专利名称：一种物质或能量的传输方向的判别方法
一种物质或能量的传输方向的判别方法
技术领域：
本发明涉及一种方向的判别方法，尤其涉及一种物质或能量的传输方向的判别方法
背景技术：
在现有生活中，物质或能量的传输包括热力，水力，电力，石油，天然气或煤气等任何可以采用介质或管道传输的物质或能量，一般物质或能量的传输网络较为复杂，要判定网络中物质或能量的传输方向非常困难，如果每个中间点都采用全套的测控装置，可能会造成很大的浪费，甚至测控装置的造价高于中间点的造价，同时有很多中间点无法安装全套测控设备。
发明内容本发明的目的在于克服现有技术中物质或能量的传输方向的判别很难而提出的一种物质或能量的传输方向的判别方法。本发明是通过以下技术方案来实现的一种物质或能量的传输方向的判别方法，包括如下步骤(I)建立物质或能量的传输方向的模型；(2)设定假设条件；对物质或能量的传输方向的判别先设定一些假设条件；(3)对物质或能量的传输方向进行判别；
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(4)将较复杂的网络分割成小网络，对各个小网络分别进行的传输方向的判别。进一步地，所述步骤I中的模型为Y1、Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、Z8、Y2 按顺序依次相连，Ζ2、Ζ14、Ζ15、Ζ17、Ζ18、Ζ19、Ζ22、Ζ23、Ζ24、Ζ25、Ζ26、Ζ27、Υ4 按顺序依次相连，Υ3、Ζ16、Ζ15 按顺序依次相连，Ζ5、Ζ20、Ζ21、Ζ22按顺序依次相连，Ζ25、Ζ28、Ζ29按顺序依次相连，Ζ6、Ζ9、Ζ10, Ζ12、Ζ13按顺序依次相连，Ζ10、Zll相连，Ζ1-Ζ29上各分别连有L1-L29 ；Υ1-Υ4为4个源点，用于输出物质或能量，少数时候也能输入物质或能量；Ζ1-Ζ29为中间点，中间点用于传输物质或能量，并在网络中消耗一部分物质或能量;L1-L29为在中间点的流出的物质或者能量的总量,物质或能量输出有可能为正，也有可能为负数，因为物质或能量是负数的情况较少，因此本专利只讨论正数的情况，因此方向为已知；(Yl-Zl)、(Ζ1-Ζ2)、(Ζ2—Ζ3)、(Ζ3—Ζ4)、(Ζ2—Ζ14)、(Ζ14—Ζ15)、(Ζ15—Ζ16)、(Ζ15-Ζ17)……(Ζ28-Ζ29)、(Υ4-Ζ27)为源点和中间点的联络线，传输物质或者能量且无损失，或损失可忽略不计，联络线无方向性，编号时总是编号小的在前面，且源点写在中间点前面；(Yl-Zl)’、(Ζ1-Ζ2)’、(Ζ2-Ζ3)’、(Ζ3-Ζ4)’、(Ζ2-Ζ14)’、(Ζ14-Ζ15)’、(Ζ15-Ζ16)’、(Z15-Z17)’……(Z28-Z29)’、(Z27-Y4) ’为联络线所传输的物质或能量的数量，且有方向性；(Y1-Z1)’与(Z1-Y1)’大小在无故障点时相等，方向相反，无故障时可用(Z1-Y1)’=-(Yl-Zl) ’ 来表示。进一步地，所述步骤2中的假设条件为(I)假设测控装置只能测量大小而无法检测方向；(2)假设所有源点和中间点安装有能测量物质或能量大小的测量装置；(3)假设中间点只有少数安装了能测量方向的元件而不是全部；(4)假设源点可以安装全套测控设备，即(Yl-Zl) ’物质或能量方向已知；(5)假设系统中各个联络线传输物质或能量的大小已知，且中间点与联络线或源点与联络线接驳处都安装有物质或能量的大小测量装置；(6)假设中间点消耗的物质或能量大小方向已知，即LX(为各个中间点流出的物质或能量)方向大小已知，并且大部分时候LX是流出的，本专利暂不考虑LX是流入的情况；(7)假设(Z1-Z2) ’，和-(Z2-Z1) ’的意义是不同的，一个是I点发出的物质或能量，一个是2点接收的物质或能量；(8)假设进行方向判断时联络线是无故障的，即各联络线无物质或能量流失，即(Z1-Z2) ’，和-(Z2-Z1) ’在进行方向判断时是相等的；
(9)假设我们传输的是物质，能量的情况与物质相同，依据同理替换即可。进一步地，所述步骤3具体为我们已经知道每个源点的大小和方向，同时我们知道每个中间点流失物质的大小，我们也知道每个联络线的物质流量的大小，根据物质守恒定律(或基尔霍夫定律)，则我们不装方向元件也可以进行推算，推算出各个联络线的物质或能量流量的方向，这时我们只需要在所有系统中间点进行方向推算，就可以知道全系统的电流大小和方向，从而推断出故障位置点，及时做出响应；所述推算出各个联络线的物质或能量流量的方向具体步骤为(I)由Yl点的方向和大小推算出Zl点的方向，由于(Yl-Zl) ’方向大小已知，可以算出(Z1-Z2)’方向，根据(Yl-Zl) ’ = (Z1-Z2)’+LI，再由(Z1-Z2) ’大小已知，可以对(Z1-Z2)’方向进行判断；(2)由Y2点的方向和大小推算出Z7点Z8点的方向(Y2-Z8) ’的方向大小已知，可以推断出(Z8-Z7)’、(Z7-Z6)’ 方向，根据(Y2-Z8)，= (Z8-Z7) ’+L8，(Z8-Z7) ’ =(Z7-Z6) ’ +L7，由于(Z8-Z7) ’，(Z7-Z6) ’ 大小已知，可以对(Z8-Z7) ’、(Z7-Z6) ’ 方向进行判断； (3)由(Z6-Z9)，的方向和大小推算出Z9点ZlO点Zl