基于源网荷储的配电网拓扑分析方法

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基于源流链的多源点配电网拓扑新算法

基于源流链的多源点配电网拓扑新算法屈志坚1,2,刘明光1,陈秋琳3,杨　罡1,张纪伟1,刘　铁1(1.北京交通大学电气工程学院,北京市100044;2.华东交通大学电气工程学院,江西省南昌市330013;3.北京太格时代自动化系统设备有限公司,北京市100054)摘要:针对配电网主接线的远动实时监控提出了一种网络拓扑新算法。

对多电源点配电网中源流线路进行了描述,然后根据应用对象,即配电网络拓扑图,定义了源流链及其属性,并进行了分类,采用单向追踪、双向同步追踪和多向同时追踪逐步深入的策略,对源流链追踪算法进行原理剖析。

在源流链的方向性和运动性的基础上,构造出链式数据及其属性域模型。

在算法实现上,综合运用分段式追踪和检查点等方法,在铁路电力远动系统中进行了工程应用。

关键词:网络拓扑分析;源流链;同步追踪;检查点中图分类号:TM73;TM711收稿日期:2008210215;修回日期:2008212222。

江西省教育厅2009年度科技项目(G JJ09223)。

0　引言当前已有一些研究成果讨论了拓扑分析的算法问题,通常采用的主要分析方法可以归纳为2类。

一类是基于邻接矩阵[1]、关联矩阵[2]和图形数据库[324]的方法,利用数据库可以方便工程配置的自动化生成,利用矩阵方法的关键技巧是要进行稀疏化处理以提高效率,但对配电网来说这种处理的工作量较大,难以付诸工程实施。

另一类是基于图形建模的方法[527],很多学者对这类方法进行了细致的研究,探讨了基于深度优先搜索、广度优先搜索及其各种改进算法、面向间隔法[8]和拓扑追踪法[9]等,按这类图形化方法对网络拓扑分析,其优点是直观、易于理解,但是在图形建模的基础上对多个电源点进行同步追踪的方法却很少有文献探讨。

事实上,电网络的各种电源可以看成是电气“源”,各种负荷可以看成是电气“流”[10],电网络则为源流交互提供路径链。

本文在上述2类方法基础上,提出了一种基于源流链的多源点配电网拓扑分析算法,构造了源流链的链式数据模型,融合了数据库易于工程化和图形建模直观化的优点,通过运用分段式追踪和设置检查点等技巧大大提高了算法的效率。

配电网络的拓扑分析及潮流计算

在矩阵中第一、二列为支路的父节点与子节点，第三、四列是支路的电阻与电抗(与支路编号对应)，第五、六列为子节点的有功负荷与无功负荷(与支路编号对应)；最后三行为连支，其余为树支；连支子节点的负荷功率可以通过树支支路数据得到。在这种存储方式下，当有连支闭合时，就应有树支打开，此时把连支的数据和树支相应的数据进行互换得到新的结构数组，但是此时并不能保证连通和辐射。互换后，第一步检查第二列是否有相同的子节点，如果两行有相同子节点号，则对这两条支路中某一条支路的正方向进行调整，保证子节点号不同。第二步是通过从根节点开始，搜索是否能到达所有的子节点，否则网络不连通。

PL , j jQ L , j U
j
(2-6)
——节点 v 电压的共轭。式中 PL , j jQL , j ——节点 v j 负荷功率的共轭； U j j
如果支路
bj
的末点
vj
不是末梢点，则支路电流
I j
应为该支路末点
vj
电流和其所有
子支路的电流之和，即
I I I j L, j k
0.8190 0.1872 0.7114 1.03 1.044 0.1966 0.3744 1.468 0.5416 0.5910 0.7463 1.289 0.7320 0.164 1.5042 0.4095 0.7089 0.4512 0.8980 0.8960 0.2030 0.2842 10.59 0.8042 0.5075 0.9744 0.3105 0.3410 2.0 2.0 2.0 0.5 0.5
kd
(2-7)
式中 d 为以节点 v j 为父节点的支路的集合。显然，根据式(2-5)~式(2-7)，由末梢点向电源点第推就可以得到各支路的电流，然后根据式(2-3)从电源点向末梢点回推就可以求得各节点电压。前推回代法计算简单，内存需求少，是辐射网潮流计算的好方法。

基于源网荷储的配电网拓扑分析方法

基于源网荷储的配电网拓扑分析方法摘要：针对东莞地区大量光伏和储能电源接入，配电网分析不清晰的现状，探讨了配电网节点分析中的环路搜索、辐射状网络的拓扑搜索、含环网络的拓扑搜索，分析了其具体搜索要点，并比较了彼此的不同点和适用网络模型。

关键词：配电网；环路搜索；辐射状网络1引言随着东莞地区大量储能电源的引入，源网荷储的各个元素集齐，但配电网的拓扑分析不甚明确，现对配电网网络拓扑分析进行研究，根据配电网中开关设备的开合状态确定一次设备的电气连接关系。

拓扑分析的对象是节点和双端元件。

电力系统的拓扑连接图，一个节点通常只和少数节点相连，一般都是稀疏图，对图的所有节点和边进行遍历，深度优先和广度优先的时间复杂度相同，都是O(n+e)，n是节点数目，e是边的数目。

