网络拓扑着色的矩阵方法及其在电力系统中的应用

在介绍网络拓扑矩阵基本概念的基础上，运用矩阵法建立了电力网络拓扑结构并进行网络拓扑着色，以判断网络元件的带电状态。通过实例，证明该方法可靠性高，能很好地满足电网实时性要求。     

一种基于GIS组件MAPX的配电网拓扑着色的实用算法

配电网的拓扑着色是配电网管理的很重要的一项功能。它根据网络元件(线路、变压器、开关/刀闸)的连接关系和开关/刀闸的开合状态确定网络元件的带电状态,并在单线图(或地理图)上以不同的颜色表示(绿色表示带电,红色表示不带电),以帮助调度人员直观的了解电力系统的运行状态,本文根据配电网和GIS的特点,提出了一种实用算法,经实验证明这种算法适应能力更强。     

地理信息系统在配电网拓扑分析着色中的应用

配电网的拓扑着色是配电网管理中很重要的一项功能.它根据网络元件(线路、变压器、开关/刀闸)的连接关系和开关/刀闸的开合状态确定网络元件的带电状态,并在单线图(或地理图)上以不同的颜色表示(绿色表示带电,红色表示不带电),以帮助调度人员直观地了解电力系统的运行状态.根据配电网和GIS的特点,提出了一种实用算法,经实验证明这种算法有较强的适应能力.     

基于GIS的10 kV配电网络电气连通性分析

为了能在GIS系统上对复杂配电网进行直观且高效的网络分析,采用在变电站馈出口处虚设电源点的方式对复杂配电网进行简化,提出了一种基于唯一编码的、且利于数据库实现的描述简化配电网电气设备连接关系的网络拓扑模型。提出将开关、线路分歧连接处、电源点-线路连接处转换为支路,电源点和由开关分割的线路连通段转换为节点的网络节点划分方法,该方法可降低网络节点数量。采用邻接矩阵法对网络进行连通性分析,详细描述了从网络拓扑数据中提取节点邻接矩阵所需的网络节点和连接支路的算法。描述了由节点邻接矩阵通过运算生成节点连通矩阵,进而判断节点连通关系的矩阵运算方法,以及确定配电网停电范围的算法。算例表明,提出的网络拓扑模型和邻接矩阵生成及运算方法,可以进行复杂配电网络的连通性分析以及停电范围分析。     

基于GIS的10 kV配电网络电气连通性分析

为了能在GIS系统上对复杂配电网进行直观且高效的网络分析,采用在变电站馈出口处虚设电源点的方式对复杂配电网进行简化,提出了一种基于唯一编码的、且利于数据库实现的描述简化配电网电气设备连接关系的网络拓扑模型.提出将开关、线路分歧连接处、电源点-线路连接处转换为支路,电源点和由开关分割的线路连通段转换为节点的网络节点划分方法,该方法可降低网络节点数量.采用邻接矩阵法对网络进行连通性分析,详细描述了从网络拓扑数据中提取节点邻接矩阵所需的网络节点和连接支路的算法.描述了由节点邻接矩阵通过运算生成节点连通矩阵,进而判断节点连通关系的矩阵运算方法,以及确定配电网停电范围的算法.算例表明,提出的网络拓扑模型和邻接矩阵生成及运算方法,可以进行复杂配电网络的连通性分析以及停电范围分析.     

基于图形建模的电力系统拓扑分析新方法

研究了电力系统的拓扑分析问题。电网图上元件之间的连接关系、带电着色、支路类型的判别、无阻抗元件的融合及节点编号等是能量管理系统(EMS)高级分析的基础,同时有利于系统调度员对系统的决策和判断。在图形建模的基础上,提出了一个利用深度优先搜索(DFS)实现电力系统拓扑分析的新方法,能在1次遍历后,实现带电着色、支路类型识别、节点编号及子网编号,相对于其他算法该算法效率较高。     

基于邻接矩阵的网络拓扑辨识算法

电力网络拓扑辨识是电网管理系统高级应用软件的重要组成部分,是电力系统各种分析计算的基础。针对矩阵法计算量大、计算速度慢的缺点,提出了一种加快网络拓扑辨识的新方法。该方法用节点—支路关联矩阵表示网络的基本拓扑结构,通过定义矩阵的"或"、"与"运算和开关状态矢量,利用对称消去法降低邻接矩阵的阶数,并把对称性应用于求连通矩阵的过程中,从而实现网络的动态拓扑。与传统算法相比,该方法减少了计算量,加快了计算的速度,适用于复杂的网络拓扑辨识。     