I点Z12点Z13点的方向(Z6-Z9)支路是末端分支，因此物质或能量方向是从Z6点流出，Z9点流入，且大小是(Z6-Z9)分支所带负荷总和，即(Z6-Z9)’ = L9+L10+L11+L12+L13，方向分别是从Z6到Z9，从 Z9 到 Z10，从 ZlO 到 Z11，从 ZlO 到 Z12，从 Z12 到 Z13 ；(4)由Y3点的方向和大小推算出Z16点的方向和大小，由(Y3-Z16) ’方向大小已知，可以算出(Z16-Z15)’方向，根据(Y3-Z16)’ = (Z16-Z15) ’+L16，再由(Z16-Z15) ’ 大小已知，可以对(Z16-Z15) ’方向进行判断；(5)由Y4点的方向和大小推算出Z26点和Z27点的方向和大小(Y4-Z27) ’的方向大小已知，可以推断出(Z27-Z26)，、(Z26-Z25)，方向，根据(Y4-Z27) ’ = (Z27-Z26)，+L27，(Z27-Z26) ’ = (Z26-Z25) ’ +L26,再由(Z27-Z26)，，(Z26-Z25) ’ 大小已知，可以对(Z27-Z26) ’、(Z26-Z25) ’大小方向进行判断；(6)由(L25-L28)物质或能量方向大小推算出Z28点Z29点的方向和大小，(Z25-Z28)支路是末端分支，因此电流方向是从Z25点流出，Z28点流入，且大小是(Z25-Z28)分支所带负荷总和，即(Z25-Z28)，= L25+L28，方向分别是从Z25到Z28，从Z28到 Z29 ；(7)由所述步骤(2)和所述步骤(3)推算出Z6点的方向和大小，由(Z6-Z9) ’、(Z7-Z6) ’方向大小已知，可以算出(Z6-Z5) ’方向，根据(Z7-Z6) ’ =(Z6-Z9) ’ +(Z6-Z5) ’ +L6，再由(Z6-Z5) ’大小已知，可以对(Z6-Z5) ’大小方向进行判断；(8)由所述步骤(5)和所述步骤(6)推算出Z23点Z24点Z25点的方向和大小，由(Z26-Z25)’、(Z25-Z28) ’方向大小已知，可以算出(Z25-Z24) ’方向，根据(Z26-Z25)，=(Z25-Z28) ’ +(Z25-Z24) ’ +L25，再由(Z25-Z24) ’ 大小已知，可以对(Z25-Z24) ’ 大小方向进行判断，同理可知(Z24-Z23)，、(Z23-Z22) ’大小方向；(9)由所述步骤(I)和所述步骤⑷和所述步骤(7)和所述步骤⑶推算出Z2点Z5点Z15点Z22点的方向和大小，第(I)步已经推断出(Z1-Z2)’方向大小，由公式(Z1-Z2) ’ = (Z2-Z3)，+(Z2-Z14) ’ +L2，其中(Z2-Z3)，、(Z2-Z14) ’ 大小已知，L2 方向大小已知，可以推断出(Z2-Z3)’和(Z2-Z14)’方向，第(7)步已经推断出(Z6-Z5) ’方向大小，由公式(Z6-Z5) ’ = (Z5-Z4) ’ +(Z5-Z20) ’ +L5，其中(Z5-Z4) ’、(Z5-Z20) ’ 大小已知，L5 方向大小已知，可以推断出(Z2-Z3)’和(Z2-Z14)’方向，第(4)步已经推断出(Z6-Z15) ’方向大小，由公式(Z16-Z15)，= (Z15-Z14) ’+(Z15-Z17)，+L15，其中(Z15-Z14)，、(Z15-Z17)，大小已知，L15方向大小已知，可以推断出(Z15-Z14)’和(Z15-Z17)’方向，第⑶步已经推断出(Z23-Z22)，方向大小，由公式(Z23-Z22)，= (Z22-Z21)，+(Z22-Z19)’ +L22,其中(Z22-Z19)’、(Z22-Z21)’大小已知，L22方向大小已知，可以推断出(Z22-Z19) ’和(Z22-Z21)’ 方向；(10)由所述步骤(9)推算出Z3点Z4点Z14点Z17点Z18点Z19点Z20点Z21点的方向和大小，已知(Z2-Z14)’方向大小可以根据公式(Z2-Z14)’ = (Z14-Z15) ’ +L14，推断出(Z14-Z15)’的方向，由(Z14-Z15)’和(Z16-Z15) ’和L15的大小方向可以根据公式(Z14-Z15) ’ +(Z15-Z16) ’ = (Z15-Z17) ’+L15，推断出(Z15-Z17)，方向，由(Z15-Z17)，和L17的大小方向可以根据公式(Z15-Z17)’ = (Z17-Z18)’+L17，推断出(Z17-Z18) ’方向，由(Z17-Z18)’和L17的大小方向可以根据公式(Z17-Z18)’ = (Z18-Z19) ’ +L18L，推断出(Z18-Z19)’方向，由(Z18-Z19)’和L19的大小方向可以根据公式(Z18-Z19) ’ =(Z19-Z22)’+L19，推断出(Z19-Z22) ’方向，由(Z22-Z21) ’和L21的大小方向可以根据公式(Z22-Z21) ’ = (Z21-Z20) ’ +L21，推断出(Z21-Z20) ’方向，由(Z21-Z20) ’ 和 L20 的大小方向可以根据公式(Z21-Z20)，= (Z20-Z5)，+L20，推断出(Z20-Z5) ’方向，由(Z2-Z3)，和 L3的大小方向可以根据公式(Z2-Z3)，= (Z3-Z4)，+L3，推断出(Z3-Z4)，方向，由(Z3-Z4)，和L4的大小方向可以根据公式(Z3-Z4)，= (Z4-Z5)，+L4，推断出(Z4-Z5)，方向，至此全部点的物质流动方向推算完毕；方向推算公式总结
