一种电网设备生产及故障模拟与转供系统的制作方法

1.本发明涉及电网管理领域，具体涉及一种电网设备生产及故障模拟与转供系统。


背景技术：

2.近年来，随着配电网自动化和远端控制技术越趋成熟，配电网的故障模拟和负荷转供成为配电网故障处理的主要手段之一。
3.由于故障模拟和负荷转供可以明显降低经济损失，并且能够保证系统安全稳定运行，提高系统供电可靠性，因而成为实现配电网自动化运行的重要研究课题。


技术实现要素：

4.为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，本发明一种电网设备生产及故障模拟与转供系统，包括：生产管理模块、故障模拟模块和转供处理模块，其中。
5.所述生产管理模块，用于。
6.(1)设备管理。
7.1)设备档案管理。对所有的配电网设备档案和用户档案进行管理，根据查询条件进行查询统计，并根据属性数据和空间数据的关系，进行图形和设备属性之间的双向查询。
8.2)设备缺陷管理。对所有线路缺陷、线路薄弱环节等信息进行分类管理，配备所述多种缺陷对应的处理方法及处理时间，并进行多种缺陷的统计。
9.(2)用户抄表与自动计费。
10.向配电网传送用户地址、用户名称和用电负荷等信息，在配电网显示抄表区域和区域负荷情况。
11.(3)运行方式模拟操作。
12.利用配电网的网络追踪功能，给调度员提供在地图上进行开关的开合模拟操作。在所述开合过程中反映变位后的运行方式，其中，当实施包括停电和事故跳闸的负荷转移操作时提供模拟操作。
13.(4)故障抢修。
14.所述故障抢修包括故障点定位和最佳抢修路径分析。
15.所述故障模拟模块，用于。
16.(1)通过元件操作对单次故障进行模拟并进行计算。
17.(2)安全稳定趋势分析，调控运行人员利用趋势分析从一系列的单个时间断面分析中，筛选出系统的安全隐患以及安全隐患在后续多个时段的演变情况。
18.所述转供处理模块，用于执行以下步骤。
19.s1.依次取一条馈线进行处理，如果所有的馈线均处理完毕，则退出。
20.s2.初始化负荷最小路表和设备最小路表，同时生成备用最小路表。
21.s3.将所有的设备设为“未处理”。
22.s4.从负荷最小路表中取出一个负荷点。如果所述负荷点的备用最小路条数为零,
则将负荷最小路路径上的所有设备设为“已处理”；否则，进入下一步。
23.s5.选取一条备用最小路。
24.s6.判断备用最小路是否能转供，如果能转供，求取备用最小路和负荷最小路的交点p,将p设为分叉点，得到一条最优备用最小路，否则转s5。
25.s7.循环设备最小路上的设备，将设备最小路路径上的所有设备设为“已处理”，依次取一个设备进行与分叉点的比较处理。
26.s8.处理负荷最小路上的设备。如果设备不是“已处理”，则取出设备的设备最小路，如果所述设备的设备最小路上的第一个开关不在负荷最小路上，则将所述设备的标志位加上“设备可切换”。
27.s9.根据设备的标志位，输出全部设备的转供和切换信息。
28.优选地，所述设备管理，还包括。
29.3)设备检修管理。根据检修管理指标自动进行校核并列出各项指标的完成情况，发送消息提醒工作人员按照设备检修计划进行设备检修。
30.优选地，所述故障点定位和最佳抢修路径分析，包括。
31.1)故障点定位。自动检测出故障线路或设备的位置及状态，配电网故障诊断根据所述故障线路或设备的位置及状态诊断出故障点的位置，并在地图上用相应标志显示出来；也可通过人工方式确定故障位置，通过街道名、门牌号和交叉路口的方式来描述故障位置，并在配电网地图上确定所述故障位置。
32.2)最佳抢修路径分析。在故障点定位完成后，配电网进行最佳抢修路径分析并且以图形和文本的方式输出抢修点到故障点的路径，并将所述抢修点到故障点的路径发送到故障抢修车。
33.优选地，在通过元件操作对单次故障进行模拟并进行计算中，计算内容包括静态安全分析、暂态稳定分析、电压分析、短路电流分析、小干扰分析和稳定裕度分析。所述计算内容使用的数据为全网数据，并导出报告，计算结果在所述报告中以图形或表格形式展示。
34.优选地，所述安全稳态趋势分析的功能包括：计划获取、计划浏览和修改、未来态潮流、静态趋势分析、流程监视、并行计算和人机界面展示。通过使用未来态潮流服务生成未来运行方式，静态趋势分析每15min到约定路径下获取日内计划。其中未来态潮流服务处于安全一区，需要把日内计划数据由二区发送到一区，对在线数据和日内计划进行检查。然后调用未来态潮流服务生成指定时段的潮流结果，在一区进行流程监视。基于电网当前运行状态和未来运行状态评估电网的运行趋势，最后将分析结果写入实时库和商用库，并进行结果展示。
