深度優(yōu)先與廣度優(yōu)先相結(jié)合的電網(wǎng)拓?fù)浞治龇?/h1>
2012-12-31 00:00:00侯杰
科技資訊 2012年34期
摘 要：研究了電力系統(tǒng)按廠站分布管理的電網(wǎng)拓?fù)浞治鰡栴}。在按廠站對(duì)電網(wǎng)圖形建?；A(chǔ)上，采用深度廣度相結(jié)合的方法對(duì)其進(jìn)行拓?fù)浞治?。首先一廠站作為基本節(jié)點(diǎn)進(jìn)行廣度優(yōu)先搜索，每層節(jié)點(diǎn)與下一層的連接關(guān)系由站內(nèi)深度優(yōu)先搜索確定。對(duì)整個(gè)建模網(wǎng)絡(luò)完成一次遍歷后，所有電氣聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的元件就實(shí)現(xiàn)帶電狀態(tài)判斷、帶電著色、非阻抗元件節(jié)點(diǎn)融合、節(jié)點(diǎn)編號(hào)和劃分系統(tǒng)子網(wǎng)的功能。較其他方法而言，有較高的實(shí)用性。
關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng) 分布管理 圖形建模 拓?fù)浞治?/p>
中圖分類號(hào)：TM711 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）12（a）-0131-03
電力網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治鍪歉鶕?jù)開關(guān)通斷信息，采用合理的算法確定元件連接關(guān)系，為系統(tǒng)實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)建立精確的數(shù)學(xué)模型，同時(shí)確定元件帶電狀態(tài)，帶電著色及節(jié)點(diǎn)編號(hào)等。
迄今為止，對(duì)于該問題的研究均是基于繪制于同一圖層的電網(wǎng)模型，如面向圖形對(duì)象的電力網(wǎng)絡(luò)建模拓?fù)浞治龇?、深度?yōu)先搜索法、Petri網(wǎng)絡(luò)法、廣度優(yōu)先搜索法等。但上述方法并不適用于廠站分布管理采用多圖層操作的電力網(wǎng)絡(luò)。
本文針對(duì)廠站分布管理系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行了研究，提出了深廣度搜索相結(jié)合的電網(wǎng)拓?fù)浞治龇椒āＴ摲椒ㄔ谕負(fù)浞治鲞^程中，以廠站作為基本節(jié)點(diǎn)進(jìn)行站間廣度優(yōu)先搜索，每遍歷到一個(gè)廠站節(jié)點(diǎn)后，對(duì)站內(nèi)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行深度優(yōu)先搜索。在完成一次拓?fù)浔闅v后，實(shí)現(xiàn)元件帶電狀態(tài)確定、帶電著色、非阻抗元件的節(jié)點(diǎn)融合、元件節(jié)點(diǎn)編號(hào)和確定系統(tǒng)子網(wǎng)的功能。相較于現(xiàn)有其它拓?fù)浞治龇椒ǎ疚姆椒ㄟm用于電網(wǎng)按廠站進(jìn)行分布式管理的方式。
1 電力網(wǎng)絡(luò)分布式圖形建模
1.1 廠站內(nèi)電力元件圖形建模
文獻(xiàn)[1，2]提出了電網(wǎng)拓?fù)鋱D形建模的圖元類── 電力元件類（PElement）。在此大類中，所有實(shí)際設(shè)備被歸為幾種不同類型的元件，以不同圖元區(qū)別表示；圖元定義有端口屬性，用端口則可建立元件之間的連接關(guān)系。電力元件類所包括的子類為：功率類，節(jié)點(diǎn)類，開關(guān)類，阻抗類等；每個(gè)子類所包括的設(shè)備如圖1所示。因此，所有設(shè)備均包括在電力元件類中。
