电网拓扑结构识别方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力领域，尤其涉及一种电网拓扑结构与状态识别方法及装置。
【背景技术】
[0002] 电网运行控制对保障电网安全可靠运行有着非常重要的作用，在供电可靠性要求 高的电网区域，当电网发生故障时，需要通过故障自愈控制系统快速有效的隔离故障区段， 并迅速恢复非故障区域的供电。由于电网拓扑结构类型较多，包括手拉手串式结构、多端T 接线路，开环、闭环及多电源线路，架空线、电缆线以及混合线路等，现有的故障快速自愈控 制系统拓扑适应能力有限，需预先配置目标电网区域的全局电网拓扑信息，电力系统配置 工作量较多、调试难度大。随着电网的建设发展，一次网架结构改变时，控制系统需要根据 新电网结构，再次调整系统内所有相关装置的全局电网拓扑信息，系统扩展性差，长期运维 不方便。
[0003] 如在现有技术中，故障快速自愈控制系统如何更广泛适用多类型拓扑结构电网， 如何简便快速的配置维护电网的拓扑结构信息，是亟待解决的问题。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明实施例期望提供一种电网拓扑结构与状态识别方法及装置，能 够至少部分解决上述问题。
[0005] 为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
[0006] 本发明实施第一方面提供一种电网拓扑结构与状态识别方法，所述方法包括:将 电网中的开关视为节点，且为每一个节点配置初始拓扑数据集及监测实时位置状态;其中， 在所述初始拓扑数据集中包括该节点的节点标识、该节点直接相连的直连节点标识号及与 该节点直接相连的电源点标识;所述实时位置状态用于表征所述开关的闭合或断开状态； 通过信息通道进行节点之间的所述初始拓扑数据集及所述实时位置状态的交互;从一个所 述节点的所述初始拓扑数据集，逐级搜索识别出所述电网中的各个节点，获得电网拓扑节 点信息;所述电网拓扑节点信息表征电网中包括的节点信息及节点间的关联关系;基于所 述电网拓扑节点信息，识别节点属性、电网区段及区段属性;所述区段属性用于表征所述电 网区段在电网拓扑中的位置以及与节点的联接关系;所述节点属性用于表征节点在所述电 网拓扑中的位置以及与电网区段的联接关系;根据所述实时位置状态、所述节点属性和所 述区段属性，识别各所述节点的实时拓扑作用状态;其中，所述实时拓扑作用状态用于表征 节点在所述电网拓扑中所起的拓扑作用。
[0007] 基于上述方案，所述从一个所述节点的所述初始拓扑数据集，逐级搜索识别出所 述电网中的各个节点，获得电网拓扑节点信息，包括：以一个节点为拓扑起点，沿电网线路 建立拓扑节点链表;将所述拓扑节点的直连节点和/或电源点作为新增节点添加到所述拓 扑节点链表中；根据所述拓扑节点链表中新增节点的所述初始拓扑数据集，将所述新增的 节点的直连节点和/或电源点作为后续的新增节点添加到所述拓扑节点链表中，直至所有 遍历所有节点，形成完整拓扑节点链表，得到所述电网拓扑节点信息。
[0008] 基于上述方案，所述基于所述电网拓扑节点信息，识别节点属性、电网区段及区段 属性，包括:将所述完整拓扑节点链表上的节点m的初始拓扑数据集A和所述节点m直接相连 任意一个节点η初始拓扑数据集B做交集运算，产生交集C;其中，所述节点m为所述完整拓扑 节点链表上的任意一个节点；计算交集C相对于所述初始数据集A的补集D;将节点m标识加 入补集D中得到数据集E;交集C和数据集E中节点为位于所述节点m不同侧的两个区段数据 集;其中，所述区段数据集用于表征所述电网区段包括的节点和电源点的数据集;根据所述 区段数据包括的元素个数，确定各所述电网区段的区段属性;其中，所述区段属性包括主干 区段及末端区段;其中，所述主干区段为包括两个以上元素的区段;所述末端区段为仅包括 一个元素的区段;根据所述节点m两侧电网区段的电网属性，确定所述节点m的节点属性;其 中，所述节点属性包括主干节点和末端节点；所述主干节点为两侧均是所述主干区段的节 点;所述末端区段为至少一侧为所述末端区段的节点。
