一种地区电网防误网络拓扑分析方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电网防误拓扑分析技术。
【背景技术】
[0002]地区电网的主要一次运行设备有发电机、变压器、线路、母线、并联电容器组等，各种电网设备通过开关、刀闸连接在一起共同组成电网，改变开关和刀闸的状态可组成不同的运行方式。为了能够在各种运行方式下进行分析计算，实现特殊运行方式下的甩负荷、合环/解环、倒母、旁代等复杂操作方式的防误判断，必须进行基于图形连接关系和模型节点的拓扑分析。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题就是提供一种地区电网防误网络拓扑分析方法，通过对开关和刀闸实时状态的分析，将连接在一起的电网设备直接连接在一起，并将各种电网设备通过等值处理形成计算所需的网络模型，使防误判断不仅仅局限于常规的断路器、隔离开关、接地刀闸和地线的防误判断，还可满足甩负荷、合环/解环、倒母、旁代等复杂操作方式的判断。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:一种地区电网防误网络拓扑分析方法，包括如下步骤:
[0005]第一步是变电站的结线分析，分析变电站的母线段由闭合开关联接成多少计算用结点；
[0006]第二步是系统网络分析，把整个系统的拓扑节点由支路联结起来，并分析系统划分成多少个子系统；
[0007]第三步是量测量系统分析，按子系统划分量测系统，并检查各子系统的可观测性。
[0008]进一步的，变电站的结线分析的基本算法采用堆栈原理，利用堆栈原理搜索某一母线所含有连接节点的过程如下:
[0009]1)将各连接节点和各开关置以未搜索标志；
[0010]2)由某一连接节点出发，将此节点置于堆栈第一层；
[0011]3)进栈:通过检索开关元件，找到相连接的未搜索之闭合开关之未搜索之连接节点，将其置于下一层堆栈中，并将此开关和连接节点置已搜索标志；
[0012]4)退栈:某一连接节点已无未搜索之闭合开关，或未搜索闭合开关对端已无未搜索连接节点，则退一层堆桟；
[0013]5)退回到出发节点:继续退栈时结束搜索过程，完成了一个母线的搜索过程。
[0014]第四步是从变电站的SVG图形和(ΠΜ模型中，包含各种设备的图元信息以及图层信息，搜索出操作相关的开关、隔离刀闸、接地刀闸的连接关系，并进行各种电气岛、接地岛、连通支路的判别，使防误拓扑正确工作。
[0015]本发明的电网防误网络拓扑分析方法，将连接在一起的电网设备直接连接在一起，并将各种电网设备通过等值处理形成计算所需的网络模型，并基于从监控系统获取的变电站SVG图形和(ΠΜ数据模型实现图模共享。
【附图说明】
[0016]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步描述:
[0017]图1为通用网络模型示意图；
[0018]图2为变电站结线分析示意图；
[0019]图3为利用堆栈原理搜索某一母线所含有连接节点的过程示意图。
【具体实施方式】
[0020]每一个电网设备有一个或多个与其他设备连接的端点(Terminal)，这些端点在图形描述中一般用一个整数表示，被称为节点(Node)。节点在拓扑分析前统称为连接节点(Connectivity node)。连接节点是设备间相联的判断准则(通过0阻抗相联)，如刀闸和线路、开关和刀闸、刀闸和母线相连等。连接节点的数目是大量的，是电网的基本描述，是拓扑分析的基本输入。连接节点的数目是相对基本不变的。拓扑节点(Topological node)由多个连接节点组成，是拓扑分析后生成的模型节点，通过闭合的开关、刀闸连接在一起，是拓扑分析的结果，一般称为母线节点(Bus)，拓扑节点的数目会随着运行方式的改变而改变。
[0021]由于各种原因(主要是电网事故)，一个电网可能会分裂为多个部分(子网)独立运行，每一个独立的子网(Sub net)被称为一个电气岛(Topological island)。电气岛根据有无功率注入分为活岛(Live island)和死岛(Dead island)，电网计算应能对每一个活岛进行计算。
[0022]开关设备是拓扑分析中最主要的电网设备，它的状态的改变将改变网络的结构和拓扑分析后的电网模型。开关设备是两端口设备，当开关状态为闭合时，一般称为0阻抗支路。开关设备的主要类型有:跳线、隔离开关(刀闸)、断路器(开关)、熔丝(保险丝)、负荷开关(只能开闭正常负荷电流)。
[0023]在建立网络描述时有效的办法是将元件的节点描述作为图形设备描述的一部分。一个元件为多端口部件，分别连接母线、地线和其他设备(如线路、发电机等)。
[0024]拓扑分析中对连接节点、拓扑节点、电气岛等拓扑分析中用到的信息的描述总结为:
[0025]?每一个电网设备都有一个或多个端点；
[0026]?每一个端点都属于一个连接节点；
[0027]?连接节点是拓扑节点的一个成员，拓扑节点由多个连接节点组成。
[0028]拓扑节点是电气岛的一个成员，一个电气岛由多个节点和支路组成。网络描述中有大量的连结节点，准确和快速的对连结节点编号是非常重要的。按照某些原则实现连结节点编号自动化是最理想的选择。一般用厂站编号、元件节点编号和元件几何坐标3位信息可基本实现编号的自动化。
[0029]如图1所示的通用网络的模型(指拓扑分析后的结果)，通用网络的模型中只有两个基本元素:节点、支路，图1中一个电气岛包含10个节点，12条支路的网络。
[0030]在一般的网络描述中，节点有电势和注入量，在电力系统中对应的描述有母线电压(幅值和相角)和母线功率注入(有功注入、无功注入)。对于支路一般的描述有功率流量和阻抗，在电力系统中对应的是潮流(有功潮流、无功潮流)和设备