為了實(shí)現(xiàn)按廠站進(jìn)行的分布管理，現(xiàn)定義一個(gè)新的元件子類-廠站圖元（STA）。該圖元表示一個(gè)廠站，通過它實(shí)現(xiàn)廠站之間的連接，它與其它子類的關(guān)系示于圖1中。
圖1中每一元件的屬性包括：元件類型號(hào)（PTypeNo）、帶電狀態(tài)（PState）、元件顏色（PColor）、電壓等級(jí)（PVoltage）、站內(nèi)子網(wǎng)序號(hào)（StaNo）和系統(tǒng)子網(wǎng)序號(hào)（NetNo）。
其中，NetNo屬性值可把整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)劃分為若干聯(lián)通子網(wǎng)絡(luò)；StaNo用于站內(nèi)深度優(yōu)先搜索過程中辨識(shí)廠站的接線關(guān)系，標(biāo)記出站內(nèi)聯(lián)通子網(wǎng)絡(luò)。NetNo在此基礎(chǔ)上利用全網(wǎng)廣度優(yōu)搜索可以快速地確定廠站間各個(gè)子網(wǎng)的聯(lián)通關(guān)系，把整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)劃分為若干聯(lián)通子網(wǎng)絡(luò)。
1.2 廠站間網(wǎng)絡(luò)圖形建模
地區(qū)級(jí)的電力網(wǎng)絡(luò)可能包括數(shù)十個(gè)甚至數(shù)百個(gè)不同電壓等級(jí)的變電站，只有基于不同電壓等級(jí)的電網(wǎng)分布式管理才能適應(yīng)實(shí)際管理需要。因此，電網(wǎng)也應(yīng)該建立多層模型。以廠站作為基本單位，通過廠站間聯(lián)絡(luò)線建立網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模型。
2 深度廣度相結(jié)合的電網(wǎng)拓?fù)渌惴?/p>
2.1 站間廣度遍歷和站內(nèi)深度遍歷
如前所述，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模型把廠站看成單位節(jié)點(diǎn)，廠站間的聯(lián)絡(luò)線是連接節(jié)點(diǎn)間的支路。廣度優(yōu)先搜索法適用于廠站間遍歷。發(fā)電站是遍歷起始節(jié)點(diǎn)，根據(jù)聯(lián)絡(luò)線的連接關(guān)系逐層搜索外層廠站。當(dāng)遍歷前進(jìn)到底層廠站，該次廣度優(yōu)先搜索完畢，形成一個(gè)系統(tǒng)聯(lián)通子網(wǎng)。
利用深度優(yōu)先搜索算法[1]遍歷站內(nèi)接線，能在完成一次遍歷后，同時(shí)確定元件帶電狀態(tài)、完成無阻抗元件融合、實(shí)現(xiàn)元件帶電著色、賦予有效節(jié)點(diǎn)編號(hào)及處理站內(nèi)孤島系統(tǒng)。
深度優(yōu)先遍歷分為前進(jìn)和回溯兩個(gè)過程：前進(jìn)即優(yōu)先向更深層節(jié)點(diǎn)遍歷；回溯就是逆向遍歷?；厮莸钠鹗加谇斑M(jìn)至網(wǎng)絡(luò)的某個(gè)終端（如遇到斷開的開關(guān)類元件），結(jié)束至回溯到上一個(gè)未經(jīng)搜索的網(wǎng)絡(luò)分支。每結(jié)束一次回溯就完成了一個(gè)分支網(wǎng)絡(luò)的遍歷。當(dāng)某次回溯完成后沒有節(jié)點(diǎn)可繼續(xù)前進(jìn)過程是，廠站內(nèi)子網(wǎng)就完成了一次深度優(yōu)先遍歷。
通過聯(lián)絡(luò)線聯(lián)通的所有廠站及其站內(nèi)元件均劃分為同一子網(wǎng)，賦系統(tǒng)子網(wǎng)號(hào)（NetNo）。站內(nèi)遍歷到的元件賦站內(nèi)子網(wǎng)序號(hào)（StaNo）；節(jié)點(diǎn)編號(hào)分配以上一搜索廠站編號(hào)為基礎(chǔ)，同時(shí)考慮遍歷元件阻抗屬性；元件帶電狀態(tài)（PState）需要判斷元件是否與搜索的起始元件存在電氣通路；元件著色（PColor）與否由其帶電狀態(tài)決定，遍歷到的元件均會(huì)進(jìn)行著色。
