[發明專利]基于Spark流圖合并的電網設備拓撲著色方法及裝置

有效

• 申請號: 202110591580.6
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113435009B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 胡振洲;周福;馬德超;何鳴一;陶定元;張艷;喬柱;孟婕;呂非;陳凱旋;宗偉康;王立旭;陳亮
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司;國電南瑞南京控制系統有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/18;G06T11/00;H02H7/26;H02J3/00;H02J13/00;G06F113/04
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 張賞

本發明公開了一種基于Spark流圖合并的電網設備拓撲著色方法及裝置，該方法以配電網調度控制系統電網模型為基礎，結合Graphx屬性圖的特征，將電網電氣設備抽象為圖的邊和頂點，構建屬性圖，即電網拓撲圖。在電網拓撲分析計算時，將電網拓撲分為靜態拓撲（不考慮開關分合）與動態拓撲（考慮開關實時分合狀態）；拓撲著色以靜態拓撲島為基礎，采用SparkStreaming流計算技術根據開端設備實時變位，并行重計算靜態拓撲島帶電狀態，按照連通島不同電源狀態給電網設備拓撲著色。本發明解決了大規模電網模型拓撲計算復雜度高、實時性低的技術問題。

技術領域

本發明涉及電網拓撲分析技術領域，尤其涉及一種基于Spark流圖合并的電網設備拓撲著色方法及裝置。

背景技術

電力系統拓撲著色可根據設備的電氣連接關系以及斷路器、開關類設備的實時狀態、接入電源情況、接地情況、合環運行情況，確定系統中各種電氣設備的帶電、停電、接地等狀態，并將結果在人機界面上用不同的顏色顯示出來，即按拓撲島著色功能：死島：不帶電的元件統一用一種顏色表示；接地島：接地元件統一用一種顏色表示；活島：正常帶電的元件根據其不同的電壓等級分別用不同的顏色表示，對于電網解列形成的多個活島情況，也可為各島配置不同的顏色。

拓撲著色可由事件觸發，即當電網的運行狀態發生改變，導致一部分電氣元件和電氣設備不帶電或恢復帶電時，能根據開關實時遙信變位計算電力系統各設備的帶電狀態。

目前對電力系統拓撲島識別的方法主要有深度搜索法，廣度搜索法等。深度/廣度搜索原理簡單，但是對復雜網絡略顯不足；對于大型電網計算效率偏低，實時性不強。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于Spark流圖合并的電網設備拓撲著色方法及裝置，用于解決配電網絡拓撲規模大，計算成本高且速度慢的問題。

本發明采用的技術方案如下：

本發明提供一種基于Spark流圖合并的電網設備拓撲著色方法，包括：

對配電網實時庫模型進行預處理，得到原始圖模型數據；

基于原始圖模型數據構建配電網拓撲圖；

基于配電網拓撲圖計算配電網靜態拓撲島；

基于配電網靜態拓撲島計算配電網動態拓撲島；

基于配電網靜態拓撲島和配電網動態拓撲島進行拓撲著色。

進一步的，所述對配電網實時庫模型進行預處理，得到原始圖模型數據，包括：

從配電網實時庫中獲取模型數據；所述模型數據包括涉及配電網拓撲的設備表信息和域信息；

根據設備表信息，拆解雙節點、多節點和單節點設備為雙節點設備；其中單節點設備另一端子Terminal用-1補全；

聚合所有設備表中設備端子Terminal，去重作為頂點數據，頂點屬性默認1；

聚合所有設備表中設備作為邊數據，設備屬性作為邊屬性；

頂點數據和邊數據構成原始圖模型數據。

進一步的，所述基于原始圖模型數據構建配電網拓撲圖，包括：

將原始圖模型數據中設備端子Terminal抽象為圖頂點Vertex；

將原始圖模型數據中設備抽象為圖的邊Edge；

使用Graphx構造函數以Vertex與Edge構建配電網拓撲圖。

進一步的，所述基于配電網拓撲圖計算配電網靜態拓撲島，包括：