本發(fā)明屬于電網(wǎng)中長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種基于圖數(shù)據(jù)庫的短路電流零序網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展和技術(shù)的不斷進(jìn)步，短路電流計(jì)算也面臨諸多挑戰(zhàn)，如系統(tǒng)復(fù)雜性的增加、不確定性的處理、以及實(shí)時(shí)在線計(jì)算的需求等?，F(xiàn)在主要的研究熱點(diǎn)是使用傳統(tǒng)電力系統(tǒng)各種元件的正、負(fù)、零序參數(shù)，結(jié)合電網(wǎng)拓?fù)溥B接關(guān)系，變壓器繞組接線方式、中性點(diǎn)接地方式、中性點(diǎn)阻抗和故障信息，形成計(jì)算分析使用的正序、負(fù)序、零序網(wǎng)絡(luò)模型。

2、目前電力系統(tǒng)安全分析的相關(guān)研究主要是基于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，但隨著能源互聯(lián)網(wǎng)及新型電力系統(tǒng)不斷推進(jìn)，這種海量電網(wǎng)模型的關(guān)系和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不斷變得復(fù)雜，現(xiàn)有技術(shù)的大數(shù)據(jù)處理能力和計(jì)算能力在電力領(lǐng)域中不再適用，導(dǎo)致構(gòu)建零序網(wǎng)絡(luò)的精確度和速度不斷下降。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提出了一種基于圖數(shù)據(jù)庫的短路電流零序網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法及系統(tǒng)，利用圖數(shù)據(jù)庫優(yōu)秀的處理復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的能力，快速構(gòu)建靈活可擴(kuò)展更新、考慮全面的零序網(wǎng)絡(luò)模型，能針對(duì)當(dāng)前的電路故障情況準(zhǔn)確更新，并快速分析出故障原因。

2、本發(fā)明的第一方面提供了一種基于圖數(shù)據(jù)庫的短路電流零序網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法，所述方法包括：

3、根據(jù)圖數(shù)據(jù)庫和電力設(shè)備的硬件信息，構(gòu)建電力系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)開關(guān)圖模型；

4、使用預(yù)設(shè)的點(diǎn)-邊數(shù)據(jù)集，對(duì)所述節(jié)點(diǎn)開關(guān)圖模型進(jìn)行節(jié)點(diǎn)和邊線的標(biāo)注，得到母線-支路圖模型；

5、根據(jù)電力系統(tǒng)當(dāng)前的故障情況，更新短路電流故障節(jié)點(diǎn)表單和短路電流故障邊線表單；

6、將所述短路電流故障節(jié)點(diǎn)表單和短路電流故障邊線表單，映射到所述母線-支路圖模型中，并結(jié)合電力系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)確定故障范圍，構(gòu)建短路電流圖模型；

7、根據(jù)所述短路電流圖模型，確定短路電流零序網(wǎng)絡(luò)模型。

8、上述方案先基于圖數(shù)據(jù)庫構(gòu)建電力系統(tǒng)多個(gè)設(shè)備和線路的節(jié)點(diǎn)開關(guān)模型，然后在節(jié)點(diǎn)開關(guān)模型上確定節(jié)點(diǎn)和邊線，成果構(gòu)建基礎(chǔ)的圖模型；參考電力系統(tǒng)當(dāng)前的故障情況，更新短路電流故障節(jié)點(diǎn)表單和短路電流故障邊線表單以確定當(dāng)前的故障節(jié)點(diǎn)和故障線路，提升數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性；然后將更新后的短路電流故障節(jié)點(diǎn)表單和短路電流故障邊線表單，映射到所述母線-支路圖模型中，在所述母線-支路圖模型中標(biāo)注出符合當(dāng)前電力系統(tǒng)情況的故障節(jié)點(diǎn)和邊線，實(shí)現(xiàn)了圖模型客靈活擴(kuò)展的特性，再結(jié)合電力系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)確定故障范圍，得到若干個(gè)描述不同類型輸電網(wǎng)絡(luò)的短路電流情況的圖模型，并以此確定準(zhǔn)確的短路電流零序網(wǎng)絡(luò)模型，能快速分析出故障原因。

9、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方法中，根據(jù)圖數(shù)據(jù)庫和電力設(shè)備的硬件信息，構(gòu)建電力系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)開關(guān)圖模型，具體為：

10、根據(jù)電力設(shè)備的硬件信息，確定電力系統(tǒng)中各個(gè)電力設(shè)備的位置信息和輸電線路信息；

11、然后結(jié)合圖數(shù)據(jù)庫確定電力設(shè)備和輸電線路之間的關(guān)系，構(gòu)建電力系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)開關(guān)圖模型。

