[發明專利]基于拓撲搜索的礦區高壓電網自適應短路計算方法

有效

• 申請號: 202011239720.5
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112328840B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 靳力;周學華;樊金志;徐志宗;陳軍旗;趙喜賓;樊天南;郭傳玉;別佳琳;周燕妍;王新良;徐志國;趙偉
• 申請（專利權）人: 鶴壁煤業（集團）有限責任公司
• 主分類號: G06F16/901
• 分類號: G06F16/901;G06F16/903;G06Q50/06
• 代理公司: 鄭州明德知識產權代理事務所(普通合伙) 41152
• 代理人: 張獻偉

1.一種基于拓撲搜索的礦區高壓電網自適應短路計算方法，其特征在于，具體步驟如下：

步驟1、依據礦區高壓電網供電系統特點，獲得單一電源供電情況下不同設備間的供電關系，在礦區高壓電網供電系統中，所有聯絡開關處于分閘狀態，其它開關均處于合閘狀態；供電關系分析具體步驟如下：

步驟101、針對礦區高壓電網中的每一個電源、高壓開關、母線、變壓器和線路設備進行編號，每個設備的編號是唯一的；設備供電關系集合DeviceRelationSet、集合CurretDeviceSet、集合NeedContinueDealDeviceSet、集合DeviceSet、集合NewCurretDeviceSet、集合TempNeedContinueDealDeviceSet和集合AllDeviceRelationSet均設置為空；集合PowerSet設置為空，將礦區高壓電網中所有的電源加入到集合PowerSet中；從集合PowerSet中取出一個元素，執行步驟102；

步驟102、從集合PowerSet中取出的元素用Power1表示，Power1對應的設備編號用RefPower1表示；將礦區高壓電網中的所有高壓開關、母線、變壓器和線路加入到設備集合DeviceSet中，從集合DeviceSet中取出一個元素，執行步驟103；

步驟103、從集合DeviceSet中取出的元素用Device1表示，設備Device1的設備編號用RefDevice1表示，設備Device1為母線、變壓器或線路，則執行步驟104；設備Device1為高壓開關且開關狀態為合閘，則執行步驟104；設備Device1為高壓開關且開關狀態為分閘，則執行步驟105；

步驟104、如果設備Device1與Power1直接相連，則Device1由Power1供電，在設備供電關系集合DeviceRelationSet中添加元素{RefPower1，RefDevice1，1}，表示編號為RefDevice1的設備由編號為RefPower1的設備供電，同時，將設備Device1加入到集合CurretDeviceSet中，執行步驟105；如果設備Device1與Power1沒有直接相連，則將設備Device1加入到集合NeedContinueDealDeviceSet中，執行步驟105；

步驟105、集合DeviceSet不為空，從集合DeviceSet中取出一個元素，執行步驟103；集合DeviceSet為空，則執行步驟106；

步驟106、在集合CurretDeviceSet中查找是否存在設備類型為母線的設備，存在設備類型為母線的設備，則在集合CurretDeviceSet中只保留該母線設備，其他設備全部加入到集合NeedContinueDealDeviceSet中，同時，在集合DeviceRelationSet中，將其他設備與設備Power1的供電關系對應的元素全部刪除，執行步驟107；在集合CurretDeviceSet中不存在設備類型為母線的設備，則執行步驟107；

步驟107、集合CurretDeviceSet不為空，從集合CurretDeviceSet中取出一個元素，執行步驟108；集合CurretDeviceSet為空，則執行步驟114；

步驟108、取出的元素用Device2表示，設備Device2的設備編號用RefDevice2表示，從集合NeedContinueDealDeviceSet中取出一個元素，執行步驟109；

步驟109、取出的元素用Device3表示，設備Device3的設備編號用RefDevice3表示；設備Device3為母線、變壓器或線路，則執行步驟110；設備Device3為高壓開關且開關狀態為合閘，則執行步驟110；設備Device3為高壓開關且開關狀態為分閘，則執行步驟111；

步驟110、設備Device3與Device2直接相連，則Device3由Device2供電，在集合DeviceRelationSet中添加元素{RefDevice2，RefDevice3，1}，同時，將設備Device3加入到集合NewCurretDeviceSet中，執行步驟111；設備Device3與Device2沒有直接相連，則將設備Device3加入到集合TempNeedContinueDealDeviceSet中，執行步驟111；

步驟111、集合NeedContinueDealDeviceSet不為空，從集合NeedContinueDealDeviceSet中取出一個元素，執行步驟109；集合NeedContinueDealDeviceSet為空，則執行步驟112；

