基于开关刀闸-子系统的电网故障恢复路径搜索方法
【专利摘要】一种基于开关刀闸-子系统的电网故障恢复路径搜索方法，在开关刀闸-子系统等值的电网模型基础上，通过搜索电网故障后所形成的独立子系统以及连接各子系统的开关刀闸，来寻找供电恢复路径。在搜索过程中采用宽度优先搜索策略。采用上述方法，基于VC2010编程工具，引用某地区局部电网模型进行故障模拟，搜索供电路径。
【专利说明】基于开关刀闸-子系统的电网故障恢复路径搜索方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力系统故障恢复领域，特别涉及一种基于开关刀闸-子系统的电网故障恢复路径搜索方法。
【背景技术】
[0002]国内外学者引入基于节点-子系统的网络拓扑方法，根据开关刀闸状态，将电网划分为多个内部连通的节点和子系统，为路径搜索提供便利条件。许多学者提出利用模糊理论、遗传算法、人工神经网络等方法来实现故障恢复，但这些方法主要停留在理论研究层面，很难用于现场实际。另有学者提出利用专家系统实现故障恢复，但该方法需要构建庞大的知识库，在系统网络架构发生变化时需要做大量的数据维护，也不适于在线运行。除上述方法外，有学者提出基于断路器隔离开关逐一搜索的策略，在策略中对负荷的优先级进行排序，但该方法过程过于繁琐，且运行速度慢，不适用在线应用。
【发明内容】
[0003]一种基于开关刀闸-子系统的电网故障恢复路径搜索方法，其特征在于将电网等值为开关刀闸-子系统模型，其中子系统分为带电子系统、不带电子系统、失电子系统三大类，或者分为终点子系统、非终点子系统两类；路径搜索采用宽度优先的搜索策略，从非故障失电子系统出发，通过搜索子系统所连开关刀闸，找到该子系统所有相邻子系统，重复操作，直至找到带电子系统或终点子系统为止。
[0004]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
[0005]提出了一种基于开关刀闸-子系统的电网故障恢复路径搜索方法，将电网等值为开关刀闸-子系统模型；将子系统分为带电子系统、不带电子系统、失电子系统三类，或者分为终点子系统和非终点子系统两类；在路径搜索前对与故障失电子系统相连的开关刀闸进行标记，同时将各非故障失电子系统按照负荷重要程度进行优先级排序；按照电网等值模型，采用宽度优先的搜索策略，从优先级最高的非故障失电子系统出发，通过搜索子系统所连开关刀闸，找到该子系统所有相邻子系统，重复操作，直至找到带电子系统或终点子系统为止；在搜索过程中，对已搜索过的开关刀闸及子系统进行标记。
[0006]本发明的一种改进是将电网等值为子系统-开关刀闸模型，提高了恢复路径搜索效率。
[0007]本发明的一种改进是将子系统分为带电子系统、不带电子系统、失电子系统三大类，或者分为终点子系统、非终点子系统两类，不带电子系统是指故障前后都不带电的子系统，失电子系统指因故障而停电的子系统，又分为非故障失电子系统及故障失电子系统，非故障失电子系统指不含故障设备的失电子系统，而故障失电子系统则指包含故障设备的失电子系统，终点子系统是一种非带电子系统，其相邻子系统具有故障标记或搜索标记。
[0008]本发明的一种改进是在路径搜索前，对与各故障失电子系统相连的开关刀闸进行标记，避免搜索到不可靠路径。[0009]本发明的一种改进是在搜索路径前，对各非故障失电子系统按照负荷重要程度进行优先级排序，以便优先恢复重要负荷供电。
[0010]本发明的一种改进是在搜索过程中对已搜索过的子系统或开关进行标记，以免重复搜索，陷入死循环。
[0011]本发明的一种改进是从优先级最高的非故障失电子系统开始搜索，采用宽度优先搜索策略，遍历所有可能对子系统进行恢复的路径，提高了供电恢复路径的完备程度。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为某地区局部电网模型图，图中2变压器为故障设备，2202、1102、1002断开，形成了故障失电子系统；IOkV母线为非故障失电设备，形成了非故障失电子系统；1001断路器为不带电设备，形成不带电子系统:其余部分设备形成带电子系统。
