[發明專利]基于區域劃分的電網子圖構建方法、拓撲分析方法及裝置

有效

• 申請號: 201811220020.4
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109412149B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 周愛華;裘洪彬;朱力鵬;宋巖;包海龍;胡斌;陳睿;柴博
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網研究院有限公司;國網上海市電力公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 李博洋

本發明公開了一種基于區域劃分的電網子圖構建方法、拓撲分析方法及裝置，該電網子圖構建方法包括：獲取電網系統中的設備元件及其屬性信息，建立為頂點數據；根據設備的地理區域屬性將頂點數據劃分為多個區域頂點集；獲取各區域頂點集中每兩個頂點間的二元關系，根據二元關系構建各區域頂點集的二元關系集；根據電網系統中設備元件的連接關系構建第一邊集；根據二元關系集和第一邊集的對應關系，構建區域頂點集的對應的第二邊集；根據區域頂點集與第二邊集構建電網系統的區域子圖。通過實施本發明，有效的對電網數據進行劃分，且劃分后的子圖規模相對平衡，從而實現電網數據的分布式存儲和并行化處理，提高了拓撲分析的效率。

技術領域

本發明涉及電網系統分布式計算領域，具體涉及一種基于區域劃分的電網子圖構建方法、拓撲分析方法及裝置。

背景技術

近年來，基于”圖論”的圖數據庫技術作為一種新型的數據管理方式及計算模式，由于其天然可以很方便的表示網絡結構的數據，成為了具有復雜關聯關系的海量數據存儲和計算的熱點模式。電網系統由于其天生的網絡化特征可以標識為圖，圖數據技術可幫助簡化復雜電網系統的拓撲連接關系。

但是現有的圖數據庫技術，如GraphX、Neo4j等，其主要的優勢在于對圖數據的迭代計算，雖然對一般的圖數據應用具有普適性，但是對于電網的超大規模數據，輕易就會超過千萬的邊數據和頂點數據，在一個圖上進行拓撲分析顯然會帶來效率低下、速度慢等問題；另一方面，電網數據由于其特殊的結構特征，傳統的幾何劃分可能會導致劃分后的子圖規模差距過大，從而并行處理的時候帶來大量的通訊消耗。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種基于區域劃分的電網子圖構建方法、拓撲分析方法及裝置以解決現有技術中拓撲分析效率低下和通訊消耗過高的技術問題。

本發明提供的技術方案如下：

本發明實施例第一方面提供一種基于區域劃分的電網子圖構建方法，該電網子圖構建方法包括如下步驟：獲取電網系統中的設備元件及其屬性信息，建立為頂點數據；根據所述設備的地理區域屬性將所述頂點數據劃分為多個區域頂點集；獲取各所述區域頂點集中每兩個頂點間的二元關系，根據所述二元關系構建各所述區域頂點集的二元關系集；根據所述電網系統中設備元件的連接關系構建第一邊集；根據所述二元關系集和所述第一邊集的對應關系，構建所述區域頂點集的對應的第二邊集；根據所述區域頂點集與所述第二邊集構建所述電網系統的區域子圖。

優選地，所述根據所述二元關系集和所述第一邊集的對應關系，構建所述區域頂點集的對應的第二邊集，包括：判斷所述二元關系集中的二元關系在所述第一邊集中是否有對應的邊存在；當有對應邊存在，則保留所述二元關系集中對應的二元關系；當沒有對應邊存在，則刪除所述二元關系集中對應的二元關系；根據刪除沒有對應邊存在的二元關系后的二元關系集構建所述第二邊集。

本發明實施例第二方面提供一種電網拓撲多子圖并行分析方法，應用于如本發明實施例第一方面所述的基于區域劃分的電網子圖構建方法構建的電網系統的區域子圖，該并行分析方法包括：獲取所述第一邊集中除所述第二邊集以外的邊，構成子圖連接邊集；根據所述子圖連接邊集對應的頂點數據構建子圖連接頂點，根據所述子圖連接頂點和所述子圖連接邊集構建子圖連接關系；根據所述地理區域屬性確定第一預設頂點所在的第一區域子圖；在所述第一區域子圖中以第一預設頂點為源頂點進行廣度搜索，將搜索到的頂點數據作為拓撲頂點，根據所述拓撲頂點構建拓撲集合；判斷所述拓撲頂點和所述第一預設頂點之間的拓撲深度是否大于或等于所述第一預設深度；當所述拓撲深度大于或等于所述第一預設深度時，則將所述拓撲集合確定為所述第一區域子圖的拓撲集合。

優選地，當所述拓撲深度小于所述第一預設深度，且所述拓撲頂點為子圖連接頂點時，則根據所述子圖連接關系構建與所述拓撲頂點所在的區域子圖連接的子圖集；在所述子圖集中以所述拓撲頂點為第二預設頂點，以所述第一預設深度和所述拓撲深度的差值為第二預設深度進行廣度搜索，根據搜索到的頂點數據構建子圖集拓撲集合，與所述拓撲集合合并得到主集合。