配电网区域节点网络生成方法与系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及配电网技术领域，特别是涉及配电网区域节点网络生成方法与系统。
【背景技术】
[0002]配电网是由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿电容以及一些附属设施等组成的，在电力网中起重要分配电能作用的网络。配电网络的拓扑分析是根据配电电气元件的连接关系，把整个配电网络看成线与点结合的拓扑图，然后根据电源结点、开关结点等进行整个网络的拓扑连线分析，它是配电网络进行状态估计、潮流计算、故障定位、隔离及供电恢复、网络重构等其它分析的基础。
[0003]配电网的可靠性分析仍停留在离线分析的层面，相对而言对其计算速度要求并不高。随着智能电网建设的不断深入，现代社会对电力供应的可靠性要求越来越高，对配电网进行可靠性分析已经从传统的离线分析向在线分析过渡，对配电网可靠性分析计算的计算性能要求很高，需要配电网可靠性建模方面有重大突破。
[0004]配电网可靠性分析计算的数据是基于配电网区域节点网络，若能提供一种准确且简化的配电网区域节点网络，则必然能够有效降低配电网可靠性分析计算的规模，提高计算效率。
【发明内容】
[0005]基于此，有必要针对目前尚无准确且精简的配电网区域节点网络的问题，提供一种能够生成准确且精简的配电网区域节点网络的方法与系统。
[0006]—种配电网区域节点网络生成方法，包括步骤:
[0007]构建CM(Common Informat1n Model，通用信息模型)树状拓扑结构，其中，(ΠΜ树状拓扑结构包括虚拟支路和开关支路；
[0008]将虚拟支路消除，并将CM树状拓扑结构中属于同一双绕组变压器的变压器绕组支路合并成单条变压器支路，获得电气树状拓扑结构；
[0009]根据开关支路，将电气树状拓扑结构分割成多个相互独立区域，并将每个相互独立区域作为单个节点，获得多个区域节点；
[0010]恢复开关支路在多个区域节点间的连接关系，获得区域节点网络。
[0011]—种配电网区域节点网络生成系统，包括:
[0012]构建模块，用于构建(ΠΜ树状拓扑结构，其中，(ΠΜ树状拓扑结构包括虚拟支路和开关支路；
[0013]电气结构获取模块，用于将虚拟支路消除，并将CIM树状拓扑结构中属于同一双绕组变压器的变压器绕组支路合并成单条变压器支路，获得电气树状拓扑结构；
[0014]区域节点获取模块，用于根据开关支路，将电气树状拓扑结构分割成多个相互独立区域，并将每个相互独立区域作为单个节点，获得多个区域节点；
[0015]区域节点网络获取模块，用于恢复开关支路在多个区域节点间的连接关系，获得区域节点网络。
[0016]本发明配电网区域节点网络生成方法与系统，构建CIM树状拓扑结构，将CIM树状拓扑结构中的虚拟支路消除，并将属于同一双绕组变压器的变压器绕组支路合并成单条变压器支路，获得电气树状拓扑结构，根据开关支路，将电气树状拓扑结构分割成多个相互独立区域，并将每个相互独立区域作为单个节点，获得多个区域节点，恢复开关支路在多个区域节点间的连接关系，获得区域节点网络。整个过程中，以CIM模型为基础，经过CIM拓扑和电气拓扑两个层面的收缩获得区域节点网络，获得高度简化区域节点网络，并且获得的区域节点网络中内部设备对配电网可靠性的贡献相同，能在不影响配电网可靠性计算的同时大大减少计算规模，提高计算效率。
【附图说明】
[0017]图1为本发明配电网区域节点网络生成方法第一个实施例的流程示意图；
[0018]图2为本发明配电网区域节点网络生成方法第二个实施例的流程示意图；
[0019]图3为配电网馈线的(ΠΜ树状拓扑结构示意图；
[0020]图4为本发明配电网区域节点网络生成系统第一个实施例的结构示意图；
[0021]图5为本发明配电网区域节点网络生成系统第二个实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]为了便于解释本发明配电网区域节点网络生成方法与系统的技术放案及其带来的效果，下面将首先针对其应用的基本原理进行详细描述。
