一种智能配电终端局部拓扑生成方法与流程

本发明涉及智能电网领域，尤其是涉及一种智能配电终端局部拓扑生成方法。

背景技术

配电网规模庞大、接线复杂，分布式电源接入增加了配电网自动化的控制难度，对配电自动化的技术要求越来越高。由于配电网的终端设备点多面广，造成配电自动化建设和维护成本都很高，同时大量配电自动化设备的有效接入和减少维护工作量是配电自动化技术应用长期面临的一大问题。随着技术的进步，各种智能配电终端越来越多地应用到配电网中，充分发挥集中智能和分布智能的优势进行故障处理，实现馈线自动化是发展趋势。

在配电主站中具有以端子模型为基础，针对开关和线路等一次设备建立的全网拓扑，通过开关与智能配电终端的映射建立一、二次设备的关联关系，利用深度优先搜索算法在全网拓扑基础上，以智能配电终端为中心建立智能配电终端通信拓扑网络，一、二次设备的关联关系以及相邻开关拓扑网络。因此，如何实现从配电网的全网拓扑到智能配电终端中局部拓扑的转换至关重要，而现有技术中还缺乏有效的方法。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种智能配电终端局部拓扑生成方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种智能配电终端局部拓扑生成方法，包括相邻智能配电终端拓扑的生成和本地拓扑的生成，具体包括以下步骤：

1)获取配电网全网拓扑描述；

2)读取需要生成局部拓扑的目标智能配电终端，根据所述配电网全网拓扑描述，获取该目标智能配电终端的本地开关属性；

3)读取目标智能配电终端的本地开关，采用深度优先搜索算法进行拓扑分析生成目标智能配电终端的相邻智能配电终端属性，生成相邻智能配电终端拓扑；

4)判断目标智能配电终端的本地开关是否大于1，若是，则执行步骤5)，若否，则结束；

5)扫描每一个本地开关，基于所述配电网全网拓扑描述，生成本地拓扑。

进一步地，所述配电网全网拓扑描述包括开关描述、馈线段描述和智能配电终端描述，其中，

所述开关描述包括设备唯一标识、端子和开关关联智能配电终端，

所述馈线段描述包括设备唯一标识和端子，

所述开关关联智能配电终端包括终端唯一标识、通道标识和通信地址。

进一步地，所述步骤2)中，遍历全网中所有开关，将设备唯一标识与目标智能配电终端的终端唯一标识一致的开关加入目标智能配电终端的本地开关属性中。

进一步地，所述步骤3)中，采用深度优先搜索算法进行拓扑分析生成目标智能配电终端的相邻智能配电终端属性具体为：

遍历本地开关，将当前的本地开关的两个端子加入到临时端子堆栈中；

按照先进后出原则从临时端子堆栈中取出一个端子，扫描开关设备和线路设备，若扫描到线路设备，则在线路设备的一端子与从临时端子堆栈中取出的端子相同时，将该线路设备的另一端子也加入临时端子堆栈中，若扫描到开关设备，则将与该开关设备关联的智能配电终端添加到与此处开关具有直接上下游供电关系的开关关联的智能配电终端中。

进一步地，所述步骤5)中，生成本地拓扑的具体过程包括：

将扫描到的当前开关的设备唯一标识添加到目标智能配电终端的本地拓扑属性中；

从当前开关两端的端子出发进行搜索，将两端的馈线段计数器清零，若端子所连接的为馈线段，则将对应的馈线段计数器加1，直到搜索到另一开关或末端设备，根据两端的馈线段计数器的值设置当前开关的类型，若两端的馈线段计数器均为0，则将当前开关的类型设置为母联开关，否则设置为非母线开关。

进一步地，若馈线段计数器大于0，则将搜索到开关的设备唯一标识添加到当前开关的外部邻接开关中，否则外部邻接开关为空。

进一步地，所述智能配电终端局部拓扑的描述信息包括设备唯一标识、本地开关、本地拓扑、相邻智能配电终端拓扑、通道标识和通信地址。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明在配电主站采用端子模型针对开关和线路等一次设备建立全网拓扑，通过开关与智能配电终端的映射建立一、二次设备的关联关系，利用深度优先搜索算法在全网拓扑基础上，以智能配电终端为中心建立智能配电终端通信拓扑网络，一、二次设备的关联关系以及相邻开关拓扑网络，实现了从配电网的全网拓扑到智能配电终端中局部拓扑的精确转换。

