基于拓扑片拼接的馈线拓扑多叉树生成方法
【专利摘要】本发明涉及一种智能分布式馈线自动化领域，具体涉及一种基于拓扑片拼接的馈线拓扑多叉树生成方法，包括以下步骤：第一步，确定初始多叉树；第二步，判断并记录当前多叉树需要融合的母线节点和线路节点；第三步，顺序融合第二步所记录的母线节点，把母线节点邻接关系匹配的待拼接拓扑片拼接到当前多叉树；第四步，顺序融合第二步所记录的线路节点，把线路节点邻接关系匹配的待拼接拓扑片拼接到当前多叉树；第五步，若存在拓扑片拼接增量，重复第二步至第四步。本发明维护效率高、搜集速度快、涉及范围小的优点，为下一步快速恢复供电提供保障。
【专利说明】
基于拓扑片拼接的馈线拓扑多叉树生成方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种智能分布式馈线自动化领域，具体涉及一种基于拓扑片拼接的馈线拓扑多叉树生成方法。
【背景技术】
[0002]智能分布式馈线自动化的故障恢复问题，是指配电网发生故障停电后，配电终端通过对等通信，不依赖配电主站实现故障定位和故障隔离，并自主实现非故障失电区的供电恢复。在多个联络开关配合恢复供电时，需要协调划分非故障失电区，合理分配每个联络开关的转供区域。智能分布式馈线自动化的故障恢复的难点是配电终端动态建立非故障失电区的拓扑结构。
[0003]智能分布式馈线自动化的故障恢复由配电终端作为执行主体，其计算能力及存储能力有限；另一方面，快速性是智能分布式馈线自动化故障自愈的主要指标。智能分布式馈线自动化系统所需的拓扑信息的动态生成速度将大大影响智能算法生成速度，所以研究智能分布式馈线自动化系统拓扑信息的快速动态生成方法具有重要意义。
【发明内容】
[0004]为解决上述技术问题，本发明的目的在于:提供一种基于拓扑片拼接的馈线拓扑多叉树生成方法，维护效率高、搜集速度快、涉及范围小的优点，为下一步快速恢复供电提供保障。
[0005]本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为:
[0006]所述基于拓扑片拼接的馈线拓扑多叉树生成方法，定义每个配电终端所覆盖的开关/开关组构成的基本单元为一个拓扑片，拓扑片信息分散配置在每一个配电终端中，生成方法包括以下步骤:
[0007]第一步，确定初始多叉树；
[0008]第二步，判断并记录当前多叉树需要融合的母线节点和线路节点；
[0009]第三步，顺序融合第二步所记录的母线节点，把母线节点邻接关系匹配的待拼接拓扑片拼接到当前多叉树；
[0010]第四步，顺序融合第二步所记录的线路节点，把线路节点邻接关系匹配的待拼接拓扑片拼接到当前多叉树；
[0011]第五步，若存在拓扑片拼接增量，重复第二步至第四步。
[0012]在智能分布式馈线自动化系统中，每一个配电终端覆盖一个拓扑片，本发明基于拓扑片信息建立每个拓扑片的拓扑多叉树，进而拼接拓扑片多叉树形成所需区域拓扑多叉树，支持多分支、多配电终端覆盖同一站所等特殊问题，为下一步智能分布式馈线自动化的供电恢复方案搜索算法设计打下了基础。
[0013]其中，优选方案为:
[0014]所述拓扑片信息中包含拓扑片类型、开关类型和开关邻接关系。
[0015]所述拓扑片类型分为单开关、同母线开关组、两个配电终端共同覆盖一个同母线开关组和两个配电终端共同覆盖一个单母线分段开关组;开关类型分别为普通分段开关、联络开关、负荷分支开关、母联开关和电源开关，联络开关指两侧与电源联通且开关状态为分的开关;负荷分支开关指一侧直接连接负荷且无邻接开关的开关，隐含负荷节点信息；电源开关指馈线的始端开关;母联开关指母线分段开关;其他开关为普通分段开关;开关邻接关系指每个开关记录两侧邻接开关所对应的配电终端IP地址，简称邻接IP，每个配电终端的IP地址为两个，分别对应双通道，邻接IP配置信息隐含线路节点或母线节点信息。
