搜索法电力系统网络拓扑算法设计(申波)
电力系统拓扑分析及计算
智能制造数码世界 P .247电力系统拓扑分析及计算郭怡嘉 郑志波 康德 李金科 王诗舒 陈志伟 四川电力职业技术学院摘要：电力随着电网状态估计技术的发展和使用计算机进行实时监控日益得到的广泛应用，无论是实时监控、在线潮流计算、状态估计都离不开对电力接线图的结构进行分析。
本文重点概述了电力系统的拓扑图及拓扑分析所采用的算法。
关键词：算法 关联矩阵 OSPF 协议 搜索 拓扑图引言拓扑结构不仅是潮流分析、状态估计等高级应用的基础,它也是电力系统网络分析其他应用软件的基础。
通过一定的算法计算出网络的实时结构，从而进行更高级的运算以了解电力网络的运行状态和安全稳定性。
并且对拓扑图分析的效果直接影响着工作人员进行故障估计、诊断和其他应用程序的使用效果。
1 深、广度搜索法 早期的网络拓扑分析是利用堆栈技术进行搜索。
一般是将拓扑结构表述为链表关系，用图论中的搜索技术，如深度优先搜索法和广度优先搜索法分析节点的连通性。
这种方法一般需要建立反映拓扑结构的链表，通过处理链表实现拓扑分析，然后以搜索回溯的框架, 利用堆栈记录划分。
由于其基本算法采用“堆栈”原理——先进后出的搜索逻辑，程序不可避免采用递归的实现形式，因此编程和维护较复杂，效率较低。
况且当应用于实时网络分析时, 在运算时间上不能满足要求。
2 启发式搜索算法 由于在电网的实际运行过程中，状态频繁发生变化的开关占少数，因此将追踪技术引入拓扑分析中，仅在开关状态发生改变时进行局部拓扑分析，可以减少拓扑分析的计算量。
在完成网络的初始拓扑分析并构筑了电网的结点树之后，当电网发生开关变位事件时，根据开关变位只造成局部电网拓扑发生变化的特点，采用启发式搜索算法进行电网结点树拓扑的跟踪。
针对不同的变位事件，分开关“开”和“合”两种情况进行分析。
实现拓扑跟踪OO 模型的启发式拓扑分析方法，利用OO 技术可扩展拓扑算法的适用范围。
3 基于关联矩阵的集合划分算法 [文献3]是以SVG 图形模型为基础，再结合CIM 和XML 的特点，采用改进的集合划分方法基于关联矩阵的网络拓扑分析方法，将拓扑分析与代数分析有机结合，这样可进一步提高计算效率。
电力系统网络拓扑分析算法概述
电力系统网络拓扑分析算法概述作者：王曼来源：《商场现代化》2010年第36期［摘要］随着电网状态估计技术的发展和使用计算机进行实时监控日益得到的广泛应用，无论是实时监控、在线潮流计算、状态估计都离不开对电力接线图的结构进行分析。
本文重点概述了计算出网络的实时结构拓扑所采用的算法。
［关键词］算法搜索关联矩阵 OSPF协议分电压等级有色Petri法引言拓扑结构不仅是潮流分析、状态估计等高级应用的基础, 它是电力系统网络分析其他应用软件的基础，它的任务是根据电力网络中开关的开断状况，通过一定的算法计算出网络的实时结构拓扑，进而进行更高级运算以了解电力网络的运行状态和安全稳定性，或者得到拓扑数据供电力系统应用程序使用。
同时拓扑分析的效果直接影响着工作人员进行故障估计、诊断和其他应用程序的使用效果。
一、深度或广度搜索法早期的网络拓扑分析是利用堆栈技术进行搜索。
一般是将拓扑结构表述为链表关系，用图论中的搜索技术，如深度优先搜索法和广度优先搜索法分析节点的连通性。
这种方法一般需要建立反映拓扑结构的链表，通过处理链表实现拓扑分析，然后以搜索回溯的框架, 利用堆栈记录划分。
由于其基本算法采用“堆栈”原理——先进后出的搜索逻辑，程序不可避免采用递归的实现形式，因此编程和维护较复杂，效率较低。
况且当应用于实时网络分析时, 在运算时间上不能满足要求。
二、面向对象(OO)的启发式搜索算法由于在电网的实际运行过程中，状态频繁发生变化的开关占少数，因此将追踪技术引入拓扑分析中，仅在开关状态发生改变时进行局部拓扑分析，可以减少拓扑分析的计算量。
在完成网络的初始拓扑分析并构筑了电网的结点树之后，当电网发生开关变位事件时，根据开关变位只造成局都电网拓扑发生变化的特点，采用启发式搜索算法进行电网结点树拓扑的跟踪。
针对不同的变位事件，分开关“开”和“合”两种情况进行分析。
实现拓扑跟踪OO模型的启发式拓扑分析方法，利用OO技术可扩展拓扑算法的适用范围。
搜索法电力系统网络拓扑算法设计(申波)
大连海事大学 毕 业 论文二○一〇年六月 ┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊搜索法电力系统网络拓扑算法设计专业班级：06港电一班姓名：申波指导教师：姚玉斌轮机工程学院摘要网络拓扑分析是能量管理系统和配电管理系统的重要组成部分，对其研究具有重要的理论价值和应用价值。
它是能量管理系统和配电管理系统中其它高级应用软件的基础，作为一个公用的基础模块，其可靠性和快速性直接影响能量管理系统和配电管理系统的性能。
本文介绍了网络拓扑分析中常用的三种方法：矩阵法，搜索法和方程就求法。
详细阐述了搜索法的特点，原理与算法设计。
搜索法是目前网络拓扑分析中应用最广泛的拓扑分析方法之一。