输电网中通常采用深度优先搜索的方式遍历网络节点和支路。

配电网通常是辐射状结构，没有环路或者有少量环路，有些馈线末端离根节点的距离较远。

配电网拓扑分析的应用有两个[1-2]。

第一个应用是找出网络中的环路路径。

采用广度优先方法，遍历整个网络，即可搜索出环路路径。

配电网的运行状态通常是辐射状网络，仅在合环操作时有环路，找出网络中的环路路径是配电网拓扑分析的基础。

第二个应用是拓扑搜索，找出一个设备的供电路径和供电范围。

例如一个开关，其供电路径的搜索是找出电能经过哪些开关、线路等双端元件到达此设备，这些双端元件断开或者故障，此开关就会失电。

其供电范围的搜索是找出哪些开关、线路、负荷设备的供电路径经过此设备，一旦此设备故障，这些供电范围内的设备都将失电。

此功能在辐射状配电网的能量管理有很好的实用性[3]。

辐射状电网条件下，找出设备的供电路径和供电范围在广度优先遍历的基础上方便得到结果，在有环网的情况下需要进行特殊处理。

2环路搜索配电网环路搜索，采用广度优先方法遍历，找出环路路径。

广度优先搜索从馈线根节点开始，遍历过程可以形成广度优先生成树，树根是馈线根节点。

节点在广度优先生成树中到根节点的距离，是节点在图中到达根节点经过支路最少的路径距离。

配电网络的拓扑分析及潮流计算

配电网络的拓扑分析及潮流计算李晨在当前经济迅猛发展、供电日趋紧张的情况下，通过配电网络重构，充分发挥现有配电网的潜力，提高系统的安全性和经济性，具有很大的经济效益和社会效益。

本文对配电网拓扑分析、对配电网络潮流计算作分析研究，应用MATLAB编程来验证并分析配电网结构特点。

配电网的拓扑分析用树搜索法，并采用前推回代法进行潮流计算分析，通过树搜索形成网络拓扑表，然后利用前推回代法计算潮流分布。

1 配电网的接线分析配电网是指电力系统中二次降压侧直接或降压后向用户供电的网络。

配电网由馈线、降压变压器、断路器、各种开关构成。

就我国电力系统而言，配电网是指110kV及以下的电网。

在配电网中，通常把110kV，35kV级称为高压，10kV级称为中压，0.4kV级称为低压。

从体系结构上，配电网可以分作辐射状网、树状网和环状网，如图2.3所示。

我国配电网大部分是呈树状结构。

辐射网树状网环状网图1-1配电网的体系结构1.1 配电网的支路节点编号通过简化可把一个复杂的配电网络简化成一个节点一边关系的树状网络，于是就可以运行图论的知识进行网络拓扑分析。

按照这种简化模型，易知：节点数目比支路数目和开关数目多1，所以节点从0开始编号，而支路数和开关数从1开始编号，这样编号三者在序号上就可以完全一致，为后面的网损计算打下良好的基础。

联络线支路和上面的联络开关编号放在最后处理。

图1-2节点支路编号示意图图中①为节点号，1为支路号，其它节点、支路编号的含义相同。

节点、支路编号原则：将根节点编为0，并按父节点小于子节点号的原则由根节点向下顺序编号，规定去路正方向为父节点指向子节点，且支路编号与其子节点同号，则网络结构为层次结构如图1-2所示。

但是在配电网重构中，每次重构后的网络要重新进行编号，这样工作量将非常巨大，不得于工作的进行，因此必须寻找新的网络数据存储方法。

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。

电力系统网络拓扑分析

一、电力系统网络拓扑分析概述
电力网络物理接线图
电力网络分析系统图
North China Electric Power University page3
一、电力系统网络拓扑分析概述
l 电力系统网络拓扑分析就是根据开关和刀闸的开合状态和电网一次接线图来确定电力系统的网络拓扑关系，即建立节点—支路的连通关系
North China Electric Power University page13
谢谢！
电力系统网络拓扑分析
North China Electric Power University
学习目录
一、电力系统网络拓扑分析概述二、电力系统网络拓扑分析的概念三、电力系统网络拓扑分析的基本算法四、电力系统网络拓扑分析算法的实现
North China Electric Power University page2
North China Electric Power University page8
四、网络拓扑分析算法的实现
线路—结点关联表
序号线路起始结终端结
点
点
1 LNAB1 NDA5 NDB2
2 LNAB2 NDA7
NDB1
3
LNBC NDB4
NDC3
4
LNAC NDA8
NDC3
变压器—结点关联表
开关—结点关联表
结点序开关名起始结点号
1Байду номын сангаас
CBA1 NDA1
2
CBA2 NDA2
3
CBA3 NDA3
4
CBA4 NDA1
5
CBA5 NDA5
6
CBA6 NDA6