由物质守恒定律或基尔霍夫定律可得如下公式 2 联络中间点 A (A-Al) ’ + (A-A2) ’ = LA3 联络中间点 B (B-Bl) ’ + (B-B2) ’ + (B-B3) ’ = LB4 联络中间点 C (C-Cl) ’ + (C-C2) ’ + (C-C3) ’ + (C-C4) ’ = LC···N 联络中间点 X (X-Xl)，+ (X-X2)，+ (X—X3)，+......+ (X-XN)，= LXX为所求方向中间点的编号，XI，X2，......，XN为与X的联络的各个点的编号；计算求得的结果中，分为两组数据，个数分别为Y和Z，那么Y+Z = N且Y 彡 1，Z 彡 I且(X-XM)，+......+ (X-XP)，= (X-XN)，+......+ (X-XQ)，+LX即两组数据的和是相等的，其中M、N、P与Q属于I到N的任意一个数，将两组只有大小的数据分为两组，两组数据的分别的和大小相等的算法，举例如下例如循环算法1将联络线流量与中间点消耗物质量数据进行大小排列；2)将与X中间点的所有联络线和该中间点损失的物质量大小相加，求得总和Σ (X-XN) ’ +LX ；3) R = [ Σ [ (X-XN)，+LX] /24)剩下的数据根据可能性进行分组，如果是二联络^ = =3有3种分组方法，三连络S = C]+C42 =10有10种分组方法，四连络S = C+C52 =15有15种分组方法，五联络S = Cl+Cl +C63 = 41有41种分组方法，六联络S = +C72+C73 = 63有63种分组方法；
分组方法数量根据公式如下 N为奇数时S = c^' + c^' +……Cf N 为偶数时 S = + Cn+' +......5)将数据分组后一一计算两组数据分别的和，取出两组数据和均为R的分组方法，将数据分为两组；6)算法结束凡是可以将一组正数分为两组，且这两组数据的和大小相等的算法，都应当在本专利应用时的保护范围内，其中分成两组的数据在实际系统中的正负号是相反的，即正号代表流入中间点，负号代表流出中间点。其中LX永远是流出中间点的，S卩LX永远为负号，因此如果数据分组时与LX分为同一组的数据，都为流出中间点的；同理，未与LX分为同一组的数据均为正号，其中流量的大小为大于等于零的实数；进一步地，所述步骤4中所述较复杂的网络可分割为包括一字型、T字型、十字型、五星型、六星型、七星型、八星型等基本图形网络，或两个或两个以上的基本图形网络组合而成的图形网络为组合图形网络；进一步地，所述一字型所有的中间点有两回联络线，许多两回联络线的中间点串联起来构成一字型基本网络，两个端点的中间点有可能是单联络中间点，也有可能是源占.所述T字型很多两回联络线的中间点之间连有一个三回联络线的中间点，三回联络线的中间点的第三个回路上也连有一定数量的两回路联络线的中间点或单回路联络线中间点或源点，三个端点的中间点有可能是单联络中间点，也有可能是源点；所述十字型很多两回路联络线的中间点之间有一个四回路联络线的中间点，四回路联络线的中间点的第三第四个联络线上也分别联有一定数量的两回路联络线的中间点，四个端点的中间点有可能是单联络中间点，也有可能是源点；所述五星型很多两回路联络线的中间点之间有一个五回路联络线的中间点，五回路联络线的中间点的第三第四第五个联络线上也分别联有一定数量的两回路联络线的中间点，五个端点的中间点有可能是单联络中间点，也有可能是源点；所述六星型很多两回路联络线的中间点之间有一个六回路联络线的中间点，六回路联络线的中间点的第三第四第五第六个联络线上也分别联有一定数量的两回路联络线的中间点，六个端点的中间点有可能是单联络中间点，也有可能是源点；所述六联络以上的图形同理可以确定七星型与八星型等；其中二联络中间点采用公式(A-Al)，+ (A -A2)，= LA ;其中(A-Al)，和(A-A2)，和LA的大小是已知的。通过数据分组，两组数据分别之和的差为零，分组以后与LA相同组的为流出中间点的方向，与LA不同组的为流入中间点的方向；N联络中间点采用公式(X-Xl)，+ (X-X2)，+ (X-X3)，+......+ (X-XN)，= LX 其中 3 彡 N，其中(X-Xl)，和(X-X2)，和……(X-XN)，和LX的大小是已知的，通过数据分组，将(X-Xl) ’和(X-X2) ’和……(X-XN) ’和LX分为两组，两组数据分别之和的差为零，分组以后与LX相同组的为流出中间点的方向，与LX不同组的为流入中间点的方向；判断中间点方向后，网络系统方向图的走向已经明晰。本发明的有益效果在于可以在较为简单的网络中不采用方向原件，对网络进行监视，甚至十分复杂的大型网络中，采用少数的方向原件，对整个网络联络线的物质或能量的方向进行判断的方法，对全系统的物质或能量进行较为准确的监视，故障的响应节约了时间。
图1为本发明原理图结构示意图；图2为本发明方向推导顺序图结构示意图；图3为本发明方向判断结果结构示意图；图4为本发明系统读数图结构示意图；图5为本发明一字型结构示意图6为本发明T星型结构示意图；图7为本发明十星型结构示意图；图8为本发明五星型结构示意图；图9为本发明六星型结构示意图；图10为本发明较为复杂的系统图1结构示意图；图11为本发明系统图1分解后的结果结构示意图；图12-18为本发明较为复杂的系统图2结构示意图；图19-23为本发明系统图2分解后的结果结构示意图。