基于状态空间截断和隔离范围推导的高压配电网可靠性评估

针对高压配电网特点,分别从故障阶数、网络结构和停电时间三个方面研究了状态空间截断。分析了多重故障对高压配电网可靠性的影响,指出对于高压配电网可靠性评估应考虑到的合理故障阶数为二阶;提出了一种快速确定二阶故障有效支路组合的网络拓扑搜索方法,并对每组有效支路组合建立了一种元件组合树以确定有效元件组合;若某二阶故障有效状态停电时间占比小于阈值,可直接忽略。对二阶故障有效状态提出了利用一阶故障隔离范围进行推导以快速获得二阶故障隔离范围的方法。所提方法对状态空间进行了有效截断,同时避免了确定隔离范围时重复拓扑搜索。     

电网结构发生变化时潮流转移的快速识别

提出了一种利用图论快速识别动态拓扑电网中潮流转移的方法。根据实时的网络拓扑结构建立相应的矩阵,经过矩阵运算,对已过载支路的影响范围进行预测,对影响较严重的区域进一步采用动态潮流的分析方法进行估算,判断网络中各线路的运行状态。该法对连通与不连通的网络均适用。通过Wood&Wollenberg的1节点系统和标准IEEE 30节点系统的仿真计算,验证了该方法的有效性和可行性。     

独立电力网络拓扑分析方法及其在故障恢复中的应用

根据独立电力网络的结构特点,定义了一种实用的供、配电网设备模型,包括电源、负载及线路模型,给出了用于网络拓扑在线分析时的关联矩阵形成新方法。将拓扑分析方法应用于各类设备的故障跟踪中,结合对全局网络的简化分析,识别故障时的受影响元件。根据故障后各支路状态,对故障进行处理,为系统的故障恢复做好准备。实际网络管理系统运行情况表明,该算法能够准确、可靠地描述及跟踪系统网络的拓扑结构。     

母线综合阻抗计算时的网络拓扑分析算法

考虑到系统内元件运行方式变化的影响,母线综合阻抗计算往往需要对该母线上连接的线路进行轮断.对于辐射线路上的终端母线,必须首先通过拓扑分析确定其对应的系统侧轮断母线.基于系统等值网络参数描述的电气物理路径分析,提出了母线综合阻抗计算时的网络拓扑分析算法.算法结合了物理网络拓扑和几何网络拓扑,通过电气物理路径判断,剔除了无效的几何路径搜索方向,保证搜索方向始终指向系统侧,从而有效避免了辐射分岔支路的深度搜索以及回溯的复杂性.研究和算例证明该算法能准确、快速地判断终端母线并搜索其对应的系统侧轮断母线.     

基于邻接矩阵准平方法网络拓扑分析

矩阵法网络拓扑的本质是确定网络中各节点是否连通,并不需要明确是几级连通。因此每计算出连通矩阵的一个元素可以及时更新该元素及其对称元素,使节点间的最新连通关系参与计算,有利于提高计算速度。基于此思想,提出了基于邻接矩阵准平方法的网络拓扑分析方法。该方法仅需对邻接矩阵进行一次矩阵平方运算,所得到的连通矩阵虽不是全连通矩阵,但足以反映网络拓扑关系,然后使用逆序行扫描法就可得到网络分析结果,提高了矩阵法网络拓扑分析的速度。该方法的正确性在理论上得到了证明,它的有效性也为实际大型电网的拓扑分析所验证。     

基于矢量坐标搜索法的地区电网网络拓扑方法的研究

提出了一种面向对象的抽象电力网络拓扑的模型，并用此模型实现了用系统矢量图的坐标关系自动生成原始拓扑的方法。该方法是根据设备图元对象的端点坐标位置自动搜索确定的原始拓扑关系，即设备图元的连接关系，基于连接规则和节点融合的快速拓扑分析算法，根据原始拓扑关系确定各支路与母线的连接情况，该方法可用于电网动态着色和状态估计，潮流调度，安全分析，无功优化等网络分析程序之中。     