[0023]在电力系统中，出于信息交互和功能整合的考虑，越来越多的应用程序在传输和使用数据的时候均遵循IEC( Internat1nal Electrotechnical Commiss1n，国际电工技术委员会)组织推荐的CIM规范。一个符合CIM规范的配电网馈线模型往往以相应XML(Exensive Markup Language，可扩展标示语言)字符串为载体，其中包含该配电网馈线模型的最完备信息，如该馈线的拓扑结构、设备类型、基本参数、地理位置等。目前配电网的建设往往是有环的，但运行的时候是解环的。也就是说，单条馈线往往存在与其他馈线的联络关系，但这种联络关系在正常运行的时候是断开的。可见单条馈线的(ΠΜ模型应该是严格的树状拓扑结构。
[0024]由于配电网馈线的CM模型是最完备的，事实上在不同的场合很可能不需要所有的信息。具体而言，在CIM模型中客观存在的电气设备不会直接连接，而是需要通过联络节点对象和终端节点对象来建立连接关系，这两种对象仅为逻辑层面的对象，在客观世界中是不存在的。在进行配电网潮流计算、短路计算、可靠性计算等分析计算的时候，是不需要联络节点对象和终端节点对象的，需要加以简化。通过分析(ΠΜ对拓扑结构的定义可见，可以找到与每一联络节点相关联的终端节点，并把所有终端节点所直接连接的电气设备连接到同一电气点，即实现了对联络节点和终端节点的收缩化简。在CIM模型中变压器的不同绕组均为独立的对象，也通过联络节点和终端节点相连。在进行各种分析计算的时候需要将变压器的多个绕组考虑成一个整体。在10kV中压配电网中所涉及变压器均为双绕组变压器，在对联络节点和终端节点进行收缩化简时，当遇到双绕组变压器的时候可直接将属于同一变压器的两个绕组合并成一条支路，从而实现对双绕组变压器的收缩化简。
[0025]经过上述的分析，即可得到配电网的电气拓扑模型，目前对配电网的潮流计算、短路计算等均可利用这种电气拓扑模型。当前得到的配电网电气拓扑包括所有与功率传输直接相关的电气设备，如输电线路、变压器、开关支路等。如前所述，在进行可靠性计算的时候，仅需考虑各种开关支路对故障的响应时间，而被开关支路分割的多个连通区域各自内部的设备参数及拓扑关系对可靠性的贡献是可归并的。
[0026]如图1、图2所示，一种配电网区域节点网络生成方法，包括步骤:
[0027]S100:构建(ΠΜ树状拓扑结构，其中，CIM树状拓扑结构包括虚拟支路和开关支路。
[0028](ΠΜ是一个抽象模型，用于描述电力企业的所有主要对象，特别是与电力运行有关的对象。CM通过提供一种用对象类和属性及他们之间关系来表示电力系统资源的标准方法，C頂方便了实现不同卖方独立开发的能量管理系统应用的集成，多个独立开发的完整能量管理系统之间的集成，以及能量管理系统和其它涉及电力系统运行的不同方面的系统，使得这些应用或系统能够不依赖于信息的内部表示而访问公共数据和交换信息来实现的。CIM树状拓扑结构中包括节点和支路两大部分，其中，端点包括联络节点和终端节点，支路包括虚拟支路、交流线线路段、变压器绕组以及开关支路。虚拟支路用于表征电气设备逻辑连接关系。如图3所示的配电网馈线的CIM树状拓扑结构，其中，节点为联络节点和终端节点，共1642个，支路包括联络节点与终端节点间的虚拟支路、交流线路段、变压器绕组及各种开关支路，共1641条。
[0029]具体来说，在其中一个实施例中，步骤S100包括:
[0030]S120:获取配电网馈线的标准(ΠΜ模型。
[0031]S140:将配电网馈线的标准(ΠΜ模型映射成(ΠΜ树状拓扑结构。
[0032]配电网馈线的标准CM模型是电力系统行业已知的基本模型，具体来说，可以将配电网馈线的标准(ΠΜ模型映射成(ΠΜ树状拓扑结构。
[0033]S200:将虚拟支路消除，并将(ΠΜ树状拓扑结构中属于同一双绕组变压器的变压器绕组支路合并成单条变压器支路，获得电气树状拓扑结构。
[0034]在CM树状拓扑结构中，联络节点和终端节点仅具有逻辑上的涵义，在物理环境中并不存在实体，在进行各项电气分析时也不需要其信息，