该方法是通过搜索节点的相邻节点的方法来进行网络拓扑分析的。
拓扑分析是从某一个节点开始，搜索通过闭合开关和该节点连接在一起的节点，将他们划分为一条母线。
电气岛分析是搜索通过支路连接在一起的母线，将这些母线以及连接在这些母线上的支路划分为一个电气岛。
搜索法根据搜索方法的不同，有深度优先搜索DFS(Depth First Search)和广度优先搜索BFS（Breadth First Search ）。
基于深度（或广度）优先搜索的方法是电力系统拓扑分析的基本算法。
该算法对数据安排和结构设计合理，运算速度快，对大规模电网，此方法相对于其他两种算法速度优势更明显。
AbstractThis article first has made the brief outline to the development of the electrical power system load flow computational method and to its research vital significance , then in has analyzed the power distribution network and in the electric transmission network structure difference foundationcin , in view of the electric transmission network ring-like structure characteristic , introduced briefly restraining performance good Newton abdicates the law and the PQ decoupled mothod .While in view of the distribution network radiation structure characteristic , as well as considered in the electrical power system voltage model , we have used the load flow computational method which is called back/forward sweep method .Back/forward sweep method request network the analysis topology must reflect the iterative variable the recursion computation order .Starts from the root node , first searches the traversal leg according to the breadth the order for the leg serial number .This serial number method has the systematic characteristic front , it can satisfy the request of back/forward sweep method , but its flaw lies in works as when network architecture change , the leg number must disrupt arranges , insufficiently nimble .But , for all this , back/forward sweep method still was one kind quite suitably in the distribution network load flow computation .Because this method principle quite is simple , and it does not need to form the node admittance matrix , and uses the line impedance rated output loss and the node voltage directly , the request digital computer memory quantity quite is also small , the restraining precision is also good .Then the article has done the detailed research to the distribution network analysis topology , and proposed the power distribution network algorithm design .Through showed to the example analysis, back/forward