专利名称：一种配电网站外电气拓扑至潮流拓扑自动转换方法
技术领域：
本发明涉及配电网站外电气拓扑至潮流拓扑自动转换方法。
背景技术：
智能配电自动化以一次网架和设备为基础，以配电自动化系统为核心，综合应用电力电子技术、通信技术、计算机及网络技术，实现配电系统的监测与控制，并通过相关系统的信息集成，实现配电自动化的科学管理。配电主站是配电自动化系统的核心部分，主要实现配电网数据采集与监控等基本功能和电网分析应用等扩展功能，实现信息传输的通信网络。IEC61968标准在配电自动化产品中的贯彻实施，推动了配电自动化的综合应用，为各种应用之间的信息交互创造了条件。在配电网的调度分析方面，调度人员需要对配电网的运行情况进行分析与预测， 而分析的基础是电网潮流计算功能。而现有的潮流计算算法主要针对一个完整的网架结构，即全连通的电网结构。然后，配电网站外电气拓扑由于各种小型事故的发生、各类检修工作的进行，所以结构经常发生变化，继而导致调度人员必须经常关注电气拓扑变化，并且及时修改潮流拓扑来完成分析与计算工作。随着技术的发展，现有配电网SCADA(数据采集与监视控制系统)能够将配电网站外的自动化馈线的所有电气元件的信息都进行分类与存储，并且在其电网数据库中维护了电气拓扑结构。因此，如何能够提供一个全自动的方法，能够自动根据SCADA系统所提供的配电网站外电气拓扑的即时状态来自动生成潮流拓扑，从而简化调度员的工作压力，提高分析和计算工作效率，减小理论潮流拓扑与实际电网差异的同步时间，就成为了非常重要的研究课题。
发明内容
为了克服现有配电网站外潮流分析中即时电气拓扑与潮流拓扑更新时差的问题， 本发明旨在提出一种全自动的配电网站外电气拓扑即时状态自动生成潮流拓扑的方法，该方法能够自动将电气拓扑结构转换为潮流拓扑结构，并且根据电气元件类型(开关和闸刀)来简化线路数量、合并线路数据，使得调度员实时得到最新的潮流拓扑，从而缩小更新时间，提高工作效率。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是配电网站外电气拓扑至潮流拓扑自动转换方法，所述的方法主要包括以下步骤(I)基础数据获取与准备(I. I)从配网Scada系统获取站外电气拓扑(基于XML格式或者二进制格式)，包括节点集合N与线路集合L。(1.2)在内存中创建潮流拓扑节点集合PFN和线路集合PFL，此时两个集合均为空。
(2)节点直接转换(2. I)判断集合L是否为空，即配网站外电气拓扑中是否存在线路信息。如果不存在，则转换结束。(2. 2)从集合L中的提取末端线路表示为Lk，并获取Lk所连接的两端节点，记做 Ni 和 Nj。(2.3)检查集合PFN中是否包含Ni和Nj。若不存在则将Ni和Nj分别添加进PFN 集合。分别设定Ni和Nj附加数据，附加数据包括节点的连线数目、节点的类型。(2. 4)将线路Lk添加至PFL，从集合L中删除线路Lk。(3)线路自动合并(3. I)遍历集合PFNJf PFN中的所有类型为开关和闸刀的节点加入到新的集合B中。(3. 2)遍历集合B中的每个节点，提取末端节点记做Bi，并获取与Bi相连的两个节点PFNj和PFNk。(3. 3)检查节点PFNj和PFNk的类型，如果都是开关或闸刀，则合并连接PFNj、Bi 的线路PFLm与连接PFNk、Bi的线路PFLn，向集合PFL加入新线路PFLx。并根据线路PFLm 与线路PFLn的参数设定新线路PFLx的数据，合并规则为基础参数均沿用线路PFLm的基础参数，线路长度为PFLm和PFLn线路长度之和，电阻为PFLm和PFLn电阻值之和，电抗为 PFLm和PFLn电抗值之和。从PFL中删除两条旧线路PFLm和PFLn。(4)转换完毕，输出集合PFN和集合PFL。本发明的工作原理是为了克服现有配电网站外潮流分析中即时电气拓扑与潮流拓扑更新时差的问题，本发明旨在提出一种全自动的配电网站外电气拓扑即时状态自动生成潮流拓扑的方法，该方法能够自动将电气拓扑结构转换为潮流拓扑结构，并且根据元件类型(开关和闸刀)来简化线路数量、合并线路数据，使得调度员实时得到最新的潮流拓扑，从而缩小更新时间，提高工作效率。本发明的有益效果主要表现在1、配电网站外潮流拓扑自动生成；2、根据元件类型简化线路；3、支持各种站外电气拓扑结构。
图I是配电网站外电气拓扑至潮流拓扑自动转换方法的流程图。图2是配电网站外电气拓扑至潮流拓扑自动转换系统的结构图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步描述。参照图1，配电网站外电气拓扑至潮流拓扑自动转换方法，包括以下步骤第一步从配网Scada系统获取站外电气拓扑，包括节点集合N与线路集合L。第二步创建潮流拓扑节点集合PFN和线路集合PFL。第三步检查L是否为空？如果为空则跳转至第八步。第四步提取L中的末端线路Lk。第五步获取Lk的两端节点Ni和Nj。