具体实施方式下面结合附图及具体实施方式
对本发明做进一步描述实例I如图所示，一种物质或能量的传输方向的判别方法，包括如下步骤(I)建立物质或能量的传输方向的模型；(2)设定假设条件；对物质或能量的传输方向的判别先设定一些假设条件；(3)对物质或能量的传输`方向进行判别；(4)将较复杂的网络分割成小网络，对各个小网络分别进行的传输方向的判别。优选地，所述步骤I中的模型为Y1、Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、Z8、Y2按顺序依次相连，Ζ2、Ζ14、Ζ15、Ζ17、Ζ18、Ζ19、Ζ22、Ζ23、Ζ24、Ζ25、Ζ26、Ζ27、Υ4 按顺序依次相连，Υ3、Ζ16、Ζ15按顺序依次相连，Ζ5、Ζ20、Z2UZ22按顺序依次相连，Ζ25、Ζ28、Ζ29按顺序依次相连，Ζ6、Ζ9、Ζ10、Ζ12、Ζ13按顺序依次相连，Ζ10、Zll相连，Ζ1-Ζ29上各分别连有L1-L29 ；Υ1-Υ4为4个源点，用于输出物质或能量，少数时候也能输入物质或能量；Ζ1-Ζ29为中间点，中间点用于传输物质或能量，并在网络中消耗一部分物质或能量;L1-L29为在中间点的流出的物质或者能量的总量,物质或能量输出有可能为正，也有可能为负数，因为物质或能量是负数的情况较少，因此本专利只讨论正数的情况，因此方向为已知；(Yl-Zl)、(Ζ1-Ζ2)、(Ζ2-Ζ3)、(Ζ3-Ζ4)、(Ζ2-Ζ14)、(Ζ14-Ζ15)、(Ζ15-Ζ16)、(Ζ15-Ζ17)……(Ζ28-Ζ29)、(Υ4-Ζ27)为源点和中间点的联络线，传输物质或者能量且无损失，或损失可忽略不计，联络线无方向性，编号时总是编号小的在前面，且源点写在中间点前面；(Yl-Zl)’、(Ζ1-Ζ2)’、(Ζ2-Ζ3)’、(Ζ3-Ζ4)’、(Ζ2-Ζ14)’、(Ζ14-Ζ15)’、(Ζ15-Ζ16)’、(Ζ15-Ζ17)’……(Ζ28-Ζ29)’、(Ζ27-Υ4) ’为联络线所传输的物质或能量的数量，且有方向性；(Υ1-Ζ1)’与(Ζ1-Υ1)’大小在无故障点时相等，方向相反，无故障时可用(Ζ1-Υ1)’=-(Yl-Zl) ’ 来表示。优选地，所述步骤2中的假设条件为(I)假设测控装置只能测量大小而无法检测方向；(2)假设所有源点和中间点安装有能测量物质或能量大小的测量装置；(3)假设中间点只有少数安装了能测量方向的元件而不是全部；
(4)假设源点可以安装全套测控设备，即(Yl-Zl)，物质或能量方向已知；(5)假设系统中各个联络线传输物质或能量的大小已知，且中间点与联络线或源点与联络线接驳处都安装有物质或能量的大小测量装置；(6)假设中间点消耗的物质或能量大小已知，即L(为各个中间点流出的物质或能量)已知，并且大部分时候L是流出的，本专利暂不考虑L是流入的情况；(7)假设(Z1-Z2) ’，和-(Z2-Z1) ’的意义是不同的，一个是I点发出的物质或能量，一个是2点接收的物质或能量；(8)假设进行方向判断时联络线是无故障的，即各联络线无物质或能量流失，即(Z1-Z2) ’，和-(Z2-Z1) ’在进行方向判断时是相等的；(9)假设我们传输的是物质，能量的情况与物质相同，依据同理替换即可。优选地，所述步骤3具体为我们已经知道每个源点的大小和方向，同时我们知道每个中间点流失物质的大小，我们也知道每个联络线的物质流量的大小，根据物质守恒定律(或基尔霍夫定律)，则我们不装方向元件也可以进行推算，推算出各个联络线的物质或能量流量的方向，这时我们只需要在所有系统中间点进行方向推算，就可以知道全系统的电流大小和方向，从而推断出故障位置点，及时做出响应；所述推算出各个联络线的物质或能量流量的方向具体步骤为(I)由Yl点的方向和大小推算出Zl点的方向，由于(Yl-Zl) ’方向大小已知，可以算出(Z1-Z2)’方向，根据(Yl-Zl) ’ = (Z1-Z2)’+LI，再由(Z1-Z2) ’大小已知，可以对(Z1-Z2)’方向进行判断；(2)由Y2点的方向和大小推算出Z7点Z8点的方向(Y2-Z8) ’的方向大小已知，可以推断出(Z8-Z7)’、(Z7-Z6)’ 方向，根据(Y2-Z8)，= (Z8-Z7) ’ +L8，(Z8-Z7) ’ =(Z7-Z6) ’ +L7，由于(Z8-Z7) ’，(Z7-Z6) ’ 大小已知，可以对(Z8-Z7) ’、(Z7-Z6) ’ 方向进行判断；(3)由(Z6-Z9)，的方向和大小推算出Z9点ZlO点Zl I点Z12点Z13点的方向(Z6-Z9)支路是末端分支，因此物质或能量方向是从Z6点流出，Z9点流入，且大小是(Z6-Z9)分支所带负荷总和，即(Z6-Z9)’ = L9+L10+L11+L12+L13，方向分别是从Z6到Z9，从 Z9 到 Z10，从 ZlO 到 Z11，从 ZlO 到 Z12，从 Z12 到 Z13 ；(4)由Y3点的方向和大小推算出Z16点的方向和大小，由(Y3-Z16) ’方向大小已知，可以算出(Z16-Z15)’方向，根据(Y3-Z16)’ = (Z16-Z15) ’+L16，再由(Z16-Z15) ’ 