[發(fā)明專利]基于拓?fù)渌阉鞯拿旱V低壓供電系統(tǒng)短路電流自動計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010176264.8
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111460758B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張博文;沈肖波
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: G06F30/398
• 分類號: G06F30/398;G06F17/16
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

1.一種基于拓?fù)渌阉鞯拿旱V低壓供電系統(tǒng)短路電流自動計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、初始化供電關(guān)聯(lián)矩陣A；

步驟2、依據(jù)低壓供電系統(tǒng)圖拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)獲得不同低壓電氣設(shè)備之間的供電關(guān)聯(lián)矩陣A；

步驟3、將矩陣元素與矩陣元素乘法運算定義為二進(jìn)制邏輯與運算，將矩陣元素與矩陣元素的加法運算定義為二進(jìn)制邏輯或運算，依據(jù)獲得的供電關(guān)聯(lián)矩陣A完成低壓供電系統(tǒng)短路電流自動計算；

步驟1所述的初始化供電關(guān)聯(lián)矩陣A，具體如下：

設(shè)定在低壓供電系統(tǒng)圖上存在n個低壓電氣設(shè)備，則供電關(guān)聯(lián)矩陣A為n行n列的矩陣，將矩陣A中每個元素的數(shù)值均設(shè)置為0；關(guān)聯(lián)矩陣A的行號是低壓供電系統(tǒng)圖中低壓電氣設(shè)備的順序號，關(guān)聯(lián)矩陣A的列號是低壓供電系統(tǒng)圖中低壓電氣設(shè)備的順序號，其中低壓電氣設(shè)備包括電源低壓饋電開關(guān)、低壓饋電開關(guān)、低壓電纜和母線；電源低壓饋電開關(guān)為直接由上級供電系統(tǒng)供電的低壓饋電開關(guān)；步驟2中所述的依據(jù)低壓供電系統(tǒng)圖拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)獲得不同低壓電氣設(shè)備之間的供電關(guān)聯(lián)矩陣A，具體如下：

步驟2.1、將所有母線加入到集合B中，將所有低壓饋電開關(guān)加入到集合C1中，將所有低壓啟動器加入到集合C2中，將所有低壓電纜加入到集合D中，集合F1、集合F2、集合F3和集合F4初始狀態(tài)下為空，其中集合F1用于存儲電源低壓饋電開關(guān)和低壓饋電開關(guān)，執(zhí)行步驟2.2；

步驟2.2、將所有電源低壓饋電開關(guān)加入到集合F1中，從集合F1中取出一個開關(guān)；

步驟2.3、從集合F1中取出的開關(guān)用E表示，將開關(guān)E在矩陣A中的列號用i1表示，在集合D中查找是否存在與開關(guān)E直接相鄰的低壓電纜；如果存在，則將該低壓電纜從集合D中取出，加入到集合F2中，將該低壓電纜在矩陣A中的行號用i2表示，將供電關(guān)聯(lián)矩陣A中第i2行第i1列對應(yīng)元素的數(shù)值設(shè)置為1；

步驟2.4、在集合B中查找是否存在與開關(guān)E直接相鄰的母線：如果該母線不存在或開關(guān)E是電源低壓饋電開關(guān)，執(zhí)行步驟2.5；如果該母線存在且開關(guān)E不是電源低壓饋電開關(guān)，則將該母線從集合B中取出，并將該母線加入到集合F3中，同時，在關(guān)聯(lián)矩陣A第i1行中查找數(shù)值為1元素對應(yīng)的列號，查詢到的列號用j1表示；將該母線在矩陣A中的行號用i4表示，則將供電關(guān)聯(lián)矩陣A中第i4行第j1列對應(yīng)元素的數(shù)值設(shè)置為1；

步驟2.5、如果集合F2不為空，則從集合F2中取出一個低壓電纜，執(zhí)行步驟2.6；如果集合F2為空，則執(zhí)行步驟2.9；

步驟2.6、將從集合F2中取出的低壓電纜用H1表示，將該低壓電纜在矩陣A中的行號用i6表示，在集合C1中查找與低壓電纜H1直接相鄰的低壓饋電開關(guān)：如果存在，則將查詢得到的低壓饋電開關(guān)從集合C1中取出，加入到集合F1中，將該低壓饋電開關(guān)在矩陣A中的行號用i7表示，將供電關(guān)聯(lián)矩陣A中第i7行第i6列對應(yīng)元素的數(shù)值設(shè)置為1；

步驟2.7、在集合C2中查找是否存在與低壓電纜H1直接相鄰的低壓啟動器，如果存在，則將該低壓啟動器從集合C2中取出，加入到集合F4中，將該低壓啟動器在矩陣A中的行號用i8表示，將供電關(guān)聯(lián)矩陣A中第i8行第i6列對應(yīng)元素的數(shù)值設(shè)置為1；

步驟2.8、如果集合F2為空，則執(zhí)行步驟2.9；如果集合F2不為空，則執(zhí)行步驟2.5；

步驟2.9、如果集合F3不為空，則從集合F3中取出一個母線，執(zhí)行步驟2.10；如果集合F3為空，則執(zhí)行步驟2.13；

步驟2.10、將從集合F3中取出的母線用H2表示，將該母線在矩陣A中的行號用i9表示，在集合C1中查找與母線H2直接相鄰的低壓饋電開關(guān)，如果存在，則將查詢得到的低壓饋電開關(guān)從集合C1中取出，加入到集合F1中，將該低壓饋電開關(guān)在矩陣A中的行號用i10表示，將供電關(guān)聯(lián)矩陣A中第i10行第i9列對應(yīng)元素的數(shù)值設(shè)置為1；