[0009] 基于上述方案，所述方法还包括:基于所述电网拓扑节点信息，对每一个节点的所 述初始拓扑数据集进行防误校验，确定所述初始拓扑数据集是否配置错误;若有所述初始 拓扑数据集配置错误，则输出初始拓扑数据集配置错误信息。
[0010] 基于上述方案，所述基于所述电网拓扑节点信息，对每一个节点的所述初始拓扑 数据集进行防误校验，包括:若一个节点的直连节点的初始数据集均包括该节点的节点标 识，则确定该节点的初始拓扑数据集配置正确，否则配置错误。
[0011] 基于上述方案，所述实时拓扑作用状态包括无效态、检修态、分段态、联络态及隔 离态;其中，所述无效态为默认初始状态;所述实时位置状态包括表示所述节点的闭合的合 状态或表示所述节点断开的开状态;所述根据实时位置状态及节点属性和区段属性，识别 各节点的实时拓扑作用状态，包括:若节点被检修，则确定该节点处于所述检修态;若非所 述检修态的节点处于所述合状态，则确定所述节点处于所述分段态;若非所述检修态的节 点处于所述开状态且节点左右两侧均至少有一条连接到电源点的通路，则确定非所述检修 态的节点处于所述联络态，否则非所述检修态的节点处于所述隔离态。
[0012] 基于上述方案，所述方法还包括:将确定的所述实时拓扑作用状态与接收到的实 时拓扑状态比较，若不一致则输出实时拓扑状态异常警告信息。
[0013] 基于上述方案，每一个所述节点逻辑上对应于一个分布式装置;所述方法应用于 所述分布式装置中。
[0014] 本发明实施例第二方面提供一种电网拓扑结构与状态识别装置，所述装置包括： 配置单元，用于将电网中的开关视为节点，且为每一个节点配置初始拓扑数据集及监测实 时位置状态;其中，在所述初始拓扑数据集中包括与该节点的节点标识、该节点直接相连的 直连节点标识号及与该节点直接相连的电源点标识;所述实时位置状态用于表征所述开关 的闭合或断开状态;交互单元，用于通过信息通道进行节点之间的所述初始拓扑数据集及 所述实时位置状态的交互;节点搜索单元，用于从一个所述节点的所述初始拓扑数据集，逐 级搜索识别出所述电网中的各个节点，获得电网拓扑节点信息;所述电网拓扑节点信息表 征电网中包括的节点信息及节点间的关联关系；结构识别单元，用于基于所述电网拓扑节 点信息，识别节点属性、电网区段及区段属性;状态识别单元，用于根据所述实时位置状态、 所述节点属性和所述区段属性，识别各所述节点的实时拓扑作用状态;其中，所述实时拓扑 作用状态用于表征节点在所述电网拓扑中所起的拓扑作用。
[0015] 基于上述方案，所述节点搜索单元，具体用于以一个节点为拓扑起点，沿电网线路 建立拓扑节点链表;将所述拓扑节点的直连节点和/或电源点作为新增节点添加到所述拓 扑节点链表中；根据所述拓扑节点链表中新增节点的所述初始拓扑数据集，将所述新增的 节点的直连节点和/或电源点作为后续的新增节点添加到所述拓扑节点链表中，直至所有 遍历所有节点，形成完整拓扑节点链表，得到所述电网拓扑节点信息。