基于网络图形的配电网拓扑分析方法及应用

基于网络图形的配电网拓扑分析方法及应用周步祥1!刘欣宇2(1.四川大学电气信息学院9四川省成都市61006532.重庆电力公司调度通信中心9重庆市400014)摘要!根据配电网的结构特点9在分析影响配电网拓扑结构的设备属性的基础上9提出了配电网的设备模型和网络图形模型9包括母线模型\线路模型和开关模型9并由此提出了一种既便于计算机图形处理9又能够准确\可靠地描述配电网拓扑结构的拓扑分析方法O实际应用表明9这种基于网络图形的配电网拓扑分析方法具有较大的实用价值O关键词!配电网9网络图形9拓扑分析中图分类号!TM7119TM727.2引言随着电力事业的发展9我国电力工业已从单纯重视建设电源和输电网络9发展到在建设电源和输电网络的同时加强配电网络的建设O但是9由于长期以来配电网络的建设缺乏规划性9结构上随意性比较大9有辐射形网络\环形网络等9给配电网的运行和管理带来了诸多不便O在配电网改造过程中9迫切需要一种对配电网进行有效\科学管理的方法[192]9而配电网运行管理的关键技术问题之一就是要能准确\可靠地分析配电网的拓扑结构O在配电网运行过程中9运行人员使用的是描述配电网设备组成和结构的直观图形9它与用于配电网分析计算的网络拓扑图形的表示方法不一致O本文从配电网的结构特点出发9在研究配电网关键设备及其属性的基础上9提出了一种实用的配电网设备模型9并在此基础上给出了基于网络图形的配电网拓扑分析算法9它不仅便于构成运行人员实用\直观的计算机图形9而且能够准确\可靠地描述配电网拓扑结构9通过实际系统运行9验证了该算法的实用价值和推广价值O配电网设备模型配电网主要由变电站或开关站的母线\配电线路\各种开关及负荷母线组成9配电网是将这些设备有机地结合在一起9完成配电工作O图1给出了典型的配电网结构O根据图19配电网D由母线B\配电线路L和开关BR组成9其中母线又分为变电站母线\开关站母图l典型的配电网结构F i g.l T yp ical struct ure of distri bution net work线和负荷母线9开关则分为母联开关\出线开关\分段开关和联络开关O因此9配电网可以定义为ID={B i9L j9BR i=1929"9n3j=1929"9m3=1929"9l}(1)式中I n9m9l分别表示配电网中的母线数\配电线路数和开关数O为进一步描述配电网9可将组成配电网的设备模型统一定义为I设备名{编码3类别3图形属性3关联属性3管理属性3}模型中的编码是根据设备的大类(母线\线路\开关)按照一定的规则统一标识3 类别用于进一步标识该设备属于某一大类中的某一类(例如9开关设备中的母联开关\出线开关或分段开关等)3 图形属性用于描述该设备在图形中的位置3 关联属性用于描述配电网中各类元件之间的相互关联关76第27卷第16期200 年8月25日Vol.27No.16 Au8.259200收稿日期C2002-07-079修回日期C2002-08-26O系9主要是开关与线路\母联开关与母线\母线与线路\线路与节点\母线与节点的关系等9它们将直接影响网络的拓扑结构;管理属性H主要用于配电网运行管理9可分为安装属性和运行属性9本文不做进一步的讨论O2配电网图形模型在配电网分析计算中9每条母线都看成一个节点9配电线路作为节点间的连线9由此形成配电系统的拓扑结构O由于配电网的复杂性和配电网运行人员的需要9两个节点之间不一定用一条直线相连9可能会考虑图形的美观\线路的实际走向9通过多个线段将它们连接起来O因此9为了能直接从运行用的网络图形获得分析计算用的拓扑结构9必须建立科学\合理的网络图形模型O由式(1)可知9配电网图形中包含的主要设备为:母线\线路\开关O2.母线模型根据配电网母线的特征9结合网络图形和拓扑分析的要求9定义母线模型为:B=<BuS Code9C9[BR]9S t at e9GP9MP}(2)式中:BuS Code描述的是母线编码9系统中每条母线的编码是惟一的;C是母线的分类信息9用来描述母线的类别(变电站母线\开关站母线\负荷母线);BR 是与该母线相关联的母联开关信息9它可以存在9也可以不存在;S t at e描述母线的运行状态(是否带电运行);GP和MP分别为母线的图形属性(图形坐标\颜色等)和管理属性(型号\厂家\电气参数等)O 以下各种模型中均有类似的属性9将不再一一说明O 利用母线模型构成网络图形时9具体规则为:a.一个母线图元表示一条实际母线;b.如果在已有的母线图元上增加母联开关9则在母联开关处将该母线分割为2个母线图元9这2个母线图元将与母联开关关联O根据以上规则9图1中的母线B19B29B 均可用上述模型描述O B 是一条负荷母线9它不与母联开关关联;B1和B2是变电站母线(或开关站母线9根据实际系统确定)9它们均与母联开关BR1关联O 在制作网络图形时9可以先画一条母线B19然后在B1上增加母联开关BR19系统将自动把B1分成B1和B2两条母线9并均与BR1关联9修改相应的图形属性9提示输入相应的管理属性O2.2线路模型在建立线路的网络图形模型之前9首先定义线路元的概念O网络图形中描述线路的独立的线段称为线路元9具体可描述为:E l=<Ecode9J19J29Nu m9[BR]9GP9MP}()式中:Ecode是系统对线路元的编码;J19J2分别为描述该线路元的线段的2个端点(称为结点);Nu m 是线路元所在线路的编号9它是线路和线路元的对应标志;BR为与该线路元关联的开关设备9可以存在9也可以不存在O这里的结点H仅仅是图形模型中的一个概念9并不是通常电网中的节点H O 利用线路元构成网络图形时9具体规则为:a.每个线路元的两端都是结点9且线路元只能以结点为顶点9结点不能出现在线路元的中间;b.一个线路元上只能有一个开关O如在已有开关的线路元上增添新的开关9将自动把这个线路元分割为2个线路元9每个线路元上将分配获得一个开关O因此9一个线路元的首端或末端可能有悬空\与其他线路元相连\与某条母线相连种情况9J1和J2为线路元两端点的编号O图1中91和292和9和4之间均为一个线路元9其中端点1与母线B1相连9端点29与其他线路元相连9端点4悬空O 根据线路元模型9可以得到线路模型:L=<Nu m9<E l1}9MP}(4)式中:1满足<1E l1(Nu m)=Nu m};Nu m为线路编号;<E l1}是一个线路元的集合9即线路是线路元的集合O利用线路模型构成网络图形时9除了要遵循线路元的规则以外9还必须注意9同一条线路上不同材料的段应定义为不同的线路元9以便于线路参数的计算和分析O图1中9线路L1是由1和292和9和4之间的线路元组成9它们分别关联了开关BR29 BR49BR5O2.3开关模型综合考虑配电网开关的特征9定义开关模型为: BR=<T yp e9ML9CX9FD9LL9S t at e9GP9MP}(5)式中:T yp e为开关的分类信息9用来确定开关种类:母联开关在ML中说明开关连接的2条母线的信息;出线开关在CX中说明变电站(开关站)信息;分段开关在FD中说明线路分段信息;联络开关在LL 中说明它连接的2条配线信息;S t at e用于记录开关的运行状态O形成网络图形时9定义开关的规则为:a.母联开关的定义应在完成母线定义后立即完成9以免影响线路和结点的关系;b.