35.优选地，所述依次取一个设备进行与分叉点的比较处理，包括：如果设备在分叉点p之后(负荷最小路和备用最小路的公用支路上)，则取下一个设备；如果设备在分叉点p之前，则判断设备之后是否有隔离开关，如果没有隔离开关，则取下一个设备；如果有隔离开关，将标志位加上“设备可转供”，然后取下一个设备；依次将设备最小路上的设备处理完毕。
36.优选地，在步骤s1之前，所述方法还包括。
37.读取馈线及其联络线，组成计算馈线集。计算馈线集潮流分布；统计各条馈线的总负载和转供裕度。
38.优选地，在步骤s2中，所述初始化负荷最小路表和设备最小路表，包括：对每一个负荷点进行回溯，找到负荷点到电源点的最小路，加入到负荷最小路表。对每一个设备进行回溯，找到设备到电源点的最小路，加入到设备最小路表。
39.优选地，在步骤s2中，所述生成备用最小路表，包括。
40.（1）通过馈线表得到馈线的备用电源点（联络开关点）。
41.（2）取一个备用电源点（联络开关点）。
42.（3）对每一个负荷点进行回溯，找到负荷点到备用电源点的最小路，添加到备用最小路表。
43.（4）重复（2）
‑
（3），将所有负荷点的备用最小路全部写入备用最小路表。
44.本发明的一种电网设备生产及故障模拟与转供系统，在对生产设备进行管理的基础上，通过元件操作对单次故障进行模拟并进行计算，并进行安全稳定趋势分析，同时能够基于馈线进行转供处理，具有良好的经济和社会效益。
附图说明
45.图1为本发明一种电网设备生产及故障模拟与转供系统的结构图。
具体实施方式
46.如图1所示，本发明一种电网设备生产及故障模拟与转供系统，包括：生产管理模块、故障模拟模块和转供处理模块，其中。
47.所述生产管理模块，用于。
48.(1)设备管理。
49.1)设备档案管理。对所有的配电网设备档案和用户档案进行管理，根据查询条件进行查询统计，并根据属性数据和空间数据的关系，进行图形和设备属性之间的双向查询。
50.2)设备缺陷管理。对所有线路缺陷、线路薄弱环节等信息进行分类管理，配备多种缺陷对应的处理方法及处理时间，并进行多种缺陷的统计。
51.3)设备检修管理。根据检修管理指标自动进行校核并列出各项指标的完成情况，发送消息提醒工作人员按照设备检修计划进行设备检修。
52.(2)用户抄表与自动计费。
53.向配电网传送用户地址、用户名称和用电负荷等信息，在配电网显示抄表区域和区域负荷情况。
54.(3)运行方式模拟操作。
55.利用配电网的网络追踪功能，给调度员提供在地图上进行开关的开合模拟操作。在所述开合过程中反映变位后的运行方式，其中，当实施包括停电和事故跳闸的负荷转移操作时提供模拟操作。
56.(4)故障抢修。
57.所述故障抢修包括故障点定位和最佳抢修路径分析。
58.1)故障点定位。自动检测出故障线路或设备的位置及状态，配电网故障诊断根据所述故障线路或设备的位置及状态诊断出故障点的位置，并在地图上用相应标志显示出来；也可通过人工方式确定故障位置，通过街道名、门牌号和交叉路口的方式来描述故障位
置，并在配电网地图上确定所述故障位置。
59.2)最佳抢修路径分析。在故障点定位完成后，配电网进行最佳抢修路径分析并且以图形和文本的方式输出抢修点到故障点的路径，并将所述抢修点到故障点的路径发送到故障抢修车。
60.所述故障模拟模块，用于。
61.(1)通过元件操作对单次故障进行模拟并进行计算。计算内容包括静态安全分析、暂态稳定分析、电压分析、短路电流分析、小干扰分析和稳定裕度分析。所述计算内容使用的数据为全网数据，并导出报告，计算结果在所述报告中以图形或表格形式展示。
62.在线安全分析流程作业时，无论是独立计算还是联合计都只能在专业机进行，审阅只能在值长机进行。流程将稳定分析计算的每一步量化到流程图中，每完成一步，会有流程图上状态的变化，也必须要按着流程往下进行。
63.在调度专业机独立计算，安全稳定分析完成并导出计算报告后，流程还包括值长审阅确认。并且所述联合计算也在专业机上进行，在稳定分析结束后，通过值长审阅和确认，导出本次联合计算的报告并归档，结束本次联合计算。