[0016]所述单开关的拓扑片信息配置方法为:记录开关两侧邻接IP，配置开关类型，对于架空线路的T接线拓扑而言，每侧的邻接配电终端不止一个。
[0017]所述同母线开关组的拓扑片信息配置方法为:记录所有的开关的一侧邻接IP为本地IP，表示所有的开关的一侧连接于母线;开关的另一侧若存在邻接开关，记录邻接IP，并分别配置开关类型，该拓扑片信息隐含母线节点和负荷节点信息。
[0018]所述两个配电终端共同覆盖一个同母线开关组的拓扑片信息配置方法为:每个配电终端所覆盖的开关组为一个拓扑片，分别存储在两个配电终端中，两个拓扑片通过母线相连，采用拓扑片中每个开关一侧邻接IP同为另一个拓扑片所对应配电终端IP的方法表示;拓扑片中每个开关的另一侧若存在邻接开关，记录邻接开关所对应的配电终端IP，并分别配置开关类型。
[0019]所述两个配电终端共同覆盖一个单母线分段开关组的拓扑片信息配置方法为:每个配电终端所覆盖的开关组为一个拓扑片，分别存储在两个配电终端中，两个拓扑片通过母联开关相连，母联开关属于其中一个拓扑片，母联开关由开关类型标示，一侧邻接IP配置为其所属拓扑片对应配电终端IP，另一侧邻接IP配置为另一个拓扑片对应配电终端IP;含母联开关的拓扑片的其他开关的一侧邻接IP同为本地IP;不含母联开关的拓扑片内的开关组的一侧邻接IP同为母联开关所在拓扑片对应配电终端IP，拓扑片中每个开关的另一侧若存在邻接开关，记录其邻接IP，并分别配置开关类型。
[0020]若用于生成整条馈线拓扑结构，第一步执行过程为:
[0021]在馈线始端拓扑片中查找电源节点，提升该电源节点为根节点电源节点，更新后的拓扑片多叉树为初始多叉树，把初始多叉树作为当前多叉树开始拼接过程。
[0022]若用于生成非故障失电区拓扑结构，第一步执行过程为:
[0023]选取用于故障隔离的未流过故障电流的开关所在的拓扑多叉树的部分作为初始多叉树:由于该拓扑片中用于故障隔离的开关处于断开状态，因此，删除该开关对应的边和该边连接的节点的剩余拓扑片多叉树作为初始多叉树。
[0024]所述第二步中母线节点需要融合的判读依据为:当前多叉树中需要融合的母线节点所记录的邻接IP与待拼接拓扑片的母线节点所记录的本地IP相同时可以认定两个母线节点为同一个母线节点，同理，线路节点需要融合的判断依据为:当前多叉树中需要融合的线路节点所记录的邻接IP与待拼接拓扑片的线路节点所记录的本地IP相同时可以认定两个线路节点为同一个线路节点。
[0025]第二步执行过程中对需要融合的母线节点和线路节点分别标注融合标识，并分别将融合标示记录到母线节点和线路节点的指针数组中；把待拼接拓扑片也记录在一个指针数组中。
[0026]所述第三步中母线节点融合过程为:
[0027](I)若待拼接拓扑片的母线节点叶子节点，提升该节点为根节点；
[0028](2)把待拼接拓扑片中根节点的子节点作为当前多叉树母线节点的子节点，更新母线节点父子关系和层数。
[0029]同理，所述第四步中线路节点融合过程为:
[0030](I)若待拼接拓扑片的线路节点叶子节点，提升该节点为根节点；
[0031](2)把待拼接拓扑片中根节点的子节点作为当前多叉树线路节点的子节点，更新线路节点父子关系和层数。