[0016] 基于上述方案，所述结构识别单元，具体用于将所述完整拓扑节点链表上的节点m 的初始拓扑数据集A和所述节点m直接相连任意一个节点η初始拓扑数据集B做交集运算，产 生交集C;其中，所述节点m为所述完整拓扑节点链表上的任意一个节点；计算交集C相对于 所述初始数据集A的补集D;将节点m标识加入补集D中得到数据集E;交集C和数据集E中节点 为位于所述节点m不同侧的两个区段数据集;其中，所述区段数据集用于表征所述电网区段 包括的节点和电源点的数据集;根据所述区段数据包括的元素个数，确定各所述电网区段 的区段属性;其中，所述区段属性包括主干区段及末端区段;其中，所述主干区段为包括两 个以上元素的区段;所述末端区段为仅包括一个元素的区段;根据所述节点m两侧电网区段 的电网属性，确定所述节点m的节点属性;其中，所述节点属性包括主干节点和末端节点;所 述主干节点为两侧均是所述主干区段的节点;所述末端区段为至少一侧为所述末端区段的 节点。
[0017] 基于上述方案，所述装置还包括:配置异常检测单元，用于基于所述电网拓扑节点 信息，对每一个节点的所述初始拓扑数据集进行防误校验，确定所述初始拓扑数据集是否 配置错误;若有所述初始拓扑数据集配置错误，则输出初始拓扑数据集配置错误信息。
[0018] 基于上述方案，所述配置异常检测单元，具体用于若一个节点的直连节点的初始 数据集均包括该节点的节点标识，则确定该节点的初始拓扑数据集配置正确，否则配置错 误。
[0019] 基于上述方案，所述实时拓扑作用状态包括无效态、检修态、分段态、联络态及隔 离态;其中，所述无效态为默认初始状态;所述实时位置状态包括表示所述节点的闭合的合 状态或表示所述节点断开的开状态;所述状态识别单元，具体用于若节点被检修，则确定该 节点处于所述检修态;若非所述检修态的节点处于所述合状态，则确定所述节点处于所述 分段态;若非所述检修态的节点处于所述开状态且节点左右两侧均至少有一条连接到电源 点的通路，则确定非所述检修态的节点处于所述联络态，否则非所述检修态的节点处于所 述隔离态。
[0020] 基于上述方案，所述装置还包括:拓扑状态异常验证单元，用于将确定的所述实时 拓扑作用状态与接收到的实时拓扑状态比较，若不一致则输出实时拓扑状态异常警告信 息。
[0021] 本发明实施例提供的电网拓扑结构识别方法及装置，通过配置每一个节点的初始 拓扑数据集及监测实时位置状态，通过各个节点的初始拓扑数据集及监测实时位置状态交 互，节点遍历将得到电网全局的电网拓扑节点信息，并确定出电网区段、区段属性、节点属 性及实时拓扑作用状态，本实施例所述方法可以适用于任意一种电网结构，具有自适应性 和通用性强的特点，同时在本实施例中在新增电网结构时，通过配置对应节点的初始拓扑 数据集并监测实时位置状态信息即可，减少了大量因新增节点或删除节点导致的拓扑结构 参数等大量工作。显然与此同时，利用本实施例所述方法进行电网拓扑结构识别和电网区 段、区段属性、节点属性及实时拓扑作用状态等拓扑参数的获取，允许电网更自由的新增节 点、删除节点、实现开关的即插即用。
【附图说明】
[0022] 图1为本发明实施例提供的第一种电网拓扑结构与状态识别方法的流程示意图；
[0023] 图2为本发明实施例提供的一种电网结构示意图；
[0024] 图3为本发明实施例提供给的一种分布式装置及分布式装置结构的连接结构示意 图；
[0025] 图4为本发明实施例提供的一种电网拓扑结构识别装置的结构示意图；
[0026] 图5为本发明实施例提供的识别电网全局的电网拓扑结构的流程示意图；
[0027] 图6为本发明实施例获取实时拓扑作用状态的流程示意图。
【具体实施方式】
[0028] 以下结合说明书附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细阐述。
[0029] 如图1所示，本实施例提供一种电网拓扑结构与状态识别方法，所述方法包括：
[0030] 步骤S110 :将电网中的开关视为节点，且为每一个节点配置初始拓扑数据集及监 测实时位置状态;其中，在所述初始拓扑数据集中包括与该节点的节点标识、该节点直接相 连的直连节点标识号及与该节点直接相连的电源点标识;所述实时位置状态用于表征