電力系統(tǒng)拓?fù)浞治黾坝?jì)算

郭怡嘉 鄭志波 康德 李金科 王詩(shī)舒 陳志偉 四川電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院

引言

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不僅是潮流分析、狀態(tài)估計(jì)等高級(jí)應(yīng)用的基礎(chǔ),它也是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分析其他應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)。通過(guò)一定的算法計(jì)算出網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)結(jié)構(gòu)，從而進(jìn)行更高級(jí)的運(yùn)算以了解電力網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)和安全穩(wěn)定性。并且對(duì)拓?fù)鋱D分析的效果直接影響著工作人員進(jìn)行故障估計(jì)、診斷和其他應(yīng)用程序的使用效果。

1 深、廣度搜索法

早期的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治鍪抢枚褩＜夹g(shù)進(jìn)行搜索。一般是將拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)表述為鏈表關(guān)系，用圖論中的搜索技術(shù)，如深度優(yōu)先搜索法和廣度優(yōu)先搜索法分析節(jié)點(diǎn)的連通性。這種方法一般需要建立反映拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的鏈表，通過(guò)處理鏈表實(shí)現(xiàn)拓?fù)浞治?，然后以搜索回溯的框? 利用堆棧記錄劃分。由于其基本算法采用“堆?！痹怼冗M(jìn)后出的搜索邏輯，程序不可避免采用遞歸的實(shí)現(xiàn)形式，因此編程和維護(hù)較復(fù)雜，效率較低。況且當(dāng)應(yīng)用于實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)分析時(shí), 在運(yùn)算時(shí)間上不能滿足要求。

2 啟發(fā)式搜索算法

由于在電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，狀態(tài)頻繁發(fā)生變化的開(kāi)關(guān)占少數(shù)，因此將追蹤技術(shù)引入拓?fù)浞治鲋?，僅在開(kāi)關(guān)狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)進(jìn)行局部拓?fù)浞治?，可以減少拓?fù)浞治龅挠?jì)算量。在完成網(wǎng)絡(luò)的初始拓?fù)浞治霾?gòu)筑了電網(wǎng)的結(jié)點(diǎn)樹(shù)之后，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生開(kāi)關(guān)變位事件時(shí)，根據(jù)開(kāi)關(guān)變位只造成局部電網(wǎng)拓?fù)浒l(fā)生變化的特點(diǎn)，采用啟發(fā)式搜索算法進(jìn)行電網(wǎng)結(jié)點(diǎn)樹(shù)拓?fù)涞母櫋ａ槍?duì)不同的變位事件，分開(kāi)關(guān)“開(kāi)”和“合”兩種情況進(jìn)行分析。實(shí)現(xiàn)拓?fù)涓橭O模型的啟發(fā)式拓?fù)浞治龇椒ǎ肙O技術(shù)可擴(kuò)展拓?fù)渌惴ǖ倪m用范圍。

3 基于關(guān)聯(lián)矩陣的集合劃分算法

[文獻(xiàn)3]是以SVG圖形模型為基礎(chǔ)，再結(jié)合CIM 和XML的特點(diǎn)，采用改進(jìn)的集合劃分方法基于關(guān)聯(lián)矩陣的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龇椒ǎ瑢⑼負(fù)浞治雠c代數(shù)分析有機(jī)結(jié)合，這樣可進(jìn)一步提高計(jì)算效率。在改進(jìn)方法中，先將連接點(diǎn)都新建成各個(gè)獨(dú)立的拓?fù)潼c(diǎn)，其中連接點(diǎn)中包含了與拓?fù)潼c(diǎn)的關(guān)聯(lián)信息，這樣在歸并拓?fù)潼c(diǎn)時(shí)就避免了遍歷比較；在拓?fù)潼c(diǎn)歸并過(guò)程中只銷(xiāo)去拓?fù)潼c(diǎn)中的信息，而拓?fù)潼c(diǎn)對(duì)象依然存在，最后在進(jìn)行一次總的導(dǎo)入。