步驟112、將集合TempNeedContinueDealDeviceSet中的所有元素加入到集合NeedContinueDealDeviceSet中，將集合TempNeedContinueDealDeviceSet設置為空；在集合NewCurretDeviceSet中查找是否存在設備類型為母線的設備，存在設備類型為母線的設備，則在集合NewCurretDeviceSet中只保留該母線設備，同時，在集合DeviceRelationSet中，將其他設備與設備Device2的供電關系對應的元素全部刪除，其他設備全部加入到集合NeedContinueDealDeviceSet中，執行步驟113；在集合NewCurretDeviceSet中不存在設備類型為母線的設備，則執行步驟113；

步驟113、將集合NewCurretDeviceSet中的所有元素加入到集合CurretDeviceSet中，并將集合NewCurretDeviceSet設置為空；集合CurretDeviceSet不為空，則從集合CurretDeviceSet中取出一個元素，執行步驟108；集合CurretDeviceSet為空，則將集合DeviceRelationSet作為集合AllDeviceRelationSet的一個元素添加到集合AllDeviceRelationSet中，并將集合DeviceRelationSet設置為空，執行步驟114；

步驟114、集合PowerSet不為空，則從集合PowerSet中取出一個元素，執行步驟2；集合PowerSet為空，則集合AllDeviceRelationSet中保存的是任一電源單獨供電情況下不同設備間的供電關系；

步驟2、依據獲得的單一電源供電情況下不同設備間的供電關系，完成不同母線的自適應短路電流計算，具體步驟如下：

步驟201、假定集合AllDeviceRelationSet中包含N個元素，每個元素都對應了一個單一電源供電情況下不同設備間的供電關系集合，假定第i個元素對應的設備供電關系集合用AllDeviceRelationSet_i表示，1≤i≤n，其對應的電源用Power_i表示；

步驟202、將礦區高壓電網中的所有母線加入到集合BusSet中，從集合BusSet中取出一條母線；i的初始值設置為1；

步驟203、從集合BusSet中取出的母線編號用Bus1表示，將隊列QD₁、QD₂、QDT設置為空，將集合DuanluDeviceRelationSet設置為空，執行步驟204；

步驟204、從集合AllDeviceRelationSet中取出第i個元素AllDeviceRelationSet_i，在集合AllDeviceRelationSet_i中查找是否存在給編號為Bus1的母線直接供電的元素{a，Bus1，1}，{a，Bus1，1}表示編號為a的設備給編號為Bus1的母線直接供電，存在的情況下，將查找得到的設備供電關系集合AllDeviceRelationSet_i加入到集合DuanluDeviceRelationSet中；執行步驟205；

步驟205、i的數值加1；iN時，j的數值設置為1，執行步驟206；i≤N時，重新執行步驟204；

步驟206、從集合DuanluDeviceRelationSet中取出一個元素，取出的元素用DuanluDRSet1表示，從DuanluDRSet1中取出給Bus1直接供電的元素，執行步驟207；

步驟207、從DuanluDRSet1中取出的元素表示為{DDR1，DDR2，1}，即編號為DDR1的設備直接給編號為DDR2的設備供電；則將設備編號為DDR1的設備直接加入到隊列QD_j中；設備編號為DDR1的設備不是電源時，則從DuanluDRSet1中取出給設備編號為DDR1的設備直接供電的元素，重復執行步驟207；設備DDR1是電源時，設備編號為DDR1的設備直接加入到隊列QD_j中，將隊列QD_j中的高壓開關、母線全部刪除，j的數值加1，執行步驟208；

步驟208、集合DuanluDeviceRelationSet不為空，則執行步驟206；集合DuanluDeviceRelationSet為空，則執行步驟209；

步驟209、最終得到m個隊列QD_m，m的數值為j-1，其中m≤2，存在m個電源給Bus1同時供電，針對m個隊列中存在的線路、變壓器、電源分別計算其對應的阻抗標幺值；

步驟210、m等于1時，則隊列QD_m中包含的所有設備以串聯的方式作為支路1給母線Bus1供電，針對該隊列QD_m中線路、變壓器、電源預先計算得到的阻抗標幺值，完成母線Bus1的短路電流自動計算，執行步驟212；m等于2時，則執行步驟211；

步驟211、將m個隊列QD_m中完全相同的元素分別從原有隊列QD_m中取出，加入到隊列QDT中，隊列QDT中設備編號相同的設備只作為一個元素保存，隊列QDT中的設備構成支路3；因為m等于2，則隊列QD₁中剩余的設備構成支路1，隊列QD₂中剩余的設備構成支路2；則由此可知針對母線Bus1供電的支路連接情況，具體如下：首先支路1與支路2并聯，然后再以與支路3串聯的形式為母線Bus1供電；依據分布系數法以及并聯設備中預先計算得到的阻抗標幺值和串聯設備中預先計算得到的阻抗標幺值即可以完成該母線的短路電流自動計算；

步驟212、集合BusSet不為空，則從集合BusSet中取出一條母線，執行步驟203；集合BusSet為空，則礦區高壓電網所有母線的短路電流計算完成。