sweep method indeed is one fast simple practical good method which suits the distribution network. .Key word: distribution load flow , transmission load flow , back/forward sweep method目录1绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 能量管理系统和配电管理系统 (1)1.3网络拓扑分析的要求 (2)1.4网络拓扑分析的研究现状 (2)1.4.1矩阵法 (2)1.4.2 搜索法 (3)搜索法电力系统网络拓扑算法设计1绪论1.1引言电力系统自动化的功能是完成对电能生产、传输和管理的自动控制、自动调度和自动化管理。
电力通信网结构优化及拓扑生成算法
电力通信网结构优化及拓扑生成算法
电力通信网结构优化及拓扑生成算法是目前智能电网领域的亟待解决的一大难题，它与传统的信息网络、智能电网的结构拓扑优化具有本质的区别。
其处理的问题是如何根据电力通信网络拓扑、供电负荷、通信需求等参数，优化电力通信网络的结构和拓扑，在满足负荷需求的同时，又保证电网安全稳定等方面。
为了解决上述问题，需要综合考虑电力安全稳定性、通信互连性等多个约束条件，运用多种优化技术，开发出具有益于解决电力通信的网络优化的算法。
该算法的核心思想就是通过多种方式建模，对电力通信网络结构和拓扑进行优化，最后获得最优的拓扑结构。
首先，利用现有的网络拓扑、负荷变动以及多智能电网双向沟通的特征，建立电力通信网络优化模型，以便更好地分析结构拓扑和负荷特征。
然后，分析网络特征和负荷特征，得出优化后电力通信网络的拓扑结构。
最后，通过非线性规划、模糊算法等优化方法，拟定出满足网络拓扑和变动负荷要求的最优拓扑结构。
总之，电力通信网结构优化及拓扑生成算法是电力通信网络结构优化及拓扑生成的一大利器，通过运用多种算法和方法，可以在满足负荷需求、电网具有安全性和稳定性等情况下，更加有效、准确地优化电力通信网络的结构和拓扑，使电力通信发挥更大的作用。
一种构建电网拓扑图的方法及系统的制作方法
一种构建电网拓扑图的方法及系统的制作方法专利名称：一种构建电网拓扑图的方法及系统的制作方法技术领域：本发明涉及电网拓扑图技术领域，特别是涉及一种构建电网拓扑图的方法及系统。
背景技术：随着我国综合国力的发展，输变电网络的设计、开发、建设、使用、维护等技术也得到了长足的发展。
在电网的设计阶段，需要根据电网的设计要求绘制电网拓扑图。
由于现有技术无法提供一种快速构建电网拓扑图的方案，因此技术人员需要进行手工绘制。
而手工绘制的电网拓扑图没有一个严格的绘制标准，造成每个技术人员绘制的电网拓扑图差异巨大。
同时，手工绘制的电网拓扑图修改极为不便。
发明内容为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种构建电网拓扑图的方法及系统，以解决手动绘制电网拓扑图带来的问题，技术方案如下一种构建电网拓扑图的方法，包括获得用户对图标区域中的电力图标的点击信息及点击所述电力图标后移动到画图区域中的光标移动信息；获得所述用户将所述电力图标放置在所述画图区域的放置指令；将与所述电力图标对应的电力图形显示在所述画图区域的相应位置上，其中，所述电力图形包括至少一个可连接点；获得用户对至少两个所述可连接点的点击指令，根据所述点击指令使用连接线连接所述至少两个所述可连接点。
优选的，所述电力图标包括母线、开关、闸刀、变压器和连接点中的至少一个。
一种构建电网拓扑图的系统，包括第一获得单元、第二获得单元、显示单元、第三获得单元和连接单元，所述第一获得单元，用于获得用户对图标区域中的电力图标的点击信息及点击所述电力图标后移动到画图区域中的光标移动信息；所述第二获得单元，用于获得所述用户将所述电力图标放置在所述画图区域的放直指令；所述显示单元，用于将与所述电力图标对应的电力图形显示在所述画图区域的相应位置上，其中，所述电力图形包括至少一个可连接点；所述第三获得单元，用于获得用户对至少两个所述可连接点的点击指令；所述连接单元，用于根据所述点击指令使用连接线连接所述至少两个所述可连接点。
基于启发式搜索的配电网GIS拓扑分析
基于启发式搜索的配电网GIS拓扑分析
赵强;杨柳
【期刊名称】《计算机应用与软件》
【年(卷),期】2008(025)009
【摘要】将网络拓扑技术与配电网GIS的开发相结合,为电力企业的设备管理及辅助决策提供了图形化的、先进的管理工具,提高了电力企业的工作效率.针对配电网GIS的分层管理模型,分析了启发式搜索方法在配电网GIS拓扑分析中的应用,并以配电网GIS拓扑分析中的电源点追踪模块为实例,阐述了基于启发式搜索的拓扑分析追踪与基于拓扑信息追踪相结合的算法.该算法即使在网络拓扑关联属性字段的数据不全时,也能快速、准确地定位电源点,提高了配电网电源追踪模块的实用性,更好地满足了实际工程的应用需要.