步驟2.11、在集合C2中查找與母線H2直接相鄰的低壓啟動器，如果存在，則將查詢得到的低壓啟動器從集合C2中取出，加入到集合F4中，將該低壓啟動器在矩陣A中的行號用i11表示，將供電關(guān)聯(lián)矩陣A中第i11行第i9列對應(yīng)元素的數(shù)值設(shè)置為1；

步驟2.12、如果集合F3為空，則執(zhí)行步驟2.13；如果集合F3不為空，則執(zhí)行步驟2.9；

步驟2.13、如果集合F4不為空，則從集合F4中取出一個開關(guān)，執(zhí)行步驟2.14；如果集合F4為空，則執(zhí)行步驟2.18；

步驟2.14、將從集合F4中取出的開關(guān)用H3表示，將該開關(guān)在矩陣A中的行號用i12表示，在集合B中查找是否存在與開關(guān)H3直接相鄰的母線，如果存在，則將該母線從集合B中取出，加入到集合F3中，在關(guān)聯(lián)矩陣A第i12行中查找數(shù)值為1元素對應(yīng)的列號，查詢到的列號用j2表示；將該母線在矩陣A中的行號用i13表示，將供電關(guān)聯(lián)矩陣A中第i13行第j2列對應(yīng)元素的數(shù)值設(shè)置為1；

步驟2.15、在集合D中查找是否存在與開關(guān)H3直接相鄰的低壓電纜，如果存在，則將該低壓電纜從集合D中取出，將該低壓電纜在矩陣A中的行號用i14表示，將供電關(guān)聯(lián)矩陣A中第i14行第i12列對應(yīng)元素的數(shù)值設(shè)置為1；

步驟2.16：如果集合F3為空，則執(zhí)行步驟2.17；如果集合F3不為空，則執(zhí)行步驟2.9；

步驟2.17、如果集合F4為空，則執(zhí)行步驟2.18；如果集合F4不為空，則執(zhí)行步驟2.13；

步驟2.18、如果集合F1為空，則執(zhí)行步驟2.19；如果集合F1不為空，則從集合F1中取出一個開關(guān)，執(zhí)行步驟2.3；

步驟2.19、不同低壓電氣設(shè)備之間的供電關(guān)聯(lián)矩陣A計算完成，矩陣A中第i行第j列的元素用A_i,j表示，如果A_i,j＝1，則表示順序號為i的低壓電氣設(shè)備由順序號為j的低壓電氣設(shè)備供電。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于拓?fù)渌阉鞯拿旱V低壓供電系統(tǒng)短路電流自動計算方法，其特征在于，步驟3所述的將矩陣元素與矩陣元素乘法運算定義為二進(jìn)制邏輯與運算，將矩陣元素與矩陣元素的加法運算定義為二進(jìn)制邏輯或運算，依據(jù)獲得的供電關(guān)聯(lián)矩陣A完成低壓供電系統(tǒng)短路電流自動計算，具體如下：

步驟3.1、將關(guān)聯(lián)距陣A中行號和列號相等的所有元素的數(shù)值均設(shè)置為1；

步驟3.2、矩陣AE＝A*A，如果矩陣AE和矩陣A相等，則執(zhí)行步驟3.3；如果不相等，則將矩陣AE的值賦給矩陣A，重復(fù)執(zhí)行步驟3.2；

步驟3.3、將低壓供電系統(tǒng)圖中所有低壓電纜加入集合L1中，從集合L1中取出一個低壓電纜，執(zhí)行步驟3.4；

步驟3.4、將從集合L1中取出的低壓電纜用M表示，將電纜M在矩陣AE中對應(yīng)的行號用K1表示，在矩陣AE的第K1行中查找數(shù)值為1的元素對應(yīng)的列號，將查詢到列號對應(yīng)的所有低壓電纜和母線加入到集合L2中，依據(jù)集合L2中所有線路和母線的電阻、電抗，及低壓供電系統(tǒng)相應(yīng)的系統(tǒng)電抗、系統(tǒng)平均電壓，計算低壓電纜M對應(yīng)的兩相短路電流；

步驟3.5、如果集合L1不為空，則從集合L1中取出一個低壓電纜，執(zhí)行步驟3.4；如果集合L1為空，則執(zhí)行步驟3.6；

步驟3.6、將低壓供電系統(tǒng)圖中所有母線加入集合L3中，從集合L3中取出一個母線，執(zhí)行步驟3.7；

步驟3.7、將從集合L3中取出的母線用M1表示，將母線M1在矩陣AE中對應(yīng)的行號用K2表示，在矩陣AE的第K2行中查找數(shù)值為1的元素對應(yīng)的列號，將查詢到列號對應(yīng)的所有低壓電纜和母線加入到集合L4中，依據(jù)集合L4中所有電纜和母線的電阻、電抗，及低壓供電系統(tǒng)相應(yīng)的系統(tǒng)電抗、系統(tǒng)平均電壓，計算母線M1對應(yīng)的兩相短路電流；

步驟3.8、如果集合L3不為空，則從集合L3中取出一個母線，執(zhí)行步驟3.7；如果集合L3為空，則所有低壓電纜和母線的短路電流計算完成。