2.2 廣度優(yōu)先搜索結(jié)合深度優(yōu)先搜索
廠站間的連接關(guān)系是通過聯(lián)絡(luò)線建立的。廣度優(yōu)先搜索每向前遍歷一層廠站，就是將與上層廠站相連但未經(jīng)遍歷的廠站作為新一層廠站。該新層廠站是從連接至上層廠站的聯(lián)絡(luò)線進(jìn)入，同理若要繼續(xù)遍歷下一層廠站，則必須確定本層廠站的聯(lián)絡(luò)線出線。因此，廣度優(yōu)先搜索到每一個(gè)廠站節(jié)點(diǎn)后就要對(duì)該站內(nèi)子網(wǎng)進(jìn)行遍歷，及轉(zhuǎn)入站內(nèi)深度優(yōu)先搜索。該層所有廠站完成站內(nèi)深度優(yōu)先搜索后，根據(jù)遍歷結(jié)果再回到站間廣度優(yōu)先搜索并繼續(xù)前進(jìn)至下一層廠站。
假設(shè)站間廣度遍歷前進(jìn)至第層，設(shè)該層共有個(gè)廠站，分別為，至。每個(gè)廠站與第層節(jié)點(diǎn)的聯(lián)絡(luò)線分別為，，…，。此時(shí)暫停網(wǎng)絡(luò)廣度遍歷，以各條聯(lián)絡(luò)線為起點(diǎn)前進(jìn)到下層連接廠站，轉(zhuǎn)入站內(nèi)深度優(yōu)先搜索。以為例，為站內(nèi)深度優(yōu)先搜索的拓?fù)淦鹗荚?，依?jù)前所述方法遍歷出該廠站內(nèi)的聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)標(biāo)記出搜索到的新聯(lián)絡(luò)線元件，設(shè)有，～共條；然后從開始同理對(duì)進(jìn)行站內(nèi)深度遍歷，搜索到新聯(lián)絡(luò)線～共條。若有廠站完成站內(nèi)深度遍歷后不存在起始聯(lián)絡(luò)線之外的新增聯(lián)絡(luò)線，則該廠站不與外層廠站相連，即為此遍歷分支的底層廠站。若本層最后一個(gè)廠站完成站內(nèi)深度優(yōu)先遍歷后，除去起始聯(lián)絡(luò)線之外的新增聯(lián)絡(luò)線共找到條，即本層廠站共有條聯(lián)絡(luò)線連接到下一層廠站。這條聯(lián)絡(luò)線就確定了前進(jìn)到下一層廠站（其中為第層廠站的標(biāo)號(hào)）的連接關(guān)系，全網(wǎng)廣度優(yōu)先遍歷就由第層前進(jìn)至第層。對(duì)層廠站繼續(xù)重復(fù)上述站內(nèi)深度遍歷，完成后再轉(zhuǎn)入站間廣度遍歷前進(jìn)至層，最后直到所有分支節(jié)點(diǎn)都前進(jìn)到底層廠站為止。
3 算例
給出一個(gè)包含兩個(gè)發(fā)電站和兩個(gè)廠站的簡單示例系統(tǒng)。為簡潔與方便，此處略去了所有IS，僅保留必要的開關(guān)類元件BK。系統(tǒng)廠站聯(lián)絡(luò)圖示于圖2，站內(nèi)接線分別為圖3～圖6。
為示例完整性，現(xiàn)斷開發(fā)電站1中的連接三卷變TШ-1和母線B3的BK。顯而易見，該站的右半部分將單獨(dú)形成一個(gè)子網(wǎng)。
拓?fù)浞治鲆园l(fā)電站1作為起始節(jié)點(diǎn)。首先對(duì)發(fā)電站1進(jìn)行站內(nèi)深度優(yōu)先搜索，以G1為起始節(jié)點(diǎn)。與G1聯(lián)通的站內(nèi)深度優(yōu)先搜索完成后，轉(zhuǎn)入廣度優(yōu)先搜索前進(jìn)至第二層節(jié)點(diǎn)。發(fā)電站G1有聯(lián)絡(luò)線L1-B連接廠站1，則廠站1確定為第二層節(jié)點(diǎn)的一個(gè)廠站，繼續(xù)轉(zhuǎn)入對(duì)廠站1的站內(nèi)深度優(yōu)先搜索。然后找到聯(lián)絡(luò)線L2-B，L2-B連接到廠站2。廠站2完成站內(nèi)深度優(yōu)先搜索后，再由L3-B同樣找到該廠站，則判斷第二層兩個(gè)廠站搜索結(jié)束。同理，根據(jù)該層聯(lián)絡(luò)線出線繼續(xù)前進(jìn)找到第三層僅有發(fā)電站2，且判斷為底層節(jié)點(diǎn)。故完成第三層搜索后對(duì)該聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浞治鲞^程完畢。