[0032]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0033]本发明以开关邻接关系为单位定义馈线拓扑，馈线拓扑的馈线拓扑片信息分散配置在每个配电终端处，基于拓扑片信息建立每个拓扑片的拓扑多叉树，进而拼接拓扑片多叉树形成所需区域拓扑多叉树，多联络配电网智能分布式馈线自动化系统在故障隔离后收集非故障失电区所涉及的配电终端存储的拓扑片信息以合成非故障失电区的拓扑，支持多分支、多配电终端覆盖同一站所等特殊问题，维护效率高、搜集速度快、涉及范围小，为下一步智能分布式馈线自动化的供电恢复方案搜索算法设计打下了基础。
【附图说明】
[0034]图1本发明拓扑片各类型结构图。
[0035]图2本发明实施例1流程图。
【具体实施方式】
[0036]下面结合附图对本发明实施例做进一步描述:
[0037]实施例1:
[0038]本发明定义每个配电终端所覆盖的开关/开关组构成的基本单元为一个拓扑片，拓扑片信息分散配置在每一个配电终端中，拓扑片信息中包含拓扑片类型、开关类型和开关邻接关系;如图1所示，拓扑片类型分为单开关(图1a)、同母线开关组(图1b)、两个配电终端共同覆盖一个同母线开关组(图1c)和两个配电终端共同覆盖一个单母线分段开关组(图1d);开关类型分别为普通分段开关、联络开关、负荷分支开关、母联开关和电源开关，联络开关指两侧与电源联通且开关状态为分的开关;负荷分支开关指一侧直接连接负荷且无邻接开关的开关，隐含负荷节点信息；电源开关指馈线的始端开关;母联开关指母线分段开关;其他开关为普通分段开关;开关邻接关系指每个开关记录两侧邻接开关所对应的配电终端IP地址，简称邻接IP，每个配电终端的IP地址为两个，分别对应双通道，邻接IP配置信息隐含线路节点或母线节点信息。
[0039]单开关的拓扑片信息配置方法为:记录开关两侧邻接IP，配置开关类型，对于架空线路的T接线拓扑而言，每侧的邻接配电终端不止一个。
[0040]同母线开关组的拓扑片信息配置方法为:记录所有的开关的一侧邻接IP为本地IP，表示所有的开关的一侧连接于母线;开关的另一侧若存在邻接开关，记录邻接IP，并分别配置开关类型，该拓扑片信息隐含母线节点和负荷节点信息。
[0041]两个配电终端共同覆盖一个同母线开关组的拓扑片信息配置方法为:每个配电终端所覆盖的开关组为一个拓扑片，分别存储在两个配电终端中，两个拓扑片通过母线相连，采用拓扑片中每个开关一侧邻接IP同为另一个拓扑片所对应配电终端IP的方法表示;拓扑片中每个开关的另一侧若存在邻接开关，记录邻接开关所对应的配电终端IP，并分别配置开关类型。
[0042]两个配电终端共同覆盖一个单母线分段开关组的拓扑片信息配置方法为:每个配电终端所覆盖的开关组为一个拓扑片，分别存储在两个配电终端中，两个拓扑片通过母联开关相连，母联开关属于其中一个拓扑片，母联开关由开关类型标示，一侧邻接IP配置为其所属拓扑片对应配电终端IP，另一侧邻接IP配置为另一个拓扑片对应配电终端IP;含母联开关的拓扑片的其他开关的一侧邻接IP同为本地IP;不含母联开关的拓扑片内的开关组的一侧邻接IP同为母联开关所在拓扑片对应配电终端IP，拓扑片中每个开关的另一侧若存在邻接开关，记录其邻接IP，并分别配置开关类型。
[0043]如图2所示，以生成整条馈线拓扑结构为例，基于拓扑片拼接的馈线拓扑多叉树生成方法包括以下步骤:
[0044]第一步，在馈线始端拓扑片中查找电源节点，提升该电源节点为根节点电源节点，更新后的拓扑片多叉树为初始多叉树，把初始多叉树作为当前多叉树开始拼接过程；