第六步检查PFN中是否包含Ni和Nj。若不存在则添加进PFN集合，并设定附加数据。附加数据包括节点的连线数目、节点的类型。第七步添加线路Lk至集合PFL。第八步提取PFN中开关/闸刀节点为集合B。第九步检查集合B是否为空，如果为空，则跳转至第十四步。第十步提取集合B的末端节点Bi。第^^一步获取与Bi相连的两个节点PFNj和PFNk。第十二步检查PFNj和PFNk是否都是开关或闸刀节点，如果不是则跳转至第九
止 /J/ o第十三步合并连接PFNj、Bi的线路PFLm与连接PFNk、Bi的线路PFLn，加入新线路PFLx，合并参数数据，跳转至第九步。第十四步转换完毕，输出集合PFN和集合PFL。参照图2，应用本方法实现的配电网站外电气拓扑至潮流拓扑自动转换系统，主要包括现有系统接口和优化子系统。所述的现有系统接口包括(I)潮流拓扑接口模块该模块可将自动生成好的即时潮流拓扑结构导回至 SCADA系统。(2) SCADA电网拓扑接口模块该模块用于与现有配电网SCADA系统对接，获取完整的站外电气拓扑结构。所述的优化子系统包括(I)站外电气拓扑管理模块对电气元件与电气线路进行管理，包括增加、删除、 修改、合并和导入/导出功能。(2)潮流拓扑节点与线路管理模块管理潮流拓扑的结构，包括潮流拓扑关系、潮流节点和潮流线路数据结构。(3)集合转换与合并模块针对电气拓扑与潮流拓扑集合两种集合类型之间数据结构的异构性，完成数据互通的功能。(4)内存数据自动管理模块将所有模块在内存中所建立的数据结构进行统一管理，防止出现内存泄露等情况，提高可靠性。
权利要求
1.一种配电网站外电气拓扑至潮流拓扑自动转换方法，其特征在于所述的方法包括以下步骤(1)基础数据获取与准备，具体过程如下(I. D从配网Scada系统获取站外电气拓扑数据，所述站外电气拓扑数据包括节点集合N与线路集合L ；(1.2)在内存中创建潮流拓扑节点集合PFN和线路集合PFL，此时两个集合均为空；(2)节点直接转换，具体过程如下(2. I)判断集合L是否为空，即配网站外电气拓扑中是否存在线路信息；如果不存在， 则转换结束；(2. 2)从集合L中的提取末端线路表示为Lk，并获取Lk所连接的两端节点，记做Ni和Nj ；(2. 3)检查集合PFN中是否包含Ni和Nj。若不存在则将Ni和Nj分别添加进PFN集合；分别设定Ni和Nj附加数据，附加数据包括节点的连线数目、节点的类型；(2. 4)将线路Lk添加至PFL，从集合L中删除线路Lk ；(3)线路自动合并，具体过程如下(3. I)遍历集合PFN，将PFN中的所有类型为开关和闸刀的节点加入到新的集合B中； (3. 2)遍历集合B中的每个节点，提取末端节点记做Bi，并获取与Bi相连的两个节点 PFNj 和 PFNk ；(3. 3)检查节点PFNj和PFNk的类型，如果都是开关或闸刀，则合并连接PFNj、Bi的线路PFLm与连接PFNk、Bi的线路PFLn，向集合PFL加入新线路PFLx ;并根据线路PFLm与线路PFLn的参数设定新线路PFLx的数据，合并规则为基础参数均沿用线路PFLm的基础参数，线路长度为PFLm和PFLn线路长度之和，电阻为PFLm和PFLn电阻值之和，电抗为PFLm 和PFLn电抗值之和。从PFL中删除两条旧线路PFLm和PFLn ；(4)转换完毕，输出集合PFN和集合PFL。
2.如权利要求I所述的一种配电网站外电气拓扑至潮流拓扑自动转换方法，其特征在于所述步骤(I. D中，所述站外电气拓扑数据采用XML格式或者二进制格式。
全文摘要
一种配电网站外电气拓扑至潮流拓扑自动转换方法，包括以下步骤(1)基础数据获取与准备从配网Scada系统获取站外电气拓扑数据，包括节点集合N与线路集合L；在内存中创建潮流拓扑节点集合PFN和线路集合PFL，此时两个集合均为空；(2)节点直接转换；(3)线路自动合并)遍历集合PFN，将PFN中的所有类型为开关和闸刀的节点加入到新的集合B中；遍历集合B中的每个节点，提取末端节点记做Bi，并获取与Bi相连的两个节点PFNj和PFNk；(4)转换完毕，输出集合PFN和集合PFL。本发明缩小更新时间，提高工作效率。
文档编号H02J3/00GK102611103SQ201210066419
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月14日 优先权日2012年3月14日
发明者王万良, 王雨晨, 蒋一波, 郑建炜 申请人:浙江工业大学