第二個(gè)子網(wǎng)的遍歷從發(fā)電站1的G2開始。由于該子網(wǎng)僅限于發(fā)電站1內(nèi)部，故只需進(jìn)行一次站內(nèi)深度優(yōu)先搜索。完成對(duì)第G2聯(lián)通子網(wǎng)的遍歷后，搜索發(fā)電機(jī)元件不存在未經(jīng)遍歷的，全網(wǎng)拓?fù)浞治鲞^程結(jié)束。示例系統(tǒng)通過拓?fù)浞治鲂纬傻牡刃D如圖7。
4 結(jié)語
本文研究了電力網(wǎng)絡(luò)按廠站分布管理模式下的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治鰡栴}。在電力網(wǎng)絡(luò)按廠站圖形建模此基礎(chǔ)上，提出了深度廣度相結(jié)合的電力網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龇椒?。該方法在完成一次網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龊?，可確定元件帶電狀態(tài)、進(jìn)行無阻抗元件的節(jié)點(diǎn)融合、元件帶電著色、有效節(jié)點(diǎn)編號(hào)及劃分系統(tǒng)子網(wǎng)的功能。最后，給出了簡單示例系統(tǒng)說明該拓?fù)浞治龇椒ǖ膶?shí)現(xiàn)過程。這為在此基礎(chǔ)上進(jìn)行電力系統(tǒng)的研究分析以及軟件擴(kuò)展功能模塊的擴(kuò)展提供了必要的支持。
參考文獻(xiàn)
[1]林濟(jì)鏗，覃嶺，羅萍萍.基于圖形建模的電力系統(tǒng)拓?fù)浞治鲂路椒╗J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化（Automation of Electric Power Systems），2005，29（22）：54-59.
[2]林濟(jì)鏗，覃嶺，羅萍萍.基于Visual Graph的電力圖形系統(tǒng)開發(fā)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化（Automation of Electric Power Systems），2005，29（15）：73-76.
[3]鄧佑滿，張伯明.網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲惴ㄔ陔娏ο到y(tǒng)中的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化（Automation of Electric Power Systems），1998，22（10）：7-9.
[4]賴曉平，周鴻興.電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龅挠猩玃etri網(wǎng)絡(luò)模型[J].電網(wǎng)技術(shù)（Power System Technology），2000，24（12）：5-10.
[5]王元馳，肖先勇，鄧武軍.一種基于鄰接關(guān)系和廣度優(yōu)先搜索的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龇椒╗J].四川電力技術(shù)（Sichuan Elictric Power Technology），2007，30（2）：29-32.
[6]許先鋒，龔樂年，陳星鶯.基于廣度優(yōu)先搜索和優(yōu)化算法的輸電網(wǎng)故障診斷[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)（Proceedings of the CSU-EPSA），2004，16（5）：5-8.
