電力網絡骨干拓撲結構的提取方法和裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開一種提取電力網絡骨干拓撲的方法，該方法包括：接收符合用戶需求的拓撲子結構的描述以及由拓撲子結構提取的骨干拓撲子結構的描述；基于所述拓撲子結構的描述產生第一關聯矩陣以及基于骨干拓撲子結構的描述產生第二關聯矩陣；根據電力網絡的底層拓撲結構產生第三關聯矩陣；在所述第三關聯矩陣中搜索與所述第一關聯矩陣匹配的子矩陣；利用所述第二關聯矩陣對匹配的子矩陣進行變換獲得第四關聯矩陣；以及根據所述第四關聯矩陣產生對應于所述底層拓撲結構的骨干拓撲結構。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電力網絡，特別涉及電力網絡骨干拓撲的提取方法和裝置。
技術介紹
電力系統是由發電機、變壓器、母線、開關、刀閘、線路等電力元件按一定形式連接而成的整體，電氣運行性能受到元件特性和元件連接關系的約束。當不考慮網絡中元件的物理特性，電力系統可以抽象成由支路及由支路連接成的節點組成的網絡拓撲。綜合考慮電力系統的元件特性約束和連接關系約束，電網實際上包含了兩類拓撲結構幾何拓撲和物理拓撲。幾何拓撲反映了電網設備的幾何連接狀態，物理拓撲則體現了電網元件物理上的電氣耦合關系。電力系統網絡拓撲結構分析一般分為以下兩個方面的內容(I)電力網絡拓撲結構的建立。根據開關狀態把各種設備連接的電網表示成能用于電力系統分析計算的節·點-支路連接關系模型，并且識別相互連通孤立的子裝置，是電力系統物理分析、計算和研究的基礎；⑵研究和利用電網拓撲結構，挖掘拓撲結構和物理功能之間的內在聯系，從而方便和簡化電力系統分析和控制。實際運營中，電網公司不同的業務部門需要根據自身的業務需求對電力系統進行分析和計算，因此對電力系統的底層拓撲結構的關注點不同，主要反映在將底層拓撲結構抽象成不同的骨干拓撲網絡。目前，電網公司各個業務部門主要根據業務需求，基于專家經驗，人工從底層拓撲結構提取骨干拓撲結構。然而實際電力系統元器件數目龐大，線路紛繁復雜，由于負荷變化、設備維護、主動優化等原因，電網設備層面不斷更新，底層電網拓撲結構常常發生變化，各個業務部門通過手工從底層電網拓撲結構提取骨干拓撲結構并進行維護，不僅工序繁瑣而且成本高昂。因此，需要提供一種根據業務需求自動高效地提取骨干拓撲結構的方法。專利
技術實現思路
基于上述問題，本專利技術提供一種自動高效的提取骨干拓撲結構的方法和裝置。根據本專利技術的第一方面，提供一種提取電力網絡骨干拓撲的方法，該方法包括接收符合用戶需求的拓撲子結構的描述以及由拓撲子結構提取的骨干拓撲子結構的描述；基于所述拓撲子結構的描述產生第一關聯矩陣以及基于骨干拓撲子結構的描述產生第二關聯矩陣；根據電力網絡的底層拓撲結構產生第三關聯矩陣；在所述第三關聯矩陣中搜索與所述第一關聯矩陣匹配的子矩陣；利用所述第二關聯矩陣對匹配的子矩陣進行變換獲得第四關聯矩陣；以及根據所述第四關聯矩陣產生對應于所述底層拓撲結構的骨干拓撲結構。根據本專利技術的第二方面，提供一種提取電力網絡骨干拓撲的裝置，該裝置包括接收模塊，被配置為接收符合用戶需求的拓撲子結構的描述以及由拓撲子結構提取的骨干拓撲子結構的描述；關聯矩陣產生模塊，被配置為基于所述拓撲子結構的描述產生第一關聯矩陣，基于骨干拓撲子結構的描述產生第二關聯矩陣以及根據電力網絡的底層拓撲結構產生第三關聯矩陣；搜索模塊，被配置為在所述第三關聯矩陣中搜索與所述第一關聯矩陣匹配的子矩陣；矩陣變換模塊，被配置為利用所述第二關聯矩陣對匹配的子矩陣進行變換獲得第四關聯矩陣；以及骨干拓撲結構產生模塊，被配置為根據所述第四關聯矩陣產生對應于所述底層拓撲結構的骨干拓撲結構。本專利技術的提取骨干拓撲結構的方法和裝置，能夠根據業務需求自動高效地提取骨干拓撲結構。