配電網(wǎng)區(qū)域節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)生成方法與系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及配電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及配電網(wǎng)區(qū)域節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)生成方法與系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]配電網(wǎng)是由架空線路、電纜、桿塔、配電變壓器、隔離開關(guān)、無(wú)功補(bǔ)償電容以及一些附屬設(shè)施等組成的，在電力網(wǎng)中起重要分配電能作用的網(wǎng)絡(luò)。配電網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浞治鍪歉鶕?jù)配電電氣元件的連接關(guān)系，把整個(gè)配電網(wǎng)絡(luò)看成線與點(diǎn)結(jié)合的拓?fù)鋱D，然后根據(jù)電源結(jié)點(diǎn)、開關(guān)結(jié)點(diǎn)等進(jìn)行整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)溥B線分析，它是配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)、潮流計(jì)算、故障定位、隔離及供電恢復(fù)、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)等其它分析的基礎(chǔ)。
[0003]配電網(wǎng)的可靠性分析仍停留在離線分析的層面，相對(duì)而言對(duì)其計(jì)算速度要求并不高。隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的不斷深入，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)電力供應(yīng)的可靠性要求越來(lái)越高，對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行可靠性分析已經(jīng)從傳統(tǒng)的離線分析向在線分析過(guò)渡，對(duì)配電網(wǎng)可靠性分析計(jì)算的計(jì)算性能要求很高，需要配電網(wǎng)可靠性建模方面有重大突破。
[0004]配電網(wǎng)可靠性分析計(jì)算的數(shù)據(jù)是基于配電網(wǎng)區(qū)域節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，若能提供一種準(zhǔn)確且簡(jiǎn)化的配電網(wǎng)區(qū)域節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，則必然能夠有效降低配電網(wǎng)可靠性分析計(jì)算的規(guī)模，提高計(jì)算效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于此，有必要針對(duì)目前尚無(wú)準(zhǔn)確且精簡(jiǎn)的配電網(wǎng)區(qū)域節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的問題，提供一種能夠生成準(zhǔn)確且精簡(jiǎn)的配電網(wǎng)區(qū)域節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的方法與系統(tǒng)。
[0006]—種配電網(wǎng)區(qū)域節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)生成方法，包括步驟:
[0007]構(gòu)建CM(Common Informat1n Model，通用信息模型)樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中，(ΠΜ樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括虛擬支路和開關(guān)支路；
[0008]將虛擬支路消除，并將CM樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中屬于同一雙繞組變壓器的變壓器繞組支路合并成單條變壓器支路，獲得電氣樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；
[0009]根據(jù)開關(guān)支路，將電氣樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分割成多個(gè)相互獨(dú)立區(qū)域，并將每個(gè)相互獨(dú)立區(qū)域作為單個(gè)節(jié)點(diǎn)，獲得多個(gè)區(qū)域節(jié)點(diǎn)；
[0010]恢復(fù)開關(guān)支路在多個(gè)區(qū)域節(jié)點(diǎn)間的連接關(guān)系，獲得區(qū)域節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。
[0011]—種配電網(wǎng)區(qū)域節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)生成系統(tǒng)，包括:
[0012]構(gòu)建模塊，用于構(gòu)建(ΠΜ樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中，(ΠΜ樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括虛擬支路和開關(guān)支路；
[0013]電氣結(jié)構(gòu)獲取模塊，用于將虛擬支路消除，并將CIM樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中屬于同一雙繞組變壓器的變壓器繞組支路合并成單條變壓器支路，獲得電氣樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；
[0014]區(qū)域節(jié)點(diǎn)獲取模塊，用于根據(jù)開關(guān)支路，將電氣樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分割成多個(gè)相互獨(dú)立區(qū)域，并將每個(gè)相互獨(dú)立區(qū)域作為單個(gè)節(jié)點(diǎn)，獲得多個(gè)區(qū)域節(jié)點(diǎn)；