64.(2)安全稳定趋势分析，调控运行人员利用趋势分析从一系列的单个时间断面分析中，筛选出系统的安全隐患以及安全隐患在后续多个时段的演变情况。安全稳定趋势分析从大量仿真结果中挖掘相关联的安全隐患，并跟踪安全隐患在后续时段的发展趋势，实现在未来状态事故前进行预警。
65.安全稳态趋势分析的功能包括：计划获取、计划浏览和修改、未来态潮流、静态趋势分析、流程监视、并行计算和人机界面展示。通过使用未来态潮流服务生成未来运行方式，静态趋势分析每15min到约定路径下获取日内计划。其中未来态潮流服务处于安全一区，需要把日内计划数据由二区发送到一区，对在线数据和日内计划进行检查。然后调用未来态潮流服务生成指定时段的潮流结果，在一区进行流程监视。基于电网当前运行状态和未来运行状态评估电网的运行趋势，最后将分析结果写入实时库和商用库，并进行结果展示。
66.安全稳定趋势分析应采用与电力系统分析综合程序psasp一致的核心算法，保证在线趋势计算与离线方式计算的一致性。
67.根据安全稳定趋势分析计算的特点，定义主导的关键特征信息，判断稳定程度的评价特征信息和导致越限/失稳的起因特征信息。系统应基于电网当前状态和未来状态的稳定分析结果，以关键特征信息为主线，跟踪系统稳定情况的演变状态；以评价特征信息为指标，评价系统稳定情况的演变趋势；以起因特征信息作为稳定情况的原因分析依据。此外，应根据评价特征信息对越限的演变趋势进行分级，包括新增级、恶化级、危险保持级、减轻级、安全保持级和安全级。
68.安全稳态趋势分析基于电网当前运行状态，叠加日内计划，使用未来态潮流计算服务（未来态潮流服务不属于趋势分析功能，趋势分析仅使用其输出的未来态潮流结果）预估电网未来运行方式，然后再进行详细安全稳定仿真分析计算，评估电网的运行趋势。
69.所述转供处理模块，用于执行以下步骤。
70.s1.依次取一条馈线进行处理，如果所有的馈线均处理完毕，则退出。
71.s2.初始化负荷最小路表和设备最小路表，同时生成备用最小路表。
72.s3.将所有的设备设为“未处理”。
73.s4.从负荷最小路表中取出一个负荷点。如果所述负荷点的备用最小路条数为零,说明负荷点没有转供路径，将负荷最小路路径上的所有设备设为“已处理”；否则，进入下一步。
74.s5.选取一条备用最小路。
75.s6.判断备用最小路是否能转供，如果能转供，求取备用最小路和负荷最小路的交点p,将p设为分叉点，得到一条最优备用最小路，即能转供的备用最小路，否则转s5。
76.s7.循环设备最小路上的设备，将设备最小路路径上的所有设备设为“已处理”，则取一个设备，如果设备在分叉点p之后(负荷最小路和备用最小路的公用支路上)，则取下一个设备；如果设备在分叉点p之前，则判断设备之后是否有隔离开关，如果没有隔离开关，取下一个设备；如果有隔离开关，将标志位加上“设备可转供”，然后取下一个设备；依次将设备最小路上的设备处理完毕。
77.s8.处理负荷最小路上的设备。如果设备不是“已处理”，则取出设备的设备最小路，如果所述设备的设备最小路上的第一个开关不在负荷最小路上，说明可以进行切换，将所述设备的标志位加上“设备可切换”。
78.s9.根据设备的标志位，输出全部设备的转供和切换信息。
79.优选地，在步骤s1之前，所述方法还包括。
80.读取馈线及其联络线，组成计算馈线集。计算馈线集潮流分布；统计各条馈线的总负载和转供裕度。
81.优选地，在步骤s2中，所述初始化负荷最小路表和设备最小路表，包括。
82.对每一个负荷点进行回溯，找到负荷点到电源点的最小路，加入到负荷最小路表。对每一个设备进行回溯，找到设备到电源点的最小路，加入到设备最小路表。
83.优选地，在步骤s2中，所述生成备用最小路表，包括。
84.（1）通过馈线表得到馈线的备用电源点（联络开关点）。
85.（2）取一个备用电源点（联络开关点）。
86.（3）对每一个负荷点进行回溯，找到负荷点到备用电源点的最小路，添加到备用最小路表。
87.（4）重复（2）
‑
（3），将所有负荷点的备用最小路全部写入备用最小路表。
88.优选地，在判断备用最小路是否能转供时，获取备用最小路上不能隔离掉的其他负荷点，根据其他负荷点的总负荷与转供裕度的比较结果确认备用支路是否能转供。具体判断转供的方法为现有技术，例如其他负荷点的总负荷不大于转供裕度时则备用支路能够转供。
89.优选地，还包括根据配电网各个负荷点的备用最小路求取分割矩阵。
90.优选地，所述根据配电网各个负荷点的备用最小路求取分割矩阵，包括。
91.1）根据备用最小路生成最小路矩阵。