其他开关的定义可在线路完成后进行O开关和线路的关联关系在线路元模型中已经定义9因此开关模型中不再定义它们之间的关联关系O86200 927(16)3配电网拓扑分析算法根据定义的模型可以方便直观地完成配电网的网络图形的绘制9并可根据网络图形进行配电网的拓扑分析o拓扑分析中包括2类基本元素:节点(node)与线(li ne)oG节点7与网络图形模型中的G结点7不同o G结点7包含了所有的G节点79网络图形中的结点只有符合以下任一条件时才能成为网络拓扑中的G节点7:①由母线构成的结点(如图1中的195914);②一个结点与个或个以上的线路元相关联(如图1中的7910);③只有1个线路元相关联的结点(如图1中的499911)o网络拓扑中的G线7和模型中的G线路7也并不等价o一条G线路7可能包含很多G线7;出于地理等原因可能把一条连通的配电线路划分为多条G线路79这样一条G线7又可能包括多条G线路7oG节点7和G线7的定义如下:Node={Nu m9J1}(6)式中:Nu m表示节点的编号;J1表示该节点对应的结点编号oL i ne={Nu m9{E l1}9N i9N j}(7)式中:Nu m表示线的编号;{E l1}表示所有属于这条线的线路元集合;Ni 和Nj表示G线7首尾连接的节点信息o3.Node的分析算法该算法只需初步确定符合条件的Node元素9条件如下:①所有的母线结点;②判断母线开关的状态9决定其连接的母线是作为几个节点运行;③连接了个以上线路元的结点(如T型节点);④只连接1个线路元的结点(该结点是线路末端);⑤通过判断其他开关的状态9还可能增加新的节点o搜寻完毕后9将建立Node矩阵或NodeS(S=19 29 9n)数组9以存储网络拓扑节点信息o3.2L i ne的分析算法根据配电网拓扑和网络图形模型的特点9形成L i ne矩阵的算法如图2所示o停止条件分别为:①遇到G联络开关7或断开的开关;②线路(线路元)连接到其他节点o另外9在具体实现上述算法的过程中9在搜索G L i ne7时9为避免重复搜索9在搜索过程中将建立相应的标志;为了提高拓扑分析的速度9当网络结构发生变化时(改变开关状态等)9拓扑分析算法将从导致配电网结构发生改变的操作点出发9对本次操作引起的局部拓扑结构变化进行重新计算9避免了对整个网络的所有组成元素都进行重新分析9在保证图2L i ne搜索算法流程F i g.2F l ow chart of t he li ne searchi n g准确性的前提下大大提高了运算速度o利用上述配电网图形结构模型和拓扑分析算法9已在成都电业局锦江供电局建立了G配电网络运行管理系统79该系统集配电网运行仿真故障管理设备及日常工作管理等功能于一体9较好地解决了当前配电网运行中的管理问题o4结语本文提出的图形结构模型和配电网拓扑分析算法很好地实现了配电网的构建和在线拓扑分析9能够满足现代电力企业的供电配电运行管理工作的需要9对于提高配电网运行水平有较好的理论意义和实用价值o参考文献1王积荣(W an8Jir on8).浅析城网建设和改造中的配电自动化(T acti cS f or D i Stri buti on Aut o m ati on S y St e m i n Buil di n8and Ref or m i n8U r ban Net Wor kS).电力系统自动化(Aut o m ati on ofE l ectri c Po Wer S y St e m S)9199992 (1):1～2刘健9程红丽9王兆安(L i u Ji an9Chen8~on8li9W an8Zhao an).配电网的模型化方法(M odel of D i Stri buti on S y St e m).西安交通大学学报(Jour nal of X i an Ji aot on8Uni verSit y)9200094(10)周步祥(1965T)9男9博士9教授9主要从事电力系统自动化\计算机应用等方面的教学与科研工作O E-m ail C bxzhou＠刘欣宇(1977T)9男9硕士9主要从事电力系统自动化\计算机应用等方面的科研及工程工作O96!研制与开发!周步祥等基于网络图形的配电网拓扑分析方法及应用NET WORK GRAPH-BASED POW ER D ISTRI B TI ON NET WORK TOPOLOGYANALYS IS AND I TS APPLI CATI ONZhOu Bu1ian g1,i u in u2(1~S ichuan Uni verSit y,Chen8du610065,Chi na>(2~Chon8<i n8E l ectric Po Wer Co m p an y,Chon8<i n8400014,Chi na>Abstract:A ccor di n8t o t he Str uct ural characteriSticS of a diStri buti on net Wor k,t he device modelS and net Wor k8ra p h modelS f or t he diStri buti on S y Ste m,i ncl udi n8t he buS model,li ne model and S W itch model,are p r o p oSed baSed on an anal y SiS of t he device p r o p erti eS t hat i nfl uence t he t o p ol o8ical Str uct ure of t he diStri buti on S y Ste m~A t o p ol o8y anal y zi n8m et hod f or t he diStri buti on S y Ste m iS p r o p oSed,Which iS ca p abl e of not onl y f acilitati n8co m p uter8ra p hicS p r oceSSi n8,but alSo accuratel y and reli abl y deScri bi n8t he t o p ol o8ical Str uct ure of t he diStri buti on S y Ste m~It haS been Sho Wn i n p ractice t hat t hiS al8orit h miS of f airl y hi8h p ractical val ue~K e y words:diStri buti on net Wor k;net Wor k8ra p h;t o p ol o8y anal y SiS(上接第52页conti nued f r o m p a8e52>JohanSSon~akan!W anha mm er LarS.D i8it al~il bert T ranSf or m erS Co m p oSed of Identi cal A ll p aSS Subfilt erS.I n"Pr oceedi n8S of t he1998I EEE I nt er nati onal S y m p oSi u m onC ircuitS and S y St e m S.Calif or ni a#USA$"1998.4 7～4404Pei S C!W an8P~.Anal y ti cal D eSi8n of M axi m all y F l at F I R Fracti onal~il bert T ranSf or m erS.S i8nal Pr oceSSi n8!2001!81#$"64 ～6615Sunder S!Ra m achandran V.D eSi8n of E<uiri pp l e NonrecurSi veD i8it al D iff erenti at orS and~il bert T ranSf or m erS USi n8aW ei8ht ed LeaSt-S<uareS T echni<ue.I EEE T ranS on S i8nal Pr oceSSi n8!1994!42#9$"2504～25096Ji an8X iren!Chen8~ai.An A pp r oach t o t he D eSi8n of II R ~il bert T ranSf or m erS.I n"Chi na1991Pr oceedi n8S of t heI nt er nati onal Conf erence on C ircuitS and S y St e m S.Shenz hen#Chi na$"1991.61 ～6167AnSari RaShi d.II R D i Scret e-ti m e~il bert T ranSf or m erS.I EEE T ranS on A couSti cS!S p eech!S i8nal Pr oceSSi n8!1987!5#8$"1116～11198AnSari RaShi d.E lli p ti c F ilt er D eSi8n f or a C l aSS of G eneralized ~alf band F ilt erS.I EEE T ranS on A couSti cS!S p eech!S i8nal Pr oceSSi n8!1985!