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
1 概念简介
1.1 拓扑分析
拓扑主要研究几何图形在连续改变形状时还能保持不变 的一些特性，它只考虑物体间的位置关系而不考虑它们的距离 和大小。更形象描述，就是将实体抽象成与其大小、形状无关的 点，将连接实体的线路抽象成线，进而研究点、线、面之间的关 系。
拓扑分析也就是对点、线、面之间连接关系的分析，即连通 性分析。在计算机网络、交通网络、地质地貌等领域有着广泛的 应用。
在电力系统中，防误就是防止电气误操作。防误规则一般 包括五防规则、附加规则、用户自定义规则，其中“五防”规则是 防止电力系统出现误操作的可靠保证。
为减少微机防误闭锁系统或操作票系统在工程应用中的 技术复杂性提高操作安全性，将拓扑分析与防误规则结合，自 动实现电气设备操作的防误闭锁判断。从而大大减少了对设备 防误操作逻辑条件编写的繁重工作量，提高了设备操作的准确 性完整性，实现防误便捷化智能化。
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压等级不相同。 电网拓扑分析就是电网的连通性搜索。随着开关和刀闸状
态的改变，电网运行就会发生变化。通过开关和刀闸实时状态 的分析，将连接在一起的电网设备直接连在一起；将已通过等 值处理的各种电网设备归并成计算所需的网络模型。防误拓扑 分析，实现了一种基于设备邻接表和广度优先搜索的电网拓扑 分析方法，同时，搜索过程中结合防误规则，自动的实时的进行 防误判断和带电着色。说明示意如图 1~2：
4 配电网 GIS 系统的配电运行图
在当前 GIS 的配电网的建设中，迫切需要一种将以 GIS 方 式描述的空间数据的拓扑分析转化为电力系统能够处理的拓 扑分析的方法—— —基于 GIS 的配电网拓扑分析方法。这种方法 能充分地利用 GIS 的空间数据和属性数据进行直观在线分析， 运行人员能直观地判断设备地具体位置和设备的属性，从而克 服了传统的运行人员只能根据拓扑示意图进行电网模拟分析、 无法定位设备、无法直观地判断用户电源等弊端，同时也避免 了目前市面上 GIS 支撑平台的拓扑分析不能运用于电网拓扑 分析的尴尬局面。
2 五防应用拓扑分析的意义
目前的微机防误闭锁系统或操作票系统，采用人工编制防 误逻辑表达式的办法，枚举各种电气组件的状态，编制允许或 禁止操作的逻辑条件。而一个变电站或配电网包含如断路器、 隔离开关、隔离刀闸等电气设备的数量更不无可计数。合上一 个刀闸可能涉及数十甚至数百种电气状态的组合，需要编制的 逻辑条件成千上万。其准确性、完整性都无法保证，工作量特别 大，对于安全操作构成隐患。
1.2 电网拓扑分析
电网拓扑分析就是电网接线分析，其任务是处理开关、刀 闸、隔离刀闸等设备状态的变化，形成网络元件之间的连接关 系，它是网络分析各种应用软件的基础。网络拓扑分析的实质 是把电力网络描述的物理模型转化为用于计算的数学模型，给 有关的应用程序提供新的接线方式下的信息与数据，如状态估 计，潮流计算，电压无功优化，故障分析和调度模拟等。
相比防误逻辑的人工编制，应用拓扑分析实现五防防误逻 辑有着显著的优势。
（1）实现方式由人工转计算机：相当于由计算机来编制逻 辑，降低甚至杜绝了人为主观的错误率，保证了逻辑实现刚性 需求。大大提高了工作效率和工作质量。
（2）逻辑涵盖由单一逻辑转多重逻辑：人工防误逻辑的编 制往往基于单一的五防逻辑或是特殊设备特殊情况下的操作 逻辑，安全性不强。而引入拓扑后，设备操作既满足五防逻辑条 件又方便手工编制操作逻辑，并可选网运行图的配电网拓扑分析防误方法
何 斌，付国秀，贾 翔
（四川省电力公司绵阳城区供电局）
摘 要：根据配电网运行图如 GIS 系统、PSM 系统或 SVG 格式等空间数据的特点和配电网的结构特点，在分析影响配电网拓扑结构的 设备属性的基础上，提出了基于配电运行图的配电网拓扑模型，并由此提出了一种既能利用 GIS 等运行图强大的拓扑分析功能，又能够 实用于电力系统配电网的拓扑分析方法。同时，还以停/供电模拟的实现算法来说明拓扑分析方法的具体应用。经过实际应用表明，基于 配电网运行图的配电网拓扑分析方法具有很大的实用性和推广价值。 关键词：GIS；配电网；拓扑分析；配电运行图