[0045]第二步，判断并记录当前多叉树需要融合的母线节点和线路节点；
[0046]第三步，顺序融合第二步所记录的母线节点，把母线节点邻接关系匹配的待拼接拓扑片拼接到当前多叉树；
[0047]第四步，顺序融合第二步所记录的线路节点，把线路节点邻接关系匹配的待拼接拓扑片拼接到当前多叉树；
[0048]第五步，若存在拓扑片拼接增量，重复第二步至第四步。
[0049]其中，第二步中母线节点需要融合的判读依据为:当前多叉树中需要融合的母线节点所记录的邻接IP与待拼接拓扑片的母线节点所记录的本地IP相同时可以认定两个母线节点为同一个母线节点，同理，线路节点需要融合的判断依据为:当前多叉树中需要融合的线路节点所记录的邻接IP与待拼接拓扑片的线路节点所记录的本地IP相同时可以认定两个线路节点为同一个线路节点。
[0050]第二步执行过程中对需要融合的母线节点和线路节点分别标注融合标识，并分别将融合标示记录到母线节点和线路节点的指针数组中；把待拼接拓扑片也记录在一个指针数组中。
[0051 ]所述第三步中母线节点融合过程为:
[0052](I)若待拼接拓扑片的母线节点叶子节点，提升该节点为根节点；
[0053](2)把待拼接拓扑片中根节点的子节点作为当前多叉树母线节点的子节点，更新母线节点父子关系和层数。
[0054]同理，所述第四步中线路节点融合过程为:
[0055](I)若待拼接拓扑片的线路节点叶子节点，提升该节点为根节点；
[0056](2)把待拼接拓扑片中根节点的子节点作为当前多叉树线路节点的子节点，更新线路节点父子关系和层数。
[0057]实施例2:
[0058]本实施例基于拓扑片拼接的馈线拓扑多叉树生成方法，以生成非故障失电区拓扑结构为例，第一步执行过程为:
[0059]选取用于故障隔离的未流过故障电流的开关所在的拓扑多叉树的部分作为初始多叉树:由于该拓扑片中用于故障隔离的开关处于断开状态，因此，删除该开关对应的边和该边连接的节点的剩余拓扑片多叉树作为初始多叉树。
[0060]本实施例其他流程与实施例1相同。
[0061]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于拓扑片拼接的馈线拓扑多叉树生成方法，其特征在于，定义每个配电终端所覆盖的开关/开关组构成的基本单元为一个拓扑片，拓扑片信息分散配置在每一个配电终端中，生成方法包括以下步骤: 第一步，确定初始多叉树； 第二步，判断并记录当前多叉树需要融合的母线节点和线路节点； 第三步，顺序融合第二步所记录的母线节点，把母线节点邻接关系匹配的待拼接拓扑片拼接到当前多叉树； 第四步，顺序融合第二步所记录的线路节点，把线路节点邻接关系匹配的待拼接拓扑片拼接到当前多叉树； 第五步，若存在拓扑片拼接增量，重复第二步至第四步。2.根据权利要求1所述的基于拓扑片拼接的馈线拓扑多叉树生成方法，其特征在于，所述拓扑片信息包括开关类型、拓扑片类型和开关邻接关系。3.根据权利要求2所述的基于拓扑片拼接的馈线拓扑多叉树生成方法，其特征在于，所述拓扑片类型包括单开关、同母线开关组、两个配电终端共同覆盖一个同母线开关组和两个配电终端共同覆盖一个单母线分段开关组;所述开关类型包括普通分段开关、联络开关、负荷分支开关、母联开关和电源开关;所述开关邻接关系指每个开关记录两侧邻接开关所对应的配电终端IP地址，简称邻接IP，每个配电终端的IP地址为两个，分别对应双通道，邻接IP配置信息隐含线路节点或母线节点信息。4.