[发明专利]一种高性能电气网络实时拓扑分析方法

权利要求书

1.一种高性能电气网络实时拓扑分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：用节点表示电气网络中的某一区域，各节点区域的所有元器件同时带电或失电；用节点间连线的有无表示连接两节点的开关闭合与断开；

步骤二：在所有节点与开关均未连接时，进行电气网络配置，包括：配置节点、配置节点包含信息及配置关联矩阵S；

步骤三：配电网络的静态分析：在电气网络投入使用前，根据电气网络的开关状态以及关联矩阵S，创建电气网络的邻接矩阵C及全连通矩阵L；

步骤四：配电网络的动态分析：根据电气网络的改变分为开关闭合和开关断开两种情况：

情况一：开关闭合状态分析：

当开关闭合时，先根据关联矩阵S得到开关连接的两个节点i和j的信息，更新节点包含信息以及邻接矩阵中元素C_ij、C_ji的值；

查询全连通矩阵的第i行及第j行，对两行元素中位于相同列的元素进行或操作，得到一个全新的含有n个元素的数组T，即T_k＝L_ik||L_jk，T中所有为带电状态为连通的元素的集合即为新得到的电气岛c；

将数组T重写到全连通矩阵中的第k行，k为所有T_k处于连通状态时k的值，此时得到的新的邻接矩阵和全连通矩阵即为开关闭合后的邻接矩阵和全连通矩阵；

情况二：开关断开状态分析：

当开关断开时，先根据关联矩阵S得到开关连接的两个节点i和j的信息，更新节点包含信息以及邻接矩阵中元素C_ij、C_ji的值；

若断开的开关与节点i和j连接，则利用邻接矩阵中节点i的信息进行一次广度优先搜索，查询与节点i连通的所有节点，将所有遍历过的节点记为电气岛x，用含n个元素的数组X表示，其中X_k＝1，k表示被包含在电气岛x中的节点的编号；

设节点i和j在开关断开前属于同一电气岛M，则将电气岛M内未被遍历的节点记为电气岛y，用含n个元素的数组Y表示；

数组Y通过将全连通矩阵的第i行与数组X位于相同列的元素按位进行异或操作得到，即Yg＝Xg⊕Lig，其中g∈[0，n]，则将全连通矩阵的第k行用数组X代替，将全连通矩阵的第g行用Y代替，g为所有使Yg＝1的g的取值，此时得到的新的邻接矩阵和全连通矩阵即为开关断开后的邻接矩阵和全连通矩阵；

步骤五：根据新的邻接矩阵和全连通矩阵，对各段线路及电气设备、元件进行带电状态分析。

2.根据权利要求1所述的高性能电气网络实时拓扑分析方法，其特征在于，步骤二中所述配置节点的方法是：假定所有开关全部闭合，从电源节点开始执行广度优先搜索，标注各节点电压等级，遇到变压器根据变压器的配置改变电压等级。

3.根据权利要求1所述的高性能电气网络实时拓扑分析方法，其特征在于，步骤二中所述配置节点包含信息包括：配置节点是否带电的isEnergized属性、配置节点当前时刻与其他节点连接的connected_points属性、配置节点电压等级的v_level属性。

4.根据权利要求1所述的高性能电气网络实时拓扑分析方法，其特征在于，步骤三中创建邻接矩阵C及全连通矩阵L时，

对于邻接矩阵C：0表示两个节点未直接连接或开关断开，1表示两节点直接连接且开关闭合；

对于全连通矩阵L：0表示两个节点未连接，1表示两个点被直接或间接连接。

5.根据权利要求1所述的高性能电气网络实时拓扑分析方法，其特征在于，步骤四对于情况一，只有开关两端的带电状态不同时，才会改变电气网络的带电状态；若两节点均带电或均不带电，则电气网络的带电状态不发生改变。

6.根据权利要求1所述的高性能电气网络实时拓扑分析方法，其特征在于，步骤四对于情况二，只有两个节点都带电，才会改变电气网络的带电状态；若断开前两节点的带电属性不同，则抛出错误。

7.根据权利要求1所述的高性能电气网络实时拓扑分析方法，其特征在于，步骤三中创建全连通矩阵L的方法为：连通矩阵准平方法。

8.根据权利要求1所述的高性能电气网络实时拓扑分析方法，其特征在于，步骤四中情况二所述查询与节点i连通的所有节点的方法是：利用邻接矩阵，从节点i开始执行广度优先搜索，查询与节点i连接的节点，并根据得到的节点，继续向下层访问，查找与得到的节点连接的节点。