[发明专利]一种用于配电网计算母线生成的并行搜索方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统的一种方法，具体涉及一种用于配电网计算母线生成的并行搜索方法。

背景技术

配电网的基础元件类型包括母线、馈线段、断路器、负荷开关、刀闸、配电变压器等等，种类繁多，过于琐碎，难以直接用于配电网的电气计算。电气计算往往要求以母线为基础元件，针对母线和馈线段进行。因此，必须将配电网中处于闭合状态的所有开关两端节点进行相应合并，生成计算母线（又称虚拟母线），才能进行潮流、短路等电气计算，即配电网计算母线生成是一项基础技术。

对于具有千条馈线级别的大规模配电网（如我国一线城市和部分省会城市的配电网），进行配电网实时计算母线生成极具挑战性，往往难以在十秒这个时间尺度完成。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用于配电网计算母线生成的并行搜索方法，该方法解决了计算母线生成以及难以在十秒这个时间尺度完成的问题，通过把计算母线生成过程并行化，在保证线程安全的情况下使计算母线生成算法获得线性加速，以实现针对大规模配电网若干秒级别的计算母线生成。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种用于配电网计算母线生成的并行搜索方法，其改进之处在于，所述方法定义一个全局计数变量，在读取或修改该计数变量时，对其进行加锁；在读取或修改结束后，对其解锁；所述方法包括下述步骤：

（1）设定并行分区的线程数为N，设定全局计数变量为m，将所有节点的所属计算母线号初始化为-1；

（2）任意选定N条馈线段i₁,i₂…i_n，并相应开启N个线程；

（3）每个线程从对应馈线段的任一节点p出发并发执行深度递归搜索；

（4）对于任一线程，判断线程的回撤信号是否为true；

（5）遍历当前探头所处节点p所连接的未经遍历过的馈线段和开关，得到其对侧节点，若均已遍历完则返回上一层递归；

（6）对于线程的节点k，如果探头未处于加锁的节点且处于计算母线号为-1的节点，即未发生并行“碰撞”，则进入下一步；否则，设定线程的回撤信号为true，并返回上一层递归；

（7）对探头所处的节点k加锁；

（8）给全局计数变量m加锁，判断节点n与上一个节点是否由开关相连；如果是，则递增m，将节点k纳入计算母线m；否则直接将该节点纳入计算母线m；

（9）给全局计数变量m解锁，给探头所处的节点解锁；

（10）以节点k为输入进入下一层递归。

进一步地，所述步骤（1）中，线程数为N≥1；全局计数变量m的初始值为0；所述步骤（2）中，设定N个线程的回撤信号均为true。

进一步地，所述步骤（3）中，深度递归搜索的过程为沿着馈线段与开关查找节点的过程。

进一步地，所述步骤（4）中，若线程的回撤信号为true，则判断回撤路径上是否经历一个开关，若是则设定线程的回撤信号为false，并进入步骤（5）；否则，返回上一层递归；

若线程的回撤信号为false，则直接进入步骤（5）。

进一步地，所述步骤（5）中，如果对侧节点的计算母线号等于-1，则以对侧节点为输入执行递归，遍历结束后即退出本次递归。

进一步地于，所述步骤（6）中，如果探头处于加锁的节点，即两个线程的探头发生“碰撞”，则该探头沿着递归路径执行回撤：回撤至递归路径上最近一个开关外侧的节点，即回撤路径上最近一个开关的第二个节点。

与现有技术比，本发明达到的有益效果是：

1、本发明通过把计算母线生成过程并行化，在保证线程安全的情况下使计算母线生成算法获得线性加速，以实现针对大规模配电网若干秒级别的计算母线生成。

2、本发明提供的方法经过实践验证，能够准确划分计算母线，且搜索效率较高，完全满足运行阶段对实时性的要求。

附图说明

图1是本发明提供的用于配电网计算母线生成的并行搜索方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

一、下面对本发明出现的技术名词进行解释：

端子：馈线段、开关、配变的物理端点。

节点：两个或多个连接在一起的端子构成一个节点。

馈线段：为一段配电线路，在该段线路上电流大小和方向均不改变，而其两端为电流大小或方向改变的地方。