基于矩阵消元的电网故障恢复路径搜索方法与流程

本发明属于电力系统故障恢复领域，特别涉及一种基于矩阵消元的电网故障恢复路径搜索方法。

背景技术：

电网故障恢复是指当电网发生故障时，可能导致某些供电设备失电，此时需为非故障失电设备搜索供电路径进行供电恢复；现有供电路径搜索主要基于调度自动化系统获取电网的实时运行状态（包括电网内开关、刀闸的开合信息），基于上述信息采用遗传算法、粒子群算法等智能优化方法或依赖专家系统等方法实现。但上述方法在路径搜索过程中主要存在以下问题：1）智能优化方法对初始化状态的依赖性较大，随机性较强；2）智能优化方法主要基于某一目标进行搜索，可能陷入次优解搜索，其所得路径的优劣性难以保证；3）智能优化方法无法找到所有满足运行约束的供电路径，路径完备性不足；4）专家系统依赖于运行经验，其应用灵活性较差；5）专家系统方法需要构建庞大的运行知识库，数据维护量大，难以满足在线运行。

技术实现要素：

本发明提供了一种基于矩阵消元的电网故障恢复路径搜索方法，解决了智能优化方法对初始化状态的依赖性较大，其所得路径的优劣性难以保证的技术问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

一种基于矩阵消元的电网故障恢复路径搜索方法，包括以下步骤：

第一步、基于电网内电气设备的基本组成、连接关系以及网络拓扑模型，通过结线分析，即根据电网内开关、刀闸的具体开合信息，将电网等值为开关刀闸-子系统模型；

第二步、采用子系统-开关刀闸模型，根据故障后子系统间的连接关系，形成关联矩阵，通过对矩阵中关联子系统所在行、列元素的顺序消元，实现了对于失电子系统恢复路径的快速搜索。

本发明所设计的基于矩阵消元的故障恢复路径搜索方法，以子系统为基本搜索单元，通过形成关联矩阵并对其消元，大大简化故障恢复分析过程，可以快速得到故障路径；通过对某地区局部电网进行故障模拟，并在此基础上进行路径搜索，获得了良好的效果，验证了基于矩阵消元的电网故障恢复路径搜索方法的正确性及有效性。

附图说明

图1为局部电网模型图；

正常情况下：220kV I母（设备1）、II母线（设备2）、110kV I母（设备3）、II母（设备4）并列运行，10kVI母（设备5）、II母（设备6）分列运行，主变三侧开关均处于合位。#2主变（设备7）发生故障后，与主变相连的3个断路器2202（设备8）、1102（设备9）、1002（设备10）跳闸，造成10kVII母失电；

图2为子系统-开关刀闸模型图；

故障后经拓扑分析，所形成的子系统图，其中#2变压器为故障设备，2202、1102、1002断开，形成了故障失电子系统3；10kV II母为非故障失电设备，形成了非故障失电子系统4；1012断路器（设备11）为不带电设备，形成不带电子系统2；其余部分设备形成带电子系统1；

图3为恢复路径搜索流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

对各子系统列写关联矩阵（由于关联矩阵为对称矩阵，因此只列写下三角元素）：

；

本例中只形成了一个非故障失电子系统，为非故障失电子系统4搜索恢复路径，具体如下：

；

Aj表示矩阵消去第4行、第4列元素所得矩阵的行列式，m42=1，子系统2为不带电子系统，继续消元；

；

式中：m12=1，且子系统1为带电子系统，则4→2→1为一条恢复路径，搜索结束。

综上所述，本发明所设计的基于矩阵消元的故障恢复路径搜索方法，以子系统为基本搜索单元，通过形成关联矩阵并对其消元，大大简化故障恢复分析过程，可以快速得到故障路径；通过对某地区局部电网进行故障模拟，并在此基础上进行路径搜索，获得了良好的效果，验证了基于矩阵消元的电网故障恢复路径搜索方法的正确性及有效性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。