#4$"1146～1150俎云霄(1964->女博士现在清华大学电机系进行博士后研究主要从事电路与系统~信号处理~路由算法和图论方面的研究E-m ail:zu y x＠m ail.tSi 庞浩(1976->男博士研究生主要从事电路与系统及高性能数字电路的研究李东霞(1975->女硕士研究生主要从事电路与系统~变压器故障保护的研究A METHOD OF REACTI VE POW ER MEAS RE MENT BASED ON H I LBERT D I G I TAL FI LTERI NGZu Yun1iaO,pan g~aO,i DOn g1ia,w an g Zan j i(T Si n8hua Uni verSit y,Bei J i n8100084,Chi na>Abstract:A~il bert di8ital filteri n8techni<ue f or reacti ve p o Wer m eaSure m ent iS p r o p oSed~The m et hod iS not onl y vali d i n t he Si nuSoi dal conditi on,but alSo i n t he non-Si nuSoi dal conditi onS under certai n defi niti on~The reacti ve p o Wer iS m eaSured b y firStl y Sa m p li n8t he volta8e and current Si8nalS,and t hen b y directl y i m p le m enti n8~il bert di8ital filteri n8techni<ue and So m e Si m p l e calculati onS~The err orS i ntr oduced b y t he m eaSure m entS of t he acti ve p o Wer and t he r oot-m ean-S<uare val ueS of volta8e and current i n t he exiSti n8m et hodS can be avoi ded~In additi on,becauSe of t he excellent f re<uenc y reS p onSe of t he deSi8ned~il bert filter,t he hi8h accurac y of t he m eaSure m ent f or hi8h har monicS can be8uaranteed~M ean While,t he p oSiti ve or ne8ati ve val ue of t he m eaSured reacti ve p o Wer alSo i ndicateS t he l oad characteriSticS~Exce p t f or A/D converSi on f r o m volta8e and current Si8nalS,all p r ocedureS of t he al8orit h m are di8itall y p erf or m ed~~ence,t he p r o p oSed m et hod iS Si m p l e and eaS y t o be realized~ The m et hod haS been uSed i n t he deSi8n of a multi-f uncti onal p o Wer i nStr u m ent~K e y words:reacti ve p o Wer m eaSure m ent;har monicS;~il bert filteri n8;di8ital filteri n807200 !27#16$基于网络图形的配电网拓扑分析方法及应用作者：周步祥，刘欣宇作者单位：周步祥(四川大学电气信息学院,四川省成都市,610065)，刘欣宇(重庆电力公司调度通信中心,重庆市,400014)刊名：电力系统自动化英文刊名：AUTOMATION OF ELECTRIC POWER SYSTEMS年，卷(期)：2003,27(16)被引用次数：43次1.刘健;程红丽;王兆安配电网的模型化方法[期刊论文]-西安交通大学学报 2000(10)2.王积荣浅析城网建设和改造中的配电自动化[期刊论文]-电力系统自动化 1999(01)1.几种电力网络图的连通路径拓扑算法研究[期刊论文]-电力系统保护与控制2009,37(21)1.韩国政.徐丙垠面向馈线的中压配电网拓扑分析[期刊论文]-南方电网技术 2011(1)2.罗明.张韬.罗又赤.魏咏东.韦启玩广播台网智能化自动化供电及监控管理系统[期刊论文]-广播与电视技术2011(3)3.周邺飞.梁锋.许祖锋基于三态拓扑计算的变电站防误操作研究[期刊论文]-电力系统保护与控制 2011(18)4.林峻.李俊达基于图形-拓扑双向支持建模的电力系统可视化计算研究[期刊论文]-企业技术开发（学术版）2010(1)5.蔡秋娜.文福拴.王珂.李力基于公共信息模型的"组团式"电网结构在线自动识别[期刊论文]-华北电力大学学报2010(2)6.张炳达.李广福一种配电网重构中潮流计算序列的快速建立方法[期刊论文]-电力系统保护与控制 2010(19)7.杨道驰.冯根生.方龙.李威.于进杰基于交互式图形系统的电力参数图元的建模[期刊论文]-电力系统保护与控制 2010(14)8.孙旭霞.李生民.赵水英基于C/S和图形化的用户供电可靠性信息系统[期刊论文]-计算机系统应用 2010(10)9.杨道驰.杜小兵基于CIM的配电网拓扑分析[期刊论文]-广西轻工业 2009(1)10.徐玮(韦华).刘东.陆佳南.陆融.邱继东.潘华明多数据源配电网不良数据的辨识与校核[期刊论文]-华东电力2009(7)11.邓其军.周洪.鲁觉面向图形对象的配电网单线图绘制与使用[期刊论文]-电力自动化设备 2009(7)12.屈志坚.刘明光.陈秋琳.杨罡.张纪伟.刘铁基于源流链的多源点配电网拓扑新算法[期刊论文]-电力系统自动化 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2005(9)32.基于图论与人工智能搜索技术的电网拓扑跟踪方法[期刊论文]-电网技术 2005(19)33.宋久旭基于地理信息系统的油田配电网简化建模及其实现[学位论文]硕士 200534.关飞肇庆农村配电网无功补偿优化研究及辅助软件开发[学位论文]硕士 200535.李俊达基于CIM的电力系统可视化计算图形平台的建模与实现[学位论文]硕士 200536.张伟基于图形信息分层组织的配电网拓朴分析及其应用[学位论文]硕士 200537.贺远毅配电网自动化系统图形编辑组态软件研究[学位论文]硕士 200538.屈克代配电网自动化监控系统基础研究[学位论文]硕士 200539.杨琴基于GIS技术的配电网故障定位研究[学位论文]硕士 200540.郑勇.周步祥.贺琦基于GIS的配电网拓扑分析方法[期刊论文]-继电器 2004(14)41.张伟.周步祥基于有向支路的配电网络拓扑分析方法[期刊论文]-电力系统自动化 2004(22)42.毛敏电力企业中AM/FM/GIS系统的应用研究[学位论文]硕士 200443.侯建伟配电网数据库和图形转换平台的开发与应用[学位论文]硕士 2004本文链接：/Periodical_dlxtzdh200316015.aspx。