92.2）根据最小路矩阵求取多阶分割矩阵。
93.优选地，备用最小路在多条的情况下，形成最小路矩阵计算分割矩阵，其中，所述最小路矩阵的列序号为配电网的支路序号，列数为配电网的支路数，最小路矩阵行数为负荷最小路个数，矩阵元素1表示该列序号的支路在此负荷最小路中，矩阵元素0表示该列序
号的支路不在此负荷最小路中。
94.例如，配电网的支路数为8，负荷最小路个数也为8，则最小路矩阵可以为。
95.。
96.即行向量依次为：[{10001010},{10001101},{10110001},{10110110},{01010001},{01010110},{01101101},{01101010}]。
[0097]
优选地，所述根据最小路矩阵求取多阶分割矩阵，包括求取一阶分割矩阵、二阶分割矩阵及三阶分割矩阵。
[0098]
根据最小路矩阵求取分割矩阵的矩阵运算，其步骤是先求一阶分割矩阵，也就是列元素全为1的列，利用列元素全为1的列生成一阶分割列集合，将所述一阶分割列集合映射为一阶分割矩阵，然后求取二阶分割矩阵，取任意两列进行逻辑或运算，如果运算结果全部元素都是1，则这两列元素组成一个二阶分割列，求出全部的二阶分割列组成的初始二阶分割列集合，判断初始二阶分割列集合中是否含有前述任一个一阶分割列，如果有，则在初始二阶分割列集合中删除含有一阶分割列的二阶分割列，形成二阶分割列集合，否则直接将初始二阶分割列集合作为二阶分割集合，将这个二阶分割列集合映射到二阶分割矩阵，二阶分割矩阵求出后，还需要求取三阶分割矩阵，取任意三列进行逻辑或运算，如果运算结果的全部元素都是1，则这三列元素构成一个三阶分割列，求出全部的三阶分割列组成的初始三阶分割列集合，判断初始三阶分割列集合中是否含有前述任一个二阶分割列，如果有，则在初始三阶分割列集合中删除含有二阶分割列的三阶分割列，形成三阶分割列集合，否则直接将初始三阶分割列集合作为三阶分割列集合，将这个三阶分割列集合映射到三阶分割矩阵。所述一阶分割列、二阶分割列和三阶分割列中的元素为列序号。
[0099]
对于不同阶数的分割矩阵，即对于一阶分割矩阵、二阶分割矩阵和三阶分割矩阵，所述分割矩阵的列数为最小路矩阵的列数，分割矩阵的行数为分割列集合中分割列的个数。所述映射为按照所述分割列集合中分割列的顺序，采用一个分割列对应分割矩阵一行的方式，依次在分割矩阵每一行中将分割列中的列数对应的元素标为1，标完后分割矩阵的其余元素填充0。
[0100]
以上述最小路矩阵为例，其中不存在列元素全为1的列，因此不存在一阶分割矩阵，继续求取二阶分割矩阵，取任意两列进行逻辑或运算可知，运算结果全部元素都是1的组合有3种，即存在3个二阶分割列，构成初始二阶分割列集合{(1,2);(4,5);(7,8)}；即第1列和第2列，第4列和第5列，以及第7列和第8列；则此时映射后的二阶分割矩阵为。
[0101] 。
[0102]
即行向量依次为：[{11000000},{00011000},{00000011}]。
[0103]
即第一行的第1列和第2列，第二行的第4列和第5列，以及第三行的第7列和第8列
元素为1，其余元素为0。
[0104]
继续取任意三列进行逻辑或运算可知，运算结果全部元素都是1的组合有5种，即存在个5三阶分割列，构成初始三阶分割列集合{(1,2,3);(1,3,4);(2,3,5);(4,6,7);(5,6,8)}；但是三阶分割列(1,2,3)中含有二阶分割列(1,2)，则删除含有二阶分割列(1,2)的三阶分割列(1,2,3)，形成三阶分割列集合为：{(1,3,4);(2,3,5);(4,6,7);(5,6,8)}；则此时映射后的三阶分割矩阵为。
[0105] 。
[0106]
即行向量依次为：[{10110000},{01101000},{00010110},{00001101}]。
[0107]
其中，上述生产管理模块、故障模拟模块和转供处理模块通过对应的进程和线程实现模块功能，各模块之间通过逻辑连接或电连接，各模块具体功能可由物理处理器执行存储器中存储的程序代码实现。
[0108]
本发明的一种电网设备生产及故障模拟与转供系统，在对生产设备进行管理的基础上，通过元件操作对单次故障进行模拟并进行计算，并进行安全稳定趋势分析，同时能够基于馈线进行转供处理，具有良好的经济和社会效益。
[0109]
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。