摘 要：研究了電力系統(tǒng)按廠站分布管理的電網(wǎng)拓?fù)浞治鰡栴}。在按廠站對(duì)電網(wǎng)圖形建?；A(chǔ)上，采用深度廣度相結(jié)合的方法對(duì)其進(jìn)行拓?fù)浞治?。首先一廠站作為基本節(jié)點(diǎn)進(jìn)行廣度優(yōu)先搜索，每層節(jié)點(diǎn)與下一層的連接關(guān)系由站內(nèi)深度優(yōu)先搜索確定。對(duì)整個(gè)建模網(wǎng)絡(luò)完成一次遍歷后，所有電氣聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的元件就實(shí)現(xiàn)帶電狀態(tài)判斷、帶電著色、非阻抗元件節(jié)點(diǎn)融合、節(jié)點(diǎn)編號(hào)和劃分系統(tǒng)子網(wǎng)的功能。較其他方法而言，有較高的實(shí)用性。
關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng) 分布管理 圖形建模 拓?fù)浞治?/p>
中圖分類號(hào)：TM711 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）12（a）-0131-03
電力網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治鍪歉鶕?jù)開關(guān)通斷信息，采用合理的算法確定元件連接關(guān)系，為系統(tǒng)實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)建立精確的數(shù)學(xué)模型，同時(shí)確定元件帶電狀態(tài)，帶電著色及節(jié)點(diǎn)編號(hào)等。
迄今為止，對(duì)于該問題的研究均是基于繪制于同一圖層的電網(wǎng)模型，如面向圖形對(duì)象的電力網(wǎng)絡(luò)建模拓?fù)浞治龇?、深度?yōu)先搜索法、Petri網(wǎng)絡(luò)法、廣度優(yōu)先搜索法等。但上述方法并不適用于廠站分布管理采用多圖層操作的電力網(wǎng)絡(luò)。
本文針對(duì)廠站分布管理系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行了研究，提出了深廣度搜索相結(jié)合的電網(wǎng)拓?fù)浞治龇椒āＴ摲椒ㄔ谕負(fù)浞治鲞^程中，以廠站作為基本節(jié)點(diǎn)進(jìn)行站間廣度優(yōu)先搜索，每遍歷到一個(gè)廠站節(jié)點(diǎn)后，對(duì)站內(nèi)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行深度優(yōu)先搜索。在完成一次拓?fù)浔闅v后，實(shí)現(xiàn)元件帶電狀態(tài)確定、帶電著色、非阻抗元件的節(jié)點(diǎn)融合、元件節(jié)點(diǎn)編號(hào)和確定系統(tǒng)子網(wǎng)的功能。相較于現(xiàn)有其它拓?fù)浞治龇椒ǎ疚姆椒ㄟm用于電網(wǎng)按廠站進(jìn)行分布式管理的方式。
1 電力網(wǎng)絡(luò)分布式圖形建模
1.1 廠站內(nèi)電力元件圖形建模
文獻(xiàn)[1，2]提出了電網(wǎng)拓?fù)鋱D形建模的圖元類── 電力元件類（PElement）。在此大類中，所有實(shí)際設(shè)備被歸為幾種不同類型的元件，以不同圖元區(qū)別表示；圖元定義有端口屬性，用端口則可建立元件之間的連接關(guān)系。電力元件類所包括的子類為：功率類，節(jié)點(diǎn)類，開關(guān)類，阻抗類等；每個(gè)子類所包括的設(shè)備如圖1所示。因此，所有設(shè)備均包括在電力元件類中。
為了實(shí)現(xiàn)按廠站進(jìn)行的分布管理，現(xiàn)定義一個(gè)新的元件子類-廠站圖元（STA）。該圖元表示一個(gè)廠站，通過它實(shí)現(xiàn)廠站之間的連接，它與其它子類的關(guān)系示于圖1中。