大小已知，可以对(Z16-Z15) ’方向进行判断；(5)由Y4点的方向和大小推算出Z26点和Z27点的方向和大小(Y4-Z27) ’的方向大小已知，可以推断出(Z27-Z26)’、(Z26-Z25) ’ 方向，根据(Y4-Z27) ’ = (Z27-Z26) ’+L27，(Z27-Z26) ’ = (Z26-Z25) ’ +L26,再由(Z27-Z26)，，(Z26-Z25) ’ 大小已知，可以对(Z27-Z26) ’、(Z26-Z25) ’大小方向进行判断；(6)由(L25-L28)物质或能量方向大小推算出Z28点Z29点的方向和大小，(Z25-Z28)支路是末端分支，因此电流方向是从Z25点流出，Z28点流入，且大小是(Z25-Z28)分支所带负荷总和，即(Z25-Z28)，= L25+L28，方向分别是从Z25到Z28，从Z28到 Z29 ；(7)由所述步骤(2)和所述步骤(3)推算出Z6点的方向和大小，由(Z6-Z9) ’、(Z7-Z6) ’方向大小已知，可以算出(Z6-Z5) ’方向，根据(Z7-Z6) ’ =(Z6-Z9) ’ +(Z6-Z5) ’ +L6，再由(Z6-Z5) ’大小已知，可以对(Z6-Z5) ’大小方向进行判断；(8)由所述步骤(5)和所述步骤(6)推算出Z23点Z24点Z25点的方向和大小，由(Z26-Z25)’、(Z25-Z28) ’方向大小已知，可以算出(Z25-Z24) ’方向，根据(Z26-Z25)，=(Z25-Z28) ’ +(Z25-Z24) ’ +L25，再由(Z25-Z24) ’ 大小已知，可以对(Z25-Z24) ’ 大小方向进行判断，同理可知(Z24-Z23)，、(Z23-Z22) ’大小方向；(9)由所述步骤(I)和所述步骤⑷和所述步骤(7)和所述步骤⑶推算出Z2点Z5点Z15点Z22点的方向和大小，第(I)步已经推断出(Z1-Z2)’方向大小，由公式(Z1-Z2) ’ = (Z2-Z3)，+(Z2-Z14) ’ +L2，其中(Z2-Z3)，、(Z2-Z14) ’ 大小已知，L2 方向大小已知，可以推断出(Z2-Z3)’和(Z2-Z14)’方向，第(7)步已经推断出(Z6-Z5) ’方向大小，由公式(Z6-Z5) ’ = (Z5-Z4) ’ +(Z5-Z20) ’ +L5，其中(Z5-Z4) ’、(Z5-Z20) ’ 大小已知，L5 方向大小已知，可以推断出(Z2-Z3)’和(Z2-Z14)’方向，第(4)步已经推断出(Z6-Z15) ’方向大小，由公式(Z16-Z15)，= (Z15-Z14) ’+(Z15-Z17)，+L15，其中(Z15-Z14)，、(Z15-Z17)，大小已知，L15方向大小已知，可以推断出(Z15-Z14)’和(Z15-Z17)’方向，第⑶步已经推断出(Z23-Z22)，方向大小，由公式(Z23-Z22)，= (Z22-Z21)，+(Z22-Z19)’ +L22,其中(Z22-Z19)’、(Z22-Z21)’大小已知，L22方向大小已知，可以推断出(Z22-Z19) ’和(Z22-Z21)’ 方向；(10)由所述步骤(9)推算出Z3点Z4点Z14点Z17点Z18点Z19点Z20点Z21点的方向和大小，已知(Z2-Z14)’方向大小可以根据公式(Z2-Z14)’ = (Z14-Z15) ’ +L14，推断出(Z14-Z15)’的方向，由(Z14-Z15)’和(Z16-Z15) ’和L15的大小方向可以根据公式(Z14-Z15) ’ +(Z15-Z16) ’ = (Z15-Z17) ’+L15，推断出(Z15-Z17)，方向，由(Z15-Z17)，和L17的大小方向可以根据公式(Z15-Z17)’ = (Z17-Z18)’ +L17，推断出(Z17-Z18) ’方向，由(Z17-Z18)’和L17的大小方向可以根据公式(Z17-Z18)’ = (Z18-Z19) ’ +L18L，推断出(Z18-Z19)’方向，由(Z18-Z19)’和L19的大小方向可以根据公式(Z18-Z19) ’ =(Z19-Z22)’+L19，推断出(Z19-Z22) ’方向，由(Z22-Z21) ’和L21的大小方向可以根据公式(Z22-Z21) ’ = (Z21-Z20) ’ +L21，推断出(Z21-Z20) ’方向，由(Z21-Z20) ’ 和 L20 的大小方向可以根据公式(Z21-Z20)’= (Z20-Z5)’+L20，推断出(Z20-Z5) ’ 方向，由(Z2-Z3) ’ 和 L3的大小方向可以根据公式(Z2-Z3)，= (Z3-Z4)，+L3，推断出(Z3-Z4)，方向，由(Z3-Z4)，和L4的大小方向可以根据公式(Z3-Z4)，= (Z4-Z5)，+L4，推断出(Z4-Z5)，方向，至此全部点的物质流动方向推算完毕；方向推算公式总结由物质守恒定律或基尔霍夫定律可得如下公式2 联络中间点 A (A-Al) ’ + (A-A2) ’ = LA3 联络中间点 B (B-Bl) ’ +(B-B2) ’ +(B-B3) ’ = LB4 联络中间点 C (C-Cl) ’ + (C-C2) ’ +(C-C3) ’ +(C-C4) ’ = LC···N 联络中间点 X (X-Xl) ’ + (X-X2) ’ +(X—X3) ’ +......+ (X-XN) ’ = LX
