基于分布式电网拓扑计算的电气设备状态快速分析方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电网技术领域，具体涉及一种基于分布式电网拓扑计算的电气设备状 态快速分析方法。
【背景技术】
[0002] 目前，在电网中，国内调度自动化系统设备状态分析功能设计上一般采用集中式、 一体化的架构，即通过读取系统中的全部设备模型数据和遥信遥测数据，基于设备的连接 点号，确定一次设备之间的物理连接关系，将整个电力网络抽象成由"点"和"边"组成的拓 扑图，之后采用深度优先搜寻或广度优先搜索的方法对全部设备完成电气岛分析、逻辑母 线分析等拓扑分析。以全网拓扑分析的结果为基础，进一步完成不平衡量分析、可疑量测分 析、故障分析等一系列设备状态分析，供调度人员和监控人员参考。
[0003] 但是，随着电力网络的规模日益增大，以及分布式电网的并网，电网复杂程度呈指 数增加，集中式的拓扑分析算法，即使一个设备状态变更，也需要进行全网拓扑计算，导致 设备状态分析时效上越来越无法保证，给调度自动化系统的实时性带来了不良影响，使用 十分不便。
【发明内容】
[0004] 本发明所解决的技术问题是克服集中式的拓扑分析算法，即使一个设备状态变 更，也需要进行全网拓扑计算，导致设备状态分析时效上越来越无法保证，给调度自动化系 统的实时性带来了不良影响的问题。本发明的基于分布式电网拓扑计算的电气设备状态快 速分析方法，利用分布式电网拓扑计算结果，对分布式电网边界设备冗余建模，实现局部分 布式电网内设备状态的快速分析，为电网系统的实时性提供了可靠保证，具有良好的应用 前景。
[0005] 为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
[0006] -种基于分布式电网拓扑计算的电气设备状态快速分析方法，其特征在于：包括 以下步骤，
[0007] 步骤（1)，获取电网内全部电气设备模型，根据各电气设备的连接关系，采用基于 社团发现的分区算法将全部电气设备模型划分为多个分区，完成电气设备模型的分布式架 构；
[0008] 步骤（2)，在每个分区的内部，根据电气设备模型生成连接关系的拓扑图，对于跨 接在相邻的两个分区上的交流线路，两个交流线端分别属于各自对应的分区，生成拓扑图 时，实现冗余建模，冗余建模为在相邻的两个分区内均包含边界线路的全部信息；
[0009] 步骤（3)，在每个分区内以分布式电网模型为基础进行拓扑计算，得到分区内电气 岛信息、逻辑母线信息、带电信息、接地信息、静态设备连接关系信息、动态设备连接关系信 息的拓扑结果；各分区之间通过消息交互分区内计算拓扑结果；
[0010] 步骤（4)，根据步骤（3)的拓扑结果和电气设备的实时量测信息，对电气设备状态 进行快速分析，包括不平衡量分析、运行状态分析、可疑量测分析、故障跳闸分析；
[0011] 步骤（5)，完成一次电气设备状态分析后，等待遥信变位消息，实时监视各分区内 电气设备模型的连接关系是否发生变化，若发生变化，则根据变位消息和发生变化，确定电 气设备所属的分区，启动对应分区的拓扑结果以及对应的电气设备状态分析结果，进行变 化触发状态分析。
[0012] 前述的基于分布式电网拓扑计算的电气设备状态快速分析方法，其特征在于：步 骤（4)，对电气设备状态进行快速分析，不平衡量分析的方法，包括以下步骤，
[0013] (1)对于变压器、线路的功率平衡，获取功率遥测数据后，对变压器的各绕组、线路 各端点的功率量测求取代数和；
[0014] (2)对于逻辑母线的功率平衡，根据拓扑计算中逻辑母线分析结果，将属于同一逻 辑母线的电气设备功率量测求取代数和，得到该逻辑母线包含的各物理母线的功率不平衡 量；
[0015] (3)对于逻辑母线的电压平衡，根据拓扑计算中逻辑母线分析结果，若逻辑母线中 仅包含一条物理母线，则其的电压不平衡量为零，若逻辑母线中包含多于一条的物理母线， 则其电压不平衡量，根据公式（1)计算得到，
[0017] 其中，U1 bal_为当前逻辑母线的电压不平衡量，N为当前逻辑母线包含的物理母 线数目，U1S当前逻辑母线的电压遥测数据值，D为当前逻辑母线包含的各母线电压遥测 数的平均值。
[0018] 前述的基于分布式电网拓扑计算的电气设备状态快速分析方法，其特征在于：步 骤（4)，对电气设备状态进行快速分析，运行状态分析的方法，包括以下步骤，
[0019] (1)对于电气设备，通过开断电气设备的遥信信息和连接关系，确定开断电气设备 的运行状态，包括运行、退出、充电；
[0020] (2)对于母线、变压器、线路非开断设备，结合拓扑计算中的动态设备连接关系信 息，确定与非开断设备直接相连的全部断路器的运行状态，
[0021] 对于母线所连全部断路器中，有至少两个断路器处于运行状态，则判定该母线为 运行状态；有且只有一个断路器处于运行状态，则判定该母线为充电状态；没有任何一个 断路器处于运行状态，则判定该母线为退出状态；
[0022] 对于变压器，若各侧绕组所连断路器均处于运行状态，则变压器、各侧绕组均判定 为运行状态；若各侧绕组所连断路器均处于充电或退出状态，则变压器、各侧绕组均判定为 退出状态；若有且只有一个绕组所连断路器均处于运行状态，则变压器、各侧绕组均判定为 充电状态；若存在多于一个绕组所连断路器均处于运行状态，同时至少有一个绕组所连断 路器处于充电或退出状态，则变压器判定为运行状态，所连断路器均处于运行状态的绕组 判定为运行状态，变压器的其他绕组判定为充电状态；
[0023] 对于线路，若线路两端所连断路器均处于运行状态，则线路判定为运行状态；若线 路两端所连断路器均处于充电或退出状态，则线路判定为退出状态；若线路的端所连断路 器处于运行状态，另一端所连断路器处于充电或退出状态，则线路判定为充电状态。
[0024] 前述的基于分布式电网拓扑计算的电气设备状态快速分析方法，其特征在于：步 骤（4)，对电气设备状态进行快速分析，可疑量测分析的方法，包括以下步骤，
[0025] (1)根据拓扑计算中给静态电气设备的连接关系及功率遥测数据，分析得到设备 相关遥信为合遥测为零与设备相关遥测有值遥信为分，两类可疑状态；
[0026] (2)获取电气设备的有功功率、无功功率、电流遥测数据，满足公式（2)，则判定该 电气设备为PQI不一致，
[0028] 其中，U为电气设备直接相连的母线线电压遥测数据，I为电气设备的电流遥测数 据，P、q分别为电气设备的有功功率、无功功率遥测数据，X为用于调节数据单位换算的系 数，取值为1000, y为判定阈值，取值为40。
[0029] 前述的基于分布式电网拓扑计算的电气设备状态快速分析方法，其特征在于：步 骤（4)，对电气设备状态进行快速分析，故障跳闸分析的方法，包括以下步骤，
[0030] (1)以本分区的断路器跳闸信号作为判定的启动条件，在延迟时间内，结合拓扑计 算中动态设备连接关系信息，检测电气设备关联的控制断路器和相关量测是否满足条件；