配电网拓扑分析方法研究_

23
加一个“虚变电站”，这不仅增加计算的复杂度，而且增加了管理数据的难度。在输电网中，由于网络的节点数目比较小，可以应用矩阵法，尤其是在厂站一级的拓扑分析中，由于接线比较复杂，还是比较适合用矩阵法，但对于配电网络，由于动辄就成千上万节点，所以并不适合用矩阵法。
3.2. 树搜索法拓扑辨识
树搜索法是现在网络的拓扑分析中应用最广泛的一种拓扑分析方法。不像矩阵法是通过对反映网络设备连接关系的矩阵的运算来进行网络的拓扑分析，树搜索法是通过搜索节点的相邻节点的方法来进行网络的拓扑分析的。树搜索法仍然是要进行母线分析和电气岛分析，母线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。电气岛分析是通过搜索确定通过支路连接在一起的母线，将这些母线划分为一个电气岛。树搜索法和矩阵法都是基于图的，所以用树搜索法来进行网络的拓扑分析时，仍然是必须将实际的物理网络映射为图。树搜索法在将物理网络映射为图的方法和矩阵法中的映射原则是一样的，即在母线分析中，将开关所联的节点映射为图的顶点，顶点之间是否有边相连，则取决于节点之间是否有闭合开关相连；在电气岛的分析中，将母线分析得到的母线映射为图的顶点，顶点之间有边相连则取决于母线之间是否有支路相连。网络的拓扑分析普遍采用的是树搜索法，在树搜索中将母线节点看作图的顶点将支路看作是图的边，有两种树搜索的方法：深度优先搜索法 DFS 和广度优先搜索法 BFS。有很多数据结构可以实现树搜索的 DFS 和 BFS。
1.形成网络连接关系的节点-支路关联矩阵。 2.根据当前开关状态矢量形成当前网络节点-支路关联矩阵 3 根据节点-支路关联矩阵和支路-节点关联矩阵获得节点-节点邻接矩阵 4.对形成的邻接矩阵进行(n-l)次自乘运算，得到网络的全连通矩阵 T。 5.分析得到的全连通矩阵 T，进行母线划分或者是电气岛的划分。这种根据邻接矩阵的逻辑自乘的结果来进行母线划分和确定电气岛组成的拓扑分析方法就称为邻接矩阵法。文献[1]简单介绍了用于输电网的邻接矩阵法。用邻接矩阵法来进行母线分析和电气岛分析，从数学上说，是同一个问题，只是所研究的对象不同。必须指出的一点是，邻接矩阵法是针对图而言的，所以在用邻接矩阵法进行网络的拓扑分析前，必须将实际的网络映射为图，文献[2]对母线分析和电气岛分析分别提出了一种映射原则。利用邻接矩阵法来进行网络的拓扑分析要进行母线分析和电气岛分析。在进行网络的电气岛分析的时候，首先将所研究的网络映射为图。在输电网的拓扑分析中，母线分析的研究对象是变电站内部同一电压等级的开关及其两端节点所组

基于柔性互联的源网荷储协同主动配电网设计研究

引言近年来，以风、光等可再生能源为主的分布式电源和储能设备大规模接入配电网，传统“无源”的配电网逐步转变为“有源”配电网。

相比于传统“无源”配电网，“有源”配电网的潮流特征和故障电流特征均发生显著改变，易发生线路过电压、设备过载、短路电流越限，保护配置也相对困难。

这一系列问题制约了分布式可再生能源的进一步接入和消纳。

在传统“无源”配电网中，调控手段（如变压器有载调压、电容器投切）相对有限，难以解决复杂“有源”配电网中产生的新问题。

另一方面，电力电子技术、通信控制技术、储能技术发展迅猛，充分利用这些技术，对“有源”配电网开展“主动”管理，可以有效改善配电网系统运行，促进可再生能源消纳。

根据CIGRE Working Group C6.11的定义，主动配电网是利用先进的信息、通信以及电力电子技术对规模化接入分布式能源的配电网实施主动管理，基于灵活的拓扑结构，实现自主协调控制间歇式新能源与储能装置等分布式能源单元，积极消纳可再生能源并确保网络的安全经济运行，提升配电网资产的利用率、延缓配电网的升级投资。