X为所求方向中间点的编号，XI，X2，……，XN为与X的联络的各个点的编号；计算求得的结果中，分为两组数据，个数分别为Y和Z，那么Y+Z = N且Y 彡 1，Z 彡 I且(X-XM)，+......+ (X-XP)，= (X-XN)，+......+ (X-XQ)，+LX即两组数据的和是相等的，其中M、N、P与Q属于I到N的任意一个数，将两组只有大小的数据分为两组，两组数据的分别的和大小相等的算法，举例如下例如循环算法I)将联络线流量与中间点消耗物质量数据进行大小排列；2)将与X中间点的所有联络线和该中间点损失的物质量大小相加，求得总和Σ (X-XN) ’ +LX ；3)R = [ Σ [ (X-XN) ’ +LX] /24)剩下的数据根据可能性进行分组，如果是二联络S =匀=3有3种分组方法，三连络^ = Cl+C42 =10有10种分组方法，四连络S = C]+C52 =15有15种分组方法，五联络S = Cl^Cl+ Cl = 4洧41种分组方法，六联络S = C^+ C21 + C73 = 63有63种分组方法；
权利要求
1.一种物质或能量的传输方向的判别方法，其特征在于，包括如下步骤 (1)建立物质或能量的传输方向的模型； (2)设定假设条件；对物质或能量的传输方向的判别先设定一些假设条件； (3)对物质或能量的传输方向进行判别； (4)将较复杂的网络分割成小网络，对各个小网络分别进行的传输方向的判别。
2.根据权利要求书I所述的物质或能量的传输方向的判别方法，其特征在于，所述步骤I中的模型为 Y1、Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、Z8、Y2 按顺序依次相连，Ζ2、Ζ14、Ζ15、Ζ17、Ζ18、Ζ19、Ζ22、Ζ23、Ζ24、Ζ25、Ζ26、Ζ27、Υ4 按顺序依次相连，Υ3、Ζ16、Ζ15 按顺序依次相连，Ζ5、Ζ20、Ζ21、Ζ22按顺序依次相连，Ζ25、Ζ28、Ζ29按顺序依次相连，Ζ6、Ζ9、ZlO, Ζ12、Ζ13按顺序依次相连，Ζ10、Zll相连，Ζ1-Ζ29上各分别连有L1-L29 ； Υ1-Υ4为4个源点，用于输出物质或能量，少数时候也能输入物质或能量； Ζ1-Ζ29为中间点，中间点用于传输物质或能量，并在网络中消耗一部分物质或能量； L1-L29为在中间点的流出的物质或者能量的总量，物质或能量输出有可能为正，也有可能为负数，因为物质或能量是负数的情况较少，因此本专利只讨论正数的情况，因此方向为已知；(Yl-Zl)、 (Ζ1-Ζ2)、 (Ζ2-Ζ3)、 (Ζ3-Ζ4)、 (Ζ2-Ζ14)、 (Ζ14-Ζ15)、 (Ζ15-Ζ16)、(Ζ15-Ζ17)……(Ζ28-Ζ29)、(Υ4-Ζ27)为源点和中间点的联络线，传输物质或者能量且无损失，或损失可忽略不计，联络线无方向性，编号时总是编号小的在前面，且源点写在中间点前面；(Yl-Zl)，、 (Ζ1-Ζ2)，、 (Ζ2-Ζ3)，、 (Ζ3-Ζ4)，、 (Ζ2-Ζ14)，、 (Ζ14-Ζ15)，、 (Ζ15-Ζ16)，、(Ζ15-Ζ17)’……(Ζ28-Ζ29)’、(Ζ27-Υ4) ’为联络线所传输的物质或能量的数量，且有方向性；(Υ1-Ζ1)’与(Ζ1-Υ1)’大小在无故障点时相等，方向相反，无故障时可用(Ζ1-Υ1)’=-(Yl-Zl) ’ 来表示。
3.根据权利要求书I所述的物质或能量的传输方向的判别方法，其特征在于，所述步骤2中的假设条件为 (1)假设测控装置只能测量大小而无法检测方向； (2)假设所有源点和中间点安装有能测量物质或能量大小的测量装置； (3)假设中间点只有少数安装了能测量方向的元件而不是全部； (4)假设源点可以安装全套测控设备，即(Yl-Zl)’物质或能量方向已知； (5)假设系统中各个联络线传输物质或能量的大小已知，且中间点与联络线或源点与联络线接驳处都安装有物质或能量的大小测量装置； (6)假设中间点消耗的物质或能量大小方向已知，即LX(为各个中间点流出的物质或能量)大小方向已知，并且大部分时候LX是流出的，本专利暂不考虑LX是流入的情况； (7)假设(Z1-Z2)’，和-(Z2-Z1)’的意义是不同的，一个是I点发出的物质或能量，一个是2点接收的物质或能量； (8)假设进行方向判断时联络线是无故障的，即各联络线无物质或能量流失，即(Z1-Z2) ’，和-(Z2-Z1) ’在进行方向判断时是相等的。
(9)假设我们传输的是物质，能量的情况与物质相同，依据同理替换即可。
4.根据权利要求书I所述的物质或能量的传输方向的判别方法，其特征在于，所述步骤3具体为我们已经知道每个源点的大小和方向，同时我们知道每个中间点流失物质的大小，我们也知道每个联络线的物质流量的大小，根据物质守恒定律(或基尔霍夫定律)，则我们不装方向元件也可以进行推算，推算出各个联络线的物质或能量流量的方向，这时我们只需要在所有系统中间点进行方向推算，就可以知道全系统的电流大小和方向，从而推断出故障位置点，及时做出响应； 所述推算出各个联络线的物质或能量流量的方向具体步骤为 (1)由Yl点的方向和大小推算出Zl点的方向，由于(Yl-Zl)’方向大小已知，可以算出(Z1-Z2)’方向，根据(Yl-Zl)，= (Z1-Z2)’+LI，再由(Z1-Z2) ’ 大小已知，可以对(Z1-Z2)，方向进行判断； (2)由Y2点的方向和大小推算出Z7点Z8点的方向(Y2-Z8)’的方向大小已知，可以推断出(Z8-Z7)，、(Z7-Z6) ’ 