[0015]區(qū)域節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)獲取模塊，用于恢復(fù)開關(guān)支路在多個(gè)區(qū)域節(jié)點(diǎn)間的連接關(guān)系，獲得區(qū)域節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。
[0016]本發(fā)明配電網(wǎng)區(qū)域節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)生成方法與系統(tǒng)，構(gòu)建CIM樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將CIM樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的虛擬支路消除，并將屬于同一雙繞組變壓器的變壓器繞組支路合并成單條變壓器支路，獲得電氣樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，根據(jù)開關(guān)支路，將電氣樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分割成多個(gè)相互獨(dú)立區(qū)域，并將每個(gè)相互獨(dú)立區(qū)域作為單個(gè)節(jié)點(diǎn)，獲得多個(gè)區(qū)域節(jié)點(diǎn)，恢復(fù)開關(guān)支路在多個(gè)區(qū)域節(jié)點(diǎn)間的連接關(guān)系，獲得區(qū)域節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。整個(gè)過(guò)程中，以CIM模型為基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)CIM拓?fù)浜碗姎馔負(fù)鋬蓚€(gè)層面的收縮獲得區(qū)域節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，獲得高度簡(jiǎn)化區(qū)域節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，并且獲得的區(qū)域節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中內(nèi)部設(shè)備對(duì)配電網(wǎng)可靠性的貢獻(xiàn)相同，能在不影響配電網(wǎng)可靠性計(jì)算的同時(shí)大大減少計(jì)算規(guī)模，提高計(jì)算效率。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明配電網(wǎng)區(qū)域節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)生成方法第一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明配電網(wǎng)區(qū)域節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)生成方法第二個(gè)實(shí)施例的流程示意圖；
[0019]圖3為配電網(wǎng)饋線的(ΠΜ樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4為本發(fā)明配電網(wǎng)區(qū)域節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)生成系統(tǒng)第一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5為本發(fā)明配電網(wǎng)區(qū)域節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)生成系統(tǒng)第二個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為了便于解釋本發(fā)明配電網(wǎng)區(qū)域節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)生成方法與系統(tǒng)的技術(shù)放案及其帶來(lái)的效果，下面將首先針對(duì)其應(yīng)用的基本原理進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0023]在電力系統(tǒng)中，出于信息交互和功能整合的考慮，越來(lái)越多的應(yīng)用程序在傳輸和使用數(shù)據(jù)的時(shí)候均遵循IEC( Internat1nal Electrotechnical Commiss1n，國(guó)際電工技術(shù)委員會(huì))組織推薦的CIM規(guī)范。一個(gè)符合CIM規(guī)范的配電網(wǎng)饋線模型往往以相應(yīng)XML(Exensive Markup Language，可擴(kuò)展標(biāo)示語(yǔ)言)字符串為載體，其中包含該配電網(wǎng)饋線模型的最完備信息，如該饋線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、設(shè)備類型、基本參數(shù)、地理位置等。目前配電網(wǎng)的建設(shè)往往是有環(huán)的，但運(yùn)行的時(shí)候是解環(huán)的。也就是說(shuō)，單條饋線往往存在與其他饋線的聯(lián)絡(luò)關(guān)系，但這種聯(lián)絡(luò)關(guān)系在正常運(yùn)行的時(shí)候是斷開的?？梢妴螚l饋線的(ΠΜ模型應(yīng)該是嚴(yán)格的樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0024]由于配電網(wǎng)饋線的CM模型是最完備的，事實(shí)上在不同的場(chǎng)合很可能不需要所有的信息。具體而言，在CIM模型中客觀存在的電氣設(shè)備不會(huì)直接連接，而是需要通過(guò)聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)對(duì)象和終端節(jié)點(diǎn)對(duì)象來(lái)建立連接關(guān)系，這兩種對(duì)象僅為邏輯層面的對(duì)象，在客觀世界中是不存在的。