多电源配电网辐射状拓扑约束判断方法与系统技术方案

本发明专利技术提供一种多电源配电网辐射状拓扑约束判断方法与系统，通过分析多电源配电网中的电源点、支路、节点以及支路与节点之间的连接关系，并形成元件邻接矩阵和电能邻接矩阵，计算联络开关数。若联络开关数不等于“支路数‑(节点数‑电源数)”，则可判定配电网结构不满足辐射状拓扑约束；否则，从电源点出发向远离电源点的方向搜索并记录电源点矩阵。若电源点均为1，则判定配电网结构满足辐射状拓扑约束；否则，判定配电网结构不满足辐射状拓扑约束。整个过程中，仅需对支路数、节点数以及电源数进行判断，无需通过对所有节点均进行电源点回溯，能够高效判断多电源配电网是否满足辐射状拓扑约束。

Method and system for judging radial topological constraint of multi power distribution network

The invention provides a multi power radial distribution network topology constraint judgment method and system, through the analysis of the connection between the power supply, power distribution network, the branch node and branch and node, and the formation of elements of the adjacency matrix and adjacency matrix computing power, contact switch. If the contact switch number is not equal to the number of branch (node number power number), can determine the distribution network structure does not meet the radial topology constraint; otherwise, according to the direction of search is far away from the power from the power supply point and record power point matrix. If the power points are all 1, the distribution structure of the distribution network satisfies the radial topological constraint. Otherwise, the topology of the distribution network is not satisfied with the radial topological constraint. In the whole process, only to judge the number of branch, number of nodes and the number of power, without through to all the nodes of the power point back, can effectively judge whether meet the radial power distribution network topological constraints.