附圖說明結合附圖，通過參考下列詳細的示例性實施例的描述，將會更好地理解本專利技術本身、優選的實施方式以及本專利技術的目的和優點，其中圖I示出根據本專利技術實施例的電力網絡骨干拓撲的提取方法；圖2不出根據本專利技術實施例的拓撲子結構圖；圖3示出根據本專利技術的實施例對圖2的拓撲子結構進行抽象形成的節點-支路連 接關系的有向圖；圖4不出根據本專利技術實施例的骨干拓撲子結構圖；圖5示出根據本專利技術的實施例對圖4的骨干拓撲子結構進行抽象形成的節點-支路連接關系的有向圖；圖6示出根據本專利技術實施例的底層拓撲結構圖；圖7示出根據本專利技術的實施例對圖6的拓撲子結構進行抽象形成的節點-支路連接關系的有向圖；圖8示出在電力網絡的底層拓撲結構的關聯矩陣中搜索所述拓撲子結構的關聯矩陣的流程圖；圖9示出圖8的步驟S802的具體實現的過程；圖10示出圖8的步驟S804的具體實現的過程；圖11示出根據本專利技術的實施例對應于所述底層拓撲結構的骨干拓撲結構圖；圖12示出根據本專利技術的實施例的提取電力網絡骨干拓撲的裝置框圖；以及圖13則示意性示出了可以實現根據本專利技術的實施例的計算設備的結構方框圖。具體實施例方式以下結合附圖描述根據本專利技術實施例的電力網絡骨干拓撲結構的提取方法和裝置，將會更好地理解本專利技術的目的和優點。圖I示出根據本專利技術實施例的電力網絡骨干拓撲結構的提取方法，該方法包括在步驟S101，接收符合用戶需求的拓撲子結構的描述以及由拓撲子結構提取的骨干拓撲子結構的描述；在步驟S102，基于所述拓撲子結構的描述產生第一關聯矩陣以及基于骨干拓撲子結構的描述產生第二關聯矩陣；在步驟S103，根據電力網絡的底層拓撲結構產生第三關聯矩陣；在步驟S104，在所述第三關聯矩陣中搜索與所述第一關聯矩陣匹配的子矩陣；在步驟S105，利用所述第二關聯矩陣對匹配的子矩陣進行變換產生第四關聯矩陣；在步驟S106，根據所述第四關聯矩陣產生對應于所述底層拓撲結構的骨干拓撲結構。步驟S101，接收符合用戶業務需求的拓撲子結構的描述以及由拓撲子結構提取的骨干拓撲子結構的描述。由于電力公司不同的業務部門具有不同的業務需求和業務分析目標，即使針對同一個電力網絡的底層拓撲結構，各個業務部門的關注點也各不相同。因此需要各個業務部門指定符合其業務需求的拓撲子結構以及由拓撲子結構提取的骨干拓撲子結構，相對于整個電力系統的底層拓撲結構，拓撲子結構是底層拓撲結構的子集，骨干拓撲子結構是業務部門根據業務需求對拓撲子結構進一步的簡化。根據本專利技術的一個實施例，既可以為用戶提供圖形界面編輯工具，由用戶自行編輯關注的拓撲子結構，也可以由用戶在底層拓撲結構中選擇關注的拓撲子結構，并對拓撲子結構進一步簡化，形成骨干拓撲子結構。根據本專利技術的另一個實施例，可以將用戶已編輯好的包含有拓撲子結構和骨干拓撲子結構的文件導入。在步驟S102，基于所述拓撲子結構的描述產生第一關聯矩陣以及基于骨干拓撲子結構的描述產生第二關聯矩陣，其中第一關聯矩陣對應于拓撲子結構的關聯矩陣，第二關聯矩陣對應于骨干拓撲子結構的關聯矩陣。在電力傳輸
可以利用關聯矩陣來描述電力網絡拓撲結構中電氣元件之間的連接與電氣元件的關聯關系，具體地，可以將各種設備連接的電力網絡的底層拓撲結構抽象成節點-支路連接關系的有向圖，其中節點表示電氣元件，支路表示電氣元件之間的連接，對于n個節點、b條支路的電力網絡拓撲結構，可以用nXb階矩陣表示，矩陣的行向量對應于節點，矩陣的列向量對應于電力網絡的支路，矩 陣中的向量\被定義為_0(當支路杯連接到節點/吋)； ^ 1(當支路鏈接到節點/且方向為電流離開節點/咕； _1(當支路鏈接到節成/且方向為電流流向節成/ ) V —、關聯矩陣的每一列對應于一條支路，每一支路必連接于兩個節點，且方向為一進一出。因此的每一列中只包含二個非零元素+1和-I，如果把所有行的元素按列相加，則得到全零的行，因此矩陣的行不是彼此獨立的。對于其中任一行元素可以通過把除該行以外的所有行相加并變號而獲得。以圖2的拓撲子結構為例描述對應關聯矩陣的產生，首先對圖2的拓撲子結構進行抽象，形成圖3所示的節點-支路連接關系的有向圖，從本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種提取電力網絡骨干拓撲的方法，該方法包括：接收符合用戶需求的拓撲子結構的描述以及由拓撲子結構提取的骨干拓撲子結構的描述；基于所述拓撲子結構的描述產生第一關聯矩陣以及基于所述骨干拓撲子結構的描述產生第二關聯矩陣；根據電力網絡的底層拓撲結構產生第三關聯矩陣；在所述第三關聯矩陣中搜索與所述第一關聯矩陣匹配的子矩陣；利用所述第二關聯矩陣對匹配的子矩陣進行變換獲得第四關聯矩陣；以及根據所述第四關聯矩陣產生對應于所述底層拓撲結構的骨干拓撲結構。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：羅軍，田啟明，閭海榮，呂新杰，尹文君，董進，
申請(專利權)人：國際商業機器公司，
類型：發明
國別省市：