在進(jìn)行配電網(wǎng)潮流計(jì)算、短路計(jì)算、可靠性計(jì)算等分析計(jì)算的時(shí)候，是不需要聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)對(duì)象和終端節(jié)點(diǎn)對(duì)象的，需要加以簡(jiǎn)化。通過(guò)分析(ΠΜ對(duì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的定義可見，可以找到與每一聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的終端節(jié)點(diǎn)，并把所有終端節(jié)點(diǎn)所直接連接的電氣設(shè)備連接到同一電氣點(diǎn)，即實(shí)現(xiàn)了對(duì)聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)的收縮化簡(jiǎn)。在CIM模型中變壓器的不同繞組均為獨(dú)立的對(duì)象，也通過(guò)聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)相連。在進(jìn)行各種分析計(jì)算的時(shí)候需要將變壓器的多個(gè)繞組考慮成一個(gè)整體。在10kV中壓配電網(wǎng)中所涉及變壓器均為雙繞組變壓器，在對(duì)聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)進(jìn)行收縮化簡(jiǎn)時(shí)，當(dāng)遇到雙繞組變壓器的時(shí)候可直接將屬于同一變壓器的兩個(gè)繞組合并成一條支路，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)雙繞組變壓器的收縮化簡(jiǎn)。
[0025]經(jīng)過(guò)上述的分析，即可得到配電網(wǎng)的電氣拓?fù)淠Ｐ?，目前?duì)配電網(wǎng)的潮流計(jì)算、短路計(jì)算等均可利用這種電氣拓?fù)淠Ｐ汀．?dāng)前得到的配電網(wǎng)電氣拓?fù)浒ㄋ信c功率傳輸直接相關(guān)的電氣設(shè)備，如輸電線路、變壓器、開關(guān)支路等。如前所述，在進(jìn)行可靠性計(jì)算的時(shí)候，僅需考慮各種開關(guān)支路對(duì)故障的響應(yīng)時(shí)間，而被開關(guān)支路分割的多個(gè)連通區(qū)域各自內(nèi)部的設(shè)備參數(shù)及拓?fù)潢P(guān)系對(duì)可靠性的貢獻(xiàn)是可歸并的。
[0026]如圖1、圖2所示，一種配電網(wǎng)區(qū)域節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)生成方法，包括步驟:
[0027]S100:構(gòu)建(ΠΜ樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中，CIM樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括虛擬支路和開關(guān)支路。
[0028](ΠΜ是一個(gè)抽象模型，用于描述電力企業(yè)的所有主要對(duì)象，特別是與電力運(yùn)行有關(guān)的對(duì)象。CM通過(guò)提供一種用對(duì)象類和屬性及他們之間關(guān)系來(lái)表示電力系統(tǒng)資源的標(biāo)準(zhǔn)方法，C頂方便了實(shí)現(xiàn)不同賣方獨(dú)立開發(fā)的能量管理系統(tǒng)應(yīng)用的集成，多個(gè)獨(dú)立開發(fā)的完整能量管理系統(tǒng)之間的集成，以及能量管理系統(tǒng)和其它涉及電力系統(tǒng)運(yùn)行的不同方面的系統(tǒng)，使得這些應(yīng)用或系統(tǒng)能夠不依賴于信息的內(nèi)部表示而訪問公共數(shù)據(jù)和交換信息來(lái)實(shí)現(xiàn)的。CIM樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中包括節(jié)點(diǎn)和支路兩大部分，其中，端點(diǎn)包括聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)，支路包括虛擬支路、交流線線路段、變壓器繞組以及開關(guān)支路。虛擬支路用于表征電氣設(shè)備邏輯連接關(guān)系。如圖3所示的配電網(wǎng)饋線的CIM樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中，節(jié)點(diǎn)為聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)，共1642個(gè)，支路包括聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與終端節(jié)點(diǎn)間的虛擬支路、交流線路段、變壓器繞組及各種開關(guān)支路，共1641條。
[0029]具體來(lái)說(shuō)，在其中一個(gè)實(shí)施例中，步驟S100包括:
[0030]S120:獲取配電網(wǎng)饋線的標(biāo)準(zhǔn)(ΠΜ模型。
[0031]S140:將配電網(wǎng)饋線的標(biāo)準(zhǔn)(ΠΜ模型映射成(ΠΜ樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0032]配電網(wǎng)饋線的標(biāo)準(zhǔn)CM模型是電力系統(tǒng)行業(yè)已知的基本模型，具體來(lái)說(shuō)，可以將配電網(wǎng)饋線的標(biāo)準(zhǔn)(ΠΜ模型映射成(ΠΜ樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0033]S200:將虛擬支路消除，并將(ΠΜ樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中屬于同一雙繞組變壓器的變壓器繞組支路合并成單條變壓器支路，獲得電氣樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0034]在CM樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)僅具有邏輯上的涵義，在物理環(huán)境中并不存在實(shí)體，在進(jìn)行各項(xiàng)電氣分析時(shí)也不需要其信息，