【总页数】3页(P181-182,205)
【作者】赵强;杨柳
【作者单位】华北电力大学计算机科学与技术学院,北京,102206;华北电力大学计算机科学与技术学院,北京,102206
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
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1.基于GIS的农村配电网络拓扑分析方法 [J], 许童羽;金晓鑫
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5.基于GIS的配电网网络模型和拓扑分析 [J], 邓迪
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电力系统网络拓扑结构识别
资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载电力系统网络拓扑结构识别地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容学院毕业设计(论文)题目：电力系统网络拓扑结构识别学生姓名：学号：学部（系）：机械与电气工程学部专业年级：电气工程及其自动化指导教师：职称或学位：教授目录 TOC \o "1-3" \u摘要 PAGEREF _Toc263343294 \h 3ABSTRACT PAGEREF _Toc263343295 \h 4一绪论 PAGEREF _Toc263343296 \h 61.1课题背景及意义 PAGEREF _Toc263343297 \h 61.2研究现状 PAGEREF _Toc263343298 \h 61.3本论文研究的主要工作 PAGEREF _Toc263343299 \h 7二电力系统网络拓扑结构 PAGEREF _Toc263343300 \h 72.1电网拓扑模型 PAGEREF _Toc263343301 \h 72.2拓扑模型的表达 PAGEREF _Toc263343302 \h 92.3广义乘法与广义加法 PAGEREF _Toc263343303 \h 102.4拓扑的传递性质 PAGEREF _Toc263343304 \h 11三矩阵方法在电力系统网络拓扑的应用 PAGEREF _Toc263343305 \h 133.1网络拓扑的基本概念 PAGEREF _Toc263343306 \h 133.1.1规定 PAGEREF _Toc263343307 \h 133.1.2定义 PAGEREF _Toc263343308 \h 143.1.3连通域的分离 PAGEREF _Toc263343309 \h 143.2电网元件的等值方法 PAGEREF _Toc263343310 \h 153.2.1厂站级两络拓扑 PAGEREF _Toc263343311 \h 153.2.2元件级网络拓扑 PAGEREF _Toc263343312 \h 163.3矩阵方法与传统方法的比较 PAGEREF _Toc263343313 \h 16四基于关联矩阵的网络拓扑结构识别方法研究 PAGEREF_Toc263343314 \h 174.1关联矩阵 PAGEREF _Toc263343315 \h 174.1.1算法 PAGEREF _Toc263343316 \h 174.1.2定义 PAGEREF _Toc263343317 \h 174.1.3算法基础 PAGEREF _Toc263343318 \h 184.2拓扑识别 PAGEREF _Toc263343319 \h 194.3主接线拓扑辨识原理 PAGEREF _Toc263343320 \h 204.4算法的简化与加速 PAGEREF _Toc263343321 \h 244.5流程图 PAGEREF _Toc263343322 \h 254.5.1算法流程图 PAGEREF _Toc263343323 \h 254.5.2节点编号的优化 PAGEREF _Toc263343324 \h 264.5.3消去中间节点和开关支路 PAGEREF _Toc263343325 \h 264.5.4算法的实现 PAGEREF _Toc263343326 \h 274.6分布式拓扑辨识法 PAGEREF _Toc263343327 \h 274.7举例和扩展 PAGEREF _Toc263343328 \h 28五全文总结 PAGEREF _Toc263343329 \h 29参考文献 PAGEREF _Toc263343330 \h 30致谢 PAGEREF _Toc263343331 \h 31摘要电力系统拓扑分析是电力能量流(生产、传输、使用)流动过程中，对用于转换、保护、控制这一过程的元件(在电力系统分析中认为阻抗近似为0的元件)状态的分析，目的是形成便于电网分析与计算的模型，它界于EMS底层和高层之间。
网络拓扑知识：基于网络拓扑的电源电气电路设计方法
网络拓扑知识：基于网络拓扑的电源电气电路设计方法网络拓扑知识：基于网络拓扑的电源电气电路设计方法一、引言电源电气电路的设计是电气领域的重要课题之一，其设计方法和实现措施对降低能耗、提高电路效率、保障系统的可靠性至关重要。
在电源电气电路设计中，网络拓扑知识的应用越来越受到重视。
二、网络拓扑的概念网络拓扑指的是计算机网络中节点与节点之间的连接方式和网络传输方式的结构。
传统的网络拓扑结构包括星型、总线、环形、树型、网状等形式。
不同的网络拓扑结构在数据传输中有自己的优劣性，在设计电源电气电路时也需要根据实际需要灵活运用。
三、基于网络拓扑的电源电路设计方法1、基于星型网络拓扑的电源电路设计星型网络拓扑是最为常见的一种形式，它的结构简单易用，但带来的问题是单点故障导致整个系统的瘫痪。
