[发明专利]一种电力系统可视化仿真模型拓扑分层布局方法

说明书

本发明公开了一种电力系统可视化仿真模型拓扑分层布局方法，包括步骤：依据电网机电暂态数据建立邻接矩阵A和支路数量矩阵B；首先输入最高电压等级网络的指定边界节点坐标，其余节点坐标随机生成；遍历邻接矩阵A中节点电压等级最高的子矩阵A₁，计算所有支路两端节点的引力、计算其余节点对该节点的斥力及合力作为各节点需要移动的距离和方向，对各节点坐标进行移动，以完成最高电压等级网络自动布局；逐步对第n个电压等级的网络进行自动布局，最终完成电网的拓扑布局。本发明考虑厂站实际相对位置、基于不同电压等级网络，为大规模电力系统电磁暂态可视化仿真模型的拓扑布局提供节点坐标，并可直接应用于机电暂态模型地理接线图的快速生成。

技术领域

本发明涉及电力系统仿真技术领域，具体涉及一种电力系统可视化仿真模型拓扑分层布局方法。

背景技术

随着经济技术的发展，电网规模不断扩大以及新能源、电力电子设备、高压直流输电系统的接入，基于现有的电力系统机电暂态数据进行电磁暂态自动建模成为大规模电磁暂态分析的新趋势。然而，电磁暂态自动建模面临的一大难题在于电网厂站节点以及网络拓扑的自动布局。此外，当前机电暂态仿真系统中电网地理接线图均依靠人工进行绘制，对于大规模电网的接线图绘制将耗费大量的人力和时间。

现有的接线图布局方法大多只考虑计算方法的交叉点和布局均匀性等，但未考虑各厂站节点的实际相对位置。此外，由于各厂站的实际地理坐标难以获取，依据机电暂态仿真模型中的电网拓扑数据，直接进行拓扑布局，将导致拓扑布局可能与实际的拓扑差异极大，使得电网仿真分析人员难以分辨电网拓扑，对电网分析造成负面影响。此外，对于含有多电压等级网络的大型电力系统，若采用现有布局方法可能导致每次布局效果差异极大，如何保证每次布局结果的相对稳定性成为多电压层级大规模电力系统可视化仿真模型拓扑布局的难题。对上述问题，目前还没有相关研究成果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有拓扑布局方法没有考虑厂站节点的实际相对位置，拓扑布局效果可能与实际的拓扑差异极大，多次布局结果的相对稳定性较差，目的在于提供一种电力系统可视化仿真模型拓扑分层布局方法，考虑厂站实际相对位置、基于不同电压等级网络的分层拓扑布局方法，可为大规模电力系统电磁暂态可视化仿真模型的拓扑布局提供节点坐标，并可直接应用于电力系统机电暂态模型地理接线图的快速生成。

本发明通过下述技术方案实现：

一种电力系统可视化仿真模型拓扑分层布局方法，包括以下步骤：

Setp.1，解析电力系统机电暂态仿真模型数据，以输入电网机电暂态数据；

Setp.2，依据所述电网机电暂态数据分别建立电网数据邻接矩阵A和电网数据支路数量矩阵B，且所述邻接矩阵A的元素均按照电压等级分块；

Setp.3，输入最高电压等级网络的指定边界节点坐标，其余节点坐标随机生成；

Setp.4，遍历Setp.2中所述邻接矩阵A中节点电压等级最高的子矩阵A₁，计算所有支路两端节点的引力；

Setp.5，遍历Setp.2中所述邻接矩阵A中节点电压等级最高的子矩阵A₁对应的节点，计算其余节点对该节点的斥力；

Setp.6，根据Setp.4和Setp.5计算所得引力和斥力计算各节点的合力，所述合力为各节点需要移动的距离和方向；

Setp.7，根据Setp.3所得各节点初始坐标和Setp.6所得各节点移动的距离和方向，对各节点坐标进行移动；

Setp.8，重复Setp.4至Setp.7，迭代到达计算次数上限或交叉点数达到用户要求后停止计算，最高电压等级网络自动布局完成；