[发明专利]一种基于网络拓扑分区分层的配电网故障快速恢复方法

权利要求书

1.一种基于网络拓扑分区分层的配电网故障快速恢复方法，包括以下步骤：

步骤001、将配电系统的拓扑结构G划分为多个馈线联络组；

步骤001中，将若干条互联的馈线组成的最小自愈单元称为馈线联络组，馈线联络组的划分包括以下步骤：

(1)首先将每条馈线的馈线段以及母线进行编号，初始化定义系统的节点集合为V，边集合为E，实现对配电网拓扑结构图G的等价描述；

(2)对配电网网络拓扑结构图G进行分层；分层思路如下：

以馈线出线母线作为第一层节点，最外层为末梢节点，末梢节点即联络开关的一端端点，依次构建节点的父子关系，前一层的节点为后一层节点的父节点，后一层为前一层的子节点，每一个子节点只有一个父节点，而每一个父节点对应于多个子节点；依据节点的父子关系形成网络层次矩阵L，以及支路层次关联矩阵C；

(3)遍历配网拓扑图G中的所有联络开关集合，联络开关存储了所有联络开关的编号及端点编号，定义新的空集合容器FG_B，空集合容器的行数为馈线联络组的数目，元素FG_B_ij表示第i个馈线联络组中的第j条支路编号；

(4)定义有联络开关的支路为联络支路，由联络支路的两个端点为遍历的开始节点，利用网络层次矩阵L中定义的拓扑层次关系，不断地向上遍历，保存遍历中的支路编号，直到馈线出线母线终止；

(5)判断已遍历到的馈线母线是否已经存在于历史已经遍历过的馈线母线中，若已经存在则合并馈线联络组，若不存在则形成新的馈线联络组，即FG_B增加一行存在新的馈线联络组；

(6)遍历完所有的联络支路后，跳出循环，完成搜索，输出集合FG_B；

步骤002、利用馈线联络组的基本环路矩阵确定非故障失电区域的恢复方案；

步骤003、利用启发式规则闭合联络开关，恢复非故障失电区的连通性；

步骤004、若存在线路过载，通过网络分层综合判断各层支路的当前载流情况，根据状态交换条件决定与非故障失电区有关联的剩余基本环路中联络开关与分段开关的交换点并进行状态交换；

步骤005、若线路中所有满足交换条件的联络开关均完成状态交换，则利用切负荷规则对非故障失电区进行切负荷操作。

2.根据权利要求1所述的基于网络拓扑分区分层的配电网故障快速恢复方法，其特征在于，所述步骤001中，根据基本环路的定义，单个馈线联络组中基本环路的数目与联络开关的数目相同，故障发生并完成隔离后，剩下的非故障失电区的转供恢复实质上是馈线联络组内基本环路中联络开关的最优组合；

馈线联络组基本环路矩阵的自动生成包括以下两个步骤：

(1)遍历馈线联络组中的所有联络支路，利用馈线联络组集合与配电网拓扑初始结构的节点集合V与支路集合E，确定当前所遍历的联络支路以首末节点为端点的两条支路，再以这两条支路为始端，依据支路的层次关联矩阵C搜索与其相连的上层支路，直至根节点，形成两个上层支路向量，将两个向量中相同的支路去掉，剩余的所有支路即为基本环路矩阵中该联络支路对应行的所有支路；

(2)遍历完当前馈线联络组的所有联络支路，跳出循环，形成当前馈线联络组的基本环路矩阵BL。

3.根据权利要求1所述的基于网络拓扑分区分层的配电网故障快速恢复方法，其特征在于，所述步骤002具体步骤为：

(2-1)首先根据故障确定隔离该故障所需隔离的故障支路Bi；

(2-2)其次，搜索基本环路矩阵BL，判断隔离故障所断开的支路Bi是否存在于馈线联络组的基本环路矩阵BL中，若Bi存在于基本环路矩阵BL，则该故障可以通过网络重构进行恢复；若Bi不存在于基本环路矩阵BL，则该故障不能通过网络重构方法进行恢复，进而通过计划孤岛方法对非故障失电区进行恢复；

(2-3)然后由故障支路Bi开始向末端支路方向遍历，通过支路层次关联矩阵C查找除最后一层外其它任意支路的下层支路，从而确定遍历方向，直到遍历末端节点，从而确定非故障停电区域所包含的节点和支路。