一种基于单线图拓扑关系的停电区域快速计算方法技术

一种基于单线图拓扑关系的停电区域快速计算方法，包括:1)建立单线图数据库，存储线路单线图；2)建立开关时态数据库，存储各时间点上各线路上开关的状态；3)通过服务端从单线图数据库中取出该线路对应的单线图，从开关时态数据库中取出该线路上所有开关在此时刻上的状态，根据单线图上的站‑线‑变‑户拓扑关系及此时刻开关状态，计算线路设备状态ST1；4)模拟设置指定设备为断开状态，再次计算线路设备状态ST2，将ST2与ST1中的停电设备求差，得到由于指定设备断开而导致停电的设备，结合设备地理位置得到停电区域范围；5)在单线图和地理图上对停电的变压器、用户进行高亮显示，直观地展示出停电区域范围。

A fast calculation method of blackout area based on topological relation of single line diagram

【技术实现步骤摘要】
一种基于单线图拓扑关系的停电区域快速计算方法
本专利技术涉及电力行业配电领域，尤其涉及一种基于单线图拓扑关系的停电区域快速计算方法。
技术介绍
伴随着gis技术、拓扑分析等技术的日益成熟，在电力行业的智能配电网领域，产生了基于拓扑关系进行停电模拟和停电区域计算、并在地图上直观地展现停电区域的方法。该方法在进行停电区域计算时，需要将模拟内容传至服务端，由服务计算停电区域后再返回给客户端进行展现。但上述方法存在如下弊端：1、在服务端计算停电区域时，由于服务端是一个多用户调用的多线程环境，对拓扑图进行遍历时，需要考虑多线程的一致性操作，导致程序设计较为复杂，且需要较多的服务器资源支撑系统的运行。2、用户在前端界面进行模拟操作后，需要向服务端发起计算请求，得到结果后再解析展现，在网络传输、计算过程中，界面处于等待状态，若网络状态不佳或服务端繁忙，将导致较长的等待时间，从而影响用户体验。目前大多数的研究均是围绕服务端展开，尚未有文献报道基于客户端计算停电区域的方法。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种基于客户端拓扑计算的停电区域快速计算方法，将拓扑分析过程迁移到客户端，具有计算模型简洁、服务端压力小、用户交互流畅的特点。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：一种基于单线图拓扑关系的停电区域快速计算方法，包括以下步骤:步骤(1)建立单线图数据库，存储线路单线图，单线图上包含了线路的站-线-变-户拓扑关系；步骤(2)建立开关时态数据库，存储各时间点上各线路上开关的状态；步骤(3)当需要计算某一时刻某条线路的停电区域时，通过服务端从单线图数据库中取出该线路对应的单线图，从开关时态数据库中取出该线路上所有开关在此时刻上的状态，根据单线图上的站-线-变-户拓扑关系及此时刻开关状态，计算线路设备状态ST1；步骤(4)模拟设置指定设备为断开状态，再次计算线路设备状态ST2，将ST2与ST1中的停电设备求差，得到由于指定设备断开而导致停电的设备，结合设备地理位置得到停电区域范围；步骤(5)在单线图和地理图上对停电的变压器、用户进行高亮显示，直观地展示出停电区域范围。进一步地，步骤(1)所述的单线图数据库构建过程如下：由gis系统获取单线图，由gis系统获取站-线-变关系，由gis系统和营销系统获取到户变关系，最终，将获取的数据合并整理为包含站-线-变-户拓扑关系的单线图svg文件，存入单线图数据库；随后对gis系统和营销系统的对应数据模块进行监听，当数据发生变化时，将最新的数据同步到单线图数据库，保证数据的时效性和准确性。进一步地，步骤(2)所述的开关时态数据库建立过程如下：开关的状态由开关上的监测点得到，并将监测时间和状态值存入开关状态数据库；另外，从配抢系统的开关置位系统中，获取人工确认过的置位状态进行校正。由于监测点运行稳定性、网络传输等原因，可能会导致开关状态不准确，所以，本专利技术还从配抢系统的开关置位系统中，获取人工确认过的置位状态进行校正。进一步地，步骤(4)所述停电区域范围计算具体步骤如下：I)根据站-线-变-户拓扑关系，将各设备构造为以变电站为起点的有向图，并将开关状态标记到对应的开关上；II)从变电站开始遍历有向图，遇到标记为常断的开关时，将常断开关及其下游设备记为常断，并从有向图中移除；因为常断设备是备用状态或由其他线路供电，不应参与当前线路的计算；III)从变电站开始，再次遍历有向图，遇到标记为断开的开关时，将断开的开关及其下游标记为停电，并从有向图中移除；IV)将有向图中余下设备标记为带电，至此，线路中所有设备被分为带电、停电、常断三种状态；V)按照上述I)～IV)操作，分别获得某一时刻某条线路的设备状态集合ST1，然后模拟模拟设置指定设备为断开状态，再次计算线路设备状态集合ST2；集合ST2的停电设备子集合与集合ST1的停电设备子集合之差，即为本次模拟操作导致停电的设备，停电设备所覆盖的区域，即为所求停电区域。本专利技术计算设备带电状态过程，在初始化的时候就已经把线路需要的拓扑关系、开关状态拉取到了浏览器端(客户端)，随后的分析、模拟操作均在浏览器端进行，所以计算时不再需要服务端的协助，不需要考虑线程安全等问题，大大简化了计算模型，使得计算程序更容易维护和扩展。