圖1中每一元件的屬性包括：元件類型號(hào)（PTypeNo）、帶電狀態(tài)（PState）、元件顏色（PColor）、電壓等級(jí)（PVoltage）、站內(nèi)子網(wǎng)序號(hào)（StaNo）和系統(tǒng)子網(wǎng)序號(hào)（NetNo）。
其中，NetNo屬性值可把整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)劃分為若干聯(lián)通子網(wǎng)絡(luò)；StaNo用于站內(nèi)深度優(yōu)先搜索過程中辨識(shí)廠站的接線關(guān)系，標(biāo)記出站內(nèi)聯(lián)通子網(wǎng)絡(luò)。NetNo在此基礎(chǔ)上利用全網(wǎng)廣度優(yōu)搜索可以快速地確定廠站間各個(gè)子網(wǎng)的聯(lián)通關(guān)系，把整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)劃分為若干聯(lián)通子網(wǎng)絡(luò)。
1.2 廠站間網(wǎng)絡(luò)圖形建模
地區(qū)級(jí)的電力網(wǎng)絡(luò)可能包括數(shù)十個(gè)甚至數(shù)百個(gè)不同電壓等級(jí)的變電站，只有基于不同電壓等級(jí)的電網(wǎng)分布式管理才能適應(yīng)實(shí)際管理需要。因此，電網(wǎng)也應(yīng)該建立多層模型。以廠站作為基本單位，通過廠站間聯(lián)絡(luò)線建立網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模型。
2 深度廣度相結(jié)合的電網(wǎng)拓?fù)渌惴?/p>
2.1 站間廣度遍歷和站內(nèi)深度遍歷
如前所述，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模型把廠站看成單位節(jié)點(diǎn)，廠站間的聯(lián)絡(luò)線是連接節(jié)點(diǎn)間的支路。廣度優(yōu)先搜索法適用于廠站間遍歷。發(fā)電站是遍歷起始節(jié)點(diǎn)，根據(jù)聯(lián)絡(luò)線的連接關(guān)系逐層搜索外層廠站。當(dāng)遍歷前進(jìn)到底層廠站，該次廣度優(yōu)先搜索完畢，形成一個(gè)系統(tǒng)聯(lián)通子網(wǎng)。
利用深度優(yōu)先搜索算法[1]遍歷站內(nèi)接線，能在完成一次遍歷后，同時(shí)確定元件帶電狀態(tài)、完成無阻抗元件融合、實(shí)現(xiàn)元件帶電著色、賦予有效節(jié)點(diǎn)編號(hào)及處理站內(nèi)孤島系統(tǒng)。
深度優(yōu)先遍歷分為前進(jìn)和回溯兩個(gè)過程：前進(jìn)即優(yōu)先向更深層節(jié)點(diǎn)遍歷；回溯就是逆向遍歷?；厮莸钠鹗加谇斑M(jìn)至網(wǎng)絡(luò)的某個(gè)終端（如遇到斷開的開關(guān)類元件），結(jié)束至回溯到上一個(gè)未經(jīng)搜索的網(wǎng)絡(luò)分支。每結(jié)束一次回溯就完成了一個(gè)分支網(wǎng)絡(luò)的遍歷。當(dāng)某次回溯完成后沒有節(jié)點(diǎn)可繼續(xù)前進(jìn)過程是，廠站內(nèi)子網(wǎng)就完成了一次深度優(yōu)先遍歷。
通過聯(lián)絡(luò)線聯(lián)通的所有廠站及其站內(nèi)元件均劃分為同一子網(wǎng)，賦系統(tǒng)子網(wǎng)號(hào)（NetNo）。站內(nèi)遍歷到的元件賦站內(nèi)子網(wǎng)序號(hào)（StaNo）；節(jié)點(diǎn)編號(hào)分配以上一搜索廠站編號(hào)為基礎(chǔ)，同時(shí)考慮遍歷元件阻抗屬性；元件帶電狀態(tài)（PState）需要判斷元件是否與搜索的起始元件存在電氣通路；元件著色（PColor）與否由其帶電狀態(tài)決定，遍歷到的元件均會(huì)進(jìn)行著色。
