基于先到先服务的煤矿高压电网并行拓扑编码分析方法与流程

本发明公开了基于先到先服务的煤矿高压电网并行拓扑编码分析方法，属于煤矿高压供电网络短路计算领域。

背景技术：

35kv以上的电力网中存在多个电源，属于复杂闭式电网，短路计算较为复杂；而矿井高压供电系统为6kv或10kv等级，两个电源应采用分列运行方式，或者是一路使用一路备用，属于单电源开式电网，其短路计算可采用比较简单的绝对值法或相对值法；而要实现煤矿高压电网自动短路计算，首先要获取整个高压供电系统的拓扑分析模型，能够有效掌握设备与设备之间的供电关系；而煤矿高压电网中开关数量较多，如何能够以较小的时间开销获取整个煤矿高压供电系统的拓扑分析模型是一个需要解决的问题。

本发明提出的基于先到先服务的煤矿高压电网并行拓扑编码分析方法基于拓扑编码算法和并行计算技术构造煤矿高压电网的并行拓扑分析模型，有效提高拓扑分析计算效率，为后续的煤矿高压电网短路计算提供拓扑分析模型。

技术实现要素：

设置煤矿高压供电系统的电源进线开关支路节点，电源进线开关支路节点是指由上级供电部门直接供电的支路节点；本发明提出的基于先到先服务的煤矿高压电网并行拓扑编码分析方法，首先对煤矿高压供电系统所有电源进线开关支路节点进行拓扑编码，将编码完成的电源进线开关支路节点保存在集合set1中；然后基于先到先服务原则，以集合set1中的每一个电源进线开关支路节点作为起点，对整个煤矿高压供电系统完成拓扑编码，为后续的煤矿高压电网短路计算提供拓扑分析模型。

对煤矿高压供电系统所有电源进线开关支路节点进行拓扑编码，将编码完成的电源进线开关支路节点保存在集合set1中，具体步骤如下：

步骤1）：将煤矿高压供电系统中所有开关状态为合闸的电源进线开关支路节点加入到集合set0中，将i的数值设置为1，从集合set0中取出一个电源进线开关支路节点，执行步骤2）；

步骤2）：该电源进线开关支路节点用pi表示，电源进线开关支路节点pi的拓扑编码数值设置为i，将i的数值加1，同时，将编码后的支路节点pi加入到集合set1中，执行步骤3）；

步骤3）：如果集合set0不为空，从集合set0中取出一个电源进线开关支路节点，执行步骤2）；如果集合set0为空，则电源进线开关支路节点编码完成，编码完成的电源进线开关支路节点保存在集合set1中。

基于先到先服务原则，以集合set1中的每一个电源进线开关支路节点作为起点，对整个煤矿高压供电系统完成拓扑编码，具体步骤如下：

步骤1）：从集合set1中取出一个电源进线开关支路节点，执行步骤2）；

步骤2）：取出的支路节点表示为；

步骤3）：如果当前系统活动线程数达到了系统最大线程设置数，则等待v秒后，重复执行步骤3）；反之，则创建一个新的空闲线程，将之前取出的支路节点绑定在新建的空闲线程中，将此线程设置为繁忙线程，加入到繁忙线程队列b2中；如果集合set1不为空，从集合set1中取出一个电源进线开关支路节点，执行步骤2）；如果集合set1为空，执行步骤4）；

步骤4）：从繁忙线程队列b2中，取出所述绑定支路节点的繁忙线程，执行该繁忙线程，该繁忙线程用threadi表示，以电源进线开关支路节点作为起点，对由其供电的高压开关完成拓扑编码；该线程完成拓扑编码后，自动释放该繁忙线程；

在步骤4）中，以电源进线开关支路节点作为起点，对由其供电的高压开关完成拓扑编码，具体步骤如下：

步骤41）：将支路节点加入到集合set2中，从集合set2中取出一个节点，执行步骤42）；

步骤42）：取出的节点表示为a，其对应的拓扑编码用code1表示，将k的初始值设置为1，查找与相邻的开关状态为合闸的出线开关支路节点b，如果存在支路节点b，将k变成字符串s，将字符串code1、‘.’和s从左往右合并后得到一个新的字符串s1，b的拓扑编码设置为s1；将支路节点b加入到集合set3中，执行步骤43）；如果不存在支路节点b，执行步骤47）；

步骤43）：从集合set3中取出一个支路节点，执行步骤44）；

步骤44）：取出的支路节点用c表示，c的拓扑编码用code2表示，k的数值加1，将k变成字符串s，将字符串code2的值赋给code3，将code3中最后一个‘.’字符后的内容删除，将字符串code3和字符串s合并后得到字符串s2，查找与c相邻的开关状态为合闸的联络开关支路节点或出线开关支路节点d；如果开关支路节点d存在，则将开关支路节点d的拓扑编码设置为s2；将开关支路节点d加入集合set3中；执行步骤45）；如果开关支路节点d不存在，执行步骤46）；

步骤45）：如果开关支路节点d为出线开关支路节点，查找与支路节点d相邻的开关状态为合闸的进线开关支路节点e，如果开关支路节点e存在，将字符串code2和字符串‘.1’合并后得到字符串s3，将开关支路节点e的拓扑编码设置为s3.将开关e加入集合set2中，执行步骤46）；如果开关支路节点d为联络开关支路节点，执行步骤46）；

步骤46）：如果集合set3不为空，从集合set3中取出一个支路节点，执行步骤44）；如果集合set3为空，执行步骤47）；

步骤47）：如果集合set2不为空，从集合set2中取出一个节点，执行步骤42）；如果集合set2为空，则拓扑编码完成。

假定开关支路节点k1的拓扑编码为k1code，开关支路节点k2的拓扑编码为k2code，k1code的字符串长度为lk1，k2code的字符串长度为lk2，假定lk1大于等于lk2，则如果k1code的前lk2个字符和k2code完全相同，则开关支路节点k1由开关支路节点k2供电；否则开关支路节点k1和开关支路节点k2之间不存在供电关系；由此可见，本发明提出的拓扑编码方法能够有效地表示设备之间的供电关系，依据开关支路节点的拓扑编码能够查找到给其供电的所有开关支路节点，依据开关支路节点的拓扑编码能够准确反映煤矿高压电网支路节点之间的供电关系。

附图说明

图1是拓扑编码前的煤矿高压供电系统图，图2是拓扑编码后的煤矿高压供电系统图。

具体实施方式

附图1和附图2中用黑色填充的支路节点上的高压开关为分闸状态，未填充的支路节点上的高压开关为合闸状态。

在附图2所示的拓扑编码后的煤矿高压供电系统图中，依据拓扑编码可知，开关<3.1.1.1.1.2>由开关<3.1.1.1.1>、开关<3.1.1.1>、开关<3.1.1>、开关<3.1>和开关<3>供电；开关<2.1.1.1>由开关<2.1.1>、开关<2.1>和开关<2>供电；由此可见，依据本发明提出的拓扑编码方法得到的拓扑编码结果能够有效地识别不同设备之间的供电关系。