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的方法客户端计算时，和服务端的多线程设计不同，浏览器端采用的JavaScript语言采用单线程设计，从而不需要考虑线程安全等问题，大大简化了计算模型，使得计算程序更容易维护和扩展；以边缘计算的思路，减轻服务端压力，服务端只需提供数据，计算过程都交给了客户端；由于省去了与服务端交互产生的网络耗时，操作过程变得更加流畅和人性化。附图说明图1为本专利技术提供的计算方法步骤的时序图；图2为实施例1采用的“726桂福线”的单线图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的技术方案做进一步详细说明，但本专利技术并不局限于以下技术方案。实施例1：以“726桂福线”为例计算停电区域结合图1和图2所示，一种基于单线图拓扑关系的停电区域快速计算方法，步骤如下：步骤(1)建立单线图数据库，存储线路单线图单线图，单线图上还包含了线路的站-线-变-户拓扑关系；本实施例中，采用key-value型数据库MongoDB构建单线图数据库。由gis系统获取单线图，由gis系统获取站-线-变关系，由gis系统和营销系统获取到户变关系，最终，将这些数据合并整理为包含站-线-变-户拓扑关系的单线图svg文件，将线路id作为key，将svg字符串作为value存入MongoDB中。随后，对gis系统和营销系统的对应数据模块进行监听，当数据发生变化时，将最新的数据同步到MongoDB，保证数据的时效性和准确性。步骤(2)建立开关时态数据库，存储各时间点上各开关的状态；本实施例中，采用key-value型数据库MongoDB构建开关时态数据库。开关的状态由开关上的监测点得到，将开关id作为key，监测时间和状态值作为value存入开关状态数据库；由于监测点运行稳定性、网络传输等原因，可能会导致开关状态不准确，所以，本专利技术还从配抢系统的开关置位系统中，获取人工确认过的置位状态进行校正。本实施例步骤(3)中，取出了“726桂福线”的单线图及其在2019年9月6日上午11:00时的开关状态，此时“10kV细市公用箱变-602开关”为常断状态，其它开关均处于正常闭合状态。于是，按照停电区域范围计算方法，将开关“10kV细市公用箱变-602开关”及其下游标记为常断，其它设备标记为正常，此计算结果记为ST1。本实施例步骤(4)中，将“10kV路心公用配电站-801开关”模拟断开，按照停电区域范围计算方法，将开关”10kV细市公用箱变-602开关”及其下游标记为常断，“10kV路心公用配电站-801开关”及其下游设备记本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于单线图拓扑关系的停电区域快速计算方法，其特征在于，包括以下步骤:/n步骤(1)建立单线图数据库，存储线路单线图，单线图上包含了线路的站-线-变-户拓扑关系；/n步骤(2)建立开关时态数据库，存储各时间点上各线路上开关的状态；/n步骤(3)当需要计算某一时刻某条线路的停电区域时，通过服务端从单线图数据库中取出该线路对应的单线图，从开关时态数据库中取出该线路上所有开关在此时刻上的状态，根据单线图上的站-线-变-户拓扑关系及此时刻开关状态，计算线路设备状态ST1；/n步骤(4)模拟设置指定设备为断开状态，再次计算线路设备状态ST2；将ST2与ST1中的停电设备求差，得到由于指定设备断开而导致停电的设备，结合设备地理位置得到停电区域范围；/n步骤(5)在单线图和地理图上对停电的变压器、用户进行高亮显示，直观地展示出停电区域范围。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于单线图拓扑关系的停电区域快速计算方法，其特征在于，包括以下步骤:
步骤(1)建立单线图数据库，存储线路单线图，单线图上包含了线路的站-线-变-户拓扑关系；
步骤(2)建立开关时态数据库，存储各时间点上各线路上开关的状态；
步骤(3)当需要计算某一时刻某条线路的停电区域时，通过服务端从单线图数据库中取出该线路对应的单线图，从开关时态数据库中取出该线路上所有开关在此时刻上的状态，根据单线图上的站-线-变-户拓扑关系及此时刻开关状态，计算线路设备状态ST1；
步骤(4)模拟设置指定设备为断开状态，再次计算线路设备状态ST2；将ST2与ST1中的停电设备求差，得到由于指定设备断开而导致停电的设备，结合设备地理位置得到停电区域范围；
步骤(5)在单线图和地理图上对停电的变压器、用户进行高亮显示，直观地展示出停电区域范围。


2.如权利要求1所述的基于单线图拓扑关系的停电区域快速计算方法，其特征在于，步骤(1)所述的单线图数据库构建过程如下：由gis系统获取单线图，由gis系统获取站-线-变关系，由gis系统和营销系统获取到户变关系；最终将获取的数据合并整理为包含站-线-变-户拓扑关系的单线图svg文件，存入单线图数据库；随后对gis系统和营销系统的对应数据模块进行监听，当数据发生变化时，将最新的数据同步到单线图数据库，保证数据的时效性和准确性。...

【专利技术属性】
技术研发人员：高尚飞，张志生，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司信息中心，
类型：发明
国别省市：云南;53