方向，根据(Y2-Z8) ’ = (Z8-Z7) ’ +L8, (Z8-Z7) ’ = (Z7-Z6)，+17,由于(Z8-Z7) ’，(Z7-Z6) ’大小已知，可以对(Z8-Z7) ’、(Z7-Z6) ’方向进行判断； (3)由(Z6-Z9)，的方向和大小推算出Z9点ZlO点Zll点Z12点Z13点的方向(Z6-Z9)支路是末端分支，因此物质或能量方向是从Z6点流出，Z9点流入，且大小是(Z6-Z9)分支所带负荷总和，即(Z6-Z9)，= L9+L10+L11+L12+L13，方向分别是从Z6到Z9，从Z9到Z10,从 ZlO 到 Z11，从 ZlO 到 Z12，从 Z12 到 Z13 ； (4)由Y3点的方向和大小推算出Z16点的方向和大小，由(Y3-Z16)’方向大小已知，可以算出(Z16-Z15)’ 方向，根据(Y3-Z16)’ = (Z16-Z15) ’ +L16，再由(Z16-Z15) ’ 大小已知，可以对(Z16-Z15) ’方向进行判断； (5)由Y4点的方向和大小推算出Z26点和Z27点的方向和大小(Y4-Z27)’的方向大小已知，可以推断出(Z27-Z26)，、(Z26-Z25)，方向，根据(Y4-Z27) ’ = (Z27-Z26) ’ +L.27，(Z27-Z26) ’ = (Z26-Z25) ’ +L26,再由(Z27-Z26)，，(Z26-Z25) ’ 大小已知，可以对(Z27-Z26) ’、(Z26-Z25) ’大小方向进行判断； (6)由(L25-L28)物质或能量方向大小推算出Z28点Z29点的方向和大小，(Z25-Z28)支路是末端分支，因此电流方向是从Z25点流出，Z28点流入，且大小是(Z25-Z28)分支所带负荷总和，即(Z25-Z28)，= L25+L28，方向分别是从Z25到Z28，从Z28到Z29 ； (7)由所述步骤⑵和所述步骤(3)推算出Z6点的方向和大小，由(Z6-Z9)’、(Z7-Z6) ’方向大小已知，可以算出(Z6-Z5)，方向，根据(Z7-Z6)’ = (Z6-Z9)’ +(Z6-Z5)，+L6，再由(Z6-Z5) ’大小已知，可以对(Z6-Z5) ’大小方向进行判断； (8)由所述步骤(5)和所述步骤(6)推算出Z23点Z24点Z25点的方向和大小，由(Z26-Z25)，、(Z25-Z28)，方向大小已知，可以算出(Z25-Z24)，方向，根据(Z26-Z25)，=(Z25-Z28) ’ +(Z25-Z24) ’ +L25，再由(Z25-Z24) ’ 大小已知，可以对(Z25-Z24) ’ 大小方向进行判断，同理可知(Z24-Z23)’、(Z23-Z22)，大小方向； (9)由所述步骤(I)和所述步骤(4)和所述步骤(7)和所述步骤(8)推算出Z2点Z5点Z15点Z22点的方向和大小，第(I)步已经推断出(Z1-Z2) ’方向大小，由公式(Z1-Z2) ’=(Z2-Z3) ’ +(Z2-Z14) ’+L2，其中(Z2-Z3)，、(Z2-Z14) ’ 大小已知，L2 方向大小已知，可以推断出(Z2-Z3)’和(Z2-Z14)’方向，第(7)步已经推断出(Z6-Z5) ’方向大小，由公式(Z6-Z5)’ = (Z5-Z4)’ +(Z5-Z20)’ +L5，其中(Z5-Z4) ’、(Z5-Z20) ’ 大小已知，L5 方向大小已知，可以推断出(Z2-Z3)’和(Z2-Z14)’方向，第(4)步已经推断出(Z6-Z15) ’方向大小，由公式(Z16-Z15)，= (Z15-Z14)，+(Z15-Z17)，+L15，其中(Z15-Z14)，、(Z15-Z17)，大小已知，L15方向大小已知，可以推断出(Z15-Z14)’和(Z15-Z17)’方向，第⑶步已经推断出(Z23-Z22)，方向大小，由公式(Z23-Z22)，= (Z22-Z21) ’ + (Z22-Z19) ’ +L22，其中(Z22-Z19)’、(Z22-Z21)’大小已知，L22方向大小已知，可以推断出(Z22-Z19) ’和(Z22-Z21)’ 方向； (10)由所述步骤(9)推算出Z3点Z4点Z14点Z17点Z18点Z19点Z20点Z21点的方向和大小，已知(Z2-Z14)’方向大小可以根据公式(Z2-Z14)’ = (Z14-Z15) ’ +L14,推断出(Z14-Z15)’的方向，由(Z14-Z15)’和(Z16-Z15) ’和L15的大小方向可以根据公式(Z14-Z15) ’ +(Z15-Z16) ’ = (Z15-Z17) ’+L15，推断出(Z15-Z17)，方向，由(Z15-Z17)，和L17的大小方向可以根据公式(Z15-Z17)’ = (Z17-Z18)’ +L17，推断出(Z17-Z18) ’方向，由(Z17-Z18)’和L17的大小方向可以根据公式(Z17-Z18)’ = (Z18-Z19) ’ +L18L，推断出(Z18-Z19)’方向，由(Z18-Z19)’和L19的大小方向可以根据公式(Z18-Z19) ’ =(Z19-Z22)’+L19，推断出(Z19-Z22) ’方向，由(Z22-Z21) ’和L21的大小方向可以根据公式(Z22-Z21) ’ = (Z21-Z20) ’ +L21，推断出(Z21-Z20) ’方向，由(Z21-Z20) ’ 