【技术实现步骤摘要】
多电源配电网辐射状拓扑约束判断方法与系统
本专利技术涉及电力电网，特别是涉及多电源配电网辐射状拓扑约束判断方法与系统。
技术介绍
配电网是电力系统传送电能到用户的最后一环，是电力系统发电、输电、变电等环节的落脚点，是生产与营销两个专业的交界面、接力棒，是客户服务的最终体现者，对用户电能质量、供电可靠性的影响也最为直接。2015年国家层面重视配电侧的改革，在相继发布的《国家发展改革委关于加快配电网建设改造的指导意见》和《国家能源局关于印发配电网建设改造行动计划(2015-2020年)的通知》两份文件的指导下，各相关企业均积极加快配电网的建设改造。配电网拓扑结构的分析是保证配电网安全、可靠、经济运行以及建设改造的基础，配电网具有特殊的结构和运行方式，一般是闭环设计、开环运行，即运行时每条馈线均需满足辐射状的拓扑结构。辐射状拓扑具有特定性质，即辐射状拓扑的充分必要条件是网络中不存在环路且每个节点仅由一个电源供电。配电系统作为连接输电系统与终端用户的纽带，具有设备数量多、元件分布广的特点，且网架结构复杂，存在单环网、双环网、N供一备等典型接线以及馈线间联络点较多的非典型接线。在配电网运行优化(如降低网络损耗、提高电能质量和供电可靠性等方面)或故障恢复时，配电网运行方式需要调整，即通过开关分合来进行重构，若按照辐射状拓扑配电网的充分必要条件来判定后的配电网不满足辐射状拓扑约束，需要对非故障区域内的所有节点进行电源点回溯，计算量巨大，将使得配网重构的效率受到限制，严重影响电力生产。
技术实现思路
有必要针对多电源配电网中不满足辐射状拓扑约束判断方法实施复杂效率低下的问题，提供一种实施简单且效率高的不满足多电源配电网辐射状拓扑约束判断方法与系统。一种多电源配电网辐射状拓扑约束判断方法，包括步骤：获取多电源配电网中的电源点、支路、节点以及支路与节点之间的连接关系，并形成表示各节点之间的直接连接关系的邻接矩阵，邻接矩阵包括不考虑开关状态的元件邻接矩阵与考虑开关状态的电能邻接矩阵；根据元件邻接矩阵与电能邻接矩阵计算联络开关数；判断联络开关数是否满足判断等式，判断等式为联络开关数等于支路数减去节点数与电源数之间差值；若不满足，则判定配电网结构不满足辐射状拓扑约束。一种多电源配电网辐射状拓扑约束判断系统，包括：分析模块，用于获取多电源配电网中的电源点、支路、节点以及支路与节点之间的连接关系，并形成表示各节点之间的直接连接关系的邻接矩阵，邻接矩阵包括不考虑开关状态的元件邻接矩阵与考虑开关状态的电能邻接矩阵；计算模块，用于根据元件邻接矩阵与电能邻接矩阵计算联络开关数；判断模块，用于判断联络开关数是否满足判断等式，判断等式为联络开关数等于支路数减去节点数与电源数之间差值；第一判定模块，用于当联络开关数不满足判断等式时，判定配电网结构不满足辐射状拓扑约束。本专利技术多电源配电网辐射状拓扑约束判断方法与系统，获取多电源配电网中的电源点、支路、节点以及支路与节点之间的连接关系，并形成元件邻接矩阵和电能邻接矩阵，计算联络开关数，当联络开关数不满足判断等式时，判定配电网结构不满足辐射状拓扑约束，其中，判断等式为联络开关数＝支路数-(节点数-电源数)。整个过程中，多电源配电网中支路数、节点数以及电源数进行判断，无需通过开关分合来进行重构和节点电源点回溯，因此无需大数据量的处理与计算，能够高效对多电源配电网中不满足辐射状拓扑约束的判定。附图说明图1为本专利技术多电源配电网辐射状拓扑约束判断方法第一个实施例的流程示意图；图2为本专利技术多电源配电网辐射状拓扑约束判断方法第二个实施例的流程示意图；图3为本专利技术多电源配电网辐射状拓扑约束判断系统第一个实施例的结构示意图；图4为本专利技术多电源配电网辐射状拓扑约束判断系统第二个实施例的结构示意图；图5为一个应用实施例中两条馈线经两条联络线在不同节点联络的且同一馈线内部存在联络支路的配网拓扑结构连接示意图；图6为在上述应用实例中支路5合的配网拓扑结构连接示意图；图7为在上述应用实例中支路6合的配网拓扑结构连接示意图；图8为在上述应用实例中支路6合、支路4分的配网拓扑结构连接示意图；图9为在上述应用实例中支路6合、支路2分的配网拓扑结构连接示意图；图10为在上述应用实例中支路5和支路6合、另支路2和支路4分的配网拓扑结构连接示意图。具体实施方式如图1所示，一种多电源配电网辐射状拓扑约束判断方法，包括步骤：S100：获取多电源配电网中的电源点、支路、节点以及支路与节点之间的连接关系，并形成表示各节点之间的直接连接关系的邻接矩阵，邻接矩阵包括不考虑开关状态的元件邻接矩阵与考虑开关状态的电能邻接矩阵。获取多电源配电网中全部电源点、全部支路以及全部节点，其中，电源点为带有特殊标记的节点，另外，还获取支路与节点之间的连接关系，再基于这些获取的数据形成表示各个节点之间的直接连接关系的邻接矩阵，邻接矩阵包括不考虑开关状态的元件邻接矩阵与考虑开关状态的电能邻接矩阵。非必要的，记录元件邻接矩阵为A0，记录电能邻接矩阵为A。更具体的，依据配电网中各节点间元件情况，形成Nb×Nb阶(Nb为节点数)的元件邻接矩阵A0，用元素1表示两节点间存在元件。在元件邻接矩阵A0的基础上，将处于分开状态的开关对应的元素赋值为0，其余元素保持不变，得到电能邻接矩阵A。S200：根据元件邻接矩阵与电能邻接矩阵计算联络开关数。由步骤S100获得的元件邻接矩阵与电能邻接矩阵进行计算，获得联络开关数。非必要的，可以根据元件邻接矩阵与电能邻接矩阵的差异元素计算联络开关数。具体为：联络开关数Nts＝(1/2)*矩阵(A0-A)中所有元素之和。S300：判断联络开关数是否满足判断等式，判断等式为联络开关数等于支路数减去节点数与电源数之间差值。基于步骤S100与步骤S200获得的联络开关数、支路数、节点数以及电源数，判断联络开关数是否满足判断等式，其中，判断等式为联络开关数＝支路数-(节点数-电源数)。S400：若不满足，则判定配电网结构不满足辐射状拓扑约束。当联络开关数不满足判断等式，判定配电网结构不满足辐射状拓扑约束。本专利技术多电源配电网辐射状拓扑约束判断方法，获取多电源配电网中的电源点、支路、节点以及支路与节点之间的连接关系，并形成元件邻接矩阵和电能邻接矩阵，计算联络开关数，当联络开关数不满足判断等式时，判定配电网结构不满足辐射状拓扑约束，其中，判断等式为联络开关数＝支路数-(节点数-电源数)。整个过程中，多电源配电网中支路数、节点数以及电源数进行判断，无需通过开关分合来进行重构和节点电源点回溯，因此无需大数据量的处理与计算，能够高效对多电源配电网中不满足辐射状拓扑约束的判定。如图2所示，在其中一个实施例中，步骤S300之后还包括：S520：当联络开关数满足判断等式时，从各电源点出发，按照电能邻接矩阵向远离电源点方向的支路进行节点搜索。在步骤S300判断之后，当联络开关数满足判断等式时，还需要进行更进一步的处理，此时从各电源点出发，按照电能邻接矩阵向远离电源点方向的支路进行节点搜索。非必要的，从各电源点出发，通过电能邻接矩阵中各非零元素表示的支路向远离电源点的方向搜索，并记录下电源点来源，即可得到各节点与各电源点之间的连通关系，构建电源点记录矩阵。S540：记录被搜索本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多电源配电网辐射状拓扑约束判断方法，其特征在于，包括步骤：获取多电源配电网中的电源点、支路、节点以及所述支路与所述节点之间的连接关系，并形成表示各节点之间的直接连接关系的邻接矩阵，所述邻接矩阵包括不考虑开关状态的元件邻接矩阵与考虑开关状态的电能邻接矩阵；根据所述元件邻接矩阵与所述电能邻接矩阵计算联络开关数；判断所述联络开关数是否满足判断等式，所述判断等式为联络开关数等于支路数减去节点数与电源数之间差值；若不满足，则判定配电网结构不满足辐射状拓扑约束。

