[发明专利]一种电力系统的网络拓扑分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力系统的网络拓扑分析方法，特别是一种基于矩阵法的电力系统的网络拓扑分析方法。

背景技术

电力系统的网络拓扑分析是电力公司能量管理系统和配电管理系统中非常重要的模块，它的作用是把电力系统的物理模型转化为网络分析所需的数学模型。电力系统的物理模型描述了电力系统所有一次设备通过节点连在一起的连接关系，设备包括发电机、负荷、线路、变压器、电容器、电抗器、断路器、隔离开关等。为了对电力系统进行分析，必须通过网络拓扑分析形成反映母线与支路关系的电路模型。

网络拓扑分析包括母线分析和电气岛分析两部分，母线分析是把通过闭合开关连在一起的节点集合成母线，电气岛分析是把通过支路连在一起的母线集合成电气岛。这两部分虽然分析对象不同，但方法是相同的，都属于图论中连通图分析的方法。目前作为电力系统连通图分析方法的网络拓扑分析方法，主要有搜索法和矩阵法两种分析方法。搜索法是通过搜索节点与相邻节点连接关系的方法来进行网络的拓扑分析，搜索法原理简单、容易理解，但编程繁琐；矩阵法是利用表示节点与节点关系的邻接矩阵或表示节点与支路关系的关联矩阵通过矩阵运算进行拓扑分析的方法，矩阵法编程比较简单，但内存需求量和计算量都很大。

发明内容

为克服上述矩阵法的不足，本发明的目的就是要提出一种既具有矩阵法编程相对简单又能节省电脑内存和运算时间的网络拓扑分析方法。

为实现上述目的，本发明提出了一种以邻接矩阵为系数矩阵的方程求解法的网络拓扑分析方法，具体的步骤是：

步骤1：编制所分析电网的节点开关关联表、节点支路关联表、节点信息表、母线信息表。

步骤2：设置当前要进行母线分析的电压等级标志KV＝1，开始母线分析。

步骤3：根据各节点所连闭合开关数进行节点优化编号。

步骤4：形成反映节点与开关关联关系的邻接矩阵A作为方程AX＝B的系数矩阵。

步骤5：对邻接矩阵A进行消元，根据消元结果对右端向量B赋值，通过回代得到方程的解X，解向量X的元素xi的值为节点i的母线号。

步骤6：设置当前电压等级KV＝KV+1。

步骤7：判断KV是否大于总的电压等级数KVS，如果KV大于KVS则进入到步骤8开始电气岛分析；如果KV不大于KVS，则返回到步骤3，继续进行新的电压等级的母线分析。

步骤8：根据支路两端节点形成母线支路关联表。

步骤9：根据各母线所连支路数进行母线优化编号。

步骤10：形成反映母线与支路关系的邻接矩阵A作为方程AX＝B的系数矩阵。

步骤11：对邻接矩阵A进行消元，根据消元结果对右端向量B赋值，通过回代得到方程的解X，解向量X的元素xi的值为母线i的电气岛号。

本发明所述的矩阵方程AX＝B的求解方法如下：

行消去过程采用如下公式：

aij(k)=aij(k-1)∪(aik(k-1)∩akj(k-1))]]>k＝1，…，i-1，j＝k+1，…，n

回代过程公式如下：

x_n＝b_n