目前欧美等发达国家已有许多主动配电网示范项目正在开展，如欧盟IGREENGrid项目、IDE4L项目，英国CLASS项目，纽约FICS项目等。

这些示范工程以提高可再生能源的消纳和提高供电可靠性为主要目的，并充分利用配电网中的已有资源、降低投资。

2017年6月，国家能源局正式批准“浙江嘉兴城市能源互联网综合试点示范项目”，其中海宁尖山地区作为重点，预期把一个集中的、单向的电网，转变成源网荷储互动合作的区域能源互联网。

本文将以此为背景，从现状分析、工程方案设计、项目意义等几个角度，对在海宁尖山新区开展的“基于柔性互联的源网荷储协同主动配电网试点工程”进行详细阐释，为相关主动配电网工程设计提供借鉴。

1海宁尖山新区电网现状分析尖山新区占地面积30km2，是嘉兴地区光伏产业集聚的高新技术园区，区域内有220kV安江变电站与110kV尖山变电站［包含110/35/10.5kV主变压器1台（编号为1号），容量50MVA；110/20kV主变压器2台（编号为2号和3号），容量2×80MVA］2个电源点。

试析基于“源-网-荷”的主动配电网规划系统设计

城市电力
试析基于“源 - 网 - 荷”的主动配电网规划系统设计
叶飞南京市节能技术服务中心
摘要：文章从主动配电网下的“源 - 网 - 荷”特性分析入手，论述了基于“源 - 网 - 荷”的主动配电网规划系统设计。期望通过本文的研究能够对配电网规划水平的进一步提升有所帮助。
关键词：源 - 网 - 荷；主动配电网；规划系统；设计
“源 - 网 - 荷”作为主动式配电网的一种协调优化模式，可以此为依托，对规划系统的整体架构进行设计，采用分层分布的架构体系，将规划系统分成四个部分，具体如图 1 所示。
图 1 规划系统架构示意图该系统利用四个子系统，可对相关的数据资料进行收集，据此对现状进行分析，从而预测电力系统功率的动态平衡，在此基础上，系统能够制定出多种运行方案，并从技术经济性等方面，对方案进行比选，随后对所选方案的工程量及投资进行估算，并分析所能取得的成效，最后生成报表，进行发布，由此实现了闭环式的配电网规划过程。在该系统的设计中，四个子系统的设计是关键，下面进行具体论述。
（2）辅助决策。该子系统具备如下功能：分析电网的运行现状、制定规划方案、对方案进行比选等。通过该子系统的设计，能够使配电网的规划更加科学、合理，由于所有的规划方案全部是由系统经过分析之后，自动生成，因此，避免了人为因素对方案的影响，各种错误问题的发生几率大幅度降低 [3]。
（3）报表生成。该子系统可对主动式配电网规划项目的工程量及投资进行估算，并自动生成相关的报表。具体的统计对象包括高中压配网规划以及分布式电源接入等项目，可提供与电网规划要求相符的表格。
参考文献： [1] 邢海军 , 洪绍云 , 范宏 , 赵晓莉 . 面向“源 - 网 - 荷 - 储”的主动配电网优化重构及协调调度研究 [ J]. 电力建设 ,2018(8):97-99. [2] 吴亚辉 . 北方清洁电取暖等增量负荷参与直购电交易背景下的 “源—网—荷”协同优化研究 [ J].中国电力科学研究院 ,2018(3):45-47. [3] 刘姝 , 高媛 , 单俊玮 . 面向主动配电网的源 - 网 - 荷 - 储新型能源协调控制技术研究 [ J]. 电子测试 ,2018(2):34-36.

一种配电网模型的拓扑分析方法、装置及存储介质[发明专利]

专利名称：一种配电网模型的拓扑分析方法、装置及存储介质专利类型：发明专利
发明人：王国庆,刘鹏,杜建,吕广宪,漆铭钧
申请号：CN202010784263.1
申请日：20200806
公开号：CN112100285A
公开日：
20201218
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本申请公开了一种配电网模型的拓扑分析方法、装置以及存储介质，其中，该方法包括：根据预先建立的校验规则，对第一模型进行校验；当第一模型通过校验时，构建引擎式解析内核并根据引擎式解析内核对所述第一模型进行解析，得到解析后的第一模型，根据模型标准建立第二模型并将解析后的第一模型映射到第二模型；利用预定的程序语言的多协程以及高并发特性，启动多个协程，将解析后的第一模型并发地写入到预定的图数据库，其中协程为用户级线程；在预定的图数据库中查找与第一模型相关的所有的图结构以及图结构的节点，并根据所查找到的图结构以及图结构的节点，对配电网模型进行拓扑分析，确定所述拓扑分析结果；以及输出拓扑分析结果。

申请人：国网上海能源互联网研究院有限公司,国家电网有限公司,国网湖南省电力有限公司
地址：200131 上海市浦东新区中国(上海)自由贸易试验区李冰路251号、法拉第路28号1幢4层、5层
国籍：CN
代理机构：北京工信联合知识产权代理有限公司
代理人：夏德政
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基于配电网运行图的配电网拓扑防误方法