[0013]图2为电网等值模型图；
[0014]图3为故障恢复路径搜索流程图；
【具体实施方式】
[0015]如图3所示，从非故障失电子系统出发，通过搜索子系统所连开关刀闸，找到该子系统的相邻子系统；若相邻子系统带电或相邻子系统为终点子系统，则标记此为一条路径，否则就进行多层搜索直到找到带电子系统或终点子系统为止。
[0016]如图2所示，子系统4为故障后形成的非故障失电子系统，子系统3为故障失电子系统，子系统2为不带电子系统，子系统I为带电子系统。路径搜索前对与故障失电子系统3相连的开关刀闸C、D进行标记。从子系统4开始搜索，搜索到两个相邻子系统2和3，由于3为故障子系统，开关刀闸D已被标记，不能作为一条路径；子系统2不带电，继续搜索子系统2的相邻子系统1，子系统I为带电子系统，因此开关刀闸B+A为一条恢复路径；在搜索过程中，每搜索一步，对搜索过的子系统和开关刀闸进行标记，防止从子系统2沿开关刀闸B往回搜索到子系统4。
[0017]综上所述，本发明设计的基于开关刀闸-子系统的电网故障恢复路径搜索方法，有效解决了电网故障后，如何快速寻找失电区域供电恢复路径的问题，以子系统为单位进行搜索的方法，提高了路径搜索的效率，利用宽度优先搜索，提高了路径搜索的完备程度。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，验证了基于开关刀闸-子系统的电网故障恢复路径搜索方法的正确性及有效性。
[0018]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。
【权利要求】
1.一种基于开关刀闸-子系统模型的电网故障回复路径搜索方法，其特性在于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，通过结线分析将电网等值为开关刀闸-子系统模型，其中子系统分为带电子系统、不带电子系统、失电子系统三大类，或者分为终点子系统、非终点子系统两类；失电子系统分为故障失电子系统和非故障失电子系统；在路径搜索前对与故障失电子系统相连的开关刀闸进行标记，同时将各非故障失电子系统按照负荷重要程度进行优先级排序；路径搜索采用宽度优先的搜索策略，从优先级最高的非故障失电子系统出发，通过搜索子系统所连开关刀闸，找到该子系统所有相邻子系统，重复操作，直至找到带电子系统或终点子系统为止；在搜索过程中，对已搜索过的开关刀闸及子系统进行标记；当全部路径搜索结束后，通过对路径潮流越限、开关刀闸操作次数、母线电压越限、电网网损率、电网备用容量五个指标的计算得出最优故障恢复路径。
2.如权利要求1所述的恢复路径搜索方法，其特征在于，将子系统分为带电子系统、不带电子系统、失电子系统三类，其中，不带电子系统是指故障前后都不带电的子系统；失电子系统指因故障而停电的子系统，又分为非故障失电子系统及故障失电子系统，其中非故障失电子系统指不含故障设备的失电子系统，而故障失电子系统则指包含故障设备的失电子系统。
3.如权利要求1所述的恢复路径搜索方法，将子系统分为终点子系统、非终点子系统两类，终点子系统是一种非带电子系统，其相邻子系统具有故障标记或搜索标记。
4.如权利要求1所述的恢复路径搜索方法，其特征在于，按照电网等值模型，通过搜索非故障失电子系统所连开关刀闸，寻找该子系统的相邻子系统，若相邻子系统不带电且为非终点子系统，则继续搜索，直到找到带电子系统或终点子系统，每搜索到一条恢复路径，需进行标记存储。
5.如权利要求1所述的恢复路径搜索方法，其特征在于:当全部路径搜索结束后，通过对路径潮流越限、开关刀闸操作次数、母线电压越限、电网网损率、电网备用容量五个指标的计算得出最优故障恢复路径；其计算公式如下:
【文档编号】H02H3/06GK103678369SQ201210341705
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月17日 优先权日:2012年9月17日
【发明者】张旭, 程雪婷, 赵冬梅 申请人:华北电力大学