在星型网络拓扑的电源电气电路设计中，要注意选择高可靠性的电源和变压器，以保证系统的稳定性。
2、基于总线网络拓扑的电源电路设计总线网络拓扑是大型计算机系统中采用较多的结构形式，其结构具有相对的复杂性和稳定性。
在总线网络拓扑的电源电气电路设计中，应根据实际需要选择不同种类的电源，避免电源过载引起的安全隐患。
3、基于环形网络拓扑的电源电路设计环形网络拓扑是指节点之间采用环形连接方式，数据按照一个方向传输。
在环形网络拓扑的电源电气电路设计中，需要注意防止环路带来的电波干扰，采用适当的传输介质和阻尼措施，以保证系统的稳定性。
4、基于树型网络拓扑的电源电路设计树型网络拓扑是基于星型网络拓扑进一步扩展到多层级结构的形式，具有可扩展、容错性好等优点。
在树型网络拓扑的电源电气电路设计中，应根据不同层级的节点，选用不同种类的电源供电，以达到最优的效果。
5、基于网状网络拓扑的电源电路设计网状网络拓扑是最为复杂的拓扑结构，它的特点是各节点都直接相连，形成很多通路，维护难度大。
在网状网络拓扑的电源电气电路设计中，应遵循分层分级的原则，规划出不同层级的设备，采用合理的电源组合方式，保证对网络质量的不影响。
配电网络的拓扑分析及潮流计算
1.2 配电网的支路数据存储方式
为了判断网络是否为辐射网和方便配电网潮流计算，本文采用上文所提到的编号方法， 用结构数组来存储网络之间的连接关系和网络参数。具体描述如下：父节点号；子节点号； 支路电阻；支路电抗；子节点有功负荷；子节点无功负荷。在此结构数组中，子节点号不能 相同且必须包含除根节点外的所有节点，这样就避免了孤岛；如果出现相同的子节点号，要 通过父节点与子节点位置交换以保证子节点的唯一性， 这样来保证支路数目不变。 在此结构 下利用上文提到的图论知识及搜索方法从根节点开始搜索， 检查是否能达所有的子节点，以 保证网络的连通性。显然在这个结构数组中每一行代表一条支路的有关参数信息。 下面通过一个简单的网络如图 1-3 来说明如何判断网络的连通和辐射特性， 从而形成网 络的结构数组，其中实线为连通的线路，虚线为可连通的线路。
1/ 2
(2-1)
N 1 N 1 Pi 1 PL , j LP j j i 1 j i 1 N 1 N 1 Q Q L , j LQ j i 1 j i 1 j i 1
(2-2)
式中， LPj 和 LQ j 分别为支路 b j 上的有功和无功线损。
图 3-1 IEEE33 节点测试系统 系统数据如表 3.1 所示： 表 3.1 33 节点配电系统数据 支路 1 2 3 4 首节点 末节点 0，1 1，2 2，3 3，4 电阻（Ω） 0.0922 0.0493 0.366 0.3811 电抗（Ω） 0.047 0.2511 0.1864 0.1941 有功 （kW） 100 90 120 60 无功（kvar） 60 40 80 30
PL , j jQ L , j U
电网络的拓扑分析
摘要随着科学技术的迅速发展，人们理性化思考问题的深入，电网络的分析和研究已引起广大科技工作者的广泛关注，经过对电网络不断深入的研究加之方法不断的更新，使人们对电网络的分析日臻成熟和完善，特别是随着计算机技术的发展和新技术的不断采用，使之进入了一个更崭新的时期。
本文对电网络的拓扑分析方法进行了较充分的分析和研究，并从理论推广应用到具体的实践中。
我们知道电网络系统是指用基尔霍夫电流和电压定律所刻划的系统，这两个定律只与网络的拓扑结构有关，而与支路的内容无关。
因此任一电网络可用一相应的线图来表示，对图的分析和研究，完全就可以推广到对电网络的分析和研究，因此采用图论与拓扑分析的方法对对电网络的研究就具有深远的理论和实践意义，随着科技的发展，电网络的拓扑分析方法就形成为近代网络理论的一个重要组成部分。
本文针对线性无源电网络和线性有源网络进行了较详细的分析，从理论的建立，同时又把分析线性电路的拓朴分析方法推广到非线性电阻电路。
本文还详细描述了拓扑分析的基础概念：树及树的生成这一关键问题，同时还简要介绍了一种分析电网络的一种方法一双树法。
本文同时对电网络的几种拓朴分析方法的优缺点进行了简单的评述，并对电网络的拓扑分析进行了展望。
关键词：电网络、图、树、树的生成，拓朴结构、拓朴分析、拓扑公式AbstractWith the fact that the science and technology promptness develops, people reason-rization thinking problem going deep into, and the electric network analysis studying broad already arousing extensive scientific and technical worker pays close attention to, ceaseless renews process method of adding to unceasingly thorough research of electric network, making people become mature and perfect day by day to the electric network analysis , adopting especially with development of computer art and the new technique ceaselessness, has made that enter a more brand-new period. The more sufficient analysis the main body of a book has been carried out