先级。（3）应用显示上的动态着色：引入拓扑分析后的图形线路
图上，实现了带电动态着色，使用应用上更加直观的区分线路运行状态，有无带电。
（4）扩容、设备变更的易实现：对于设备变更、线路扩容等常见的设备改动只需将设备的变动信息输入系统，形成新的拓扑图进行拓扑分析即可。易于维护，升级改造。
（5）与站局端其它系统的兼容扩展性：对于变电站，局端等的其它系统如 MIS 信息管理系统、电力 GIS 系统、PMIS 项目管理系统等凡应用拓扑建模分析技术的应用系统，提供了技术接口。易于扩展，握手。
3 防误拓扑分析实现原理与方法
变电站电气接线图，是拓扑分析的基础。是根据实际电路绘制的接线图，其中的开关、刀闸、变压器、母线等电气组件，是接线图的基本组成元素。这些电气组件被模型化作为软件对象，具有连接点、通断状态等属性，以便于对电气组件的相互连接及电气通路的搜索。
考虑到电气接线图是从整个电网中人为切割出的一部分，需要在切割的边界，即线路末端，设置电源、负载点的分布，此处所述的电源、负载点区别于通常意义上的电源或负载，它本质上反映了电网上的电流功率的流动，可以为输入、输出、双向、切断任意一种状态，状态之间可以动态切换，以反映该电气接线图代表的一小块电网的实际工作状态。电源（负载）点实际上给定了电气拓扑分析的边界条件，通过分析该电气接线图上电气元件的通断状态及相互连接关系，求解电路上节点之间的联结通路，或节点与具体设备间的联结通路。
电力系统中主要考虑的电气操作设备有开关、隔离开关和接地刀闸等的防误操作，因此防误拓扑图形建模主要考虑以下器件模型：
（1）功率类（单端口）：作为拓扑分析的边界和确定电流的流向：
有源：电源—— —输出（边界起点）、电压等级；无源：负荷—— —输入（边界终点）、电压等级；地— ——电压始终为 0 的点，可作为搜索的终点；输入输出点：可视为电源或负载。（2）传输类（多端口）：母线—— —电压等级。（3）开关类（双端口）：防误电气操作对象主要属性为开关的分/合状态，合表示开关的两端节点是连通的，否则为断开。根据分/合操作逻辑的不同分为三种：开关（断路器）、隔离开关、接地刀闸。（4）变压器（三端口）：电压等级划分、连接点，各端口的电

一种配电网拓扑分析方法及其在可靠性评估中的应用

一种配电网拓扑分析方法及其在可靠性评估中的应用
徐珍霞;顾洁
【期刊名称】《电力系统保护与控制》
【年(卷),期】2005(033)019
【摘要】配电网络实际上也是一种图.该文提出一种配电系统拓扑分析的方法,首先确定图的节点的形成,就可以用邻接矩阵很方便地描述配电网络.并且为了降低枚举数量,采用这种方法及数据结构中的深度搜索方法对故障后果影响相同的设备进行了合并,然后对于合并后的最小隔离块设定可靠性参数,从而大大降低了常规可靠性计算方法中的设备数,最后通过上海市某小区配电网的实际算例计算,证明了该文介绍的配网拓扑分析方法适用于对复杂配电网供电可靠性进行定量评估.
【总页数】4页(P41-44)
【作者】徐珍霞;顾洁
【作者单位】上海交通大学电气工程系,上海,200240;上海交通大学电气工程系,上海,200240
【正文语种】中文
【中图分类】TM711
【相关文献】
1.一种配电网拓扑跟踪方法及其应用 [J], 郝骞;马慧卿;杨风;齐明思;蒋永建
2.基于几何网络的配电网拓扑分析方法及其应用 [J], 徐学军;冯晓良
3.基于面向对象与链式存储结构的配电网拓扑分析方法 [J], 陈世君;周步祥;胡美蓉
4.一种新的因特网拓扑的序列分析方法:dM序列分析方法 [J], 杨国强;窦文华
5.基于CIM的配电网拓扑分析方法 [J], 武晓朦;田卫东
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基于源网荷储协调优化的主动配电网网架规划

基于源网荷储协调优化的主动配电网网架规划发布时间：2023-04-03T06:51:02.528Z 来源：《科技潮》2023年2期作者：申林[导读] 其中：Eba，i和Eba，t为电池储能起始时间和储满时间的剩余电量。

基于此动态建模运行电池5个周期后，计算得到电池最小电量系数平均值为0.2。

进而将电池储放周期设为24h，使用式（2）中的储放方式，得到电池储能出力时序动态建模。

中国电建集团河南省电力勘测设计院有限公司河南郑州 450007摘要：通过源网荷储的协调优化可有效改善配电网的运行特性，提高规划结果的合理性和经济性。

因此，本文将对基于源网荷储协调优化的主动配电网网架规划展开探讨。

关键词：源网荷储；协调；优化；主动配电网；网架；规划1电池储能出力时序动态建模由于电池储能出力在一个运行周期内存在一定的关联特性。

因此，本文对电池储能情况进行动态建模，如图1所示。

其中电池储能核心在并网侧和电池侧之间，并网侧电池储能出力为PBES，电池侧根据储能状态不同分为P+和P-。

由此可以通过分段函数代表动态建模的运行状态为其中：Eba，i和Eba，t为电池储能起始时间和储满时间的剩余电量。

基于此动态建模运行电池5个周期后，计算得到电池最小电量系数平均值为0.2。

进而将电池储放周期设为24h，使用式（2）中的储放方式，得到电池储能出力时序动态建模。

2建立规划模型本文根据目前配电网运行情况和主要故障类型，将规划建模分为A、B、C模型，其中模型A主要研究配电网架规划的故障问题，优化内容集中在配电网架上；模型B主要研究电池储能的故障问题，优化内容集中在电池储能和电池控制方面；模型C主要研究可中断负荷和分布式电源的协调配合问题，优化内容集中在配电网运行方式上，A、B、C规划建模的目标函数和约束条件如表1所示。

表1 A、B、C规划建模表3模型求解过程模型求解过程如下：（1）首先从电网数据信息库中调取近5年的电网数据，包括配电网功率、电网负荷、电池储能输出等关键数据，并使用K-means聚类法，对调用出的数据进行数据分析和建立模型，其中建立模型应以应用场景为分类要素，并结合不同场景的电网作业时间、电网基础数据，最终聚类成3个及以上代表场景（本文聚类成a1、a2、a3，与模型A、B、C对应）。