2、基于本发明生成的智能配电终端局部拓扑，可实现快速故障处理，使得分布式馈线自动化不依赖于主站的大量计算。

3、本发明采用深度优先搜索算法进行拓扑分析，能够快速搜索到本地开关两侧所连接开关的id，并组成拓扑连接方案，提高效率。

4、通过分析在智能配电终端中适应分布式馈线自动化需求的拓扑结构，并对iec61968、iec61970、iec61850等国际标准进行比较，可以方便找出配电主站全网拓扑模型与智能配电终端局部拓扑模型之间的差异。

5、结合分布式fa的局部拓扑需求，建立智能配电终端局部拓扑模型和配电主站全系统拓扑模型，并通过模型转换实现局部拓扑模型的自维护。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为智能配电终端局部拓扑信息示意图，其中，(a)为无母线拓扑结构，(b)为含母线拓扑结构。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本发明提供一种智能配电终端局部拓扑生成方法，包括以下步骤：

步骤一，建立配电网全网拓扑描述，包括开关(设备唯一标识id、开关左侧连接设备的id(端子1)、开关右侧连接设备的id(端子2)、开关关联的智能配电终端id)、馈线段(设备唯一标识、端子1、端子2)、智能配电终端(设备唯一标识、通道标识、通信地址)。

步骤二，建立智能配电终端相邻局部拓扑描述：智能配电终端(设备唯一标识、本地开关、本地拓扑、相邻智能配电终端拓扑、通道标识、通信地址)。

步骤三，读取需要生成拓扑的智能配电终端，遍历所有开关，比较开关关联的智能配电终端属性与需要生成拓扑的智能配电终端的设备唯一标识，如果相等则将其追加到智能配电终端的本地开关属性中。

步骤四，依次读取智能配电终端的所有本地开关，基于开关和线路端子模型，采用深度优先搜索算法进行拓扑分析生成智能配电终端的相邻智能配电终端属性。

采用深度优先搜索算法进行拓扑分析生成智能配电终端的相邻智能配电终端属性具体步骤为：将当前开关设备两端的端子加入到临时端子堆栈中，按照先进后出原则从临时端子堆栈中取出一个端子，扫描开关设备和线路设备，如果某一线路设备的端子与从临时端子堆栈中取出一个端子相同，则将该设备的另一端子加入到临时端子堆栈中，如果扫描到的是开关则将其关联的智能配电终端添加到与此处开关具有直接上下游供电关系的开关关联的智能配电终端中。

步骤五，如果智能配电终端的本地开关数大于1，则扫描每一个本地开关lbidi，首先将此开关lbidi的设备唯一标识添加到智能配电终端的本地拓扑属性中，并将馈线段计数器清零，然后分别从此开关lbidi两端的端子出发进行搜索，如果端子所联的设备是馈线段则将馈线段计数器加1，直到搜索到开关或末端设备，如果馈线段计数器大于0，则将搜索到的开关的设备唯一标识添加到本地开关lbidi的外部邻接开关中，否则lbidi的外部邻接开关为空，如果两侧馈线段计数器均为0则将本地开关lbidi的类型设置为母联开关，否则设置为非母线开关。

通过上述方法可以满足上述分布式fa的功能要求，在智能配电终端中需要建立局部拓扑模型，并能适应各种典型的拓扑结构。所建立的拓扑模型包括两部分信息，分别是本地设备参数和设备之间的连接关系、与本地设备有直接电气连接的外部设备以及这些设备与本地设备之间的连接关系。比如，在图2的开关2处安装的智能配电终端中，拓扑信息包括本地设备开关2，但无本地连接关系，以及与开关2直接相连的外部设备包含开关1、3和4，开关1、3、4与开关2之间的连接关系是图2(a)所示的局部拓扑参数范围。在配电站等含母线结构的网络中安装的智能配电终端不仅包括本地设备，还具有本地连接关系，如图2(b)中的虚框所示，包含了本地设备开关5、6、7、8、9及其之间的连接关系，同时本地设备与外部设备开关10和11具有连接关系。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。