4 基于OSPF協(xié)議的算法

目前獲取網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淦毡椴捎玫姆椒ㄊ腔赟NMP協(xié)議或ICMP協(xié)議的主動(dòng)探測(cè)技術(shù)，但此類(lèi)技術(shù)容易增加網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)，影響其正常運(yùn)行。提出了一種基于OSPF協(xié)議數(shù)據(jù)庫(kù)描述報(bào)文和鏈路狀態(tài)更新報(bào)文的拓?fù)浞治鏊惴?。因?yàn)镺SPF協(xié)議報(bào)文中含有網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔ⅲ瑸橛行幚韴?bào)文數(shù)據(jù)，所以采用這種算法。該算法的主要思想是：將OSPF協(xié)議報(bào)文按區(qū)域劃分，采用模擬路由器的工作方式構(gòu)造鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，分別計(jì)算各個(gè)區(qū)域的拓?fù)?，再利用邊界路由器連接分散的拓?fù)涞玫酵暾木W(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?/p>

5 無(wú)線抄表系統(tǒng)拓?fù)鋱D

5.1 拓?fù)鋱D：

5.2 ZigBee無(wú)線通信技術(shù)主要特點(diǎn)：

5.3 產(chǎn)品：

5.3.1 RS485/ZigBee采集器：

完成ZigBee無(wú)線信號(hào)和RS485信號(hào)的互相轉(zhuǎn)換以及帶有RS485功能儀表的數(shù)據(jù)采集。實(shí)現(xiàn)帶有RS485功能儀表的無(wú)線集抄。RS485通訊規(guī)約完全符合DL/T 645－1997《多功能電能表通訊規(guī)約》的要求。主站通過(guò)無(wú)線通訊可對(duì)采集器進(jìn)行編程設(shè)置，可編程設(shè)置項(xiàng)目包括：RS485通信波特率、電表號(hào)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、同步時(shí)間、無(wú)線通訊頻率等。

5.3.2.網(wǎng)關(guān)及集中器

網(wǎng)關(guān)的組成包括兩個(gè)部分：ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器和接口轉(zhuǎn)換。ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的功能是：通過(guò)這個(gè)協(xié)調(diào)器可以管理其下的一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)。接口轉(zhuǎn)換的功能是：通過(guò)配置特定的接口類(lèi)型，可以把ZigBee網(wǎng)絡(luò)的信息轉(zhuǎn)換到外界的通用接口，如RS232/485、GPRS、Ethernet、USB，方便計(jì)算機(jī)通過(guò)這些通用接口對(duì)ZigBee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理。集中器是在網(wǎng)關(guān)功能的基礎(chǔ)上更具有采集任務(wù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、告警事件等功能。

5.3 大用戶配變系統(tǒng)

5.3.1 拓?fù)鋱D

5.3.2 介紹：

目前占有電力部門(mén)營(yíng)業(yè)額的80%是工業(yè)用電,要降低線損和不必要的人為損失就要對(duì)其進(jìn)行有效的管理,降低線損率也是電力部門(mén)年度考核的一個(gè)主要的指標(biāo),大用戶配變系統(tǒng)的功能及尺寸就是控制用電情況,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)線路運(yùn)行情況,實(shí)時(shí)上報(bào)數(shù)據(jù),防竊電,事件實(shí)時(shí)報(bào)警的等功能，以達(dá)到適應(yīng)現(xiàn)代化、規(guī)范化的管理發(fā)展需求。

6 結(jié)語(yǔ)

以上幾種利用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)加上特定的算法來(lái)實(shí)現(xiàn)拓?fù)浞治龅母倪M(jìn)方法，目的是為了加快拓?fù)涞乃俣群托剩玫綔?zhǔn)確的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。以及通過(guò)拓?fù)鋱D來(lái)了解其運(yùn)行流程，更加客觀分析運(yùn)行中存在的問(wèn)題，便于快速解決。