2.2 廣度優(yōu)先搜索結(jié)合深度優(yōu)先搜索
廠站間的連接關(guān)系是通過聯(lián)絡(luò)線建立的。廣度優(yōu)先搜索每向前遍歷一層廠站，就是將與上層廠站相連但未經(jīng)遍歷的廠站作為新一層廠站。該新層廠站是從連接至上層廠站的聯(lián)絡(luò)線進(jìn)入，同理若要繼續(xù)遍歷下一層廠站，則必須確定本層廠站的聯(lián)絡(luò)線出線。因此，廣度優(yōu)先搜索到每一個(gè)廠站節(jié)點(diǎn)后就要對(duì)該站內(nèi)子網(wǎng)進(jìn)行遍歷，及轉(zhuǎn)入站內(nèi)深度優(yōu)先搜索。該層所有廠站完成站內(nèi)深度優(yōu)先搜索后，根據(jù)遍歷結(jié)果再回到站間廣度優(yōu)先搜索并繼續(xù)前進(jìn)至下一層廠站。
假設(shè)站間廣度遍歷前進(jìn)至第層，設(shè)該層共有個(gè)廠站，分別為，至。每個(gè)廠站與第層節(jié)點(diǎn)的聯(lián)絡(luò)線分別為，，…，。此時(shí)暫停網(wǎng)絡(luò)廣度遍歷，以各條聯(lián)絡(luò)線為起點(diǎn)前進(jìn)到下層連接廠站，轉(zhuǎn)入站內(nèi)深度優(yōu)先搜索。以為例，為站內(nèi)深度優(yōu)先搜索的拓?fù)淦鹗荚?，依?jù)前所述方法遍歷出該廠站內(nèi)的聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)標(biāo)記出搜索到的新聯(lián)絡(luò)線元件，設(shè)有，～共條；然后從開始同理對(duì)進(jìn)行站內(nèi)深度遍歷，搜索到新聯(lián)絡(luò)線～共條。若有廠站完成站內(nèi)深度遍歷后不存在起始聯(lián)絡(luò)線之外的新增聯(lián)絡(luò)線，則該廠站不與外層廠站相連，即為此遍歷分支的底層廠站。若本層最后一個(gè)廠站完成站內(nèi)深度優(yōu)先遍歷后，除去起始聯(lián)絡(luò)線之外的新增聯(lián)絡(luò)線共找到條，即本層廠站共有條聯(lián)絡(luò)線連接到下一層廠站。這條聯(lián)絡(luò)線就確定了前進(jìn)到下一層廠站（其中為第層廠站的標(biāo)號(hào)）的連接關(guān)系，全網(wǎng)廣度優(yōu)先遍歷就由第層前進(jìn)至第層。對(duì)層廠站繼續(xù)重復(fù)上述站內(nèi)深度遍歷，完成后再轉(zhuǎn)入站間廣度遍歷前進(jìn)至層，最后直到所有分支節(jié)點(diǎn)都前進(jìn)到底層廠站為止。
3 算例
給出一個(gè)包含兩個(gè)發(fā)電站和兩個(gè)廠站的簡單示例系統(tǒng)。為簡潔與方便，此處略去了所有IS，僅保留必要的開關(guān)類元件BK。系統(tǒng)廠站聯(lián)絡(luò)圖示于圖2，站內(nèi)接線分別為圖3～圖6。
為示例完整性，現(xiàn)斷開發(fā)電站1中的連接三卷變TШ-1和母線B3的BK。顯而易見，該站的右半部分將單獨(dú)形成一個(gè)子網(wǎng)。
拓?fù)浞治鲆园l(fā)電站1作為起始節(jié)點(diǎn)。首先對(duì)發(fā)電站1進(jìn)行站內(nèi)深度優(yōu)先搜索，以G1為起始節(jié)點(diǎn)。與G1聯(lián)通的站內(nèi)深度優(yōu)先搜索完成后，轉(zhuǎn)入廣度優(yōu)先搜索前進(jìn)至第二層節(jié)點(diǎn)。發(fā)電站G1有聯(lián)絡(luò)線L1-B連接廠站1，則廠站1確定為第二層節(jié)點(diǎn)的一個(gè)廠站，繼續(xù)轉(zhuǎn)入對(duì)廠站1的站內(nèi)深度優(yōu)先搜索。然后找到聯(lián)絡(luò)線L2-B，L2-B連接到廠站2。廠站2完成站內(nèi)深度優(yōu)先搜索后，再由L3-B同樣找到該廠站，則判斷第二層兩個(gè)廠站搜索結(jié)束。同理，根據(jù)該層聯(lián)絡(luò)線出線繼續(xù)前進(jìn)找到第三層僅有發(fā)電站2，且判斷為底層節(jié)點(diǎn)。故完成第三層搜索后對(duì)該聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浞治鲞^程完畢。
