合Q_B和開關集合Q_E中；如果集合OutSwitchQueue中仍然有開關未被處理，則取出下一個開關，重復執行步驟12H；如果集合OutSwitchQueue中已沒有開關需要處理，從集合Q_B中取出一個開關，執行步驟12I；

步驟12I、在供電系統圖中，查找與該出線開關相鄰的BoolProcessed參數為0的線路X2，如果線路X2不存在，則執行步驟12J；如果線路X2存在，將線路X2的BoolProcessed參數設置為1，將線路X2的拓撲編碼設置為與該出線開關拓撲編碼一致；查找與線路X2相鄰的BoolProcessed參數為0的進線開關C，將進線開關C的BoolProcessed參數設置為1，如果出線開關的拓撲編碼為X，將X，M和“1”這三個字符串從左往右合并得到的字符串就是該進線開關的拓撲編碼Code，將獲得的該進線開關加入到集合Q_D和開關集合Q_E中；

步驟12J、如果集合O_B中仍然有開關未被處理，則取出下一個開關，重復執行步驟12I；如果集合O_B中沒有開關需要處理，則執行步驟12K；

步驟12K、集合Q_D中如果仍然有開關未被處理，則取出下一個開關，執行步驟12D；如果集合Q_D中沒有開關需要處理，則礦井高壓電網拓撲編碼完成；開關集合Q_E中的所有元素均完成了拓撲結構編碼。

2.根據權利要求1所述的基于拓撲編碼的T型礦井高壓電網自動短路計算方法，其特征在于，在步驟13中，包括如下步驟：

步驟2A、在開關集合Q_E中依據開關S的ID參數可查找到該出線開關的拓撲編碼Code，假定其Code用U表示，集合S_G和集合初始情況下為空；

步驟2B、將開關集合Q_E中的所有開關對象加入到集合S_G中，將編碼后的線路對象也加入到集合S_G中；

步驟2C、在集合S_G中查找開關拓撲編碼為U的線路，如果存在，將該線路加入到中；

步驟2D、將字符串U中最后一個“.”字符和最后一個“.”字符后的所有字符全部刪除后得到一個新的字符串，在集合S_G中查找開關狀態為合閘，開關拓撲編碼為的進線開關，該進線開關用表示，執行步驟2E；

步驟2E、在字符串中查找“.”字符，如果不存在“.”字符，將開關加入到集合中，執行步驟2J；如果存在“.”字符，從字符串中提取出最后一個“.”字符后的所有字符，并將提取得到的字符串轉化為整數，用TEMPINT表示，將字符串中最后一個“.”字符和最后一個“.”字符后的所有字符全部刪除后得到一個新的字符串，執行步驟2F；

步驟2F、在集合S_G中查找開關拓撲編碼為的線路，如果存在，將該線路加入到中，執行步驟2G；如果不存在，執行步驟2I；

步驟2G、將TEMPINT數值減1得到一個整數TEMPINT1，將TEMPINT的數值設置為與TEMPINT1的數值相同，如果TEMPINT1大于1，將TEMPINT1轉化為字符串TEMPSTR1，然后將字符串W、“.”和TEMPSTR1三個字符串從左往右合并后得到一個新的字符串TEMPSTR2，執行步驟2H；如果TEMPINT1等于1，執行步驟2I；

步驟2H、在集合S_G中查找開關拓撲編碼為TEMPSTR2的線路，如果存在，將該線路加入到中，執行步驟2G；如果不存在，執行步驟2I；

步驟2I、在集合S_G中查找開關狀態為合閘，開關拓撲編碼為的出線開關，如果出線開關存在，將字符串U的值用字符串代替，執行步驟2C；

步驟2J、將集合中所有線路的電阻全部相加后得到總電阻；將集合中所有線路的電抗全部相加后得到電抗；依據集合中保存的電源進線開關信息和鏈接表PT獲取最大運行方式下的系統電抗和最小運行方式下的系統電抗，然后將最大運行方式下的系統電抗與相加得到最大運行方式下的系統總電抗，將最小運行方式下的系統電抗與相加得到最小運行方式下的系統總電抗；執行步驟2K；

步驟2K、依據高壓供電系統短路點所在線路的平均電壓和總電阻、最大運行方式下的系統總電抗計算最大運行方式下的三相短路電流，執行步驟2L；

步驟2L、依據高壓供電系統短路點所在線路的平均電壓和總電阻、最小運行方式下的系統總電抗計算最小運行方式下的兩相短路電流。