on the electric network topology analysis method and the middle studying, and arriving at from theory application and dissemination concrete practice.We know electric network system is to refer to the system using what Jierhuofu electric current and voltage law delineate , only, this two laws are connected with network topology structure, but have nothing to do with the branch content. Therefore any electric network available one corresponding gleam picture come expression, face to face picture analysis and study, complete right away not bad be extended arrive at face to face electric network analysis and study, therefore adopt picture theory and topology analytical method face to face electric network research right away have far-reaching theory and practice significance, with the development of science and technology, electric network topology analytical method right away take form be modern times electrical network theory one important component.The main body of a book has carried out more detailed analysis , the building-up from theory specifically for passive electric network of linearity sum linearity active network , final deduction has put up one package topology analysing formula , analysis method has spread to analysing circuital Tuo of linearity Piao at the same time to nonlinearity electric resistance circuit . Analytical basis of topology concept the main body of a book has been described fairly detailedly: Tree and tree's coming into being this one questions , at the same time fairly brief one kind of method new and original pair of tree of the network having introduced that one kind analyses an electricity follow .The analysis having carried out simple commentary, and the topology to the electricnetwork on several the excellent shortcoming making rubbings from Piao analysis method kind of electric network at the same time has carried out the main body of a book looking into the distance.Keywords: The electric network, picture, tree, tree's formation, Piao structure ,Piao analysis, topology formula.独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
基于广度优先搜索的电力网拓扑分析方法
基于广度优先搜索的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。
1 引言近年来，随着计算机技术的迅速发展，电力系统应用软件越来越多的采用基于图形数据库一体化平台来实现状态估计、潮流计算、无功优化等系统的计算与分析。
这类软件通过网络跟踪技术和拓扑连通性分析，建立图形平台上设备的节点连接关系。
电力网络结构拓扑分析则是根据这种图形连接关系和开关实时信息，划分计算用节点数，形成新的网络接线形式。
传统的网络拓扑分析，主要采用堆栈技术和深度优先的搜索算法，其缺点在于重复搜索支路，造成搜索效率低下，速度较慢。
采用基于节点融合的拓扑分析方法，忽略了多端口支路如三相变压器对拓扑过程的影响。
同时，拓扑过程需要设备节点的母线号，一定程度上限制了这种方法的应用。
