[发明专利]基于联络开关拓扑编码的矿井高压电网自动短路计算方法

摘要

本发明公开了基于联络开关拓扑编码的矿井高压电网自动短路计算方法，该方法首先对矿井高压供电系统图各种电气设备所包含的参数信息进行详细定义，并对矿井高压供电系统图的各种电气设备的属性信息进行初始化设置；然后，针对矿井高压电网的网络结构特点，依据矿井高压供电系统图中电气设备之间的连接关系，基于设备类型和拓扑结构搜索针对每个设备进行拓扑编码，有效实现矿井高压电网供电网络的拓扑辨识；最后，基于拓扑结构编码获取的开关集合Q_E，完成矿井高压电网自动短路计算。该方法结构性强，分析过程清晰，时间复杂度较低。

主权项

1.基于联络开关拓扑编码的矿井高压电网自动短路计算方法，其特征在于，所描述的自动短路计算方法包括如下步骤：步骤11，对矿井高压供电系统图各种电气设备所包含的参数信息进行详细定义，并对矿井高压供电系统图的各种电气设备的属性信息进行初始化设置；步骤12， 针对矿井高压电网的网络结构特点，依据矿井高压供电系统图中电气设备之间的连接关系，基于设备类型和拓扑结构搜索针对每个设备进行拓扑编码，有效实现矿井高压电网供电网络的拓扑辨识；步骤13，基于拓扑结构编码获取的开关集合Q_E，针对某个出线开关S控制的线路计算三相短路电流和两相短路电流；在步骤12中，进行如下步骤：步骤121：以电源进线开关作为起点开始对矿井高压供电系统图的网络拓扑结构进行学习，依据电气设备类型字段在供电系统图所有开关中将所有电源进线开关对象加入到集合QA中，同时建立一个链接表PT，在链接表PT中保存了每个电源进线开关对应的最大运行方式下的系统电抗和最小运行方式下的系统电抗；假定i=0，字符M=“.”；从集合QA中取出一个开关，执行步骤122；步骤122：将p的数值设置为i+1，然后将i的数值设置为p；将i转换成字符Y，检测取出的开关对应的状态Status参数，如果该开关状态为分闸，执行步骤123；如果该开关状态为合闸，则将其拓扑编码Code设置为Y，将编码后的开关对象加入到进线开关集合QD和拓扑开关集合QE中，QE用于保存已完成拓扑结构编码的所有开关对象，执行步骤123；步骤123：如果集合QA中还有元素未被遍历，从集合QA中取出下一个开关，重复执行步骤122；如果集合QA中已经没有元素，从集合QD中取出一个开关，执行步骤124；步骤124：假定取出的进线开关用A表示，如果该进线开关的状态为合闸，在矿井高压供电系统图中查找与该进线开关相邻的母线，该母线用B1表示，并将母线B1的BoolProcessed参数设置为1；然后查找与母线B1相邻的所有出线开关，将查找获取的所有出线开关的拓扑编码设置为开关A的拓扑编码，并将获得的所有出线开关加入到出线开关集合OutSwitchQueue中；然后查找与母线B1相邻的联络开关，如果存在相邻的联络开关，该联络开关用CONN表示，执行步骤125；如果不存在相邻的联络开关，执行步骤126；步骤125：如果联络开关CONN的BoolProcessed参数数值为0，Code字段参数为空，则将CONN的Code字段参数设置为A的Code字段的数值，执行步骤126；如果联络开关CONN的BoolProcessed参数数值为0，Code字段参数不为空，用Temp表示，将Temp，“*”，A的Code字段三个字符串合并后用TEMP1表示，将开关CONN的Code字段参数设置为TEMP1，将联络开关的BoolProcessed参数数值设置为1，将编码后的联络开关加入到开关集合QE中；步骤126：假定j=0，从集合OutSwitchQueue中取出一个开关，执行步骤127；步骤127：假定取出的出线开关用B表示，如果该出线开关状态为合闸，则将q的数值设置为j+1，然后将j的数值设置为q；将j转换成相应的字符Z1，开关B原有的拓扑编码用Y1表示，将Y1、M、Z1三个字符串从左往右合并得到的字符串就是开关B最终的拓扑编码Code；将拓扑编码后的出线开关加入到集合QB和开关集合QE中；如果集合OutSwitchQueue中仍然有开关未被处理，则取出下一个开关，重复执行步骤127；如果集合OutSwitchQueue中已没有开关需要处理，从集合QB中取出一个开关，执行步骤128；步骤128：在供电系统图中，查找与该出线开关相邻的进线开关，如果出线开关的拓扑编码为X，将X，M和“1”这三个字符串从左往右合并得到的字符串就是该进线开关的拓扑编码Code，将获得的该进线开关加入到集合QD和开关集合QE中；如果集合OB中仍然有开关未被处理，则取出下一个开关，重复执行步骤128；如果集合OB中没有开关需要处理，则执行步骤129；步骤129：集合QD中如果仍然有开关未被处理，则取出下一个开关，执行步骤124；如果集合QD中没有开关需要处理，则矿井高压电网拓扑编码完成；开关集合QE中的所有元素均完成了拓扑结构编码；在步骤13，进行如下步骤：步骤131：在开关集合Q_E中依据开关S的ID参数可查找到该出线开关的拓扑编码Code，假定其Code用U表示，集合Q_F、集合S_G和集合初始情况下为空；将出线开关S加入到集合中；步骤132：将开关集合QE中的所有开关对象加入到集合QF和集合SG中；步骤133：将字符串U中最后一个“.”字符和最后一个“.”字符后的所有字符全部删除后得到一个新的字符串，在集合S_G中查找开关状态为合闸，开关拓扑编码为的进线开关，如果存在，该进线开关用表示，执行步骤134；如果不存在，执行步骤 135；步骤134：在字符串中查找“.”字符，如果不存在“.”字符，将开关加入到集合中，执行步骤137；如果存在“.”字符，将字符串中最后一个“.”字符和最后一个“.”字符后的所有字符全部删除后得到一个新的字符串，在集合S_G中查找开关状态为合闸，开关拓扑编码为的出线开关，如果出线开关存在，将该出线开关加入到集合中，将字符串U的值用字符串代替，执行步骤133；步骤135：在集合S_G中取出一个开关状态为合闸的联络开关，其拓扑编码用表示，由、“*”和三个字符串合并而成；步骤136：如果，则将字符串的值用字符串代替，执行步骤134；如果，则将字符串的值用字符串代替，在集合S_G中查找开关状态为合闸，开关拓扑编码为的进线开关，查找到的进线开关用表示，执行步骤134；如果和不相等，和也不相等，执行步骤135；步骤137：将集合中所有出线开关直接控制线路的电阻全部相加后得到总电阻；将集合中所有出线开关直接控制线路的电抗全部相加后得到电抗；依据集合中保存的电源进线开关信息和链接表PT获取最大运行方式下的系统电抗和最小运行方式下的系统电抗，然后将最大运行方式下的系统电抗与相加得到最大运行方式下的系统总电抗，将最小运行方式下的系统电抗与相加得到最小运行方式下的系统总电抗；执行步骤138；步骤138：依据高压供电系统短路点所在线路的平均电压和总电阻、最大运行方式下的系统总电抗计算最大运行方式下的三相短路电流，执行步骤139；步骤139：依据高压供电系统短路点所在线路的平均电压和总电阻、最小运行方式下的系统总电抗计算最小运行方式下的两相短路电流。