和 L20 的大小方向可以根据公式(Z21-Z20)，= (Z20-Z5)，+L20，推断出(Z20-Z5) ’方向，由(Z2-Z3)，和 L3的大小方向可以根据公式(Z2-Z3)，= (Z3-Z4)，+L3，推断出(Z3-Z4)，方向，由(Z3-Z4)，和L4的大小方向可以根据公式(Z3-Z4)，= (Z4-Z5)，+L4，推断出(Z4-Z5)，方向，至此全部点的物质流动方向推算完毕； 方向推算公式总结 由物质守恒定律或基尔霍夫定律可得如下公式2联络中间点 A (A-Al) ’ +(A-A2) ’ = LA3联络中间点 B (B-Bl) ’ + (B-B2) ’ + (B-B3) ’ = LB4联络中间点 C (C-Cl) ’ + (C-C2) ’ + (C-C3) ’ + (C-C4) ’ = LC N 联络中间点 X (X-Xl) ’ + (X-X2) ’ + (X-X3) ’ +......+ (X-XN) ’ = LX X为所求方向中间点的编号，XI，X2，……，XN为与X的联络的各个点的编号； 计算求得的结果中，分为两组数据，个数分别为Y和Z， 那么Y+Z = N 且Y彡1，Z彡I且(X-XM)，+......+ (X-XP)，= (X-XN)，+......+ (X-XQ)，+LX 即两组数据的和是相等的，其中M、N、P与Q属于I到N的任意一个数， 将两组只有大小的数据分为两组，两组数据的分别的和大小相等的算法，举例如下 例如 循环算法 1)将联络线流量与中间点消耗物质量数据进行大小排列； 2)将与X中间点的所有联络线和该中间点损失的物质量大小相加，求得总和Σ (X-XN) ’ +LX ；3)R = [ Σ [ (X-XN)，+LX] /2 4)剩下的数据根据可能性进行分组，如果是二联络*S= C=3有3种分组方法，三连络S = G+C42 =10有10种分组方法，四连络*5 = +C52 =15有15种分组方法，五联络S= Cl+Cl +Cl = 4靖· 41种分组方法，六联络S = C11 +C72+C73 = 63有63种分组方法； 分组方法数量根据公式如下匕 N为奇数时*^ = c^tI+eL+……C+ N 为偶数时 S = ^N+[ + ^N+' +......C&+' 5)将数据分 组后一一计算两组数据分别的和，取出两组数据和均为R的分组方法，将数据分为两组； 6)算法结束 凡是可以将一组正数分为两组，且这两组数据的和大小相等的算法，都应当在本专利应用时的保护范围内，其中分成两组的数据在实际系统中的正负号是相反的，即正号代表流入中间点，负号代表流出中间点。其中LX永远是流出中间点的，S卩LX永远为负号，因此如果数据分组时与LX分为同一组的数据，都为流出中间点的，是负号；同理，未与LX分为同一组的数据均为正号，其中流量的大小为大于等于零的实数。
5.根据权利要求书I所述的物质或能量的传输方向的判别方法，其特征在于所述步骤4中所述较复杂的网络可分割为包括一字型、T字型、十字型、五星型、六星型、七星型、八星型等基本图形网络，或两个或两个以上的基本图形网络组合而成的图形网络为组合图形网络。
6.根据权利要求书5所述的物质或能量的传输方向的判别方法,其特征在于一字型所有的中间点有两回联络线，许多两回联络线的中间点串联起来构成一字型基本网络，两个端点的中间点有可能是单联络中间点，也有可能是源点； T字型很多两回联络线的中间点之间连有一个三回联络线的中间点，三回联络线的中间点的第三个回路上也连有一定数量的两回路联络线的中间点或单回路联络线中间点或源点，三个端点的中间点有可能是单联络中间点，也有可能是源点； 十字型很多两回路联络线的中间点之间有一个四回路联络线的中间点，四回路联络线的中间点的第三第四个联络线上也分别联有一定数量的两回路联络线的中间点，四个端点的中间点有可能是单联络中间点，也有可能是源点； 五星型很多两回路联络线的中间点之间有一个五回路联络线的中间点，五回路联络线的中间点的第三第四第五个联络线上也分别联有一定数量的两回路联络线的中间点，五个端点的中间点有可能是单联络中间点，也有可能是源点； 六星型很多两回路联络线的中间点之间有一个六回路联络线的中间点，六回路联络线的中间点的第三第四第五第六个联络线上也分别联有一定数量的两回路联络线的中间点，六个端点的中间点有可能是单联络中间点，也有可能是源点； 六联络以上的图形同理可以确定七星型与八星型等。
全文摘要
本发明提供了一种物质或能量的传输方向的判别方法，包括如下步骤(1)建立物质或能量的传输方向的模型；(2)设定假设条件；对物质或能量的传输方向的判别先设定一些假设条件；(3)对物质或能量的传输方向进行判别；(4)将较复杂的网络分割成小网络，对各个小网络分别进行的传输方向的判别，本发明的有益效果在于可以在较为简单的网络中不采用方向原件，对网络进行监视，甚至十分复杂的大型网络中，采用少数的方向原件，对整个网络联络线的物质或能量的方向进行判断的方法，对全系统的物质或能量进行较为准确的监视，故障的响应节约了时间。
文档编号G06F19/00GK103049654SQ20121055226
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月18日 优先权日2012年12月18日
发明者马善娟 申请人:马善娟