本文提出一种基于广度优先的拓扑算法。
该算法仅需设备端口节点号，可以对任何结线方式下多电压等级的网络进行拓扑。
利用节点–支路邻接表，大大加快了全网拓扑速度。
同时根据实际情况，可对局部电力网络进行拓扑，从而快速准确地反映网络实时接线状态。
2 拓扑模型网络结构拓扑，仅根据图形平台上设备的节点连接关系和开关状态进行分析，忽略设备的其余属性。
因此，可将图形设备模型处理成以下两类抽象模型：（1）节点类，表示网络图中的节点。
包括单端口有源设备（如母线﹑负荷﹑发电机等）和设备间的电气连接点；（2）支路类，表示网络图中的两端口支路。
包括单端口设备（如并联电容器，等值为一端接地的支路）、双端口设备（如闭合开关与刀闸、线路﹑双绕组变压器﹑串连电抗器等，等值为二端点的支路）和三端口设备（如三绕组变压器，等值为呈Y形分布的三条支路）。
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大连海事大学 毕 业 论文二○一〇年六月 ┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊搜索法电力系统网络拓扑算法设计专业班级：06港电一班姓名：申波指导教师：姚玉斌轮机工程学院摘要网络拓扑分析是能量管理系统和配电管理系统的重要组成部分，对其研究具有重要的理论价值和应用价值。
它是能量管理系统和配电管理系统中其它高级应用软件的基础，作为一个公用的基础模块，其可靠性和快速性直接影响能量管理系统和配电管理系统的性能。
本文介绍了网络拓扑分析中常用的三种方法：矩阵法，搜索法和方程就求法。
详细阐述了搜索法的特点，原理与算法设计。
搜索法是目前网络拓扑分析中应用最广泛的拓扑分析方法之一。
该方法是通过搜索节点的相邻节点的方法来进行网络拓扑分析的。
拓扑分析是从某一个节点开始，搜索通过闭合开关和该节点连接在一起的节点，将他们划分为一条母线。
电气岛分析是搜索通过支路连接在一起的母线，将这些母线以及连接在这些母线上的支路划分为一个电气岛。
搜索法根据搜索方法的不同，有深度优先搜索DFS(Depth First Search)和广度优先搜索BFS（Breadth First Search ）。
基于深度（或广度）优先搜索的方法是电力系统拓扑分析的基本算法。
该算法对数据安排和结构设计合理，运算速度快，对大规模电网，此方法相对于其他两种算法速度优势更明显。
AbstractThis article first has made the brief outline to the development of the electrical power system load flow computational method and to its research vital significance , then in has analyzed the power distribution network and in the electric transmission network structure difference foundationcin , in view of the electric transmission network ring-like structure characteristic , introduced briefly restraining performance good Newton abdicates the law and the PQ decoupled mothod .While in view of the distribution network radiation structure characteristic , as well as considered in the electrical power system voltage model , we have used the load flow computational method which is called back/forward sweep method .Back/forward sweep method request network the analysis topology must reflect the iterative variable the recursion computation order .Starts from the root node , first searches the traversal leg according to the breadth the order for the leg serial number .This serial number method has the systematic characteristic front , it can satisfy the request of back/forward sweep method , but its flaw lies in works as when network architecture change , the leg number must disrupt arranges , insufficiently nimble .But , for all this , back/forward sweep method still was one kind quite suitably in the distribution network load flow computation .Because this method principle quite is simple , and it does not need