12、上述方案先根據(jù)電力設(shè)備的硬件信息，確定各個(gè)電力設(shè)備在電力系統(tǒng)中的位置和相關(guān)線路，然后根據(jù)電力設(shè)備和輸電線路之間的關(guān)系，構(gòu)建電力系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)開關(guān)圖模型，為后續(xù)確定圖模型的節(jié)點(diǎn)和邊線提供數(shù)據(jù)支撐。

13、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方法中，使用預(yù)設(shè)的點(diǎn)-邊數(shù)據(jù)集，對(duì)所述節(jié)點(diǎn)開關(guān)圖模型進(jìn)行節(jié)點(diǎn)和邊線的標(biāo)注，得到母線-支路圖模型，具體為：

14、根據(jù)預(yù)設(shè)的點(diǎn)-邊數(shù)據(jù)集，將存在阻抗值的設(shè)備定義為邊線集、存在故障風(fēng)險(xiǎn)的設(shè)備定義為節(jié)點(diǎn)集；

15、根據(jù)所述節(jié)點(diǎn)集對(duì)所述節(jié)點(diǎn)開關(guān)圖模型進(jìn)行節(jié)點(diǎn)標(biāo)注，根據(jù)所述邊線集對(duì)所述節(jié)點(diǎn)開關(guān)圖模型進(jìn)行邊線標(biāo)注，得到母線-支路圖模型。

16、上述方案先根據(jù)預(yù)設(shè)的點(diǎn)-邊數(shù)據(jù)集，確定哪些設(shè)備應(yīng)該定義為節(jié)點(diǎn)，哪些設(shè)備應(yīng)該定義為邊線；在節(jié)點(diǎn)開關(guān)圖模型中，將可能發(fā)生故障的設(shè)備定義為節(jié)點(diǎn)，將存在阻抗值的設(shè)備定義為邊線，確定一個(gè)基礎(chǔ)的、能進(jìn)行線路交流的母線-支路圖模型，為后續(xù)能標(biāo)注故障節(jié)點(diǎn)和短路電流提供數(shù)據(jù)支撐。

17、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方法中，根據(jù)電力系統(tǒng)當(dāng)前的故障情況，更新短路電流故障節(jié)點(diǎn)表單和短路電流故障邊線表單，具體為：

18、根據(jù)電力系統(tǒng)當(dāng)前的故障情況，確定當(dāng)前電力系統(tǒng)中的短路電流故障節(jié)點(diǎn)信息，并根據(jù)所述短路電流故障節(jié)點(diǎn)信息更新短路電流故障節(jié)點(diǎn)表單；

19、根據(jù)更新后的短路電流故障節(jié)點(diǎn)表單，在短路電流故障邊線表單中添加和所述短路電流故障節(jié)點(diǎn)相連的邊線的電壓信息。

20、上述方案構(gòu)建了一張記錄當(dāng)前電力系統(tǒng)中短路電流故障節(jié)點(diǎn)的表單，用于實(shí)時(shí)更新電力系統(tǒng)當(dāng)前的運(yùn)行情況，然后根據(jù)更新后的短路電流故障節(jié)點(diǎn)表單，確定和故障節(jié)點(diǎn)相關(guān)的邊線，并以此更新短路電流故障邊線表單，得到完整、準(zhǔn)確的短路電流故障信息，為后續(xù)劃分故障范圍提供數(shù)據(jù)支撐。

21、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方法中，短路電流故障節(jié)點(diǎn)表單，包括：節(jié)點(diǎn)id、節(jié)點(diǎn)名稱、短路故障描述。

22、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方法中，將所述短路電流故障節(jié)點(diǎn)表單和短路電流故障邊線表單，映射到所述母線-支路圖模型中，并結(jié)合電力系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)確定故障范圍，構(gòu)建短路電流圖模型，具體為：

23、所述將所述短路電流故障節(jié)點(diǎn)表單和短路電流故障邊線表單，在所述母線-支路圖模型中標(biāo)注出短路電流故障節(jié)點(diǎn)和邊線；

24、根據(jù)所述母線-支路圖模型中的短路電流故障節(jié)點(diǎn)和邊線，確定第一閾值電壓以下配電網(wǎng)的故障范圍，得到一階鄰居短路圖模型；

25、根據(jù)所述母線-支路圖模型中的短路電流故障節(jié)點(diǎn)和邊線，確定第二閾值電壓以下輻射網(wǎng)的故障范圍，得到二階鄰居短路圖模型；

