[发明专利]一种基于配电地理拓扑数据的改进最小路可靠性确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种基于配电地理拓扑数据的改进最小路可靠性确定方法。

背景技术

配电网是连接电源或输电网与用户的终端环节，承担着将电能传输至中压与低压用户的重要任务。可是，配电网用户数、用电量的快速增长与新能源的加入对配电网供电能力、供电可靠性提出了更高的要求，其中，快速有效的求取大规模复杂实际配电网可靠性指标的算法，将对配电网的规划建设与运行具有十分重要的实际应用价值。但是传统配电网可靠性算法常用的有模拟法和解析法，模拟法通过赋予元件对应的故障率和故障时间，然后通过设定仿真时间遍历故障，计算不同元件故障对配电网系统可靠性的影响。该算法对于复杂配电网有较强的适应性，但在复杂系统中完成故障遍历，则需要消耗大量的仿真计算时间；解析法通过分析配电网的元件关联矩阵，得到用户供电最小路和供电支路，并将供电支路对用户可靠性的影响等效到供电最小路上，通过供电最小路的串联计算及不同供电最小路的并联计算，最终计算得用户的供电可靠性实现了配电网用户可靠性的快速分析，但是由于算法需要反复查询系统联络矩阵，而复杂系统联络矩阵的维度随着配电网的元件数量指数增长，算法运行需要计算机内存大，且消耗大量的检索时间所以传统配电网可靠性算法存在计算实际的大规模复杂系统中存在仿真计算时间长、对计算机内存要求高等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种基于配电地理拓扑数据的改进最小路可靠性确定方法。本发明提出的基于配电地理拓扑数据的改进最小路可靠性确定方法，有效解决了传统解析法、模拟法计算复杂配电网可靠性的计算时间冗长问题。该方法通过简化GIS拓扑数据、利用线路联络关系缩小元件检索范围，达到减少单次检索消耗的时间；通过对调元件节点的出线端与入线端的编号，优化了路径检索流程，实现了有向检索。本方法提出的配网系统最小路矩阵构建、最小路矩阵等效、可靠性分析计算流程，为根据配网GIS拓扑数据分析实际复杂配电网的可靠性，提供了算法理论与计算机实现基础。该方法能适应实际GIS系统的复杂配电网可靠性分析，对于配电网可靠性现状分析、规划方案可靠性评价具有实际应用价值。

本发明通过如下技术方案实现。

一种基于配电地理拓扑数据的改进最小路可靠性确定方法，其包括如下步骤：

(1)从GIS系统获取配电网供电可靠性指标；

(2)用一次侧元件数据生成配电网拓扑数据；

(3)创建最小路法矩阵N，并且从变电站母线出线端开始检索；

(4)判断该配电网拓扑是否已经检索完毕：如果已经检索完毕，则转至步骤(6)；否则，转至步骤(5)；

(5)往下搜索，往最小路中增加行或者列并添加拓扑信息，转至步骤(4)，继续判断；

(6)确定待分析配变，以配变编号作为检索元素，检索含该配变的最小路矩阵列，该最小路矩阵列称为最小路列，其他列为分支列；

(7)检索分支列与最小路列差异的起始元件，该起始元件称为分支首元件，根据分支首元件对分支进行分组，删除分支首元件行之上的元件和断路器行之下的元件，将剩下的元件组称为分支元件集；

(8)判断分支元件集是否已经判断完毕：如果已经判断完毕，则转至步骤(14)；否则，转至步骤(9)；

(9)判断分支首元件是否为负荷开关：如果是负荷开关，则转至步骤(10)；否则，转至步骤(11)；

(10)该分支首元件所在的元件集等效为故障率为元件集各元件故障率之和、停电恢复时间为0.5h的最小路串联元件，转至步骤(8)，继续判断；

(11)判断分支首元件是否为断路器：如果是断路器，则转至步骤(13)；否则，转至步骤(12)；

(12)将分支首元件等效为最小路的串联元件，并且该分支首元件所在的元件集删去该分支首元件，将下一行定义为分支首元件，转至步骤(9)，继续判断；

(13)该元件集不需要进行等效，转至步骤(8)，继续判断；

(14)构建一个列数为2的矩阵，该矩阵为串联算法矩阵，矩阵的两列分别为元件故障率和单次故障时间。将所需的两列数据赋值到串联算法矩阵中；