第二個(gè)子網(wǎng)的遍歷從發(fā)電站1的G2開始。由于該子網(wǎng)僅限于發(fā)電站1內(nèi)部，故只需進(jìn)行一次站內(nèi)深度優(yōu)先搜索。完成對(duì)第G2聯(lián)通子網(wǎng)的遍歷后，搜索發(fā)電機(jī)元件不存在未經(jīng)遍歷的，全網(wǎng)拓?fù)浞治鲞^程結(jié)束。示例系統(tǒng)通過拓?fù)浞治鲂纬傻牡刃D如圖7。
4 結(jié)語
本文研究了電力網(wǎng)絡(luò)按廠站分布管理模式下的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治鰡栴}。在電力網(wǎng)絡(luò)按廠站圖形建模此基礎(chǔ)上，提出了深度廣度相結(jié)合的電力網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龇椒?。該方法在完成一次網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龊?，可確定元件帶電狀態(tài)、進(jìn)行無阻抗元件的節(jié)點(diǎn)融合、元件帶電著色、有效節(jié)點(diǎn)編號(hào)及劃分系統(tǒng)子網(wǎng)的功能。最后，給出了簡單示例系統(tǒng)說明該拓?fù)浞治龇椒ǖ膶?shí)現(xiàn)過程。這為在此基礎(chǔ)上進(jìn)行電力系統(tǒng)的研究分析以及軟件擴(kuò)展功能模塊的擴(kuò)展提供了必要的支持。
參考文獻(xiàn)
[1]林濟(jì)鏗，覃嶺，羅萍萍.基于圖形建模的電力系統(tǒng)拓?fù)浞治鲂路椒╗J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化（Automation of Electric Power Systems），2005，29（22）：54-59.
[2]林濟(jì)鏗，覃嶺，羅萍萍.基于Visual Graph的電力圖形系統(tǒng)開發(fā)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化（Automation of Electric Power Systems），2005，29（15）：73-76.
[3]鄧佑滿，張伯明.網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲惴ㄔ陔娏ο到y(tǒng)中的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化（Automation of Electric Power Systems），1998，22（10）：7-9.
[4]賴曉平，周鴻興.電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龅挠猩玃etri網(wǎng)絡(luò)模型[J].電網(wǎng)技術(shù)（Power System Technology），2000，24（12）：5-10.
[5]王元馳，肖先勇，鄧武軍.一種基于鄰接關(guān)系和廣度優(yōu)先搜索的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龇椒╗J].四川電力技術(shù)（Sichuan Elictric Power Technology），2007，30（2）：29-32.
[6]許先鋒，龔樂年，陳星鶯.基于廣度優(yōu)先搜索和優(yōu)化算法的輸電網(wǎng)故障診斷[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)（Proceedings of the CSU-EPSA），2004，16（5）：5-8.