根据权利要求3所述的基于拓扑片拼接的馈线拓扑多叉树生成方法，其特征在于， 所述单开关的拓扑片信息配置方法为:记录开关两侧邻接IP，配置开关类型； 所述同母线开关组的拓扑片信息配置方法为:记录所有的开关的一侧邻接IP为本地IP，表示所有的开关的一侧连接于母线;开关的另一侧若存在邻接开关，记录邻接IP，并分别配置开关类型； 所述两个配电终端共同覆盖一个同母线开关组的拓扑片信息配置方法为:每个配电终端所覆盖的开关组为一个拓扑片，分别存储在两个配电终端中，两个拓扑片通过母线相连，采用拓扑片中每个开关一侧邻接IP同为另一个拓扑片所对应配电终端IP的方法表示;拓扑片中每个开关的另一侧若存在邻接开关，记录邻接开关所对应的配电终端IP，并分别配置开关类型； 所述两个配电终端共同覆盖一个单母线分段开关组的拓扑片信息配置方法为:每个配电终端所覆盖的开关组为一个拓扑片，分别存储在两个配电终端中，两个拓扑片通过母联开关相连，母联开关属于其中一个拓扑片，母联开关由开关类型标示，一侧邻接IP配置为其所属拓扑片对应配电终端IP，另一侧邻接IP配置为另一个拓扑片对应配电终端IP;含母联开关的拓扑片的其他开关的一侧邻接IP同为本地IP;不含母联开关的拓扑片内的开关组的一侧邻接IP同为母联开关所在拓扑片对应配电终端IP，拓扑片中每个开关的另一侧若存在邻接开关，记录其邻接IP，并分别配置开关类型。5.根据权利要求1所述的基于拓扑片拼接的馈线拓扑多叉树生成方法，其特征在于，若用于生成整条馈线拓扑结构，第一步执行过程为: 在馈线始端拓扑片中查找电源节点，提升该电源节点为根节点电源节点，更新后的拓扑片多叉树为初始多叉树，把初始多叉树作为当前多叉树开始拼接过程。6.根据权利要求1所述的基于拓扑片拼接的馈线拓扑多叉树生成方法，其特征在于，若用于生成非故障失电区拓扑结构，第一步执行过程为: 选取用于故障隔离的未流过故障电流的开关所在的拓扑多叉树的部分作为初始多叉树:由于该拓扑片中用于故障隔离的开关处于断开状态，因此，删除该开关对应的边和该边连接的节点的剩余拓扑片多叉树作为初始多叉树。7.根据权利要求1所述的基于拓扑片拼接的馈线拓扑多叉树生成方法，其特征在于，所述第二步中母线节点需要融合的判读依据为: 当前多叉树中需要融合的母线节点所记录的邻接IP与待拼接拓扑片的母线节点所记录的本地IP相同时可以认定两个母线节点为同一个母线节点。8.根据权利要求1所述基于拓扑片拼接的馈线拓扑多叉树生成方法，其特征在于，所述第二步执行过程中对需要融合的母线节点和线路节点分别标注融合标识。9.根据权利要求1所述的基于拓扑片拼接的馈线拓扑多叉树生成方法，其特征在于，所述第三步中母线节点融合过程为: (1)若待拼接拓扑片的母线节点叶子节点，提升该节点为根节点； (2)把待拼接拓扑片中根节点的子节点作为当前多叉树母线节点的子节点，更新母线节点父子关系和层数。10.根据权利要求1所述的基于拓扑片拼接的馈线拓扑多叉树生成方法，其特征在于，所述第四步中线路节点融合过程为: (1)若待拼接拓扑片的线路节点叶子节点，提升该节点为根节点； (2)把待拼接拓扑片中根节点的子节点作为当前多叉树线路节点的子节点，更新线路节点父子关系和层数。
【文档编号】H02J3/00GK106099913SQ201610461412
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月23日
【发明人】吕东飞, 孙学锋, 宁尚元, 王涛, 翟纯恒, 张兴永, 郑春旭, 侯梅毅, 朱国防, 王浩之
【申请人】国家电网公司, 国网山东省电力公司淄博供电公司, 山东大学