to form the node admittance matrix , and uses the line impedance rated output loss and the node voltage directly , the request digital computer memory quantity quite is also small , the restraining precision is also good .Then the article has done the detailed research to the distribution network analysis topology , and proposed the power distribution network algorithm design .Through showed to the example analysis, back/forward sweep method indeed is one fast simple practical good method which suits the distribution network. .Key word: distribution load flow , transmission load flow , back/forward sweep method目录1绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 能量管理系统和配电管理系统 (1)1.3网络拓扑分析的要求 (2)1.4网络拓扑分析的研究现状 (2)1.4.1矩阵法 (2)1.4.2 搜索法 (3)搜索法电力系统网络拓扑算法设计1绪论1.1引言电力系统自动化的功能是完成对电能生产、传输和管理的自动控制、自动调度和自动化管理。
为了合理监视、控制和协调电力系统的运行状态，及时处理事故和异常，保障整个系统的正常运行，设立了电力系统调度控制中心。
电力调度中心都安装多个应用系统，例如能量管理系统(EMS，Energy Management System)、电能量计量系统、调度生产管理系统、配电管理系统(DMS，Distribution ManagementSystem)和电力市场技术支持系统等。
1.2 能量管理系统和配电管理系统能量管理系统是以计算机为基础的现代电力系统的综合自动化系统，主要针对发电和输电系统，用于各级电网调度中心。
EMS 应用软件分为三级：1）数据收集级：数据收集级也就是SCADA(Supervisory Control And DataAcquisition)，它的任务是实时收集电力系统数据，监视并控制其状态。
2）能量管理级：能量管理级的特点是利用电力系统总体信息（频率、时差、机组功率、联络线功率等）进行调度决策，主要目标是提高控制质量和改善运行的经济性。
能量管理级的实时型应用软件是实时发电控制，主要实现自动发电控制(AGC，Automatic Generation Control)功能。
3）网络分析级：网络分析级的特点是利用电力系统全面信息（母线电压和角度）进行分析与决策，主要目标是提高运行的安全性，这一级应用软件使EMS 的决策能做到安全性与经济性的统一。
进一步还可以加上培训模拟级，调度员培训模拟软件也属于网络分析研究型高级应用软件。
通常把从变电、配电到用电过程的监视、控制和管理的综合自动化系统称为配电管理系统(DMS) 。
其内容包括配电网数据采集和监控(SCADA)、地理信息系统(GIS)、网络分析和优化、工作管理系统、需方管理、调度员培训模拟系统几个部分。
电力系统拓扑分析是EMS、DMS 中一个基础的公用模块，被频繁调用，因此拓扑分析的可靠性和快速性直接影响EMS、DMS的性能。
1.3网络拓扑分析的要求网络拓扑分析的实质是把节点/开关描述的物理模型转化为用母线/支路描述的数学模型，给有关的应用程序提供当前接线方式下的信息与数据。
它是根据开关状态和网络元件状态将网络的物理模型（节点模型）转化为网络计算用的数学模型（母线模型），并将有电气联系的母线集合化为电气岛。
拓扑分析的目的就是形成便于电网分析与计算用的数学模型，是电力系统自动化的基础工作之一。
一个合格的网络拓扑分析软件至少应做到以下几点：1）可靠性：对任何形式的实际电气接线均能进行正确处理。
任何电力网络接线分析的错误必然带来网络分析的错误，这样使电力系统中其它分析计算不能真实地反映网络的实际状态。
2）直观性：大规模电力系统的拓扑结构是复杂的，拓扑分析本身就是对这个复杂网络地简化，因此其结果的直观性很重要。
3）实时性：根据拓扑分析的目的，拓扑分析必须是快速的，能满足实时决策与控制的要求。
4）通用性：运行方式改变，电网结构也跟着改变，即拓扑结构也要相应变化。
因此在拓扑数据的存储、模型表达等诸多方面都应该考虑其开放性、可扩展性以及可维护性。
1.4网络拓扑分析的研究现状网络拓扑分析的核心理论基础是图论。
网络拓扑分析时，为了将电力系统物理模型处理为计算用的等值数学模型，一般把实际电网拓扑抽象成无向图来表示。
实际电网拓扑抽象成无向图的原则为：母线分析过程中将网络中的节点和闭合开关分别映射为图中的节点和边；电气岛分析过程中将网络中的母线和支路分别映射为图中的节点和边。
1.4.1矩阵法一个图可由表示节点与边之间关联关系的关联矩阵唯一确定，也可通过表示节点对之间邻接关系的邻接矩阵唯一确定，因此矩阵法拓扑分析有邻接矩阵法和关联矩阵法，邻接矩阵就是将节点的连接关系保存在n 阶方阵中，节点之间有无边连接用1和0来表示，因此可以直观反映网络拓扑结构。
邻接矩阵法通过对网络的邻接矩阵的运算，得到一个反映网络中任意两个节点之间连通关系的全接通矩阵，通过对全接通矩阵分析得到网络拓扑分析结果。