【技术特征摘要】
1.一种多电源配电网辐射状拓扑约束判断方法，其特征在于，包括步骤：获取多电源配电网中的电源点、支路、节点以及所述支路与所述节点之间的连接关系，并形成表示各节点之间的直接连接关系的邻接矩阵，所述邻接矩阵包括不考虑开关状态的元件邻接矩阵与考虑开关状态的电能邻接矩阵；根据所述元件邻接矩阵与所述电能邻接矩阵计算联络开关数；判断所述联络开关数是否满足判断等式，所述判断等式为联络开关数等于支路数减去节点数与电源数之间差值；若不满足，则判定配电网结构不满足辐射状拓扑约束。2.根据权利要求1所述的多电源配电网辐射状拓扑约束判断方法，其特征在于，所述根据所述元件邻接矩阵与所述电能邻接矩阵计算联络开关数的步骤包括：根据所述元件邻接矩阵与所述电能邻接矩阵的差异元素计算联络开关数。3.根据权利要求1所述的多电源配电网辐射状拓扑约束判断方法，其特征在于，判断所述联络开关数是否满足判断等式的步骤之后还包括：当所述联络开关数满足所述判断等式时，从各电源点出发，按照电能邻接矩阵向远离电源点方向的支路进行节点搜索；记录被搜索到的节点以及被搜索到的节点的供电电源点情况；判断是否被搜索到的节点与各电源点之间均存在供电关系，且搜索到每个节点的供电电源点个数均为1；若是，判定配电网结构满足辐射状拓扑约束。4.根据权利要求3所述的多电源配电网辐射状拓扑约束判断方法，其特征在于，所述从各电源点出发，按照电能邻接矩阵向远离电源点方向的支路进行节点搜索的步骤之前包括：记录下电源点来源，构建电源点记录矩阵。5.根据权利要求4所述的多电源配电网辐射状拓扑约束判断方法，其特征在于；所述从各电源点出发，按照电能邻接矩阵向远离电源点方向的支路进行节点搜索的步骤包括：记录搜索过程中剩余邻接矩阵，把搜索过程中已搜索过的节点组成已搜索节点向量，其中，初始时所述剩余邻接矩阵为电能邻接矩阵，所述已搜索节点向量包括所述各电源点；从所述已搜索节点向量中各个节点出发，向远离电源点方向搜索剩余邻接矩阵中的剩余支路；所述记录被搜索到的节点以及被搜索到的节点的供电电源点情况的步骤包括：将搜索到的节点在电源点的供电电源点在所述电源点记录矩阵中相应位置记录下；将已搜索过的支路从剩余邻接矩阵中删除，以更新所述剩余邻接矩阵，将被搜索到的节点添加到已搜索节点向量中。6.一种多电源配电网辐射状拓扑约束判...

【专利技术属性】
技术研发人员：简淦杨，陈道品，魏文潇，李恒真，谭勤学，唐超强，雷金勇，潘庆生，郭晓斌，李鹏，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心，广东电网有限责任公司佛山供电局，
类型：发明
国别省市：广东,44