26、根據(jù)所述母線-支路圖模型中的短路電流故障節(jié)點(diǎn)和邊線，針對(duì)第三閾值和第四閾值的輸電網(wǎng)，使用節(jié)點(diǎn)中心度算法，得到子圖短路模型；

27、根據(jù)所述一階鄰居短路圖模型、二階鄰居短路圖模型和子圖短路模型，構(gòu)建短路電流圖模型。

28、上述方案中，由于故障發(fā)生往往是在局部范圍內(nèi)，因此只需要?jiǎng)澐譁?zhǔn)確的故障范圍即可，這樣減少了不少故障模型構(gòu)建時(shí)間；因此根據(jù)電力系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過確定的故障范圍針對(duì)不同的電網(wǎng)類型，構(gòu)建一階鄰居、二階鄰居和小范圍子圖的短路圖模型，提升了模型構(gòu)建的效率和精確度。

29、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方法中，根據(jù)所述母線-支路圖模型中的短路電流故障節(jié)點(diǎn)和邊線，針對(duì)第三閾值和第四閾值的輸電網(wǎng)，使用節(jié)點(diǎn)中心度算法，得到子圖短路模型，具體為：

30、計(jì)算所述母線-支路圖模型中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)中心度，并根據(jù)所述節(jié)點(diǎn)中心度對(duì)所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行從大到小的排序；

31、根據(jù)排序位于前第五閾值的節(jié)點(diǎn)，生成從短路電流故障節(jié)點(diǎn)出發(fā)的五跳子圖；

32、根據(jù)排序位于第五閾值和第六閾值之間的節(jié)點(diǎn)，生成從短路電流故障節(jié)點(diǎn)出發(fā)的四跳子圖；

33、根據(jù)排序位于后第六閾值的節(jié)點(diǎn)，生成從短路電流故障節(jié)點(diǎn)出發(fā)的三跳子圖；

34、根據(jù)所述五跳子圖、四跳子圖和三跳子圖，得到子圖短路模型。

35、上述方案計(jì)算所述母線-支路圖模型中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)中心度，并通過節(jié)點(diǎn)中心度對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行排序，以此劃分出三種不同的子圖范圍，并根據(jù)每種子圖范圍確定故障節(jié)點(diǎn)的遍歷調(diào)數(shù)，以此得到三種不同的五跳子圖、四跳子圖和三跳子圖，完成對(duì)故障范圍的精確劃分。

36、本發(fā)明第二方面提供了一種基于圖數(shù)據(jù)庫的短路電流零序網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：節(jié)點(diǎn)開關(guān)模型構(gòu)建模塊、母線-支路圖模型構(gòu)建模塊、故障記錄表單更新模塊、短路電流圖模型構(gòu)建模塊和短路電流零序網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建模塊；

37、所述節(jié)點(diǎn)開關(guān)模型構(gòu)建模塊，用于根據(jù)圖數(shù)據(jù)庫和電力設(shè)備的硬件信息，構(gòu)建電力系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)開關(guān)圖模型；

38、所述母線-支路圖模型構(gòu)建模塊，用于使用預(yù)設(shè)的點(diǎn)-邊數(shù)據(jù)集，對(duì)所述節(jié)點(diǎn)開關(guān)圖模型進(jìn)行節(jié)點(diǎn)和邊線的標(biāo)注，得到母線-支路圖模型；

39、所述故障記錄表單更新模塊，用于根據(jù)電力系統(tǒng)當(dāng)前的故障情況，更新短路電流故障節(jié)點(diǎn)表單和短路電流故障邊線表單；

40、所述短路電流圖模型構(gòu)建模塊，用于將所述短路電流故障節(jié)點(diǎn)表單和短路電流故障邊線表單，映射到所述母線-支路圖模型中，并結(jié)合電力系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)確定故障范圍，構(gòu)建短路電流圖模型；

41、所述短路電流零序網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建模塊，用于根據(jù)所述短路電流圖模型，確定短路電流零序網(wǎng)絡(luò)模型。

42、本發(fā)明第三方面提供了一種終端設(shè)備，所述設(shè)備包括：一種終端設(shè)備，包括處理器和存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的一種基于圖數(shù)據(jù)庫的短路電流零序網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法的步驟。

43、本發(fā)明第四方面提供了一種存儲(chǔ)介質(zhì)，所述存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)可讀程序代碼，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)可讀程序代碼被執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的一種基于圖數(shù)據(jù)庫的短路電流零序網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法的步驟。