快速适应电网结构变化的广域后备保护新方法

提出一种能够快速适应电网变结构的广域后备保护新方法。该方法在电力系统正常运行的情况下,首先利用故障等值模型计算故障点的等值注入电流,再根据网络拓扑参数和节点注入电流形成支路相关因子矩阵,确定故障界定集;在网络拓扑发生变化后,通过修改支路相关因子矩阵中部分元素,实现故障界定集的快速更新。当电力系统出现故障时,迅速计算故障界定集与支路电流测量值之间贴近度的最小值,并以此确定故障位置。新英格兰10机39节点系统仿真结果表明,该方法不受系统运行方式的影响,能够在有限测点及网络变结构情况下准确、灵敏、可靠地实现故障定位。     

一种基于追踪技术的快速电力网拓扑分析方法

针对传统网络拓扑方法多次重复搜索路径、效率低、速度慢的缺点,文章提出一种基于广度优先的快速网络拓扑方法.该方法将电力设备抽象为节点和支路,使拓扑过程不受网络接线形式和结构的约束,对输电网和配电网可统一进行拓扑分析,增强了算法的通用性.同时,该方法利用节点-支路邻接表,加快了拓扑速度.开关状态改变时,通过修改节点一支路邻接表,可进行局部重新拓扑,提高了拓扑灵活性.实际应用中,该方法可以满足系统对各电压等级网络拓扑的要求.     

计算机在电力系统分析计算中的应用(续二)

§2—3网络结构变更时节点导纳方程的计算在进行电力系统计算时,经常要考虑网络结构变更时的计算。其处理方法有两种: 一、根据网络变更情况,修正节点导纳矩阵的算法由于形成节点导纳矩阵,可以采用一个元件一个元件叠加的方法。因此当网络结构变更时,修正相应的节点导纳矩阵将十分简单。当追加一条支路时,与形成节点导纳矩阵的数值计算规律相同。当切除一条支路时,可按追加一条负阻抗支路处理。例如当切除图2—5所示的变压器支路时,可以添写如下数据,仍按形成节点导纳矩阵的数值规     

基于MS.NET的电力系统序网络拓扑分析

针对继电保护整定计算只需要确定电力网络静态结构的特点,利用基于MS.NET的面向对象技术实现了正序和零序网络拓扑分析.通过连接点类和连接项类形成网络的原始连接关系,采用按深度优先搜索的方法生成正序和零序网络拓扑,并在零序拓扑分析时利用迭代器设计模式以简化搜索过程;把节点、支路分别抽象成类,解决了正序、零序网之间节点和支路编号不对应的问题;最后通过应用实例验证,该方法取得了良好的效果.     

面向对象技术的电力网络拓扑分析

网络拓扑分析是电力系统仿真和分析计算的基础,其功能是根据电网的开关状态分析判断出电网的结构,也就是根据开关状态把各种设备连接的电网表示成能用于电力系统分析计算的结点—支路模型。     

基于配电网拓扑分析的重构潮流算法

针对配电网重构时网络潮流方向发生变化,提出了一种基于“短接”操作的配电网拓扑分析算法。该方法可对节点和支路进行任意编号,不需要对网络进行广度优先搜索或深度优先搜索,对末稍节点进行简单的“短接”操作便可得到网络拓扑矩阵。在潮流计算时利用网络拓扑矩阵构造运算矩阵,简单的处理代数方程就可以计算支路电流、节点电压和功率分布,使得程序实现起来更加高效、准确。根据提出的算法,编制了应用于配电网络重构的潮流算法程序,用IEEE33节点算例验证了该算法的可行性。     

图论在BPA模型向PSCAD模型自动转换中的应用

机电暂态仿真工具 BPA 在我国得到了广泛应用,对同一网络通过 PSCAD/EMTDC 仿真时,通常根据 BPA 模型数据文件的网络拓扑结构及元件参数在 PSCAD/EMTDC 中手动重新建模,该方式费时、费力且容易出错.为此,基于图论的关联矩阵、深度优先搜索等理论,先根据 BPA 网络数据重新生成网络树,计算网络节点坐标,确定网络元件模型结构及参数,完成 BPA 的电网系统数据向 PSCAD/EMTDC的模型转换,自动转换后的系统网络具有与原系统相同的网络拓扑结构及等效的元件参数,提高了在 PSCAD/EMTDC 中进行电网建模的效率及精度